Магматические ассоциации Гавайских островов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 Гавайские острова представляют собой одну из типичных, и хорошо изученных об­ластей океанического внутриплитного вулканизма, значительно более мо­лодого, чем подстилающее океаническое дно и расположенную вдали от континентов и СОХ.

Гавайский хребет и его северо-западное продолжение (Император­ские горы) образуют цепь вулканических островов и подводных вулкани­ческих гор с постепенно затухающей на северо-запад активностью. Изме­нение простирания Гавайского хребта по отношению к Императорским горам рассматривается как доказательство изменения направления спрединга в Тихом океане 40-50 млн. лет назад. Гавайский хребет протягивается более чем на 2000 км, причем подводная его часть преобладает над надводной. Единственным вулканически активным островом в настоящее время является о. Гавайи (рис.2.18), более западные острова сложены потухшими эродированными вул­канами, а далее расположены ато­ллы, образованные барьерными рифами опустившихся островов после затухания вулканической деятельности. Крайним из них является атолл Мидуэй, северо­западнее которого расположены лишь подводные вулканические горы. По да­нным К-Аг геохронологии установлено, что в настоящее время Га­вайский архипелаг движется над "горячей точкой" со скоростью около 6 см/год.

Остров Гавайи представляет собой пять сросшихся щитовых вулканов (см. рис. 2.18), сущест­вующих около 1 млн лет. Из них в настоящее время активны только два: Килауэа и Мауна-Лоа. Вулкан Мауна-Лоа, имеющий высоту 4170 м над уровнем моря, и близ­кий по высоте потухший вулкан Мауна-Кеа - наиболее грандиоз­ные положительные структуры Земли, созданные вулканической деятельностью (считая от уровня океанического дна их высота достигает 8000 м). Сейсмические исследования показали, что магматические очаги локализуются на глубинах от 100 до 50 км. По геофизическим данным мощность океанической коры под Гавайями достигает 20 км. В ее пределах расположены малоглубинные камеры. Так, под вулканом Килауэа оконтурена асейсмичная зона магматической камеры диаметром около 3 км, протягивающаяся вглубь от 3 до 6 км. От нее отходит канал, который прослеживается через всю кору. Вероятны промежуточные камеры в интервале 50-15 км, находящиеся в верхах мантии и низах коры. Геодезические наблюдения на о. Гавайи показали, что весь остров в целом и особенно склоны вулканов поднимаются и опускаются, причем колебания достигают от 1 до 4 м и связаны с наполнением и опорожнением малоглубинных камер под вулканом. Так, за период с 1912 по 1921 гг. уровень острова поднялся на 91,5 см, после большого извержения 1924 г. он опустился на 106,7 см, а у края лавового озера Халемаумау на 406,2 см. Судя по составу изливающихся лав, магма, наполняющая близповерхностную камеру, испытывает кристаллизацион­ную дифференциацию с осаждением кристаллов оливина и шпинели, всле­дствие чего ранние порции магмы незначительно обогащены кремнеземом и железом по сравнению с магнием. Дифференциация наблюдалась и не­посредственно в лавовых озерах, неоднократно возникающих на вулкане Килауэа. Хотя некоторые из них довольно значительны (так, оз. Халемаумау имело глубину 75 м и застывало в течение 50 лет), дифференциация в них ограничена. Последние порции магмы, поднимающиеся при опус­тошении промежуточной камеры, обогащены оливином и по составу близ­ки к пикритам.

В развитии почти каждого гавайского вулкана, прошедшего полный цикл своей активности, намечается 4 стадии: I - стадия построения щитового вулкана с частыми извержениями жидкой лавы толеитового состава, с низким коэффициентом эксплозивности (не более 1%), образующей тонкие лавовые потоки. В конце этой стадии вершина вулкана взрывается с образованием кальдеры. II - стадия наполнения кальдеры потоками жидкой лавы. Запруженные потоки становятся более толстыми, они медленнее остывают с образованием газовых пузырей. При переполнении приповерхностных резервуаров магмой возникают трещийы ("рифты") на внешних склонах кальдеры, с образованием мелких взрывных кратеров, откуда изливаются потоки лав. Состав лав меняется, появляются субщелочные базальтовые и переходные по составу потоки, переслаивающиеся с толеитовыми, эксплозивность увеличивается. III - посткальдерная стадия, во время которой на вершине вулкана надстраи­вается "шапка", сложенная толстыми и короткими потоками лавы и пирокластическими продуктами. Появляются экструзивные купола. Вулка­ническая активность уменьшается, между потоками появляются слои от­ложений временных потоков и локальные эрозионные несогласия, свиде­тельствующие о длительных периодах покоя. Вулканические породы представлены образованиями субщелочных серий - базальтами и их дифференциатами. Эта стадия знаменует собой конец главного этапа вул­канизма, сменяющегося периодом покоя, когда вулканическая постройка подвергается наземной или морской эрозии. IV - постэрозионная стадия, которая проявляется после длительного периода покоя. Состав вулканитов - недосыщенные кремнеземом щелочные базальты, базаниты и нефелиниты, сопровождаемые обильной пирокластикой. Время вулканической активности невелико, так же как и объемы вулканических пород. После этого вулканизм заканчивается и постройка подвергается эрозии и посте­пенному опусканию.

 Эта генерализованная схема не обязательно свойственна каждому вулкану, активность которого может прекратиться на любой стадии. Активные вулканы о. Гавайи находятся на II стадии (Мауна-Лоа, Килауэа), Ш стададия, по всей вероятности, закончилась на вулкане Мауна-Кеа. IV стадия свойственна вулканам о. Оаху. На о. Гавайи, таким образом, хорошо прослеживается свойственное всей цепи островов смещение активного вулканизма на восток. Эту зако­номерность нарушает недавно открытый подводный вулкан Лоихи в 55 км к юго-востоку от Килауэа, находящийся на глубине 900 м ниже уровня мо­ря и потухший 5 тыс. лет назад. Он сложен щелочными оливиновыми базальтами и характеризуется интенсивной гидротермальной деятельностью.

Геологические взаимоотношения между вулканитами различных ас­социаций позволяют утверждать, что ассоциация нефелинитовых пород имеет самостоятельный генезис. Менее определенно это можно сказать в отношении производных толеитовой и субщелочной магмы, которые переслаиваются и образуют постепенные переходы. Согласно ранним предс­тавлениям породы этих серий образовались за счет еди­ной, богатой оливином (не менее 17%) магмы при ее фракционировании на глубинах около 30-50 км соответственно (толеиты – 30, субщелочные – 70). Позднее исследование безводного ксенолита шпинелевого лерцолита из гавайских щелочных базальтов показало, что близликвидусное парциальное плавление при давлениях около 15 кбар дает толеитовые составы, при давлениях между 15 и 25 кбар выплавляются щелочные базальты, которые при увеличении степени парциального плавления сме­няются высокомагнезиальными толеитами, а при давлениях выше 25 кбар, в зависимости от степени плавления, - щелочными пикритами или пикритами соответственно.

Согласно этим данным вариации степеней парциального плавления и его глубины позволяют получить толеитовые или щелочные базальты из одного и того же источника, следовательно, обеспечить их тесную прост­ранственную и временную связь. Общее содержание летучих в гавайских толеитовых магмах не превышает 0,5-0,6% при содержании воды 0,3-0,5%, так что погрешность вышеупомянутого эксперимента за счет безводных условий невелика. Поскольку в базанит-нефелинитовой серии известны находки ксенолитов гранатсодержащих ультрамафитов, предполагается расположение источника ниже шпинель-гранатового перехода. Подобные магмы требуют для своей генерации высокое содержание богатой СО2 флюидной фазы.

Итак, рассмотрение временной эволюции вулканизма Гавайских ост­ровов в отдельных вулканических постройках позволяет предположить постепенное уменьшение степени плавления субстрата и углубление области магмогенерации. Это может быть связано либо с перемещением плиты и соответственно вулканической постройки в краевую, более глубинную и холодную часть мантийного диапира, либо с постепенным его охлаждением.

Дата: 2018-09-13, просмотров: 518.