Чилийский хребет , также известный как Чилийское поднятие , представляет собой подводный океанический хребет , образованный границей расходящейся плиты между плитой Наска и Антарктической плитой . Он простирается от тройного соединения плит Наска, Тихого океана и Антарктики до южного побережья Чили . [1] [2] Чилийский хребет легко узнать на карте, поскольку хребет разделен на несколько сегментированных зон разломов , которые перпендикулярны сегментам хребта и имеют ортогональную форму в направлении распространения. Общая длина сегментов хребта составляет около 550–600 км. [1]
Постоянно расширяющийся Чилийский хребет сталкивается с южной частью Южно-Американской плиты на востоке, и 14 миллионов лет назад (млн лет назад) хребет погружался под полуостров Тайтао . [1] [2] Столкновение хребтов привело к образованию плитового окна под перекрывающей Южно-Американской плитой с меньшим объемом расплава магмы верхней мантии , что подтверждается резко низкой скоростью потока магмы под отделяющим хребтом Чили. [2] [1] [3] В результате субдукции образуется особый тип магматических пород , представленный офиолитами Тайтао , которые представляют собой ультраосновную породу, состоящую из оливина и пироксена , обычно встречающуюся в океанических плитах . [4] [2] Кроме того, субдукция Чилийского хребта также создает гранит Тайтао на полуострове Тайтао, который появился в виде плутонов . [2] [5]
Чилийский хребет включает субдукцию спредингового хребта , которую стоит изучить, поскольку она объясняет, как зарождение архейской континентальной коры сформировалось из глубокой океанической коры. [4]
Примерно 14–3 миллиона лет назад серия траншей столкнулась с Чилийским желобом, образовав часть Чилийского хребта. [ нужна цитата ]
В 2010 году на хребте произошло землетрясение Консепсьон (магнитуда 8,8). [ нужна цитата ]
Геология хребта Чили тесно связана с геологией полуострова Тайтао (к востоку от хребта Чили). Это связано с тем, что хребет Чили погружается под полуостров Тайтао, что приводит к возникновению там уникальной литологии . [4] [5] Литологические подразделения будут обсуждаться от самых молодых к самым старым, и в центре нашего внимания будут граниты Тайтао и офиолит Тайтао.
Адакитовый магматизм образуется в результате плавления заднего края плиты Наска. [2] Из-за субдукции Чилийского хребта под Южно-Американскую плиту произошел интрузивный магматизм, в результате которого образовался гранит. [4] Это также образуется в результате частичного плавления субдуцированной океанической коры. [4] [5] Молодая кора Наска (возрастом менее 18 млн лет) теплее, поэтому метаморфизованные субдуцированные базальты плавятся. [5] [4] В обычных срединно-океанических хребтах присутствие летучих веществ , таких как вода, также снижает температуру солидуса . [4] Однако на хребте Чили наблюдается сравнительно небольшая степень (20%) частичного плавления литосферы, давление и температура частичного плавления менее 10 кбар и выше 650° соответственно. [4] Это связано с тем, что теплая молодая плита Наска препятствовала высокой скорости охлаждения и обезвоживания . Частичное плавление гранита Тайтао создает плутоны, подобные адакитовому плутону Кабо-Рапер . [4]
Адакит представляет собой породу от кислой до средней температуры и обычно имеет известково-щелочной состав. Он также богат кремнеземом. [2] Частичное плавление вызывает изменение субдуцированных базальтов в эклогит и амфиболит , содержащий гранат . [4]
Вдоль оси хребта Чили расположены магматические породы от основных до ультраосновных. [4] Например, офиолитовый комплекс Тайтао обнаружен на западе полуострова Тайтао (к востоку от хребта Чили), примерно в 50 км к юго-востоку от тройного соединения Чили. Этому способствует перекрытие плиты Наска, возникшее в результате сближения доминирующей южноамериканской плиты и сегмента чилийского хребта Трес-Монтес . [2] [7] Обдукция и надвиг вызывают метаморфизм низкого давления и образуют офиолитовый комплекс. Этот метаморфизм указывает на начало гидротермальных изменений в условиях спрединговых хребтов. [4] [7] Есть также недавняя активность кислой магмы на полуострове Тайтао, которая позволяет сравнить прошлый состав и нынешний состав, а также определить историю магмы. [2] [8]
Офиолитовая литосфера Тайтао сверху вниз образует особую последовательность: подушечки лав , пластинчатый дайковый комплекс, габбро и толщи ультраосновных пород. Для ультраосновных пород было доказано, что ранее произошло как минимум два события плавления. [2] [9]
Термическая конфигурация и структура зоны субдукции влияют на взаимодействие океанической литосферы , донных отложений, эродированных пород вышележащей Южно-Американской плиты и поддугового мантийного клина, а также на химический состав плавящейся магмы. из мантии. [2] В результате субдукции океанических хребтов (Чилийского хребта) под Южно-Американскую плиту, произошедшей начиная с 16 млн лет назад, это вызвало изменение термической конфигурации и геометрии поддугового мантийного клина, создав отчетливый химический состав. поколений магмы. [2] Это означает, что, понимая состав магмы, можно узнать конкретные условия систем субдукции. [2] Было обнаружено, что окно плиты , образовавшееся в результате субдукции хребта, вызывает образование щелочного базальта . Сближение хребтов и желобов и образование плитных окон способствуют внедрению щелочных базальтов. [2] [6]
Исследуется батиметрия хребта Чили – подводная топография, изучающая глубину форм рельефа под уровнем воды. [10] Обнаружено, что вдоль двух сторон хребта простираются большие абиссальные холмы . Абиссальные холмы растут циклично, что вызвано циклическим ростом разломов. Во время циклов разломов расширение хребта Чили вызвало «диффузную» тектоническую деформацию , которая образует множество крошечных разломов. Непрерывное расхождение хребта приводит к концентрации напряжения растяжения , а крошечные разломы соединяются вместе, образуя высокие и длинные разломы масштаба абиссальных холмов. Огромные разломы отталкивают старые и неактивные разломы от оси хребта силой растяжения. Этот процесс повторится снова. Поэтому чем дальше абиссальный холм от оси хребта, тем старше его возраст. [9]
.png/1280px-Evolutionarydiagramofchileridge_(1).png)
Чилийский хребет образовался в результате расхождения плит Наска и Антарктиды. [4] Он активно распространяется со скоростью около 6,4 – 7,0 см/год, начиная с 5 млн лет назад и по настоящее время. [4] Формирование расширяющегося хребта Наска-Антарктического позднего миоцена образует Чилийский хребет длиной около 550 км, поскольку существуют различия в скорости сближения плит Наска и Антарктиды. [2] По результатам космических геодезических наблюдений Наска-Южная Америка сближается в четыре раза быстрее, чем Антарктида-Южная Америка. [1] [9]
Кроме того, направление миграции плиты Наска отличается от миграции плит Антарктиды начиная с 3 млн лет назад. Направление движения плиты Наска — ВСВ, а Антарктической плиты — ВЮВ. Чистое расходящиеся движения двух плит способствует расширению Чилийского хребта. [4]
Начавшаяся субдукция хребта представляет собой косую субдукцию с наклоном 10–12 ° к Чилийскому желобу с 14 млн лет назад [4] , которая субдуцирует под юго-восток Южной Патагонии. [1] [4] Таким образом, установлено, что как столкновение Наска-Южно-Американской плиты, так и столкновение Антарктической и Южно-Американской плит произошло в одно и то же время, когда хребет Чили отделяется, т.е. сегменты хребта Чили погружаются под воду. Южноамериканская плита. [1] Из-за разницы в скорости сходимости предпочтение отдается образованию плитного окна . [1] Окно плиты — это разрыв под Южно-Американской плитой, где перекрывающая Южно-Американская плита имеет лишь небольшую поддерживающую ее литосферную мантию и непосредственно подвергается воздействию горячей астеносферной мантии . [1]
Результаты экспериментов по магнитным аномалиям в океанической коре позволяют предположить, что примерно через 14–10 млн лет назад (поздний миоцен) некоторые сегменты хребта Чили впоследствии были субдуцированы под Южный Патагонский полуостров (расположенный между 48 ° и 54 ° ю.ш.). [2] С 10 млн лет назад и по настоящее время хребет Чили был разделен на несколько коротких сегментов зонами разломов , а сегменты хребта субдуцированы между 46 ° и 48 ° южной широты. [2] [1] Вышеуказанные результаты доказали что на Чилийском хребте произошла миграция на север. [2] [9] [4] Таким образом, было обнаружено, что скорость распространения хребта Чили с 23 млн лет назад до настоящего времени замедлилась. При этом скорость распространения хребта коррелирует со временем столкновения хребта и траншеи. [1] В некоторых исследованиях были обнаружены разные данные о скорости распространения, которые показывают, что хребет мог распространяться равномерно в течение примерно 31 км/млн лет, половинная скорость распространения, начиная с 5,9 млн лет назад. [9]
В рамках проекта субдукции Чилийского хребта (CRSP) сейсмические станции развернуты в тройном стыке Чили (CTJ). [12] Тектоническая активность и сейсмичность в основном обусловлены субдукцией хребта Чили. [13] Окно плиты образуется по мере того, как плиты Наска и Антарктида продолжают расходиться при столкновении с желобом Чили, образуется разрыв, поскольку образование новой литосферы становится очень медленным. [14] [3] [15] Морская сейсмичность от умеренной до высокой с магнитудой выше 4 обнаружена в сегментированном хребте Чили, а также в трансформных разломах. [12] Прогнозируется, что субдукция расширяющегося Чилийского хребта под Южной Америкой к северу от Чилийского тройного соединения приведет к сейсмическому событию. Более того, внутриплитная сейсмичность на перекрывающей Южно-Американской плите, скорее всего, является результатом деформации системы разломов Ликинье-Офки. [14] [13] [16]
Это крошечная плита между плитой Наска и Южно-Американской плитой, она расположена к востоку от хребта Чили. Доказано, что Чилоэская микроплита (рис. 5, 6) мигрирует на север относительно Южно-Американской плиты, которая достаточно неподвижна. Бассейн Гольфо -де-Пеньас образовался в результате движения микроплиты Чилоэ на север. [16]
Система разломов Ликинье -Оки представляет собой правосторонний сдвиг, разделяющий Микроплиту Чилоэ и Южно-Американскую плиту. [13] Миграция микроплиты Чилоэ на север вдоль разлома Ликинье-Оки создает бассейн Гольфо-де-Пеньас в период позднего миоцена. [16]
Разлом Ликинье-Оки представляет собой быстроскользящий разлом (с геодезической скоростью 6,8–28 мм/год). [16] Внутриплитная сейсмичность в основном наблюдалась в этой системе разломов. Кроме того, вдоль системы разломов накопилось огромное напряжение от столкновения плит Наска и Южно-Американской плиты. [16] [13] На протяжении всей истории в регионе Айсен на юге Чили проводились лишь ограниченные сейсмические исследования . В 1927 году произошло только событие с сейсмической магнитудой выше 7. [13] Это затрудняет определение сейсмичности вблизи хребта Чили. Тем не менее, в 2007 году система разломов Ликинье-Оки высвободила накопленное напряжение, вызванное субдукцией Наски под Южноамериканскую плиту, при этом магнитуда сейсмичности достигла 7 баллов при землетрясении. [16] Недавно в 2004–2005 годах было зарегистрировано 274 сейсмических события. [16]
Между 47° и 50° ю.ш. (область с аномально высоким тепловым потоком) существует внутриплитный разрыв сейсмичности, который совпадает с окном патагонской плиты , нарушая большинство сейсмических событий . Локальные сейсмические данные фиксируют лишь сейсмическое событие малой магнитуды (менее 3,4), не связанное с тектоническим процессом. Причина этого в том, что Антарктическая плита подвергается неглубокой субдукции, которая вызывает очень ограниченную сейсмическую деформацию. [16] [14] (Рис-5)
Наиболее очевидным последствием субдукции хребта Чили является образование плитового окна. Он образуется, когда сегменты разделяющего Чилийского хребта погружаются под южную часть Южно-Американской плиты. Задний край плиты Наска полностью расплавляется в зоне субдукции, а передний край Антарктической плиты расходится, между двумя плитами создается расширяющийся зазор, поскольку после субдукции расплавляется очень мало коры. В этом случае под окном плиты образуется лишь очень небольшое количество магмы. [3] Мантия в окне плиты гораздо горячее, чем мантия, которая плавится из литосферной коры, и генерация магмы происходит очень медленно. Это связано с низкой степенью гидратации зоны субдукции, снижением скорости мантийной конвекции , поскольку производство магмы в зоне субдукции в основном обусловлено гидратацией, которая снижает частичное плавление коры. Над окном плиты образуется разрыв вулканической дуги, поскольку магма, расплавленная из коры, медленно конвектирует, что затрудняет вулканизм . [15] [1] [2] [17] Сегмент хребта между трансформными разломами Тайтао и Дарвина в настоящее время расположен вблизи желоба Чили и сталкивается с Южно-Американской плитой. [1] [3]
Наличие плитового окна под южной частью Южно-Американской плиты было доказано исследованиями, направленными на определение структуры литосферы и верхней мантии вблизи хребта Чили. [3] Зарегистрирован внутриплитный сейсмический разрыв, который совпадает с расположением окна патагонской плиты . [14] [8] Экспериментальные результаты томографии времени пробега P-волны показывают, что в предсказанном месте расположения окна плиты имеется зона низкой скорости, мигрирующая на восток с увеличением глубины. [3]
Помимо образования плитового окна, субдукция Чилийского хребта в Тройное соединение Чили также влияет на полуостров Тайтао . Прежде всего это тектоническая эрозия , неогеновый базальтовый вулканизм и тектонические поднятия в позднем мелу. [2] Препятствие и надвиг плиты Наска, возникшие в результате сближения перекрывающей Южно-Американской плиты и хребта Чили, вызывающие метаморфизм низкого давления, способствовали внедрению офиолитового комплекса . [13] [4]
Тройной стык Чили — это пересечение Наски, Антарктиды и Южно-Американской плиты. Положение соединения со временем меняется и зависит от того, погружается ли спрединговый хребет или трансформный разлом под Южно-Американскую плиту. Когда спрединговый хребет погружается, Тройное соединение смещается на север; но если зона разлома погружается, Тройное соединение смещается на юг. [1] Соединение сместилось к северу, начиная с начала субдукции хребта Чили, начиная с 17 млн лет назад после разрыва тройного соединения Наска-Антарктика-Феникс . [2] С тех пор Тройной перекресток Чили занял свое нынешнее положение на западе полуострова Тайтао . [14] До 10 млн лет назад Тройной перекресток Чили достигал южной части полуострова Тайтао. В настоящее время температура Тройного соединения Чили на глубине 10–20 км прогнозируется на уровне 800–900 °C. [18] [13]
Оси хребта представляют собой среднюю часть хребта, где формируются новые корки. Центральная ось хребта Чилийского хребта простирается в направлении северо-северо-запада (ССВ). Оси хребтов также известны как топографические осевые рифтовые долины . С помощью данных спутниковой альтиметрии и магнитных данных вблизи осей хребтов обнаружены гравитационные минимумы. [1]
Его также называют зонами разломов . Это трансформные разломы , которые разделяют хребет Чили на сегменты, в результате чего вся ось хребта наклоняется на юго-восток. [9] [1] Зоны разломов простираются с востока на северо-восток (ВСВ). Общая длина смещения оси Чилийского хребта составляет 1380 км, что обусловлено 18 разломными зонами, среди которых имеются также 2 сложные системы разломов. Самыми длинными зонами разломов являются разломы Чилоэ длиной 234 км и самый короткий разлом Гуафо (39 км). [9] Благодаря различным исследованиям магнитных и батиметрических данных удалось определить местоположение зон разломов. При этом основные зоны разломов обследованы батиметрическим методом и определены как впадины. Те же батиметрические данные также обнаружили зоны разломов на Восточно-Тихоокеанском поднятии , а также Срединно-Атлантический хребет с низкой скоростью распространения . [1] [8] [9]
Хребет Чили разделен на множество коротких расширяющихся сегментов, которые имеют разную длину и расстояние смещения. В следующем разделе будут обсуждаться 7 сегментов. [9] [1] Из таблицы ниже видно, что длина сегментов расширяющихся хребтов варьируется от 20 до 200 км, а смещения внутри сегментов составляют от 10 до 1100 км. Всего на северном хребте имеется 10 сегментов хребта первого порядка (N1-N10), 5 сегментов хребта первого порядка (V1-V5) в зоне Вальдивийского разлома , 5 сегментов хребта первого порядка (S1-S5). в южном гребне. Более того, оба сегмента N9 и S5 разделены на две части непреобразованными смещениями. В таблице выше приведены более длинные, более регулярные и менее сложные неисправности: N1, N5, N8, N9N, N9S, N10, V4, S5N и S5S.
.png/1280px-Bathymetry_(1).png)
Глубокие контуры расположены вдоль концов сегмента, а неглубокие — в центре сегмента. Центр сегмента уже, а осевые впадины, расположенные на концах сегмента, шире. Это формирует морфологию песочных часов. (Рис-8) [9]
Оно расположено в середине хребта Чили (рис-1, 2, 7) и разделяет хребет на северную и южную части, обнаружено путем изучения батиметрических и магнитных профилей, а также обнаружения гравитационных аномалий. [4] Зона разлома Вальдивия вызвала смещение северного и южного хребта Чили более чем на 600 км в восточно-западном направлении. Между зоной разлома Вальдивия имеется шесть зон разломов. [1]
Был изучен геофизический и геотермический анализ в районе Тройного соединения на юге Чили. Магнитные и батиметрические данные были зарегистрированы на хребте Чили, что свидетельствует о небольшой трансформации конфигурации расширяющегося хребта, когда хребет сближается с желобом. [13] [8] [14]
На доминирующую Южно-Американскую плиту преимущественно влияет столкновение хребтов. Чили-Перуанский желоб становится круче и уже, когда Чилийский хребет погружается. [8] Сегмент хребта Чили в зоне разлома Тайтао сталкивается с южным концом желоба. Столкновение хребта также может быть связано с процессом обдукции на склон желоба, обращенного к суше. Измеряются геотермальные данные вдоль южного Тройного соединения. Анализ теплового потока в зоне столкновения желоба показал высокую величину теплового импульса (345 мВт/м 2 ), связанного с субдукцией хребта Чили в нижней части желоба. [8] Кроме того, за счет применения отражателей, имитирующих дно (BSR), более убедительно доказано существование высокого теплового потока под откосом траншеи , так как более широкий диапазон сетки наблюдений теплового потока показан с севера на юг Тройной перекресток. [8] Кроме того, предполагаемый кондуктивный тепловой поток согласуется с данными о тепловом потоке из BSR. [8] [12]
Понимание субдукции спредингового хребта имеет решающее значение, поскольку оно контролирует эволюцию континентальной коры. Субдукция Чилийского хребта под Чилийский желоб представляет собой подходящий аналог зарождения архейской континентальной коры в результате плавления глубокой океанической коры. [4] Это связано с тем, что субдукция Чилийского хребта является единственным в мире примером того, что доминирующая плита является континентальной. Также можно изучить корреляции между горными породами в прошлом. Также можно изучить взаимодействие гребневых траншей. [4]
Кроме того, из-за наличия окна патагонской плиты и обдукции плиты Наска геологические процессы, происходившие в разные периоды, неодинаковы. [4] Таким образом, субдукция Чилийского хребта не соответствует униформистскому принципу (геологический процесс, происходящий сейчас, такой же, как и в прошлом). [19]
Субдукция хребта Кула-Фараллон/Воскресенский началась в позднем мелу-палеоцене, в настоящее время он расположен в комплексе Чугач на Аляске, где в настоящее время наблюдается мафит-ультрамафитовый метаморфизм высокой степени. [4] Субдукция хребта контролирует магматизм на границе Северной Америки. [4]