Как устроена наша Земля?

  Все выпуски  

Как устроена наша Земля? Плюм Хайнань


Хайнань (с китайского - "К югу от моря") - остров на юго-востоке Китая. Омывается Южно-Китайским морем. С рядом мелких островов, Парасельских островов (Сиша Цюньдао), островов Спратли (Наньша Цюньдао) и Мак-Клесфилдских островов (Чжунша Цюньдао), входит в одноимённую провинцию Хайнань. С севера провинция отделена от провинции Гуандун узким и мелким проливом Цюнчжоу. Площадь острова Хайнань составляет 33920 км.

Остров Хайнань. Остров Хайнань.

На остров Хайнань приходится 97% территории провинции, остальные 3% - более трёхсот островов из трёх архипелагов Южно-Китайского моря: Наньша (острова Спратли), Сиша (Парасельские острова) и Чжунша. Все высочайшие горы сгруппированы в трёх горных хребтах: хребет Учжишань находится в центре острова, его главная вершина (1867 метров) - высочайшая точка острова. К северо-западу от него находится горный хребет Ингэлин, его наивысший пик имеет 1811 метров высоты. Хребет Яцзядалин находится в западной части острова, его наивысшая вершина высотой 1519 метров.

Вулкан Хайнань Дао (пирокластический конус). Координаты: 19.70N 1942'0"N; 110.10E 1106'0"E Последнее извержение 1933 год.Вулкан Хайнань Дао (пирокластический конус). Координаты: 19.70N 1942'0"N; 110.10E 1106'0"E Последнее извержение 1933 год.

Вулканическое поле Хайнань Дао является частью группы вулканов Qionglei , также известной как вулканическое поле Leiqiong. Вулканическое поле Хайнань Дао охватывает около 4100 км 2 северной части острова Хайнань (также известного как Qiong), распространяясь через пролив Qiongzhou к югу от полуострова Лючжоу. Вулканическон поле Хайнань Дао имеет Плейстоцен - Голоценовый возраст, но исторические извержения были зарегистрировано в областях Lingao и Chengmai в 19-м и 20-м веках. Leihuling и Maanshan, два наиболее хорошо сохранившихся вулканических конуса, ориентированных вдоль широтного разрыва. Эти два конуса являются частью кластера из 30 конусов в регионах Shishan и Yongzing. Малые извержения вдоль трещин были зафиксированы в 1883 году на конусе Lingao и в 1933 году в пределах хребта Nansheling.

Сейсмотомографические исследования в районе горячей точки Хайнань.

Первое упоминание о приповерхностной низкоскоростной аномалии, находящейся в непосредственной близости от побережья Китая относится к 2000 году [Lebedev 2000], на более глубоких уровнях продолжается в низы Юго-Восточной Азии, что позволяет высказать предположение о связи прошлого вулканизма на острове Хайнань с астеносферой.

Региональные исследования.

Рисунок. Вертикальные томографические разрезы (a) меридианальный, (b) широтный и (с) СЗ-ЮВ  скоростей P-волн мантии, под вулканом Хайнань в южном Китае (красный треугольник). Красным и синим цветом обозначены низкоскоростные и высокоскоростные аномалии, соответственно. Шкала пертурбации скорости (в %) показана рядом c (b). Пунктирные линии показывают границу Мохоровичича. (b) карта расположения разрезов и 9-ти сейсмических станций (белые треугольники), которые были использованы в томографической инверсии. (По данным Lei et al. 2009).

Вулкан Хайнань в южном Китае является горячей точкой, которая подпитывется нижнемантийным плюмом. Плюм ассоциируется с субдукцией в нижнюю мантию Тихоокеанской и Филиппинскоой плит в восточном направлении и субдукцией в нижнюю мантию Индийской плиты в западном направлении. Стагнирующая плита, достигая подошвы мантии, может вызвать апвеллинг горячего мантийного вещества из нижней мантии вверх, вплоть до самых верхов мантии. Некоторые горячие апвеллинги могут достичь подошвы погружающейся плиты, что может привести к взаимодействия плиты с плюмом. Для получения более достоверных томографических изображений структуры под действующими вулканами в Китае и для выясния их происхождение, необходимо развернуть большее количество сейсмических станций в пределах вулканических областей.

Глобальные исследования.

  Трехмерный вид мантийных плюмов под горячей точкой Хайнань (HN) по данным томографии на P-волнах (слева) и S-волнах (справа).

Рисунок . Трехмерный вид мантийных плюмов под горячей точкой Хайнань (HN) по данным томографии на P-волнах (слева) и S-волнах (справа). Площадь горизонтальных сечений 40 на 40. Положение сечений выбрано так, чтобы в их центральной части располагались изучаемые плюмы. Пропорции вертикальной шкалы были преувеличена таким образом, чтобы избежать наложения изображений в сечениях.

Верхняя часть плюма Хайнань не очень контрастная, но хорошо разрешенная. На модели PRI-S05 плюм виден до около 1900 км, что подтверждает его глубинное мантийное происхождение. На модели PRI-P05 плюм отчетливо просматривается до глубинного уровня 1450 км, но до глубины 1900 км плюм проявляется слабее. Горизонтальные сечения трехмерных мантийных плюмов по данным томографии на S-волнах под горячей точкой Хайнань (HN).

Рисунок . Горизонтальные сечения трехмерных мантийных плюмов по данным томографии на S-волнах под горячей точкой Хайнань (HN).

Выявленные особенности низкоскоростной аномалии, отождествляемой с Хайнаньским плюмом, не могут быть связаны с таким артифактом, как вертикальные утечки. Этот вывод подтверждает тест на разрешение, согласно результатам которого любые неоднородности размером менее 200 км будут невидимы ниже глубинного уровня 1900 км. Реконструкция синтетического плюма, располагающегося в верхней мантии (с) и реконструкция синтетического плюма, простирающегося до глубины 2800 км (d) с целью тестирования на разрешение данных для плюма Хайнань (HN).

Рисунок . Реконструкция синтетического плюма, располагающегося в верхней мантии (с) и реконструкция синтетического плюма, простирающегося до глубины 2800 км (d) с целью тестирования на разрешение данных для плюма Хайнань (HN).

Формирование плюма Хайнань.

Основываясь на совокупности сейсмотомографических данных, полученных в последние годы, строение плюма Хайнань можно представить так, как показано на рисунке ниже.  Формирование плюма Хайнань

Строение и формирование плюма Хайнань.

Обширные низкоскоростные аномалии под литосферой и в переходной зоне отчетливо проявлены в данных сейсмической томографии. Однако предполагаемые вторичные плюмы под Индокитайской вулканической провинцией и под подводными горами в Южно-Китайском море (SCS) до настоящего времени не нашли отражения в данных сейсмической томографии. Вулканизм на полуострове Индокитай и в Южно-Китайском море, возможно, был вызван термалными плюмами или мелкомаштабным тепловым апвеллингом с пограничных областей обширной низкоскоростной аномалии, разместившейся в переходной области мантии. Раннии силикатные резервуары распознаются в базальтовых породах, индуцированных плюмом.

 Источники.

- Montelli, R., G. Nolet, F. A. Dahlen, and G. Masters (2006), A catalogue of deep mantle plumes: New results from finite-frequency tomography, Geochem. Geophys. Geosyst., 7, Q11007, doi:10.1029/2006GC001248.

- Zhao, D. and L. Liu , (2008) (2010) Глубинное строение и происхождение активных вулканов в Китае. Geoscience Frontiers, 1, 31-44

- http://ccfs.mq.edu.au/AnnualReport/13Report/ResHigh.html 

- Вулкан Хайнань Дао (пирокластический конус.


В избранное