Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жанартаулар тізбегі субдукциялық тақтаның үстінде қалыптасады
Chain of volcanoes formed above a subducting plate
Вулканикалық доға (немесе магмалық доға) – жоғарыдан қарағанда доға тәрізді орналасқан, субдукцияланатын мұхиттық тектоникалық тақтаның үстінде пайда болған жанартаулар белдеуі. Вулканикалық доғалар әдетте мұхиттық шұңқырға параллель болады, доға шұңқырға қарағанда субдукциялық тақтадан алыс орналасқан. Мұхиттық тақта суға толы, көбінесе микалар, амфиболдар және серпентиндер сияқты сулы минералдар түрінде. Мұхиттық тақта субдукциялана келе, тереңдеген сайын қысым мен температураның артуына ұшырайды. Жылу мен қысым тақтадағы сулы минералдарды ыдыратып, суды үстіндегі мантияға босатады. Су сияқты ұшпа заттар мантияның балқу температурасын күрт төмендетеді, нәтижесінде мантияның бір бөлігі балқып, басым жатқан тақтаның астында тереңде магма пайда болады. Магма жоғары көтеріліп, субдукция аймағына параллель жанартаулар доғасын құрайды. Вулканикалық доғалар тектоникалық тақтаның ортасындағы ыстық нүктелердің үстінде қалыптасқан жанартаулар тізбегінен ерекшеленеді. Жанартаулар көбінесе тақта ыстық нүктеге жылжыған сайын бірінен кейін бірі пайда болады, сондықтан тізбектің бір шетінен екінші шетіне қарай жанартаулар жасы бойынша өзгереді. Гавай аралдары – әдеттегі ыстық нүкте тізбегі, ескі аралдар солтүстік-батыста орналасқан, ал Гавай аралының өзі, жасы 400 000 жыл ғана, тізбектің оңтүстік-шығыс шетінде ыстық нүктенің үстінде жатыр. Вулканикалық доғалар көбінесе мұндай қарапайым жас үлгісін көрсетпейді. Вулканикалық доғалардың екі түрі бар:
A volcanic arc (also known as a magmatic arc) is a belt of volcanoes formed above a subducting oceanic tectonic plate, with the belt arranged in an arc shape as seen from above. Volcanic arcs typically parallel an oceanic trench, with the arc located further from the subducting plate than the trench. The oceanic plate is saturated with water, mostly in the form of hydrous minerals such as micas, amphiboles, and serpentines. As the oceanic plate is subducted, it is subjected to increasing pressure and temperature with increasing depth. The heat and pressure break down the hydrous minerals in the plate, releasing water into the overlying mantle. Volatiles such as water drastically lower the melting point of the mantle, causing some of the mantle to melt and form magma at depth under the overriding plate. The magma ascends to form an arc of volcanoes parallel to the subduction zone. Volcanic arcs are distinct from volcanic chains formed over hotspots in the middle of a tectonic plate. Volcanoes often form one after another as the plate moves over the hotspot, and so the volcanoes progress in age from one end of the chain to the other. The Hawaiian Islands form a typical hotspot chain, with the older islands to the northwest and Hawaii Island itself, which is just 400,000 years old, at the southeast end of the chain over the hotspot. Volcanic arcs do not generally exhibit such a simple age pattern. There are two types of volcanic arcs:
мұхит ішіндегі доғалар (алғашқы доғалар) – бір мұхит қабығы басқа мұхит қабығының астына іргелес тақтада субдукцияланғанда жанартау арал доғасын құрайды. континенттік доғалар – мұхит қабығы континенттік қабықтың астына іргелес тақтада субдукцияланғанда доға тәрізді тау белдеуін құрайды. Кейбір жағдайларда, бір субдукция аймағы өзінің ұзындығы бойында екі түрлі сипатты көрсетуі мүмкін, өйткені тақтаның бір бөлігі континенттің астында, ал екінші бөлігі іргелес мұхит қабығының астында болады. Алют аралдары мен Аляска түбегі – мұндай субдукция аймағының мысалы. Вулканикалық доғаның белсенді фронты – белгілі бір уақытта вулканизмнің дамитын белдеуі. Белсенді фронттар уақыт өте келе (миллиондаған жылдар) жылжуы мүмкін, мұхит шұңқырынан қашықтығы мен ені өзгеріп отырады.
intraoceanic arcs (primitive arcs) form when oceanic crust subducts beneath other oceanic crust on an adjacent plate, creating a volcanic island arc. continental arcs form when oceanic crust subducts beneath continental crust on an adjacent plate, creating an arc shaped mountain belt. In some situations, a single subduction zone may show both aspects along its length, as part of a plate subducts beneath a continent and part beneath adjacent oceanic crust. The Aleutian Islands and adjoining Alaskan Peninsula are an example of such a subduction zone. The active front of a volcanic arc is the belt where volcanism develops at a given time. Active fronts may move over time (millions of years), changing their distance from the oceanic trench as well as their width.
Тектоникалық орта
Вулканикалық доға – доғалық-траншеялық кешеннің бөлігі, ол Жер бетінде көрінетін субдукциялық аймақтың бір бөлігі болып табылады. Субдукциялық аймақ – салыстырмалы түрде жұқа, тығыз мұхиттық литосферадан тұратын тектоникалық тақтаның, тығыздығы төмен жатқан тақтаның астына Жердің мантиясына батып кетуі. Басым жатқан тақта басқа мұхиттық тақта немесе континенттік тақта болуы мүмкін. Субдукцияланатын тақта немесе плита мантияға белгілі бір бұрышпен батып, плита мен үстіне жатқан тақта арасында мантия клинін қалыптастырады. Субдукцияланатын плитада көптеген жер сілкіністері болады, олардың сейсмикалық гипоцентрлері аралдық доғаның астында тереңдей түседі: осы жер сілкіністері Вадати-Бениофф аймақтарын анықтайды. Вулканикалық доғалар басым жатқан тақтасы континенттік (Анд типіндегі доғалар) және басым жатқан тақтасы мұхиттық (океан ішіндегі немесе бастапқы доғалар) болып бөлінеді. Доғаның астындағы қыртыс орташа континенттік немесе мұхиттық қыртыстан екі есе қалың: Анд типіндегі доғалардың астындағы қыртыстың қалыңдығы шамамен , ал океан ішіндегі доғалардың астындағы қыртыстың қалыңдығы шамамен . Қыртыстың қысқаруы да, магмалық астыңғы жамылғы да қыртыстың қалыңдауына ықпал етеді, сондай-ақ кейбір доғалар сілтілі магманы шығарады. Қазылт сілтілі магма, орта мұхиттық қырқаларына тән толеиттік магмадан жоғары алюминий және төмен темір құрамымен, сондай-ақ калий, рубидий, цезий, стронций немесе барий сияқты ірі ионды литофиль элементтерінің жоғары мөлшерімен, цирконий, ниобий, гафний, сирек жер элементтері (REE), торий, уран немесе тантал сияқты жоғары өріс күшті элементтерге қатысты айырмашылығымен ерекшеленеді. Андзит, әсіресе жанартаулық доғаларға тән, бірақ кейде қыртыстың кеңейген аймақтарында да кездеседі. Тау жыныстарының жазбаларында жанартаулық доғаларды олардың жарылыс вулканизмінен пайда болған қалың вулканокластикалық жыныстары (сұр шөгінділер мен саз тастармен араласып жатқан) және олардың сілтілік құрамы бойынша тануға болады. Метаморфизмге ұшыраған және құрамы өзгерген (метасоматизм) көне тау жыныстарында кальцидті сілтілі тау жыныстарын олардың құрамында өзгеруге аз әсер ететін хром немесе титан сияқты микроэлементтердің мөлшері бойынша ажыратуға болады, жанартаулық доға тау жыныстарында олардың мөлшері аз. немесе шөгінділік жазбада литтық құмтастар түрінде кездеседі. Жоғары температуралы, төмен қысымды метаморфизм белдеуі төмен температуралы, жоғары қысымды метаморфизм белдеуіне параллель орналасқан жұпталған метаморфикалық белдеулер ежелгі доға-траншеялық кешенді сақтайды, онда жоғары температуралы, төмен қысымды белдеу жанартаулық доғаға сәйкес келеді. Траншеядан доғаға дейінгі қашықтық қабырғалар үшін терең емес бұрышта суға батып кетуіне байланысты үлкен болады, бұл магманың пайда болуы қабырғадағы сулы минералдың ыдырауына арналған белгілі бір тереңдікке жеткен кезде орын алады деген болжамды ұсынады. Бұл жанартаулық доға бойында шоғырланған вулканизмді түсіндіретін көтеріліп келе жатқан "сулы перде" құрады. Алайда, кейбір модельдер судың плитадан тереңдіктен төменге дейін үнемі босатылатынын және тереңдікте босатылатын судың көп бөлігі мантияның үстіндегі клиннің серпентинизациясын тудыратынын көрсетеді. Қазір субдукцияланатын плитаның жанартаулық доғаның астында кез келген тереңдікте орналасуы мүмкін екендігі белгілі, бұл шамамен тереңдікте емес, доғалық магматизмге қатысты күрделірек модельдерді қажет етеді. Мысалы, орташа тереңдікте плитадан шығарылған су мантияның төменгі бөлігіндегі амфибол минералдарымен әрекеттесіп, суға бай хлориттің пайда болуына себеп болуы мүмкін. Бұл хлоритке бай мантиялық тау жынысы содан кейін субдукцияланатын плитамен төмен қарай сүйреледі және ақырында доғалық магматизмнің көзіне айналады. Доғаның орналасуы субдукцияның бұрышы мен жылдамдығына байланысты, олар сулы минералдардың ыдырауы мен босаған судың астындағы мантияның балқыма нүктесін төмендетуіне жеткілікті жағдай жасайды. Вулканикалық доғаның орналасуы мантиялық клиннің ұшында салқын, терең емес бұрыштың болуымен анықталуы мүмкін, онда мантиялық тау жынысы үстіндегі тақтамен де, плитамен де салқындатылады. Оның салқын, терең емес бұрышы балқытуды тежеп қана қоймай, кез келген магманың көтерілуіне де кедергі келтіреді. Доғалық вулканизм – бұл плита салқын, терең емес бұрыштың астынан төмен түсіп, магманың пайда болуына және жылы, аз қатты мантиялық тау жыныстары арқылы көтерілуіне мүмкіндік беретін жерде орын алады.
A volcanic arc is part of an arc trench complex, which is the part of a subduction zone that is visible at the Earth's surface. A subduction zone is where a tectonic plate composed of relatively thin, dense oceanic lithosphere sinks into the Earth's mantle beneath a less dense overriding plate. The overriding plate may be either another oceanic plate or a continental plate. The subducting plate, or slab, sinks into the mantle at an angle, so that there is a wedge of mantle between the slab and the overriding plate. Multiple earthquakes occur within the subducting slab with the seismic hypocenters located at increasing depth under the island arc: these quakes define the Wadati–Benioff zones. Volcanic arcs are divided into those in which the overriding plate is continental (Andean type arcs) and those in which the overriding plate is oceanic (intraoceanic or primitive arcs). The crust beneath the arc is up to twice as thick as average continental or oceanic crust: The crust under Andean type arcs is up to thick, while the crust under intraoceanic arcs is thick. Both shortening of the crust and magmatic underplating contribute to thickening of the crust. and a few arcs erupt alkaline magma. Calc alkaline magma can be distinguished from tholeiitic magma, typical of mid ocean ridges, by its higher aluminium and lower iron content and by its high content of large ion lithophile elements, such as potassium, rubidium, caesium, strontium, or barium, relative to high field strength elements, such as zirconium, niobium, hafnium, rare earth elements (REE), thorium, uranium, or tantalum. Andesite is particularly characteristic of volcanic arcs, though it sometimes also occurs in regions of crustal extension. In the rock record, volcanic arcs can be recognized from their thick sequences of volcaniclastic rock (formed by explosive volcanism) interbedded with greywackes and mudstones and by their calc alkaline composition. In more ancient rocks that have experienced metamorphism and alteration of their composition (metasomatism), calc alkaline rocks can be distinguished by their content of trace elements that are little affected by alteration, such as chromium or titanium, whose content is low in volcanic arc rocks. or in the sedimentary record as lithic sandstones. Paired metamorphic belts, in which a belt of high temperature, low pressure metamorphism is located parallel to a belt of low temperature, high pressure metamorphism, preserve an ancient arc trench complex in which the high temperature, low pressure belt corresponds to the volcanic arc. The distance from the trench to the volcanic arc is greater for slabs subducting at a shallower angle, and this suggests that magma generation takes place when the slab reached a critical depth for the breakdown of an abundant hydrous mineral. This would produce an ascending "hydrous curtain" that accounts for focused volcanism along the volcanic arc. However, some models suggest that water is continuously released from the slab from shallow depths down to , and much of the water released at shallow depths produces serpentinization of the overlying mantle wedge. It is now known that the subducting slab may be located anywhere from below the volcanic arc, rather than a single characteristic depth of around , which requires more elaborate models of arc magmatism. For example, water released from the slab at moderate depths might react with amphibole minerals in the lower part of the mantle wedge to produce water rich chlorite. This chlorite rich mantle rock is then dragged downwards by the subducting slab, and eventually breaks down to become the source of arc magmatism. The location of the arc depends on the angle and rate of subduction, which determine where hydrous minerals break down and where the released water lowers the melting point of the overlying mantle wedge enough for melting. The location of the volcanic arc may be determined by the presence of a cool shallow corner at the tip of the mantle wedge, where the mantle rock is cooled by both the overlying plate and the slab. Not only does the cool shallow corner suppress melting, but its high stiffness hinders the ascent of any magma that is formed. Arc volcanism takes place where the slab descends out from under the cool shallow corner, allowing magma to be generated and rise through warmer, less stiff mantle rock.
Мысалдар
Мұхиттық аралдық доғалардың екі классикалық мысалы – Батыс Тынық мұхитындағы Мариан аралдары және Атлант мұхитының батысындағы Кіші Антиль аралдары. Солтүстік Американың батысындағы Каскадтық жанартаулық доғасы және Оңтүстік Американың батыс жиегіндегі Анд таулары – құрлықтық жанартаулық доғалардың мысалдары. Екі түрлі сипаттамаға ие жанартаулық доғалардың ең жақсы мысалдары Солтүстік Тынық мұхитында орналасқан: Алеут аралдарынан тұратын Алеут доғасы және Аляска түбегіндегі оның жалғасы – Алеут жотасы, сондай-ақ Курил аралдары мен Оңтүстік Камчатка түбегін қамтитын Курил-Камчатка доғасы.
Two classic examples of oceanic island arcs are the Mariana Islands in the western Pacific Ocean and the Lesser Antilles in the western Atlantic Ocean. The Cascade Volcanic Arc in western North America and the Andes along the western edge of South America are examples of continental volcanic arcs. The best examples of volcanic arcs with both sets of characteristics are in the North Pacific, with the Aleutian Arc consisting of the Aleutian Islands and their extension the Aleutian Range on the Alaska Peninsula, and the Kuril–Kamchatka Arc comprising the Kuril Islands and southern Kamchatka Peninsula.