stringtranslate.com

Вулканическое поле Потрильо

Вулканическое поле Потрилло — моногенетическое вулканическое поле , расположенное на рифте Рио-Гранде на юге Нью-Мексико , США , и северном Чиуауа , Мексика . Вулканическое поле находится в 22 милях (35 км) к юго-западу от Лас-Крусес и занимает около 4600 квадратных километров (1800 квадратных миль) недалеко от границы США с Мексикой. [1]

Охотничья нора смотрит на юго-запад

Вулканология

Изображение вулканического поля Потрилло в искусственных цветах.

Вулканическое поле Потрильо занимает около 4600 квадратных километров (1800 квадратных миль) округа Донья-Ана. Это моногенетическое вулканическое поле , которое можно разделить на три вулканических региона. Самое западное поле Западное Потрилло состоит из более чем 100 шлаковых конусов , двух мааровых вулканов и связанных с ними потоков, занимающих площадь около 1250 квадратных километров (480 квадратных миль). Центральное месторождение Аден-Афтон имеет ряд молодых потоков, три шлаковых конуса и три мааровых вулкана, включая Килбурн-Хоул . Площадь месторождения Аден-Афтон составляет около 230 квадратных километров (89 квадратных миль). Самая восточная трасса Блэк-Маунтин-Сан-Томас представляет собой пояс жерл с севера на юг возле Рио-Гранде, который включает Санто-Томас, Сан-Мигель, гору Литтл-Клак и Черную гору. Месторождение почти полностью состоит из щелочно- оливинового базальта . [2] [1]

Большинство жерл восточной зоны представляют собой шлаковые конусы, некоторые из которых имеют разрывные потоки с поверхностью пахоехо. [2] [1] Возраст лав Черной горы составляет от 69 до 85 тысяч лет. [3] При датировании поверхности с помощью 3 He верхних 3 сантиметров (1,2 дюйма) поверхностей потока достаточно для сбора желаемых образцов. Очень важно отбирать образцы, которые в первую очередь отражают характеристики потока, такие как разбрызгивание, линии потока и корки охлаждения. [3]

Центральное месторождение Аден-Афтон включает Аден , Афтон, конусы Гарднера, а также маары Килбурн-Хоул и Хантс-Хоул. Два маара прорвались через части ранее существовавших базальтовых потоков серии Афтон. Потоки Афтона могли прорваться через трещину, в которой располагались конусы Гарднера. Аден — хорошо сохранившийся щитовой вулкан, в котором когда-то было лавовое озеро, которое позже застыло и частично обрушилось на запад. [1] [4] Возраст лавы составляет от 15 до 19 тысяч лет. [3]

Западное месторождение Западного Потрилло включает в себя горы Западного Потрильо, кавалькаду из сотен сливающихся конусов и потоков, образовавшихся на более старой, мощной платформе, которая, возможно, представляет собой сложенные потоки, питаемые трещинами. Также в западной части находятся маары Райли, Мальпаис и Потрилло. Маар Потрилло включен в западную трассу из-за своего положения к западу от разлома Робледо. Поле Западное Потрилло — старейшее из вулканических полей Потрилло, возраст лав которого варьируется от 262 до 916 тысяч лет. [1] [4]

Маар Килбурн-Хоул , образовавшийся около 24 000 лет назад, когда магма, поднявшаяся из глубин Земли, столкнулась с грунтовыми водами, образовав дыру неправильной формы диаметром более мили, длиной 1,7 мили и глубиной в сотни футов. [5]

Центральная и восточная части вулканического поля Потрильо были извержены на поверхность Ла-Меса, образовавшуюся между 900 и 700 тыс. лет назад. [6] Под вулканами Потрильо существует разнообразие типов пород, возраст которых варьируется от протерозойских гранитов через фанерозойскую осадочную последовательность до базальт-андезитовых вулканов южных окраин вулканического поля Сьерра-де-лас-Увас.

В одной из лавовых труб кратера Аден находился скелет наземного ленивца , возраст которого оценивается примерно в 11 000 лет. Сейчас оно находится в Йельском музее естественной истории Пибоди . Этот наземный ленивец ( Nothrotheriops shastense ) — один из немногих экземпляров этого возраста, у которых сохранились участки кожи и шерсти. [7]

Вулканическое поле Потрилло имеет два важных места расположения ксенолитов . Это Килборн-Хоул и Потрилло-маар, где встречаются мантийные перидотиты , полевошпатовые гранулиты и керсутит . [8] Образцы горных пород, собранные в северной части пирокластических отложений маара Потрилло, и лавы, связанной с шлаковым конусом, дали калий-аргоновые возрасты примерно 1,29 и 1,18 миллиона лет.

Структурная геология

Вулканическое поле Потрильо является частью южного рифта Рио-Гранде и иллюстрирует кайнозойскую тектоническую эволюцию этой структуры. [9] Тектоническая история этого района зафиксирована в горах Восточного Потрилло, горсте позднетретичного периода , наклоненном на запад , расположенном в южной части центральной области. Этот диапазон подвергает породы перми среднемиоценовому возрасту и демонстрирует три значительных события деформации: [ 10]

Расширение рифта происходило в интенсивную фазу 30–20 млн лет, включающую пологие сбросы, и менее интенсивную фазу после 10 млн лет, включающую крутые сбросы. Мак и Сигер (1995) [13] утверждали, что четвертичный магматизм в месторождении Западный Потрилло достиг поверхности через зону переноса, соединяющую две соседние долгоживущие структуры растяжения субмеридионального простирания – разломы Вест-Робледо и Кэмел-Маунтин.

Датирование космогенных изотопов

Космогенные изотопы — это редкие изотопы, образующиеся при взаимодействии космических лучей высокой энергии с ядром атома. Эти изотопы производятся в земных материалах, таких как камни или почва, в атмосфере Земли и во внеземных объектах, таких как метеориты. [14] Космогенное датирование поверхности 3 He определяет возраст лавовых потоков путем измерения накопления космогенного 3 He с момента кристаллизации потока. Этот метод оптимален при работе с хорошо сохранившимися молодыми поверхностными лавами (<700 тыс. лет назад). Космогенность 3 He/ 21 Ne также измеряется для проверки того, что 3 He удерживается в взятых пробах. [3]

Морфология шлакового конуса

Вулканическое поле после снежной бури

Текущая морфология вулканического поля Потрилло состоит из более чем 100 шлаковых конусов возрастом от 1 миллиона до 20 000 лет. Углы наклона молодых шлаковых конусов, подверженных механическому выветриванию в засушливых условиях, демонстрируют зависимость от возраста. Конусы вулканического поля Потрилло использовались для калибровки соотношения возраста и угла наклона путем сравнения возрастов 3 He и 40 Ar/ 39 Ar с углами наклона, полученными на основе перекрывающихся цифровых моделей рельефа DRG и цифровых топографических карт DEM .

Различают 3 группы углов наклона;

Новые методы морфологического датирования предполагают, что образование шлаковых конусов в вулканическом поле Потрилло могло происходить в разные промежутки времени и что в настоящее время на этом месторождении могут образовываться новые шлаковые конусы. [4]

Ксенолиты

Килборн-Хоул примечательна обилием ксенолитов в выбросах кратера. Это фрагменты вмещающих пород, вынесенные извержением на поверхность в целости и сохранности. Ксенолиты в Килбурн-Хоул включают породы как верхней мантии, так и породы нижней коры и наиболее распространены на северном и восточном краях. Поскольку это образцы участков Земли, недоступных для добычи полезных ископаемых или бурения, они представляют большой научный интерес. [15]

Большинство мантийных ксенолитов в Килбурн-Хоул состоят из лерцолита , породы, состоящей в основном из оливина и пироксена . Оливин имеет характерный бледно-зеленый цвет, в котором пироксен образует черные пятна. Здесь также иногда встречается перидотит . [15]

Текстура перидотитов варьируется от мелкозернистой равнозернистой через порфирокластическую до протозернистой. Это интерпретируется как расслоение по глубине: три текстурные группы обнаруживаются на расстоянии 26–42 километров (16–26 миль), 42–48 километров (26–30 миль) и более 48 километров (30 миль) соответственно. Более мелкозернистые перидотиты также более плодородны, а некоторые из них приближаются к модельному составу примитивной мантии. Клинопироксенит встречается в виде жил или даек, особенно в более мелкозернистом перидотите. Температуры равновесия колеблются в пределах 908–1105 °C (1666–2021 °F). Ксенолиты имеют скорости P-волн от 7,75 до 7,89 км/с, что соответствует скоростям P-волн в рифте Рио-Гранде от 7,6 до 7,8 км/с . 9]

Глубинные породы земной коры включают разнообразные гранулиты как высококремнистого ( кислого ), так и низкокремнистого ( мафического ) составов. Вероятно, им потребовалось менее трех дней, чтобы достичь поверхности от места своего происхождения и показать первозданный состав и текстуру. Их характеристики показывают, что они мало изменились с момента своего формирования 1,6–1,8 миллиарда лет назад, за исключением некоторого повторного нагрева во время открытия рифта Рио-Гранде. [15] Ксенолиты средней коры имеют возраст олигоцена (26–27 млн ​​лет назад) и предполагают наличие большого необнаженного батолита , подстилающего вулканическое поле. Метагаббро и амфиболиты заметно редки в ксенолитах нижней коры, что позволяет предположить, что в этой части рифта андерплитирования не произошло. [9]

Ксенолиты почти полностью отсутствуют в выбросах из Охотничьей норы, но ксенолиты обнаружены в мааре Потрилло на юге. [15]

Геофизика

Данные сейсмических скоростей, включая отраженные и преломленные поступления, показывают, что верхние 5 км земной коры под вулканическим полем Портильо (PVF) характеризуются чередованием областей низких и высоких скоростей 2,5-3,7 км/с и 3,5-4,3 км/с. с соответственно. Скорости возрастают с глубиной примерно до 6,0 км/с на глубине 10 км, 6,5 км/с на глубине 16 км и резко возрастают от 6,9 до 8,0 км/с между 28 и 38 км.

Низкая корка ПВФ имеет равномерную плотность 2880 кг/м 3 . Верхняя и средняя кора (между 5 и 20 км) ПВП включает блок плотностью 2740 кг/м 3 . Плотность на высоте от 11 до 15 километров (от 6,8 до 9,3 миль) составляет 2880 кг/м 3 . Это тело представляет собой «рант» средней коры, и скорости в этом регионе возрастают до более чем 6,35 км/с. Эта большая плотность создает боковой контраст плотности и, в свою очередь, порождает длинноволновый гравитационный максимум. Плотность верхней мантии в ПВП уменьшается с запада на восток с 3280 до 3250 кг/м 3 , что обусловлено уменьшением скоростей примерно с 7,96 до 7,70 км/с.

Холм Койот и горы Западный Портильо составляют западную часть PVF, при этом региональные скорости в этом поднятии варьируются от 4,5 км/с до более 6,0 км/с на глубине 2,5 км. На востоке находится бассейн Мальпаис, где скорости варьируются от 1,68 до 4,86 ​​км/с на глубине примерно 3 км. Бассейн Месилла представляет собой асимметричный бассейн, который примыкает к восточному краю ПВФ и простирается до западного склона горного поднятия Франклин. На глубине около 1,5 км скорости в западном районе колеблются примерно от 2,4 км/с до 4,0 км/с на глубине около 1,5 км.

Существует повышенная сейсмическая отражательная способность внутри земной коры и на границе раздела Мохо , сконцентрированная ниже PVF. В средней земной коре отражательная способность увеличивается на расстоянии от 40 до 70 километров (от 25 до 43 миль); Отражательная способность средней коры присутствует от 4 до 6 секунд, время сокращено. [9] [16]

Известные вентиляционные отверстия

Кратер Аден — небольшой щитовой вулкан , последний раз действовавший около 16 000 лет назад. [5]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ abcdefghijklmnopqr Вуд, Чарльз А.; Юрген Кинле (1993). Вулканы Северной Америки . Издательство Кембриджского университета . стр. 310–313. ISBN 0-521-43811-Х.
  2. ^ аб Энтони, Элизабет Ю.; Хоффер, Джерри М.; Ваггонер, В. Кент; Чен, Вэйпин (1 августа 1992 г.). «Разнообразие состава основных лав позднего кайнозоя в рифте Рио-Гранде и провинции Бассейн и хребет на юге Нью-Мексико». Бюллетень ГСА . 104 (8): 973–979. Бибкод : 1992GSAB..104..973A. doi :10.1130/0016-7606(1992)104<0973:CDILCM>2.3.CO;2.
  3. ^ abcd Энтони, Элизабет Ю; Потс, Джейн (ноябрь 1992 г.). «Датирование поверхности 3He и его значение для эволюции магмы в вулканическом поле Потрилло, Рио-Гранде-Рифт, Нью-Мексико, США». Geochimica et Cosmochimica Acta . 56 (11): 4105–4108. Бибкод : 1992GeCoA..56.4105A. дои : 10.1016/0016-7037(92)90022-Б.
  4. ^ abc Хоффер, Джерри М.; Пенн, Брайан С.; Кесада, Оскар А.; Моралес, Моника (1998). «Качественные возрастные взаимоотношения позднекайнозойских шлаковых конусов, южного рифта Рио-Гранде, с использованием морфологии конусов и тематических изображений LANDSAT: предварительная оценка» (PDF) . Полевое руководство Геологического общества Нью-Мексико . 49 : 123–128 . Проверено 13 ноября 2020 г.
  5. ^ ab «Подготовка к Луне и Марсу в Потрилло», Земная обсерватория НАСА, 19 сентября 2017 г. [ мертвая ссылка ]
  6. ^ Мак, GH; Сальярдс, СЛ; Джеймс, WC (1993). «Магнитостратиграфия плио-плейстоценовых формаций Кэмп-Райс и Паломас в рифте Рио-Гранде на юге Нью-Мексико» (PDF) . Американский научный журнал . 293 (1): 49–77. Бибкод : 1993AmJS..293...49M. дои : 10.2475/ajs.293.1.49 . Проверено 13 ноября 2020 г. .
  7. ^ Саймонс, Элвин Л.; Александр, HL (январь 1964 г.). «Эра наземного ленивца Шаста из кратера Аден, Нью-Мексико». Американская древность . 29 (3): 390–391. дои : 10.2307/277883. JSTOR  277883. S2CID  164084532.
  8. ^ Бюссо, Жиль Ю.А.; Уильямс, Дэвид Р. (октябрь 1991 г.). «Термическая и кинематическая модель южного рифта Рио-Гранде: выводы на основе ксенолитов коры и мантии из Килбурн-Хоул, Нью-Мексико». Тектонофизика . 197 (2–4): 373–389. Бибкод : 1991Tectp.197..373B. дои : 10.1016/0040-1951(91)90051-С.
  9. ^ abcd Хэмблок, Дж. М.; Андроникос, CL; Миллер, КК; Барнс, КГ; Рен, штат Миннесота; Аверилл, МГ; Энтони, EY (10 сентября 2007 г.). «Композитный геологический и сейсмический профиль под южным рифтом Рио-Гранде, штат Нью-Мексико, основанный на минералогии ксенолита, температуре и давлении». Тектонофизика . 442 (1): 14–48. Бибкод : 2007Tectp.442...14H. doi : 10.1016/j.tecto.2007.04.006.
  10. ^ Сигер, WR; Мак, GH (1994). Геология гор Восточного Потрилло и окрестностей округа Дона-Ана, штат Нью-Мексико. Нью-Мексико: Бюро горнодобывающей промышленности и минеральных ресурсов Нью-Мексико. п. 5.
  11. ^ ab Seager & Mack 1994, стр. 18–20.
  12. ^ Сигер и Мак 1994, стр. 23–24.
  13. ^ Мак, GH; В. Р. Сигер (1995). «Переходные зоны в южной части Рио-Гранде». Журнал Геологического общества . 152 (3): 551–560. Бибкод : 1995JGSoc.152..551M. дои : 10.1144/gsjgs.152.3.0551. S2CID  129794099.
  14. ^ Госс, Джон К. и Филлипс, Фред М. (2001). «Земные космогенные нуклиды in situ: теория и применение». Четвертичные научные обзоры 20, 1475–1560.
  15. ^ abcd Падовани, Элейн Р.; Рид, Мэри Р. (1989). «Полевой путеводитель по маару Килбурн-Хоул, округ Дона-Ана, Нью-Мексико». Мемуары Бюро горнодобывающей промышленности и минеральных ресурсов Нью-Мексико . 46 : 174–185.
  16. ^ Аверилл М, 2007. Литосферное исследование южного рифта Рио-Гранде. Кандидатская диссертация; Техасский университет в Эль-Пасо. стр 1-213

дальнейшее чтение

Викискладе есть медиафайлы по теме вулканического поля Потрилло .