stringtranslate.com

Вулканическая дуга Центральной Америки

Карта вулканической дуги Центральной Америки с подписями, показывающими расположение нескольких вулканов – на границе Мексики и Гватемалы: Такана ; в Гватемале: Таджумулько , Санта-Мария , Чикабал , Толиман , Атитлан , Вулкан-де-Фуэго , Вулкан-де-Агуа , Пакайя , Чинго ; в Сальвадоре: хребет Апанека , Чинчонтепек или Сан-Висенте , Чапаррастик или Сан-Мигель , Чинамека и Кончагуа ; в Никарагуа: Косигина , Телика , Серро-Негро , Момотомбо , Апойеке-Чилтепе , Момбачо и Консепсьон ; в Коста-Рике: Ороси , Ринкон-де-ла-Вьеха , Мираваллес , Ареналь , Барва , Турриальба и Ирасу ; в Панаме: Бару и Ла-Йегуада .

Центральноамериканская вулканическая дуга (часто сокращенно CAVA) представляет собой цепь вулканов , которая простирается параллельно тихоокеанскому побережью Центральноамериканского перешейка , от Мексики до Панамы . Эта вулканическая дуга, длина которой составляет 1100 километров (680 миль) [1] [2], образована активной зоной субдукции , при которой плита Кокос погружается под Карибскую плиту , [3] Североамериканскую плиту и Панамскую плиту . [4] Вулканическая активность регистрируется в регионе Центральной Америки с пермского периода . [4] Многочисленные вулканы разбросаны по различным странам Центральной Америки ; многие из них были активны в геологическом прошлом , различаясь по интенсивности своей активности в зависимости от различных факторов.

Тектоническая обстановка

CAVA образована субдукцией плит Кокос и Наска под Североамериканскую, Карибскую и Панамскую плиты. [4] Ее структура неоднородна и состоит из фрагментов океанической и континентальной коры. [4] Газель и др. (2021) определяют четыре домена CAVA: осколки Североамериканской плиты (континентальная кора), Гватемальская шовная зона (GSZ) (континентальная кора), континентальные блоки Карибской плиты и аккреционные комплексы тихоокеанского происхождения (океаническая кора). [4]

Тектоническая плита Кокос расположена вдоль западного края Центральной Америки . Последняя расположена вдоль западного края Карибской тектонической плиты и может быть разделена на два отдельных режима. [3] Эти режимы примерно разграничены границей Коста-Рики и Никарагуа и могут быть дифференцированы по разным тектоническим историям каждой соответствующей области. Южная часть является частью магматической дуги , в то время как северная связана с несколькими активными окраинами . [3] Различные типы разломов также существуют в каждом режиме [3] и дополнительно служат для дифференциации геологической и тектонической истории северных и южных регионов друг от друга.

Геологическая история

Магматическая летопись Центральной Америки начинается с пермско- триасовых (∼283-215) гранитов и гнейсов дугового типа, образовавшихся на западной окраине Пангеи . [4] Второй эпизод включает юрско -берриасский континентальный рифтовый вулканизм, связанный с открытием прото-Карибского бассейна и Мексиканского залива. [4] Третий импульс включает известково-щелочной вулканизм и интрузивные породы от апта до ипра (∼124-50 млн лет назад), присутствующие в континентальных полосах Карибской плиты, MCOT и единицах Санта-Элена и Никойя. [4] Между вторым и третьим эпизодами существуют юрско- меловые островные дуговые вулканические породы палео-тихоокеанского происхождения, которые были аккретированы в GSZ и MCOT. [4] Четвертый импульс локализован только в Таламанкском подразделении Панамской плиты, имеет возраст Маастрихт-Бартон (~71-39 млн лет), в основном толеитовый состав. [4] Пятый и шестой магматические импульсы (олигоцен-плиоцен и четвертичный период) определяют CAVA, оба параллельны Среднеамериканскому желобу . [4]

Интересный случай эволюции вулканической активности зафиксирован в Никарагуа, которая началась ∼130 млн лет назад. [5] В настоящее время в северной части Никарагуа (блок Патука) находится континентальная кора, [5] которая переходит в океаническую кору (Mesquito Composite Oceanic Terrane, MCOT) [5] вплоть до северо-западной части Коста-Рики (блок Санта-Элена, блок Никойя). [4] Более древние вулканические породы выходят на поверхность в блоке Патука, датируемом средней юрой (∼170 млн лет назад). [5] Древняя дуга Никарагуа включает в себя мел -эоценовую древнюю дугу (∼130-50 млн лет назад), олигоцен - миоценовую дугу (∼30-5 млн лет назад) и современный вулканический фронт. [5] Древняя дуга имеет более кислый известково-щелочной состав, тогда как олигоцен-миоценовая дуга является переходной к базальтово-толеитовому составу, а вулканический фронт в основном имеет базальтово-толеитовый состав. [5] Причины этих изменений не совсем понятны, но одним из объяснений может быть то, что плита была богаче летучими веществами во время древней дуги, или расплавы могли сохранять свой летучий состав. [5]

Это взаимодействие тектонической плиты Карибского моря и Кокоса может дополнительно объяснить вулканизм и геологическую историю региона со времен миоцена. Хотя в предыдущей литературе был показан широкий диапазон возрастов субдукции плиты Кокос, [6] [7] [8] [9] [10] теперь считается, что эта субдукция началась между двумя и тремя миллионами лет назад (между 2 и 3 млн лет назад ) , [11] [12] хотя эта область была геологически активной по крайней мере с 12 млн лет назад, о чем свидетельствуют движения плит и границ плит, а также субдукция уступов [11] в этой области. Предполагается, что перерыв в вулканизме в Центральной Америке между 12 и 5 млн лет назад [11] [12] также имел место.

Более того, субдукция тектонической плиты Кокос сама по себе не считается причиной некоторых изменений в вулканизме, связанных с Центральноамериканской вулканической дугой; в то время как субдукция хребта Кокос является постоянным событием, которое повлияло на вулканизм в Центральной Америке, субдукция хребта Койба — микроплиты в регионе — считается инициирующим событием [11] , которое спровоцировало изменения в вулканической активности в геологическом прошлом. Короче говоря, взаимодействие многочисленных тектонических плит — а именно плит Кокос, Карибской, Североамериканской и Койба [3] [11] [12] — за последние несколько миллионов лет способствовало непрерывному существованию Центральноамериканской вулканической дуги, влияя на тектоническую и широкую геологическую историю этого района.

Современный региональный обзор

Центральноамериканская вулканическая дуга состоит из сотен вулканических образований, включая стратовулканы , сложные вулканы , кальдеры и лавовые купола . С точки зрения осадконакопления, пеплопады , потоки пепла и отложения тефры распространены по всему региону. [1] [13] Для датирования этих отложений четвертичным периодом использовалось датирование изотопами углерода и аргона , [1] и предполагается, что некоторые из этих вулканов были спорадически активны в течение большей части последних 200 000 лет. [1]

Некоторые вулканы в этом районе даже производили крупные взрывные извержения в недавнем прошлом, включая извержение вулкана Санта-Мария в Гватемале 25 октября 1902 года . [13] Это плинианское извержение выбросило свыше двадцати кубических километров пепла почти на тридцать километров в небо. [13] Большая часть этого пепла была мелкозернистой, средний размер ее частиц составлял менее 2 миллиметров. [13]

Аналогично, Серро-Негро , вулкан высотой 250 метров на северо-западе Никарагуа , извергался в 1971, 1992 и 1995 годах. [14] Два последних извержения, произошедшие в 1990-х годах, имели схожий магматический состав, оба в целом базальтовые. Однако, поскольку содержание воды и углекислого газа в каждом извержении было разным — более раннее извержение имело более высокие уровни углекислого газа и водяного пара , а позднее извержение дегазировало многие из своих летучих веществ [14] — произошли заметно разные стили извержений, причем извержение Серро-Негро в 1992 году было гораздо более взрывоопасным, чем его аналог в 1995 году.

Другие вулканы в Центральной Америке включают сальвадорские вулканы Санта-Ана , Исалько и Сан-Сальвадор , никарагуанский вулкан Масая и коста-риканские вулканы Миравальес , Ирасу и Поас . [15] Многие из них спорадически активны и по сей день, и, вероятно, продолжат быть активными в будущем, поскольку геологические и тектонические процессы продолжают формировать регион.

Примечания

  1. ^ abcd Rose, W., Conway, F., Pullinger, C., Deino, A. и McIntosh, W., 1999. Улучшенная возрастная структура позднечетвертичных кремниевых извержений на севере Центральной Америки. Бюллетень вулканологии , 61(1-2), стр.106-120.
  2. ^ Whattam, S. и Stern, R., 2015. Эволюция магматической дуги и строение континентальной коры в системе вулканической дуги Центральной Америки. International Geology Review , 58(6), стр. 653-686.
  3. ^ abcde Альварес-Гомес, Дж., Мейер, П., Мартинес-Диас, Дж. и Капоте, Р., 2008. Ограничения, связанные с моделированием методом конечных элементов, для активной тектоники северной части Центральной Америки и Среднеамериканского желоба. Тектоника , 27(1)
  4. ^ abcdefghijkl Газель, Эстебан; Флорес, Кеннет Э.; Карр, Майкл Дж. (2021-05-30). «Архитектурный и тектонический контроль сегментации Центральноамериканской вулканической дуги». Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 49 (1): 495–521. doi :10.1146/annurev-earth-082420-055108. ISSN  0084-6597.
  5. ^ abcdefg Флорес, Кеннет Э.; Газель, Эстебан (03 апреля 2020 г.). «100 моих рекордов эволюции вулканической дуги в Никарагуа». Островная арка . 29 (1). дои : 10.1111/iar.12346. ISSN  1038-4871.
  6. ^ Abratis, M., 1998. Геохимические изменения в магматических породах южной Коста-Рики как следствие субдукции хребта Кокос и подъема Кордильеры-де-Таламанка. Кандидатская диссертация, Геттингенский университет, стр. 134.
  7. ^ deBoer, JZ, Drummond, MS, Bordelon, MJ, Defant, MJ, Bellon, H., Maury, RC, 1995. Кайнозойские магматические фазы островной дуги Коста-Рики (Кордильера-де-Таламанка). В: Mann, P. (ред.), Геологическое и тектоническое развитие границы Карибской плиты в Южной Центральной Америке. Spec. Pap.-Geol. Soc. Am. 295, стр. 35–55.
  8. ^ Графе, К., 1998. Эксгумация и тепловая эволюция Кордильера-де-Таламанка (Коста-Рика): ограничения, полученные на основе анализа треков деления, хронология 40 Ar – 39 Ar и 87 Rb – 87 Sr. Кандидатская диссертация, Университет Тюбингена, стр. 113.
  9. ^ Коллинз, Л. С., Коутс, А. Г., Джексон, Дж. Б. С., Обандо, Дж. А., 1995. Сроки и скорости возникновения бассейнов Лимон и Бокас-дель-Торо: карибские эффекты субдукции хребта Кокос? В: Манн, П. (ред.), Геологическое и тектоническое развитие границы Карибской плиты в южной части Центральной Америки. Spec. Pap.-Geol. Soc. Am. 295, стр. 263–289.
  10. ^ Лонсдейл, П., Клитгорд, К.Д., 1978. Структура и тектоническая история восточной части Панамского бассейна. Geol. Soc. Amer. Bull. 89, 981–999.
  11. ^ abcde MacMillan, I., Gans, P. и Alvarado, G., 2004. История тектоники плит южной части Центральноамериканской вулканической дуги от среднего миоцена до настоящего времени. Тектонофизика , 392(1-4), стр.325-348.
  12. ^ abc Morell, K., Kirby, E., Fisher, D. и van Soest, M., 2012. Геоморфологическая и эксгумационная реакция Центральноамериканской вулканической дуги на субдукцию хребта Кокос. Журнал геофизических исследований: Solid Earth , 117(B4)
  13. ^ abcd Уильямс, С. и Селф, С., 1983. Плинианское извержение вулкана Санта-Мария, Гватемала, в октябре 1902 года. Журнал вулканологии и геотермальных исследований , 16 (1-2), стр. 33-56.
  14. ^ ab Roggensack, K., Hervig, R., McKnight, S. и Williams, S., 1997. Эксплозивный базальтовый вулканизм вулкана Серро-Негро: влияние летучих веществ на стиль извержения. Science , 277(5332), стр.1639-1642.
  15. ^ Мелиан, Г. и др., 2005. Процесс субдукции и диффузные скорости дегазации CO2 вдоль вулканической дуги Центральной Америки, Geophysical Research Abstracts , том 7, 09598, 2005

Ссылки

10°26′31″N 84°41′17″W / 10.44194°N 84.68806°W / 10.44194; -84.68806