Глубинное строение зону субдукции по геофизическим данным

· Многоканальное сейсмическое профилирование - дает сейсмические границы для небольших глубин (первые десятки км).

· Распределение горных масс с разными скоростными характеристиками (глубины до 20 км).

· Томография - объемное изучение распространения скоростных и плотностных характеристик литосферы (по V_p, V_s, Q - степень размягченности вещества). Моделируется состояние слэба от момента начала субдукции и дальше, на выходе - как разогревается слэб. Соотношение слэба с нижней мантией:

o Без проникновения слэба в мантию (слэб ложится на мантию)

o Частичное проникновение (слэб в зоне пересечению сминается, утолщается)

o Полное проникновение

· Методы, выявляющие сейсмическую анизотропию вещества. Выявляются такие структуры, как окна слэба.

· Данные гравиметра: отрицательные аномалии в ряде случае интерпретируются, как впадины (глубоководные желоба).

· Данные магнитометрии: особенно четко выражается субдукция толстой холодной литосферы. Кроме того, важную роль играют линейные магнитные аномалии - они затягиваются в зону субдукции и просвечивают до определенных глубин.

· Магнито-теллурическое зондирование (МТЗ) - слэб обладает высоким сопротивлением и слабой проводимостью по сравнению с окружающим веществом. Породы с повышенной проводимостью - размягченные, расплавленные, флюидонасыщенные. На диаграммах проводимости обычно виден сам слэб, участки расплавленного вещества под островными дугами и другие участки с различными геоэлектрическими характеристиками.

· Данные геотермии: самый низкий тепловой поток -у глубоководного желоба, затем он быстро возрастает при приближении к вулканической цепи (кондуктивный перенос с магмой), в задуговом бассейне тепловой поток доже достаточно высокий (выше, чем в океане).

· Данные о сейсмофокальных зонах. Первую сейсмофокальную зону обнаружил и опубликовал в 1935 г. японский сейсмолог Вадати. Он обнаружил, что по удалению от океана очаги землетрясений становятся все более глубинными и проследил наклонную сейсмофокльную зону. Современная карта сейсмофокальных зон Японии очень похожа, охватывает большие глубины, под Японию прослеживается субдуцирующая плита, разделенная на зоны с разными углами погружения, т.е. это три отдельных зоны субдукции (Японскую, Идзу-Бонийскую и Нанкай). Сейчас есть подобные данные почти по всем зонам субдукции. С 1938 по 1945 г. была опубликована сводка по всем сейсмофокальным зонам Земли (Гуттенберг и Рихтер), в 1946 г. была опубликована статья Заварицкого "Данные, которые нужно учитывать при тектонических построениях" на тему магматизма сейсмофокальных зон. 1949-1955 г.- сводка по сейсмофокальным зонам, опубликованная Беньофом.

Глубинность сейсмофокальных зон составляет от 50 до 700 км.

Гравиметрические и магнитные аномалии над зонами субдукции, распределение теплового потока.

См. вопрос 40.

Магматизм зон субдукции, закономерности его размещения.

Магматизм - дает наиболее наглядную информацию, в частности направление и угол погружения слэба. Огненное кольцо - субдукционные цепи вулканов.

Вулканические пояса появляются над слэбом в определенном интервале глубин: расстояние между поверхностью земной коры и сейсмофокальной зоной обычно составляет 80-120 км. Стало быть, вулканический фронт в плане расположен на строго определенном расстоянии от точки указанных глубин слэба. На этих глубинах - магическая изотерма, где слэб плавится и дает материал для островодужного магматизма. Arc-trenchgap - зазор между дугой и желобом, зависит от угла наклона желоба (зависимость между глубиной слэба и положением вулканической цепи).

Флюиды от расплавленного слэба проходятвверх через астеносферный клин, который также частично расплавлен, их путь может быть как вертикальным, так и наклонным. Вулканические очаги в основном проявляются в верхних частях клина и в земной коре, часто они низкочастотные (что сие?).

Состав вулканитов также имеет большое значение при обнаружении зон субдукции. Чаще всего изучаются микроэлементные составляющие и изотопные характеристики: каждый раз они разные. Важно отметить, что помимо самой коры в зону субдукции затягивается и свежий осадочный материал, дающий изотоп ¹⁰Be -формируется в атмосфере, при взаимодействии космических лучей на кислород и азот, его период полураспада около 1,5 млн. лет. Ювенильного бериллия быть не может, поэтому если в лавах обнаруживается повышенное содержание ¹⁰Be, то он, скорее всего, идет либо с глубин магмогенеза из затянутых осадочных пород, либо возникает там в результате инфильтрации атмосферных вод.

Собственно состав вулканиты островных дуг - от базальтов до риолитов. В вулканическом поясе из параллельных дуге вулканов не может изливаться одинаковая лава, что связано с разной глубиной слэба - латеральная петрохимическая полярность. В направлении от вулканического фронта к тылу пояса (от I к III):

· Повышается содержание K, Ba, Rb, Sr (легкие литофильные элементы с большими ионными радиусами).

· Убывает Mg, Fe.

I (толеитовая серия)	II (известково-щелочная серия)	III (серия повышенной щелочности K, шошонитовая)
Железистые дациты Исландиты Толеитовые базальты	Риолиты Дациты Андезиты Известково-щелочные (высокоглиноземистые базальты)	Трахиты Латиты (щелочной андезит) Шошониты (щелочной базальт)

На основе состава вулканитов можно определить тип дуги:

Петрографические серии	Энсиматическая (Марианская, Идзу-Бонинская)	Энсиалическая (Японская)	Анды
Толеитовая	Преобладает	Есть	Нет
Известково-щелочная	Есть	Преобладает	Преобладает
Шошонитовая	Нет	Есть	Есть

Над зонами субдукции преобладают породы известково-щелочной серии, а не просто андезиты. Такого состава магмы почти не могут выплавляться непосредственно из базальтового слэба. В небольшом количестве обнаружены такие породы, выплавленные собственно из базальтовой коры, но только при условии достаточно низких давлений. В нормальных зонах субдукции таких условий нет. К таким ненормальным зонам относится остров Адак (Алеутская дуга) - адакиты, высокомагнезиальные породы андезит-дацитового состава. Сочетание температур давлений здесь: 800-1000⁰С, 45-70 км (а нормальный магмогенез начинается глубже). Такие ситуации возникают, где слэб разогревается с краю, снизу и сверху - чаще всего при образовании новой зоны субдукции, когда слэб расщепляется. При этом формируется окно слэба (литосферное окно) - происходит сверхразогрев и выплавляются адакиты.

Состав вулканитов также позволяет определять направление и угол погружения на основе номограмм. Первые номограммы состава Дикинсон и Хатерсон - зависимость содержания калия от глубины зоны Беньофа под действующим вулканом. С глубиной содержание калия возрастает. Т.о., можно определять приблизительную глубину залегания очага.

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 858; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 212223 24 25 26 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!