Магматическая камера - Magma chamber

11 - магматический очаг

А магматическая камера это большая лужа жидкости камень под поверхностью Земли. Расплавленная порода или магма в такой камере менее плотная, чем окружающая кантри-рок, который производит плавучие силы на магме, которая имеет тенденцию поднимать ее вверх.[1] Если магма найдет путь к поверхности, то результатом будет извержение вулкана; следовательно, многие вулканы расположены над очагами магмы.[2] Эти камеры трудно обнаружить глубоко под землей, и поэтому большинство из них расположены близко к поверхности, обычно на глубине от 1 до 10 км.[3]

Динамика магматических очагов

Магматические очаги над погружающейся плитой

Магма поднимается через трещины снизу и через кору, потому что она менее плотная, чем окружающая порода. Когда магма не может найти путь вверх, она собирается в магматический очаг. Эти камеры обычно наращиваются со временем,[4][5] последовательными горизонтальными[6] или вертикальный[7] закачки магмы. Приток новой магмы вызывает реакцию уже существующих кристаллов.[8] и давление в камере увеличиваться.

Оставшаяся магма начинает остывать с компонентами с более высокой температурой плавления, такими как оливин кристаллизоваться из раствора, особенно вблизи более холодных стенок камеры, и образовывать более плотный конгломерат минералов, который опускается (кумулятивная порода).[9] При охлаждении насыщаются новые минеральные фазы и меняется тип породы (например, фракционная кристаллизация ), обычно образуя (1) габбро, диорит, тоналит и гранит или (2) габбро, диорит, сиенит и гранит. Если магма находится в очаге длительное время, она может расслаиваться с более низкими плотность компоненты поднимаются наверх, а более плотные материалы опускаются. Породы накапливаются слоями, образуя послойное вторжение.[10] Любое последующее извержение может привести к образованию отчетливо слоистых отложений; например, депозиты от 79 г. н.э. извержение Везувия включить толстый слой белого пемза из верхней части магматического очага, покрытого аналогичным слоем серой пемзы, образовавшейся из материала, извергнутого позже из нижней части очага.

Другой эффект охлаждения камеры заключается в том, что затвердевание кристаллы выпустит газ (в первую очередь пар ) ранее растворились, когда они были жидкими, что привело к повышению давления в камере, возможно, достаточно, чтобы вызвать извержение. Кроме того, удаление компонентов с более низкой температурой плавления, как правило, делает магму более вязкий (за счет увеличения концентрации силикаты ). Таким образом, стратификация магматического очага может привести к увеличению количества газа в магме вблизи вершины очага, а также сделать эту магму более вязкой, что потенциально может привести к более взрывному извержению, чем было бы в случае, если бы очаг не расслаиваются.

Супервулкан извержения возможны только тогда, когда на относительно неглубоком уровне в земной коре образуется чрезвычайно большой магматический очаг. Однако скорость образования магмы в тектонических условиях, которые образуют супервулканы, довольно низка, около 0,002 км.3 год–1, так что накопление достаточного количества магмы для сверхразрушения занимает 105 до 106 годы. Это поднимает вопрос, почему всплывающая кремнистая магма не прорывается на поверхность чаще при относительно небольших извержениях. Сочетание регионального расширения, которое снижает максимально достижимое избыточное давление на кровле очага, и большого магматического очага с теплыми стенками, который имеет высокую эффективную вязкоупругость, может подавить образование дайки риолита и позволить таким большим очагам заполниться магмой.[11]

Если магма не выйдет на поверхность при извержении вулкана, она будет медленно остывать и кристаллизоваться на глубине, образуя навязчивый огненный тело, например, состоящее из гранит или же габбро (смотрите также плутон ).

Часто у вулкана может быть глубокая магматическая камера на много километров вниз, которая образует более мелкую камеру около вершины. Расположение магматических очагов может быть нанесено на карту с помощью сейсмология: сейсмические волны от землетрясения движутся медленнее через жидкую породу, чем через твердую, что позволяет измерениям точно определять области медленного движения, которые определяют очаги магмы.[12]

При извержении вулкана окружающие породы рухнут в опорожняющую камеру. Если размер камеры значительно уменьшить, образовавшаяся депрессия на поверхности может образовать кальдера.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Philpotts, Anthony R .; Агу, Джей Дж. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 28–32. ISBN  9780521880060.
  2. ^ "Судебно-медицинское исследование Большого вулкана Бали". Эос. Получено 2020-11-25.
  3. ^ Дарен, Бёрье; Тролль, Валентин Р .; Андерссон, Ульф Б .; Chadwick, Jane P .; Gardner, Màiri F .; Джаксыбулатов, Кайрлы; Кулаков, Иван (01.04.2012). «Магматический водопровод под вулканом Анак Кракатау, Индонезия: свидетельство существования нескольких регионов хранения магмы». Вклад в минералогию и петрологию. 163 (4): 631–651. Дои:10.1007 / s00410-011-0690-8. ISSN  1432-0967.
  4. ^ Глазнер А.Ф., Бартли Дж.М., Коулман Д.С., Грей В., Тейлор З. (2004). «Плутоны собираются за миллионы лет путем слияния из небольших магматических очагов?». GSA сегодня. 14 (4/5): 4–11. Дои:10.1130 / 1052-5173 (2004) 014 <0004: APAOMO> 2.0.CO; 2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  5. ^ Лейтхольд, Жюльен (2012). «Время разрешило строительство бимодального лакколита (Торрес-дель-Пайне, Патагония)». Письма по науке о Земле и планетах. 325–326: 85–92. Дои:10.1016 / j.epsl.2012.01.032.
  6. ^ Leuthold, Julien; Мюнтенер, Отмар; Баумгартнер, Лукас; Путлиц, Бенита (2014). «Петрологические ограничения на переработку основных кристаллов и проникновение плетеных подоконников в основной комплекс Торрес-дель-Пайне (Патагония)» (PDF). Журнал петрологии. 55 (5): 917–949. Дои:10.1093 / петрология / egu011. HDL:20.500.11850/103136.
  7. ^ Аллибон, Дж., Овчарова, М., Бюсси, Ф., Коска, М., Шальтеггер, У., Буссен, Д., Левин, Э. (2011). "Срок службы фидерной зоны океанического островного вулкана: ограничения U – Pb на сосуществующие циркон и бадделеит, и 40Ar /39Определение возраста Ar (Фуэртевентура, Канарские острова) ». Может. J. Earth Sci. 48 (2): 567–592. Дои:10.1139 / E10-032.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ Лейтхольд Дж, Блэнди Дж.Д., Холнесс МБ, Стороны R (2014). «Последовательные эпизоды протекания реактивной жидкости через слоистую интрузию (блок 9, Восточная слоистая интрузия Рома, Шотландия)». Contrib минеральный бензин. 167: 1021. Дои:10.1007 / s00410-014-1021-7. S2CID  129584032.
  9. ^ Emeleus, C.H .; Тролль, В. Р. (2014-08-01). "Центр магматического рома, Шотландия". Минералогический журнал. 78 (4): 805–839. Дои:10.1180 / minmag.2014.078.4.04. ISSN  0026-461X.
  10. ^ МакБирни А.Р. (1996). «Вторжение в Скаергаард». В Cawthorn RG (ред.). Многослойные вторжения. События в петрологии. 15. С. 147–180. ISBN  9780080535401.
  11. ^ Еллинек, А. Марк; ДеПаоло, Дональд Дж. (1 июля 2003 г.). «Модель происхождения крупных очагов кислой магмы: предвестники кальдерообразующих извержений». Вестник вулканологии. 65 (5): 363–381. Дои:10.1007 / s00445-003-0277-y. S2CID  44581563.
  12. ^ Cashman, K. V .; Спаркс, Р. С. Дж. (2013). «Как работают вулканы: 25-летняя перспектива». Бюллетень Геологического общества Америки. 125 (5–6): 664. Дои:10.1130 / B30720.1.
  13. ^ Тролль, Валентин Р .; Емелей, К. Генри; Дональдсон, Колин Х. (2001-11-01). «Формирование кальдеры в Центральном магматическом комплексе Рома, Шотландия». Вестник вулканологии. 62 (4): 301–317. Дои:10.1007 / s004450000099. ISSN  1432-0819.