Вулканическое поле Сан -Квинтин представляет собой совокупность из десяти или одиннадцати вулканических шлаковых конусов, расположенных вдоль тихоокеанского побережья полуострова Нижняя Калифорния в Мексике . Поле образовалось в результате повторяющихся извержений, начавшихся в плейстоцене и закончившихся около 3000 лет назад. [1] [2] Это одно из нескольких известных вулканических полей четвертичного периода в Нижней Калифорнии . Лавовые щиты, по-видимому, сначала выросли как подводные вулканы, которые возникли как острова. [3]
В настоящее время расположенные в мелководном заливе, конусы находятся в двух группах и на двух изолированных островах. Северная группа состоит из двух конусов, сформированных 126 000–90 000 лет назад; Южная группа больше, с двумя конусами в самой лагуне, и формировалась в течение гораздо большего и неопределенного периода времени. Большинство вулканических комплексов в области имеют хорошо сохранившийся шлаковый конус и лавовый шлейф, усеянный эруптивными жерлами и потоками лавы. Сегодня на земле можно увидеть 42 эруптивных единицы. [3]
Поле Сан-Квинтин является единственным известным местом внутриплитного основного щелочного вулканизма на полуострове Нижняя Калифорния . Самые старые конусы в основном извергали примитивные магмы с редкими небольшими ксенолитами . По мере развития поля дифференцированная магма становилась все более распространенной, хотя чрезвычайно чистые примитивные магмы — практически лишенные ксенолитов и необычно богатые вкрапленниками оливина — по- прежнему доминировали в молодых конусах. [3] Эти примитивные магмы возникли в результате прогрессирующего частичного плавления шпинелевого лерцолита на необычно мелких уровнях в мантии . [3] Найденные ультраосновные ксенолиты в основном представляют собой шпинелевый лерцолит, с конечными 20% гарцбургитов , дунитов и пироксенитов . Поле Сан- Квинтин также является единственным источником перидотитовых и гранулитовых ксенолитов на полуострове. [3] Самые крупные и распространенные ксенолиты встречаются в дифференцированных магмах.
Вулканическое поле Сан-Квинтин находится примерно в 260 км (160 миль) к югу от границы с США и в 200 км (120 миль) к югу от Энсенады , Нижняя Калифорния, на широте ~30,5° с. ш. Сегодня конусы покоятся на более чем километре рыхлых плио -четвертичных отложений, наложенных на вулканическое основание нижнемеловой формации Алистос. [4]
Десять вулканических комплексов, обнаруженных в поле Сан-Квинтин, включают в себя Медия-Луна и Вудфорд в северной группе; южную группу, состоящую из Басу, Риверолла, Кентона, Пикачо-Вискайно, Судоэсте и Сенизы; и изолированные комплексы Монте-Мазо и Исла-Сан-Мартин. Морской утес к северу от Басу обнажает то, что может быть одиннадцатым комплексом. [3]
Линия Сантильян и Баррера, важная тектоническая граница, находится примерно в 16 км (9,9 миль) к северо-востоку от вулканического поля. На границе находится выступ континентальной пограничной полосы, участка морских отложений , отмечающего западное побережье полуострова Баха и восточную границу осадочного прогиба. С другой стороны лежит провинция Стабильного полуострова, область, в основном лишенная сбросов (в отличие от уступа Калифорнийского залива ) и покрытая добатолитовыми и батолитовыми кристаллическими породами. [5] Еще один морской террасный уступ находится в 7 км (4,3 мили) к востоку, возвышаясь на 40–80 м (130–260 футов) над прибрежной равниной, с более поздними меловыми отложениями, перекрытыми ранними третичными конгломератами и плиоценовыми морскими отложениями .
Начиная с мелового периода и примерно до 29 миллионов лет назад (29 млн лет назад ) океаническая плита Фараллон субдуцировала на восток под западное побережье Североамериканской плиты . [6] Прибытие центра спрединга Тихоокеанско-Фараллон в желоб сформировало два тройных стыка , которые мигрировали в противоположных направлениях, на север и на юг, вдоль побережья. Это остановило субдукцию и сформировало межплитную трансформную границу . Тройной стык, мигрирующий на юг, прошел через Сан-Квинтин около 17 млн лет назад и оконечность Бахи около 12 млн лет назад, завершив субдукцию на полуострове Баха. [7]
Прекращение субдукции заставило Тихоокеанскую и Североамериканскую плиты двигаться вдоль зон разломов, образовавшихся вдоль разломов Сан-Бенито и Тоско-Абреохос, которые проходят примерно параллельно западному побережью Бахи. [8] Со временем направление относительного движения между этими плитами сместилось на запад, что было обеспечено расширением в протозаливе Калифорнийского залива . [ 9] Одновременно с этим нормальное разломообразование по всему протозаливу еще больше ослабило ареальную литосферу .
Северный протозалив был затоплен еще 13 млн лет назад, [10] и к 10 млн лет назад регион переживал извержения толеитовых базальтов . К 3,5 млн лет назад регион залива был центром большей части движения Тихоокеанско-Североамериканской плиты, создавая новое морское дно из базальтов срединно-океанического хребта (MORB) в центрах спрединга после ареальных трансформных разломов. [11]
Плоскости разломов Баха, идущие с северо-северо-запада на юго-юго-восток, теперь принимают смещение границы плиты [12] и в настоящее время активны. В 1975 году набор сейсмических событий произошел после отсутствия событий в течение трети века примерно в 35 км (22 мили) к северо-западу от поля. [13]
Десять вулканических комплексов Сан-Квинтина выровнены с севера на юг на северо-запад-юго-восток, параллельно морскому разлому, линии Сантильян и Баррера и главному уступу Калифорнийского залива. Таким образом, конусы связаны с разломами, но прямых доказательств наличия объемных разломов не обнаружено. [3] Косвенные доказательства обнаружены в общих характеристиках поля с другими четвертичными вулканическими полями, связанными с объемными разломами, обнаруженными по всей провинции. Это включает внутриплитные геохимические сигнатуры в магмах и наличие мантийных и коровых ксенолитов. [14]
В Нижней Калифорнии вулканизм с большим объемом закончился около 15 млн лет назад, вскоре после окончания субдукции. [15] Третий старейший вулкан был надежно датирован (с использованием 40Ar/39Ar ступенчатого нагрева) 126 000 лет назад. [3] Последующие извержения в северной части залива покрыли вулканическое поле Сан-Квинтин щелочными, богатыми диопсидом базальтами. [16] Общие характеристики этих базальтов, известных как баджаиты , [17] [18] также похожи на щелочные базальты [9] [15] [18], обнаруженные в Южной Нижней Калифорнии, а также на высокомагнезиальные андезиты Алеутских островов . [3] [19]
Эти баджаиты , в основном встречающиеся немного южнее вулканического поля Сан-Кинтин, имеют высокое содержание Mg, Ni, Cr и Sr, низкое содержание Rb и высокое отношение K/Rb и La/Yb. [17] [18] Характеристики могут указывать на то, что одним из источников являются расплавы , полученные из плиты , т. е. субдуцирующая плита добавляет летучие вещества в ультраосновную породу верхней мантии , так что она плавится. Было высказано предположение, что плита полностью субдуцировалась в соответствующих широтах поля Сан-Кинтин, [17] [18] так что « окно без плиты » позволило плите напрямую получить доступ к астеносферной мантии. Это наиболее очевидное объяснение наблюдаемых внутриплитных характеристик щелочных базальтов с лерцолитом. В качестве альтернативы, баджаиты могли образоваться из частичного плавления в мантии метасоматизированного мантийного апатита и амфибола , за которым последовал постсубдукционный рифтинг. Это объяснение оставляет поле нетронутым вторым эпизодом субдукции и ведет более естественно к базальтам океанических островов, которые также присутствуют. [16]
Базальтовые лавы поля Сан-Квинтин имеют тот же состав, что и базальты океанических островов, обнаруженные на Гавайях и Азорских островах , где они связаны с мантийными плюмами . [20] Диапазоны изотопного состава перекрываются для примитивных и дифференцированных пород, указывая на то, что последние были получены в результате фракционной кристаллизации примитивных магм. [3] Обилие ксенолитов в дифференцированной магме намекает на то, что фракционная кристаллизация произошла в мантии, ниже вовлеченного перидотита. Из-за этой глубины и предполагаемой скорости подъема, фракционно-повышенные летучие вещества могли быть важны для перемещения дифференцированных магм на поверхность. Частичное плавление в мантии или постепенное истощение несовместимых элементов в источнике привели к уменьшению обилия этих летучих веществ по мере развития поля. [3]
Загрязнение земной коры можно определить по образцам, взятым из двух конусов, а небольшие изотопные вариации для других конусов указывают по крайней мере на три компонента мантии. [3]
Примитивные магмы отличаются от других известных внутриплитных основных щелочных свит относительно высоким содержанием Al 2 O 3 и Yb, а также низким соотношением La/Yb и CaO/Al 2 O 3 . Рост Al 2 O 3 и падение CaO, наряду с уменьшением содержания несовместимых элементов, согласуются с прогрессирующим частичным плавлением. [3]
Ультрамафические ксенолиты поля состоят примерно на 80% из шпинелевых лерцолитов, с меньшим количеством гарцбургитов, дунитов и пироксенитов. Клинопироксенов очень много, около 35% по объему. [3] Гранулитовые ксенолиты, интерпретируемые как полученные из нижней коры, и перидотитовые ксенолиты, интерпретируемые как полученные из верхней мантии, особенно распространены в конусах Вудфорд, Медия Луна и Басу. [3]
На участке наблюдаются сильные деформационные текстуры , которые могли быть результатом пластической деформации, произошедшей при диапировом подъеме мантии через зону низкой скорости . [21] В качестве альтернативы более сложные модели предполагают, что неглубокая активная зона сдвига деформировала ксенолиты, и только позднее более глубокие исходные магмы изменили химический состав поля. [22]
30°28′с.ш. 116°00′з.д. / 30,47°с.ш. 116,0°з.д. / 30,47; -116,0