Вулканическое поле Северной арки - North Arch volcanic field

Вулканическое поле Северной арки
Вулканическое поле Северной арки, к северу от Оаху, места отбора проб отмечены .png
Карта вулканического поля Северной Арки с отмеченными Оаху и местами отбора проб

Координаты: 24 ° с. 158 ° з.д. / 24 ° с. Ш. 158 ° з. / 24; -158[1]

Вулканическое поле Северной арки[а] является подводный вулканическое поле к северу от Оаху, Гавайи. Он занимает площадь около 25000 квадратных километров (9700 квадратных миль) и состоит из больших пространств щелочной базальт, базанит и нефелинит которые образуют обширные потоки лавы и вулканические конусы. Некоторые потоки лавы имеют длину более 100 километров (62 миль).

Это вулканическое поле, кажется, каким-то образом связано с Горячая точка Гавайев, хотя точные механизмы обсуждаются. Подобные вулканические образования также встречаются на соседних островах, таких как Вулканик Гонолулу на Оаху. Вулканическое поле образовалось эксцентричный и взрывные извержения между 1,5 и 0,5 миллиона лет назад, хотя извержения до и после этих дат также имели место.

География и геоморфология

Вулканическое поле Северной Арки находится в 200–400 км (120–250 миль).[3] к северу от Оаху на глубине 3 900–4 380 метров (12 800–14 370 футов);[4] в пределах Исключительная экономическая зона из Гавайские острова. Существование потоков лавы в этом геологическом регионе предполагалось еще в 1964 году, но было Гидролокатор бокового обзора GLORIA в конце концов идентифицировал аномально отражающее морское дно, которое составляет вулканическое поле Северной Арки;[5] открытие было впервые опубликовано в 1968 г.[6] и образцы горных пород, отобранные в 1988 г.[5] Вулканическое поле находится на Гавайская арка[b][4] и на его южном склоне.[9]

Вулканическое поле занимает площадь около 25000 квадратных километров (9700 квадратных миль).[4][c] и состоит из около 100 наблюдаемых вулканические конусы с ассоциированным потоки лавы. Вулканические конусы варьируются от щитообразных до крутых.[10] к купол лавы -подобные и длинные гребни[11] и потоки лавы диапазон от лавовые озера формирование конусов с плоской вершиной[9] до более чем 100 километров (62 миль) длинных потоков лавы, несмотря на плоскую местность;[10] небольшие холмы в потоках лавы могут быть вентиляционные отверстия.[7] Средняя толщина потоков лавы, вероятно, составляет менее 10 метров (33 футов).[12] или около 40–50 метров (130–160 футов).[13] Вентиляционные отверстия фиссур также встречаются в поле; один из них был источником потока лавы на 3600 квадратных километров (1400 квадратных миль).[14] Из-за размеров лавовых потоков это поле также назвали паводковый базальт по аналогии с его обычно гораздо более крупными континентальными аналогами.[2] Вулканы расположены среди Меловой подводные горы и покрытое наносами морское дно, которое образует кипуки между потоками лавы.[15] В свою очередь потоки лавы покрыты отложениями толщиной более 1 метра (3 фута 3 дюйма).[7] Заметная волна в месте скопления вулканических конусов может отражать присутствие подоконники.[9] Общий объем вулканического поля составляет около 1250–1000 кубических километров (300–240 кубических миль),[15] намного меньше, чем типичный гавайский сцена щита вулкан,[16] и породы встречаются в форме, например, стекло осколки, подушка лава, шлак и вулканический материал.[10] А сейсмическая скорость Глубинная аномалия, по-видимому, связана с вулканическим полем Северной арки.[17]

Геология

Основная часть вулканизма Гавайский вулкан состоит из сцена щита в течение которого толеитовый извергнуты лавы.[18] Эта стадия наступает через 250 000–2 500 000 лет, после чего следует «постэрозионный» или «омоложенный» этап, во время которого лава из щелочной базальт, мелилитит и нефелинит сочинение; такой вулканизм наблюдался на Кулау, Кауаи и Ниихау[4] и покрывает большую часть Гавайских островов, хотя составляет менее одного процента их объема.[1] Вулканические породы Северной арки напоминают по составу эти омоложенный этап вулканические породы на Гавайях, такие как Вулканик Гонолулу,[19] и другая единица этих вулканитов образует Южное вулканическое поле[18] 200 километров (120 миль) к югу от Килауэа,[20] и считались "периферийными лавами" Горячая точка Гавайев.[21] Фактически, было высказано предположение, что омоложенные вулканические образования Ниихау, Кауаи, Оаху и Молокаи на самом деле может быть частью вулканического поля Северной Арки.[22] Другие вулканические образования, вероятно, похожей природы были обнаружены между Оаху и Кауаи.[23]

Источник

В то время как сцена щита вулканические образования Гавайев связаны с мантийный шлейф, обсуждается происхождение вулканизма в вулканическом поле Северной арки:[1]

Тем не менее, вулканизм вулканического поля Северной арки может иметь общую причину, поскольку омоложенный этап вулканизм Гавайских островов.[12] Вулканические образования, интерпретируемые аналогично вулканическому полю Северной Арки, также известны из Кергелен.[27]

Сочинение

Пробы, взятые из вулканического поля Северной Арки, мелкозернистые или стеклянные.[28] с разным количеством пузырьков[29] и состоит из щелочной базальт, базанит[28] и нефелинит,[19] с переменной хлор, магний, калий и сера содержание.[30] Оливин это самый важный вкрапленник, несмотря на то что клинопироксен[31] и шпинель также встречаются.[32] Такой разнообразный состав является следствием переменного плавления из общей материнской породы с последующим фракционированием оливин[33] и гранат;[34] материнская порода в конечном итоге является продуктом обоих мантия и мантийный шлейф составные части.[35] Гиалокластит также встречается;[7] глина и палагонит найденные в поле, возможно, образовались из вулканического пепла[36] например, через гидротермальный внесение изменений[29] и оксид марганца корки покрывают многие потоки.[7]

История извержений

Вулканизм на вулканическом поле Северной арки произошел во время Плио-плейстоцен[15] 1,5 миллиона лет назад[d] и менее 500 000 лет назад, в то же время, что и Вулканик Гонолулу[1] хотя были обнаружены и более молодые потоки.[14] Время вулканической активности было выведено из толщины палагонит и слои отложений, а также стратиграфия[7] и пересекается с омоложенным вулканизмом на Оаху, Кауаи и Ниихау.[8] Напротив, Южное вулканическое поле был установлен в последние 10 000 лет.[38]

По всей видимости, сначала была заложена центральная часть поля, а прилегающие части сформировались позже; кроме того, потоки лавы, которые составляют окружающие части, по всей видимости, преимущественно берут начало у подножия Меловой хребты и подводные горы;[39] возможно, эти хребты и подводные горы могут действовать как пути для выхода магмы на поверхность.[40] Общее производство магмы составляет около 0,001 кубических километров в год (0,00024 куб. Миль / год).[41]

Вулканическое поле Северной Арки было местом обширных лава излияние[9] и образование неглубоких магматические очаги что привело к кратеры ямы когда они рухнули.[14] Несмотря на большую глубину вулканического поля Северного свода, следы взрывные извержения был найден там[15] такие как крутые и низкие вулканические конусы и отложения из фонтан огня;[42] образование пузырьков из летучих веществ в магма[42] и процессы с участием сверхкритический флюиды и взаимодействие магмы с водой, вероятно, вовлечены во взрывной вулканизм там.[43]

Примечания

  1. ^ Название является ссылкой на эту должность, а также для того, чтобы отличить ее от Южное вулканическое поле.[2]
  2. ^ Гавайская арка - это хребет высотой 0,2 км (0,12 мили), образованный изгибом, вызванным весом Гавайский Острова[7] и сопровождается впадина.[8]
  3. ^ В свою очередь, кажется, что это часть еще более крупного поля, которое покрывает 150 000 квадратных километров (58 000 квадратных миль).[6]
  4. ^ Одно извержение могло произойти более 1,6 миллиона лет назад.[7] и некоторые потоки погребены под отложениями, образовавшимися 1,8 - 2,7 миллиона лет назад. Оползень Нуануу на Вулкан Кулау, Оаху.[37]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Клэйг, Фрей и Ян 2003, п. 604.
  2. ^ а б Clague et al. 1990 г., п. 176.
  3. ^ Sinton et al. 2000 г., п. 688.
  4. ^ а б c d Клэйг, Фрей и Ян 2003, п. 603.
  5. ^ а б Clague et al. 1990 г., п. 175.
  6. ^ а б Holcomb et al. 1989 г., п. 611.
  7. ^ а б c d е ж грамм Poreda et al. 1997 г., п. 913.
  8. ^ а б Sinton et al. 2000 г., п. 668.
  9. ^ а б c d Hirano, N .; Clague, D .; Takahashi, E .; Хирата, Т .; Coombs, M .; Икинс, Б. (1 декабря 2003 г.). «Тип извержения и геохимия лав Северного свода». Тезисы осеннего собрания AGU. 22: V22C – 0593. Bibcode:2003AGUFM.V22C0593H.
  10. ^ а б c Дэвис и Клэйг 2005, стр. 297-298.
  11. ^ Normark et al. 1989 г., п. 18.
  12. ^ а б c d Хербрих, Антье; Hoernle, Kaj; Вернер, Рейнхард; Хауфф, Фолькмар; Bogaard, Paul v. D .; Гарбе-Шенберг, Дитер (1 января 2015 г.). «Подводные горы Кокосовая плита на северо-западе Коста-Рики и на юго-западе Никарагуа: последствия для крупномасштабного распространения материала плюма Галапагосских островов в верхней мантии» (PDF). Lithos. 212-215: 228. Bibcode:2015Litho.212..214H. Дои:10.1016 / j.lithos.2014.10.014. ISSN  0024-4937.
  13. ^ Bianco et al. 2005 г., п. 19.
  14. ^ а б c Clague, Дэвид А .; Уто, Козо; Сатаке, Кендзи; Дэвис, Алисе С. (2002). «Тип извержения и распространение потока в подводном вулканическом поле Северной арки, Гавайи». Гавайские вулканы: глубокие подводные перспективы. Серия геофизических монографий. 128. С. 65–84. Дои:10.1029 / GM128p0065. ISBN  0-87590-987-6.
  15. ^ а б c d Дэвис и Клэйг 2005, п. 295.
  16. ^ Bianco et al. 2005 г., п. 2.
  17. ^ Хаури, Эрик Х .; Берковичи, Дэвид; Детрик, Роберт С .; Соломон, Шон С.; Коллинз, Джон А .; Вулф, Сесили Дж .; Orcutt, John A .; Марки, Аманда; Ласке, Габи (1 декабря 2011 г.). «Асимметричная мелкая структура мантии под Гавайским валом - свидетельство волн Рэлея, зарегистрированных сетью PLUME». Международный геофизический журнал. 187 (3): 1738. Bibcode:2011GeoJI.187.1725L. Дои:10.1111 / j.1365-246X.2011.05238.x. ISSN  0956-540X.
  18. ^ а б Sinton et al. 2000 г., п. 667.
  19. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005, п. 296.
  20. ^ Kani, T .; Hanan, B.B .; Kingsley, R .; Шиллинг, Дж. (1 декабря 2005 г.). «Ограничения на компоненты источника, участвующие в магматизме вулканического поля Северной дуги и вулканического поля Южной дуги, Гавайи». Тезисы осеннего собрания AGU. 51: V51A – 1470. Bibcode:2005AGUFM.V51A1470K.
  21. ^ Clague et al. 1990 г., п. 184.
  22. ^ Уто, К .; Ishizuka, O .; Garcia, M.O .; Clague, D.A .; Нака, Дж. (1 декабря 2002 г.). «Пересмотр эволюционной модели вулкана гавайского типа: возраст 40Ar / 39Ar для лав из глубоких недр острова Оаху и щелочных базальтов из вулканического поля Северной Арки». Тезисы осеннего собрания AGU. 62: T62A – 1284. Bibcode:2002AGUFM.T62A1284U.
  23. ^ Махони, Джон Дж .; Clague, Дэвид А .; Гийу, Эрве; Зандер, Ирис ван дер; Пайл, Дуглас; Тардона, Мэри; Исон, Дебора Э .; Синтон, Джон М. (1 сентября 2014 г.). «Вулкан Каэна - вулкан-предшественник острова Оаху, Гавайи». Бюллетень GSA. 126 (9–10): 11. Bibcode:2014GSAB..126.1219S. Дои:10.1130 / B30936.1. ISSN  0016-7606.
  24. ^ Clague et al. 1990 г., п. 189.
  25. ^ Ямамото, Митико; Морган, Джейсон Фиппс (2009). «Вулканические поля Северной арки возле Гавайев являются свидетельством в пользу гипотезы рестит-корня о происхождении горячих точек». Терра Нова. 21 (6): 464. Bibcode:2009ТеНов..21..452л. Дои:10.1111 / j.1365-3121.2009.00902.x. ISSN  1365-3121.
  26. ^ Tackley, Paul J .; Ито, Гарретт; Баллмер, Максим Д. (июль 2011 г.). «Пространственная и временная изменчивость в Гавайских горячих точках вулканизма, вызванная мелкомасштабной конвекцией». Природа Геонауки. 4 (7): 3. Bibcode:2011НатГе ... 4..457B. Дои:10.1038 / ngeo1187. ISSN  1752-0908.
  27. ^ Альбаред, Франциск; Блихерт-Тофт, Янне; Вайс, Доминик; Маттиелли, Надин (1 июля 2002 г.). "Свидетельства Hf-изотопов миоценовых изменений в составе мантийных плюмов Кергелен". Журнал петрологии. 43 (7): 1337. Bibcode:2002JPet ... 43.1327M. Дои:10.1093 / петрология / 43.7.1327. ISSN  0022-3530.
  28. ^ а б Клэйг, Фрей и Ян 2003, п. 605.
  29. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005, п. 298.
  30. ^ Дэвис и Клэйг 2005, п. 301.
  31. ^ Poreda et al. 1997 г., п. 917.
  32. ^ Clague et al. 1990 г., п. 181.
  33. ^ Sinton et al. 2000 г., п. 681.
  34. ^ Sinton et al. 2000 г., п. 682.
  35. ^ Kani, T .; Уто, К. (1 декабря 2001 г.). «Геохимические характеристики мантийных источников щелочного вулканизма Северной арки, Гавайи». Тезисы осеннего собрания AGU. 12: V12B – 0961. Bibcode:2001AGUFM.V12B0961K.
  36. ^ Дэвис и Клэйг 2005, п. 297.
  37. ^ Clague et al. 1990 г., п. 186.
  38. ^ Holcomb et al. 1989 г., п. 614.
  39. ^ Clague et al. 1990 г., п. 188.
  40. ^ Clague et al. 1990 г., п. 190.
  41. ^ Моришита, Томоаки; Умино, Сусуму; Кимура, Дзюн-Ичи; Ямасита, Микия; Оно, Шигеаки; Митибаяси, Кацуёси; Томинага, Масако; Кляйн, Фридер; Гарсия, Майкл О. (2 декабря 2019 г.). «Отчет семинара по бурению твердых пород в океанической коре среднего мела на Гавайской Северной арке». Научное бурение. 26: 51. Bibcode:2019Научный .. 26 ... 47M. Дои:10.5194 / sd-26-47-2019.
  42. ^ а б Дэвис и Клэйг 2005, п. 306.
  43. ^ Дэвис и Клэйг 2005, п. 304.

Источники