Вулканическое поле Сима — вулканическое поле в округе Сан-Бернардино , Калифорния , недалеко от границы с Невадой . [3] [4] Вулканическое поле занимает площадь поверхности 600 км 2 (230 кв. миль) в пределах Национального заповедника Мохаве к западу от купола Сима и состоит из около 40 вулканических конусов с около 60 потоками лавы . Вулканические конусы варьируются от простых конусов над многократными горами до эродированных холмов, а потоки лавы достигают 9,1 км (5,7 миль) в длину. По крайней мере одна лавовая трубка существует на поле и ее можно посетить.
Вулканическая активность в этом поле началась в позднем миоцене и после паузы между 3 и 1 миллионом лет назад продолжилась в позднем плейстоцене . Самый молодой конус известен как конус Black Tank и образовался около 15 000 лет назад, хотя возможно, что он был образован в результате двух отдельных извержений; ранее он считался историческим .
Вулканическое поле Сима находится в восточной части пустыни Мохаве в Калифорнии , [5] [6] между долиной Тени на северо-востоке, куполом Сима на востоке и долиной озера Сода на юго-западе. [1] К юго-западу от поля проходит дорога Келбейкер , которая пересекает несколько потоков лавы, [7] а грунтовые дороги, такие как Indian Springs Trail и дорога Aiken Mine Road, пересекают вулканы. [8]
Межштатная автомагистраль 15 проходит к северу от месторождения и к югу от старых вулканических образований, [1] в то время как трасса штата Калифорния 127 проходит к западу и юго-западу от месторождения, [9] Город Лас-Вегас находится в 120 километрах (75 милях) к северо-востоку от этого района. [10] Вулканы Сима являются частью Национального заповедника Мохаве , а с 1973 года они составляют Национальный природный памятник «Шлаковые конусы». [7] [11]
В период голоцена и до недавнего времени люди вырезали петроглифы на потоках лавы. [12] Один шлаковый конус был добыт для получения материалов для строительства дороги. [13] Вулканическое поле стало предметом исследований в области почвоведения и развития ландшафта. [14]
Вулканизм широко распространен на западе Соединенных Штатов и встречается в различных формах в разных местах. Среди наиболее известных — вулканы Каскад , созданные субдукцией у западного побережья Северной Америки, [15] которые включают кальдеру горы Мазама (созданную крупным извержением в раннем голоцене ) [16] , а также стратовулканы , такие как гора Сент-Хеленс и мафические вулканические поля. [17] Другие вулканические центры в Соединенных Штатах связаны с Йеллоустонской кальдерой и равниной реки Снейк , [18] те, что вдоль границ плато Колорадо , [19] вулканы, связанные с Рио-Гранде-Рифт и линеаментом Джемес , [20] и, наконец, вулканы в западной провинции Бассейна и Хребта, такие как вулканическое поле Чима [21] , где простирается земная кора . [22]
В целом, вулканическая активность была широко распространена в засушливых регионах западной части Соединенных Штатов в третичный и четвертичный периоды , образуя несколько вулканических полей. [10] За более ранней фазой фельзитового [a] вулканизма в третичный период в четвертичный период последовал более базальтовый вулканизм, [24] часто в форме кратковременных вулканических жерл. [9] Примерами такого рода вулканизма являются вулканическое поле Сима, вулканическое поле Сан-Франциско ( Аризона ), вулканическое поле Юго-Западной Невады (Невада) и вулканическое поле Зуни-Бандера ( Нью-Мексико ). [25]
Вулканическое поле Сима является частью пустыни Мохаве , которая, в свою очередь, принадлежит провинции Бассейна и Хребта и включает в себя обе горы высотой более 2000 метров (6600 футов), которые простираются в направлении юго-восток-северо-запад, с широкими долинами между горами. [26] Другие вулканы там включают Диш-Хилл, кратер Амбой и кратер Писгах . [27]
На вулканическом поле Чима насчитывается около 40 конусов. Ширина конусов достигает 890 метров (2920 футов), а высота — 170 метров (560 футов) [10] , они сосредоточены на отметках от 1400 до 790 метров (4600–2600 футов) [5] [28] на склоне, наклоненном с юго-юго-запада. [1] [5] [28] Некоторые конусы хорошо сохранились с нетронутыми кратерами , [29] в то время как другие превратились в холмы из-за эрозии. [30] Некоторые конусы имеют более одного кратера. [31] К северу от основного поля лежат два выхода более старых вулканических пород (миоцен-плиоцен); [1] за исключением этого отдельного более старого выхода вулканическая активность, по-видимому, происходила без какого-либо предпочтительного выравнивания. [31] Несколько ручьев, таких как Уиллоу-Уош, Блэк-Танк-Уош и Индиан-Крик, пересекают поле и имеют размытые потоки лавы. [32]
Самый молодой конус ( 35°10′53″N 115°49′1″W / 35.18139°N 115.81694°W / 35.18139; -115.81694 ) в юго-западной части поля называется конусом Black Tank. [33] Конус Black Tank является источником 2-километрового (1,2 мили) длинного потока лавы, который сначала образует ограниченный дамбой канал, а затем сужается в дольчатую форму. [34] Он также показывает следы лавовой трубки [35] и имеет объем 0,015 кубических километров (0,0036 кубических миль). Этому потоку, возможно, предшествовал предыдущий поток лавы, который позже был погребен основным потоком. [36] Более старый источник находится к юго-юго-западу от конуса Блэк-Танк. [37]
Поле представлено черными и красными вулканическими породами [11] в виде шлаков , обнаженных питающих даек и лавовых бомб , а также агглютинатов , которые обнажены в оврагах и эродированных жерлах. Бомбы и шлаки покрывают менее эродированные конусы, которые также иногда окружены отложениями базисной волны . [30] В некоторых жерлах кольца туфа образовались в результате фреатомагматической активности. [33] Эрозия вырыла овраги и более крупные долины в старых конусах, [38] включая одно ущелье глубиной 150 метров (490 футов) . [31]
Вулканический материал покрывает площадь поверхности около 150 квадратных километров (58 квадратных миль) [2] [39] [40] на площади около 600 квадратных километров (230 квадратных миль). [41] Вулканическое поле было размещено на фундаменте третичного периода, который включает как кристаллическую коренную породу, так и толстые гравийные отложения. [39] Другие скальные образования в этом районе имеют протерозойско - палеозойский и мезозойский ( батолит Теутония ) возраст, и этот регион считается частью поднятия Айвенпа. [b] [9] [41]
Конусы дали начало около 60 потокам лавы . Потоки лавы достигают длины 9,1 километра (5,7 миль), толщины 2,5–4 метра (8 футов 2 дюйма – 13 футов 1 дюйм) и имеют поверхностные особенности, похожие на лаву пахоэхоэ или аа, в зависимости от того, насколько крутыми были склоны, по которым они стекали. [39] [40] Потоки лавы демонстрируют такие структуры, как дамбы, пальцеобразные и лопастные края на краях потока лавы, шипы и шпили [40] и материал из конусов, который был унесен лавой. [43] Можно различить длинные, пологие потоки, которые доминируют на поле, и более короткие, крутые и грубые потоки, покрытые блоками размером до 0,5 метра (1 фут 8 дюймов). [44] [45] Одна из основных лавовых трубок находится на поле Чима и доступна [46] [47] через световой люк ; его длина составляет 100 метров (330 футов), а ширина — 5–3 метра (16,4–9,8 футов). [48] В некоторых местах потоки окружали выходы подвальных пород, образуя кипуки . [c] В соответствии с уклоном местности, большая часть лавы текла на запад. [42]
Более молодые потоки часто демонстрируют четкие черты лавового потока [39], в то время как более старые потоки почти всегда покрыты более молодым материалом и утратили свои первоначальные поверхностные черты. [50] Самые старые потоки имеют плоские или пологие поверхности, а их исходные жерла сильно деградировали. [51] Лавовые потоки также частично покрыты переносимым ветром или эрозионным материалом [6] и пустынным загаром . [52]
Поле извергало щелочной базальт , базанит и гавайит . [33] Фенокристаллы включают клинопироксен , оливин и плагиоклаз . Также имеются ксенолиты , включая дунит , габбро , гранит , [1] [53] и, в частности, ультраосновные и основные ксенолиты [54], такие как перидотит, полученные из мантии . [22] Состав породы не сильно изменился за время существования вулканов Чима, [55], но были идентифицированы три отдельные группы. [27] Для лавы, извергнутой конусом Блэк-Танк, была оценена температура в 1110 °C (2030 °F). [56]
Магма , извергаемая в этом поле, в конечном итоге, по-видимому, происходит из литосферной или астеносферной мантии с небольшим вкладом компонентов земной коры , [57] в отличие от более раннего кислого вулканизма. [24] Подъем астеносферного материала, по-видимому, ответственен за вулканизм в конце, [33] возможно, связанный с изменением тектоники региона от субдукционной к тектонике трансформной границы . [42] Фракционная кристаллизация , накопление магмы в коре, различия в источниках мантии и процессы частичного плавления были привлечены для объяснения определенных различий в составе извергнутых пород. [58] Ксенолиты указывают на то, что подъем магмы на поверхность происходит быстро, без остановок, и процессы образования магмы до извержения на поверхность занимают всего несколько дней. [59]
Климат района теплый и сухой со средней температурой 18–16 °C (64–61 °F) и средним количеством осадков 250–150 миллиметров в год (9,8–5,9 дюймов/год). [40] Большая часть осадков выпадает зимой, и только небольшое количество дождей выпадает летом в виде муссонных осадков. [60] До начала голоцена климат был более влажным, и это способствовало развитию почв на лавовых потоках. В голоцене плайи [d] стали источниками переносимой ветром пыли, которая накапливается на лаве. [62]
Растительность в этом районе классифицируется как кустарниковая , с растениями, включая хрупкий кустарник , креозотовый куст , мормонский чай и белый бурсаге . Деревья Джошуа растут на более высоких высотах. [40] [45] Некоторые из этих видов появились во время голоцена , в то время как другие обосновались во время плейстоцена или появлялись и исчезали неоднократно. [45] Растительность растет группами, разделенными почвой, покрытой пустынным покрытием . [63] Самый молодой конус не имеет растительности [64] , и на других недавних вулканических жерлах и потоках лавы развилось мало растительности. [65]
Ранние исследования постулировали плейстоценовый возраст для северной части поля и голоценовый возраст для южной; более поздние радиометрические даты указали миоценовый возраст для северных частей поля. Более поздние исследования показали миоценовый возраст для северных вулканов и плейстоценовый возраст для южных. [55] Для поля Чима была оценена частота извержений в 8 событий за 100 000 лет и выход магмы в 0,001 кубических километра за тысячелетие (0,00024 куб. миль/тыс. лет). [66]
Согласно калий-аргоновому датированию , вулканическая активность началась в миоцене и продолжалась до конца плейстоцена. [6] Активность была разделена на пять фаз: первая между 7,6 и 6,5 миллионами лет назад, вторая между 5,1 и 3,6 миллионами лет назад, третья между 1,1 и 0,6 миллионами лет назад, четвертая между 750 000 и 200 000 лет назад и пятая и последняя между 200 000 и 10 000 лет назад. [1] [5] [28] Радиометрический возраст был подтвержден морфологической и палеомагнитной информацией. [55] Вулканическая активность прекратилась между 3 и 1 миллионом лет назад. [67]
Самая старая вулканическая фаза оставила сильно расчлененный вулкан в юго-восточной части поля, в то время как последующая фаза включала потоки лавы в северной части поля, которые принимают форму эродированных столовых гор . Последние три фазы сформировали потоки лавы и вулканы в южной части поля. [68] Извержения начались как извержения, формирующие маары , и продолжились ростом шлаковых конусов и лавовых потоков. [41] В отличие от обычных шлаковых конусов, которые обычно извергаются только один раз , некоторые конусы в Чиме испытали более одного извержения и были активны в течение сотен тысяч лет. [69]
Конус Black Tank, [33] самый молодой конус в этом поле, был датирован 15 000 ± 5 000 лет назад несколькими методами. [34] [69] Некоторые свидетельства предполагают исторический возраст одного из южных потоков лавы, [55] с более ранним радиоуглеродным датированием , дающим возраст 330–480 лет. [2] [70] Несколько хронологических данных подразумевают, что поток лавы образовался во время двух отдельных извержений, одно 20 000 лет назад, а другое 11 500–13 000 лет назад. [71] Поток лавы, вероятно, образовался менее чем за неделю, [56] и рост конуса был обусловлен ветром, который переносил тефру на восток-юго-восток, где она выпадала и образовывала тефровый покров. [72]
