stringtranslate.com

Вулканическое поле Потрильо

Вулканическое поле Потрильо — моногенетическое вулканическое поле, расположенное на рифте Рио-Гранде на юге Нью-Мексико , США и севере 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) вблизи границы США с Мексикой. [1]

Хантс-Хоул, вид на юго-запад

Вулканология

Изображение вулканического поля Потрилло в искусственных цветах.

Вулканическое поле Потрильо охватывает приблизительно 4600 квадратных километров (1800 квадратных миль) округа Донья-Ана. Это моногенетическое вулканическое поле , которое можно разделить на три вулканических региона. Самое западное поле Западное Потрильо состоит из более чем 100 шлаковых конусов , двух вулканов- мааров и связанных с ними потоков, которые охватывают приблизительно 1250 квадратных километров (480 квадратных миль). Центральное поле Аден-Афтон имеет ряд молодых потоков, три шлаковых конуса и три вулкана-маара, включая Килборн-Хоул . Поле Аден-Афтон имеет приблизительно 230 квадратных километров (89 квадратных миль) в протяженности. Самое восточное выравнивание Черная гора-Сан-Томас представляет собой пояс жерл с севера на юг около Рио-Гранде, который включает Санто-Томас, Сан-Мигель, Литл-Клэк-Маунтин и Блэк-Маунтин. Поле состоит почти полностью из щелочного оливинового базальта . [2] [1]

Большинство жерл восточной области представляют собой шлаковые конусы, некоторые из которых имеют прорывные потоки с поверхностью пахоэхоэ. [2] [1] Лавы Черной горы датируются возрастом от 69 до 85 тысяч лет. [3] При проведении датирования поверхности 3He верхние 3 сантиметра (1,2 дюйма) поверхности потока достаточны для сбора желаемых образцов. Важно собирать образцы с основными признаками потока, такими как разбрызгивание, линейность потока и охлаждающие корки. [3]

Центральное поле Аден-Афтон включает Аден , Афтон, конусы Гарднера и маары Килборн-Хоул и Хант-Хоул. Два маара извергались через части ранее существовавших базальтовых потоков серии Афтон. Потоки Афтон могли извергаться через трещину, на которой были размещены конусы Гарднера. Аден — хорошо сохранившийся щитовой вулкан, в котором когда-то было лавовое озеро, которое позже затвердело и частично обрушилось на запад. [1] [4] Его лавы датируются возрастом от 15 до 19 тысяч лет. [3]

Западное поле West Potrillo включает горы Western Potrillo, кавалькаду сотен сливающихся конусов и потоков, сформированных на более старой, толстой платформе, которая, возможно, является сложенными потоками, питаемыми трещинами. Также в западной области находятся маары Riley, Malpais и Potrillo. Маар Potrillo включен в западное выравнивание из-за его положения к западу от разлома Робледо. Поле West Potrillo является самым старым из вулканических полей Potrillo, с лавами возрастом от 262 до 916 тысяч лет. [1] [4]

Маар Килбурн-Хоул , образовавшийся около 24 000 лет назад, когда магма, поднимающаяся из глубины Земли, столкнулась с грунтовыми водами, в результате чего образовалась дыра неправильной формы диаметром более мили, длиной 1,7 мили и глубиной в сотни футов. [5]

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

В одной из лавовых трубок кратера Аден был найден скелет наземного ленивца , возраст которого оценивается примерно в 11 000 лет. Сейчас он находится в Музее естественной истории Пибоди в Йельском университете . Этот наземный ленивец ( Nothrotheriops shastense ) является одним из немногих образцов этого возраста, которые были найдены с сохранившимися участками кожи и шерсти. [7]

Вулканическое поле Потрильо имеет два важных местонахождения ксенолитов . Это Килбурн-Хоул и маар Потрильо, где встречаются мантийные перидотиты , полевошпатовые гранулиты и керсутит . [8] Образцы горных пород, собранные в северной части пирокластических отложений маара Потрильо, и лава, связанная со шлаковым конусом, дали калий-аргоновый возраст приблизительно 1,29 и 1,18 миллионов лет.

Структурная геология

Вулканическое поле Потрильо является частью южного рифта Рио-Гранде и иллюстрирует кайнозойскую тектоническую эволюцию этой структуры. [9] Тектоническая история области зафиксирована в горах Восточный Потрильо, позднетретичном горсте , наклоненном на запад, расположенном в южной части центральной области. Этот хребет обнажает породы пермского и среднего миоценового возраста и показывает три значительных события деформации: [10]

Расширение рифта происходило в интенсивной фазе 30–20 млн лет назад, включающей пологие нормальные разломы, и менее интенсивной фазе после 10 млн лет назад, включающей высокоугловые нормальные разломы. Мак и Сигер (1995) [13] утверждали, что четвертичный магматизм в месторождении Уэст-Потрильо достиг поверхности через зону переноса, соединяющую две смежные долгоживущие протяженные структуры, простирающиеся с севера на юг, — разломы Уэст-Робледо и Кэмел-Маунтин.

Космогенное изотопное датирование

Космогенные изотопы — это редкие изотопы, которые образуются при взаимодействии высокоэнергетических космических лучей с ядром атома. Эти изотопы образуются в земных материалах, таких как камни или почва, в атмосфере Земли и во внеземных объектах, таких как метеориты. [14] Космогенное поверхностное датирование 3 He определяет возраст потоков лавы путем измерения накопления космогенного 3 He с момента кристаллизации потока. Это метод, который оптимален при работе с хорошо сохранившимися молодыми поверхностными лавами (<700 тыс. лет). Космогенный 3 He/ 21 Ne также измеряется для проверки того, что 3 He был сохранен взятыми образцами. [3]

Морфология шлакового конуса

Вулканическое поле после снежной бури

Текущая морфология вулканического поля Потрильо состоит из более чем 100 шлаковых конусов, возраст которых колеблется от 1 миллиона до 20 000 лет. Углы наклона молодых шлаковых конусов, подверженных механическому выветриванию в засушливой среде, показывают связь с возрастом. Конусы вулканического поля Потрильо использовались для калибровки соотношения возраста и угла наклона путем сравнения возрастов 3 He и 40 Ar/ 39 Ar с углами наклона, полученными из перекрывающихся цифровых моделей рельефа DRG и цифровых топографических карт DEM .

Существует 3 группы углов наклона;

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

Ксенолиты

Килбурн-Хоул примечательна обилием ксенолитов в выбросах кратера. Это фрагменты вмещающей породы, вынесенные на поверхность нетронутыми извержением. Ксенолиты в Килбурн-Хоул включают как верхние мантийные породы, так и нижние коровые породы и наиболее распространены на северном и восточном краю. Поскольку это образцы частей Земли, недоступных для добычи или бурения, они представляют большой научный интерес. [15]

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

Перидотиты варьируются по текстуре от мелкозернистых равномернозернистых через порфирокластические до протозернистых. Это интерпретируется как стратификацию по глубине, при этом три текстурные группы обнаружены на глубине 26–42 км (16–26 миль), 42–48 км (26–30 миль) и более 48 км (30 миль) соответственно. Более мелкозернистые перидотиты также более плодородны, и некоторые из них приближаются к модельному составу примитивной мантии. Клинопироксенит встречается в виде жил или даек, особенно внутри более мелкозернистых перидотитов. Диапазон температур равновесия составляет 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]

Глубокие корковые породы включают в себя различные гранулиты как с высоким содержанием кремния ( фельзит ), так и с низким содержанием кремния ( мафический ). Вероятно, им потребовалось менее трех дней, чтобы достичь поверхности от места своего происхождения, и они демонстрируют первозданный состав и текстуру. Их характеристики показывают, что они мало изменились с момента своего образования 1,6–1,8 миллиарда лет назад, за исключением некоторого повторного нагрева во время открытия рифта Рио-Гранде. [15] Ксенолиты средней коры имеют олигоценовый возраст (26–27 млн ​​лет) и предполагают наличие большого невыявленного батолита, лежащего под вулканическим полем. Метагаббро и амфиболиты заметно редки в ксенолитах нижней коры, что предполагает, что в этой части рифта не произошло андерплейтинга . [9]

Ксенолиты почти полностью отсутствуют в выбросах из Хантс-Хоул, но ксенолиты обнаружены в Потрильо-мааре на юге. [15]

Геофизика

Данные о сейсмической скорости, включая отраженные и преломленные вступления, показывают, что верхние 5 км земной коры под вулканическим полем Портильо (PVF) характеризуются чередующимися областями низких и высоких скоростей 2,5-3,7 км/с и 3,5-4,3 км/с соответственно. Скорости увеличиваются с глубиной примерно до 6,0 км/с на 10 км, 6,5 км/с на 16 км и резко увеличиваются с 6,9 до 8,0 км/с между 28 и 38 км.

Нижняя кора PVF имеет однородную плотность 2880 кг/м 3 . Верхняя и средняя кора (между 5 км и 20 км) PVF включает блок с плотностью 2740 кг/м 3 . Плотность на глубине от 11 до 15 километров (от 6,8 до 9,3 миль) составляет 2880 кг/м 3 . Это тело представляет собой «рубец» средней коры, и скорости в этом регионе увеличиваются до более чем 6,35 км/с. Эта большая плотность создает боковой контраст плотности и, в свою очередь, генерирует длинноволновой гравитационный максимум. Плотность верхней мантии в PVF уменьшается от 3280 до 3250 кг/м 3 с запада на восток, основываясь на уменьшении скоростей примерно от 7,96 до 7,70 км/с.

Койот-Хилл и горы Уэст-Портильо составляют западную часть PVF, при этом региональные скорости в этом поднятии колеблются от 4,5 км/с до более 6,0 км/с на глубине 2,5 км. На востоке находится бассейн Мальпаис, где скорости колеблются от 1,68 км/с до 4,86 ​​км/с на глубине около 3 км. Бассейн Месилья представляет собой асимметричный бассейн, который примыкает к восточному краю PVF и простирается до западного фланга поднятия горы Франклин. На глубине около 1,5 км скорости в западной области колеблются от приблизительно 2,4 км/с до 4,0 км/с на глубине около 1,5 км.

В коре наблюдается повышенная сейсмическая отражательная способность, а на границе Мохоровичича она сконцентрирована под PVF. Средняя часть коры показывает увеличение отражательной способности между 40 и 70 километрами (25 и 43 мили) смещения; средняя часть коры отражается между 4 и 6 секундами, сокращенное время. [9] [16]

Известные вентиляционные отверстия

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

Смотрите также

Примечания

  1. ^ abcdefghijklmnopqr Вуд, Чарльз А.; Юрген Кинле (1993). Вулканы Северной Америки . Cambridge University Press . С. 310–313. ISBN 0-521-43811-X.
  2. ^ ab Anthony, Elizabeth Y.; Hoffer, Jerry M.; Waggoner, W. Kent; Chen, Weiping (1 августа 1992 г.). "Разнообразие состава в позднекайнозойских мафических лавах в рифте Рио-Гранде и провинции Бассейн и Хребет, южная часть Нью-Мексико". GSA Bulletin . 104 (8): 973–979. Bibcode : 1992GSAB..104..973A. doi : 10.1130/0016-7606(1992)104<0973:CDILCM>2.3.CO;2.
  3. ^ abcd Энтони, Элизабет Y; Потс, Джейн (ноябрь 1992 г.). "Датирование поверхности 3He и его значение для эволюции магмы в вулканическом поле Потрильо, Рио-Гранде-Рифт, Нью-Мексико, США". Geochimica et Cosmochimica Acta . 56 (11): 4105–4108. Bibcode : 1992GeCoA..56.4105A. doi : 10.1016/0016-7037(92)90022-B.
  4. ^ abc Hoffer, Jerry M.; Penn, Brian S.; Quezada, Oscar A.; Morales, Monica (1998). «Качественные возрастные соотношения шлаковых конусов позднего кайнозоя, южный рифт Рио-Гранде, с использованием морфологии конусов и тематических изображений LANDSAT: предварительная оценка» (PDF) . Полевое руководство Геологического общества Нью-Мексико . 49 : 123–128 . Получено 13 ноября 2020 г. .
  5. ^ ab "Подготовка к Луне и Марсу в Потрильо", NASA Earth Observatory, 19 сентября 2017 г. [ нерабочая ссылка ]
  6. ^ Mack, GH; Salyards, SL; James, WC (1993). "Магнитостратиграфия плио-плейстоценовых формаций Кэмп Райс и Паломас в рифте Рио-Гранде на юге Нью-Мексико" (PDF) . American Journal of Science . 293 (1): 49–77. Bibcode :1993AmJS..293...49M. doi :10.2475/ajs.293.1.49 . Получено 13 ноября 2020 г. .
  7. ^ Саймонс, Элвин Л.; Александр, Х. Л. (январь 1964 г.). «Возраст наземного ленивца Шаста из кратера Аден, Нью-Мексико». American Antiquity . 29 (3): 390–391. doi :10.2307/277883. JSTOR  277883. S2CID  164084532.
  8. ^ Bussod, Gilles YA; Williams, David R. (октябрь 1991 г.). «Термическая и кинематическая модель южного рифта Рио-Гранде: выводы из коровых и мантийных ксенолитов из Килборн-Хоул, Нью-Мексико». Tectonophysics . 197 (2–4): 373–389. Bibcode : 1991Tectp.197..373B. doi : 10.1016/0040-1951(91)90051-S.
  9. ^ abcd Hamblock, JM; Andronicos, CL; Miller, KC; Barnes, CG; Ren, MH.; Averill, MG; Anthony, EY (10 сентября 2007 г.). «Композитный геологический и сейсмический профиль под южным рифтом Рио-Гранде, Нью-Мексико, на основе минералогии ксенолитов, температуры и давления». Tectonophysics . 442 (1): 14–48. Bibcode :2007Tectp.442...14H. doi :10.1016/j.tecto.2007.04.006.
  10. ^ Сигер, У. Р.; Мак, Г. Х. (1994). Геология гор Восточного Потрильо и окрестностей округа Дона-Ана, Нью-Мексико. Нью-Мексико: Бюро горнодобывающей промышленности и минеральных ресурсов Нью-Мексико. стр. 5.
  11. ^ ab Seager & Mack 1994, стр. 18–20.
  12. ↑ Сигер и Мэк 1994, стр. 23–24.
  13. ^ Mack, GH; WR Seager (1995). «Трансферные зоны в южном рифте Рио-Гранде». Журнал Геологического общества . 152 (3): 551–560. Bibcode : 1995JGSoc.152..551M. doi : 10.1144/gsjgs.152.3.0551. S2CID  129794099.
  14. ^ Госс, Джон К. и Филлипс, Фред М. (2001). «Земные in situ космогенные нуклиды: теория и применение». Quaternary Science Reviews 20, 1475-1560.
  15. ^ abcd Padovani, Elaine R.; Reid, Mary R. (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 разлома Рио-Гранде. Кандидатская диссертация; Техасский университет в Эль-Пасо. С. 1-213

Дальнейшее чтение

На Викискладе есть медиафайлы по теме Вулканическое поле Потрильо .