Северный остров Новой Зеландии




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Северный остров Новой Зеландии

Северный остров Новой Зеландии

14.08.2017


Область, простирающаяся к югу от бассейна Лау в район с континентальными мощностями коры и соответственно мощными извержениями кислых пород, — не только пример очевидного задугового спрединга, но и объект, изучения которого выявляет некоторые дополнительные сложности в простой модели вулканизма ОПСЗ, делая ее значимой при детальном рассмотрении.
Зеленые гористые острова Новой Зеландии неожиданно возникают из южного океана на современной границе Тихоокеанской и Австралийской плит, между широтами 34°30 и 47° ю. ш. Хотя и один, и другой остров меньше массы суши, вместе они образуют крупнейший островной массив, не связанный мелководными морями с ближайшим континентом. Площадь этих островов достигает 2,6*10в5 км2. Они подстилаются континентальной корой мощностью до 30 км. Более того, имеются соприкасающиеся области неглубоких морей, включая поднятие о. Чатем и плато о. Кэмп бел к востоку и югу и поднятие Лорд-Хау к северо-западу, подстилающиеся корой мощностью 15—25 км, а местами мощностью в целом в несколько раз большей, чем во всем районе.
Проявления тонга-кермадекской зоны Беньофа ослабевают по латерали при движении от южных частей дуги. Она подстилает Северный остров Новой Зеландии от крайней северной точки примерно до 40° ю. ш., и это хорошо прослеживается по сейсмическим данным (по расположению глубокофокусных землетрясений). Под средним и центральным участками острова зарегистрировано значительное количество фокусов землетрясений на глубинах 150—250 км, отмечены и большие глубины (350 км). В отличие от многих других островных дут здесь очень небольшая часть очагов землетрясений находится на глубинах между 35 и 100 км. В целом фокусы хорошо определяют зону Беньофа, падающую к западу под углом около 60° в сторону северной территории, составляющей 2/3 Северного острова. Однако в противоположность этой обстановке, южнее 40° ю. ш. средне- и глубокофокусные землетрясения не зарегистрированы, а многочисленные мелкофокусные землетрясения характеризуют движение вдоль северного скошенного окончания известного альпийского разлома, прекрасно проявленного на Южном острове, — разрыва с латеральным смещением по крайней мере на 500 км в кайнозойское время, являющегося фрагментом границы между Тихоокеанской и Австралийской плитами.
На Северном острове активный вулканизм приурочен к северной и центральной областям, расположенным над зоной Беньофа. «Основание» вулканической зоны этого острова, тем не менее, не перекрыто лавами, пепловыми потоками, пеплами, лахарами и вулканогенными осадками плиоценового и четвертичного возраста и, очевидно, преимущественно сложено мезозойскими осадочными породами, среди которых преобладают граувакки. Общая мощность мезозойского чехла неизвестна, но, вероятно, достигает 15 км. Латеральные изменения их состава согласуются с источником вулканического характера, расположенном на западе. На п-ове Коромандел и частично на п-ове Аукленд развиты, более поздняя серия андезитов и связанных с ними вулканических пород известково-щелочного типа, субвулканические интрузии и флишеподобные вулканогенные породы. Эти образования имеют раннемиоценовый возраст. Среди особенностей, представляющих особый интерес для тех, кто изучает возможные «ископаемые» островные дуги, в миоценовой ассоциации следует выделить вторичные изменения, полиметаллическую минерализацию, пирофиллитовые залежи, офиолиты, подводные лахары и значительные оползания, а также отпечатки обильной фауны с преобладанием мягкотелых организмов, распространенных в одновозрастных с вулканическими породами флишеподобных осадках. Все это является свидетельством древней вулканической дуги, простиравшейся в направлении, противоположном современной границе плит, и объясняет не только явное северо-западное простирание полуостровов, но, частично, и подводное продолжение мощной коры в этом направлении.
Вулканическая зона Tayпo Северного острова (рис. 40) представлена игнимбритами, выполняющими грабенообразную структypy. Для этого комплекса пород сейсмические данные показывают общее погружение на 3000 м. Многочисленные параллельные вертикальные разломы (некоторые еще активные!) простираются в северо-восточном направлении, частично совпадающем с наиболее отклоняющимся направлением альпийского разлома Южного острова. Современные разрывы проявлены локально и приводят к возникновению более ярко выраженных, но меньших грабенов в пределах общей главной структуры.

Хотя четкие контуры грабена трудно проследить, поскольку он захоронен под слоем молодых вулканических образований, все же можно говорить, что грабен простирается от середины Северного острова в зал. Пленти и далее в бассейн Лау. Расстояние, вдоль которого наблюдаются проявления вулканизма, включая о. Уайт, составляет около 250 км, а ширина этой структуры достигает 50 км. Юго-западное продолжение грабена совпадает и скрыто под андезитовыми стратовулканами Тонгариро, Hгaypyхоэ и Руапеху, которые перекрывают южное продолжение подстилающей зоны Беньофа. Грабен содержит четыре юных центра риолитового вулканизма и характеризуется субвулканическими интрузиями риолитов и кальдерами. Эруптивный разрез начинается с андезитов (нижний плейстоцен), продолжается обильными игнимбритами (средний плейстоцен), извержения которых сопровождались образованием кальдер и вулканотектонических депрессей, далее следовали извержения игнимбритов, пемз, пеплов, риолитов с образованием куполов и трещинные излияния небольших количеств базальтов, продолжающиеся до настоящего времени. При рассмотрении в таком широком хронологическом масштабе выявляется очевидное диахронное смещение вулканизма в юго-западном направлении.
Эволюция и морфология главных молодых андезитовых вулканов Тонгариро, Нгаурухоэ и Руапеху рассматривались неоднократно. Хотя некоторые ранние потоки Тонгариро содержат роговообманковые фенокристаллы, большинство андезитов этого района и все современные потоки представлены пироксеновыми разновидностями, различными количествами фенокристаллов плагиоклаза, гиперстена и авгита в виде фенокристов, а также иногда с небольшим количеством оливина. В основной массе вокруг гиперстеновых фенокристаллов в виде оторочек отмечен анаксиальный пижонит. В химическом отношении эти породы образуют довольно тесную группу, в которой массовая доля SiO2 варьирует от 53,5 до 60 %. Их рассчитанный средний состав приведен в табл. 28. Один из оригинальных анализов с массовыми долями MgO 11,29% и Al2O3 12,72% не был использован для расчета среднего состава, поскольку он предполагает обогащение аккумулятивным пироксеном. До какой степени процессы аккумуляции кристаллов могут влиять на валовый химический анализ остальных пород? — конечно, обычная проблема при изучении большинства андезитов. Другие обнажения андезитов известны в северной части центральной вулканической зоны, например гора Эджикамбе, по петрографии и химическому составу они сравнимы с андезитами группы Тонгариро и предшествуют перекрывающим их риолитовым породам.

Стоящая одиноко возвышенность, расположенная примерно в 125 км к западу от группы вулканов Тонгариро, возвышающаяся на 2518 м над уровнем моря, — г. Эгмонт, «Фудзи» Новой Зеландии. Гора Эгмонт — величественный стратовулкан, увенчанный льдом, с покрытыми лесом склонами и окруженный шлейфом лахаровой округлой долины. Несколько севернее находится основание разрушенного, предположительно аналогичного вулкана, а еще севернее, уже ближе к Нью-Плимуту, расположены острова Шугар-Лоаф, сложенные дайками, трубками и вулканическими некками, представляющими остатки третьего, еще более древнего, вулкана, в настоящее время почти полностью эродированного до уровня моря. Хотя имеются предпосылки считать возможной вулканическую активизацию в XIX в., в настоящее время влк. Эгмонт бездействует. Лавы г Эгмонт представляют собой довольно однородную группу с массовой долей SiО2 51—59 %; это преимущественно роговообманковые андезиты, в отличие, от пироксенсодержащих андезитов группы Тонгариро. Андезиты влк. Эгмонт не содержат ортопироксен, но в более основных разновидностях объемная доля у оливина составляет до 7 % Таким образом, петрографические разновидности представлены оливин-авгитовыми андезитами, авгитовыми андезитами и авгит-роговообманковыми андезитами. Опробование галек, собранных из детритовых отложений, образовавшихся во время роста вулкана, дает больший спектр составов, чем опробование современных обнажений вулкана, который покрыт только самыми молодыми эруптивными породами. Из 22 имеющихся анализов, следуя терминологии С. Тейлора, рассмотренной выше, — четыре представляют высокоглиноземистые базальты, девять — низкокремнеземистые андезиты, семь — андезиты и два — высококалиевые андезиты. Такое подразделение полезно для расчета средних составов, представленных в табл. 28. Хотя в некоторой степени необычно, но они все же отчетливо обогащены К2О по сравнению с андезитами Тонгариро центральной вулканической зоны и имеют значение К55 около 2 %, отличающиеся от значения K55 андезитов Тонгариро, которое чуть ниже 1 %. Высокое значение K55 коррелируется с более глубоким положением зоны Беньофа под г. Эгмонт при перпендикулярном пересечении полярности вулканической зоны.
Вулканческая зона Таупо, расположенная к северу от андезитовых стратовулканов группы Тонгариро, характеризуется сравнительно более пологим рельефом, что, вероятно, связано со значительными вертикальными движениями вдоль разломов и объясняет сложную, крупномасштабную эруптивную историю большинства риолитовых пород. Четыре экструзивных центра — Уакатане, Роторуа, Мокай и Tayпo — установлены на основании распределения пирокластических пород, риолитовых куполов и более отчетливо по кальдерным структурам (за исключением Мокай), занятых озерами. Самое крупное оз. Tayno характеризует впечатляющие размеры стратовулканов на юге; наиболее округлый водоем подчеркивает форму молодой кальдеры Роторуа. Экструзивные риолитовые пепловые потоки батолитовых объемов (2*10в4 км3 на площади 2,6*10в4 км2) предшествовали внедрению риолитовых куполов рачительно меньших объемов в возрождающихся кальдерах. В этой классической провинции плейстоценовых игнимбритов поражают воображение сравнительная редкость их стекловатых разновидностей и преобладание мягких пепловых. Большая часть этого материала подвергается эрозии и должна быть представлена в сохранившихся геологических разрезах в виде эпикластического материала. Отдельные игнимбритовые потоки имеют объемы до 300 км3, исключением является один (возможно до 600 м3). Очень детальное исследование латеральных вариаций и истории охлаждения в одном игнимбритовом подразделении осуществлено Н. Бригсом в 1976 г. В историческом аспекте первое объяснение способа формирования игнимбритов в общих чертах было сделано Ф. Маршаллом в 1935 г. в связи с типом породы, описанной как «лентикулит», образовавшейся во время проявления миоценового вулканизма на п-ове Коромандел. Этот лентикулит, который и сейчас может быть легко найден в карьере на Охароа, представляет собой заметную эвтакситовую (с полосчатой текстурой — примеч. пер.) породу, содержащую расположенные параллельно черные стекловатые линзы уплощенной пемзы с пламенными окончаниями в серой основной массе породы из обломков пород и кристаллов; текстура породы отчетливо свидетельствует об ином способе образования, в отличие от пород лавового потока. Породы многочисленных риолитовых куполов сложены стекловатыми, сферолитовыми и фельзитовыми разновидностями, в которых проявлены автобрекчии и полосчатость. Эти небольшие массы риолитов часто пространственно сближены — например, в комплексе Taрауэра, расположенном на юго-восточном краю кальдерной структуры Окатайна, имеется 11 риолитовых куполов, три из которых ассоциируют с лавовыми потоками, и одна вулканическая трубка. Породы с более грубозернистыми структурами (гранофиры и порфировые гранофиры с идиоморфными кварцевыми и плагиоклазовыми фенокристаллами в гранофировой основной массе) известны, но встречаются только в виде обломков в переработанных слоях пирокластического материала. Скорее всего эти обломки представляют образцы материала, который кристаллизовался на несколько более глубоких уровнях в коре и который был выброшен на поверхность во время эксплозивной деятельности. Большая часть центральной вулканической зоны Tayno покрыта современными отложениями риолитовых пеплов и пемз. Хотя эти аэральные осадки часто переработаны, отдельные их слои обычно могут быть измерены и скоррелированы, среди них выделяются маркирующие горизонты, связанные с современными извержениями в нескольких центрах. Там, где такие слои переслаиваются с содержащими фауну осадками, недалеко от побережья, возрастное датирование с использованием треков спонтанного излучения в обломках позволило определить абсолютный временной интервал плейстоцена.
Андезиты и дациты были драгированы с нескольких подводных возвышенностей, которые встречаются в пределах района шириной около 40 км, удаленном от берега на расстояние до 70 км в сторону моря от вулканической зоны Таупо. Вулканически активный о. Уайт, диаметром около 2 км, расположен в том же районе примерно в 50 км от берега. Он представлен кратером с высотой стен до 150 м, на его дне наблюдается интенсивная фумарольная деятельность Целая рабочая группа из двенадцати шахтеров, добывавших серные осадки, была затоплена в этом кратере во время лахарового потока в 1912 г. Экструзивные породы сложены дацитовыми андезитами с массовой долей SiO2 62 %, которые, очевидно, должны укладываться в непрерывный ряд составов, характеризующий различные андезиты Тонгариро и более кислые породы вулканической зоны Таупо.
В петрографическом отношении типичные игнимбриты, такие как игнимбриты из районов Те-Уайти и Матахина, имеют фенокристаллы кварца, плагиоклаза, магнетита, их выделяют по небольшому количеству гиперстена, роговой обманки и обломков пород (в среднем объемная доля составляет менее 2 %). Риолиты 11 куполов комплекса Тарауэра содержат фенокристаллы кварца, плагиоклаза (анализированные составы которого находятся в пределах An41 — Аn28, в зональных кристаллах наблюдаются колебания состава от An53 до An16), отмечены небольшие количества гиперстена и магнетита вместе с роговой обманкой и (или) биотита в отдельных разновидностях. Дациты пяти куполов влк. Tay-хара. входящие в состав комплекса Таупо (массовая доля SiO2 65—68%), имеют фенокристаллы кварца, плагиоклаза (зонально угасающего и с нормальной зональностью в пределах An55-An30), гиперстена вместе с авгитом, роговой обманкой, магнетитом и, очевидно, неожиданно 1—3 % (Fo83), окруженного гранулированным ортопироксеном.

Представительные анализы этих пород приведены в табл. 29. Содержание извести остается высоким даже в риолитовых стеклах с наивысшим содержанием кремнезема; содержания общего FeO повсеместно низкие. Очевидно, что кислые породы вулканической зоны Таупо по петрографии и химическому составу образуют когерентную серию известково-щелочного характера.
Современные извержения щелочных базальтов создают выступающие формы рельефа вокруг Аукленда в виде небольших щитовых вулканов, шлаковых конусов имеющих маароподобные формы в поперечнике до 1 км, с сравнительно низкими краями из пирокластического материала, сформировавшимися в результате фреатических извержений экспозивного характера в пониженных заболоченных районах. В петрографическом отношении все основные породы характеризуются присутствием оливина, объемная доля которого колеблется в пределах 9—22 %, и представлены щелочными оливиновыми базальтами, обогащенными авгитом, пикритовыми базальтами и нефелнновыми базанитами. Последние обнаружены только в виде выброшенных блоков в некоторых шлаковых насыпях. По петрохимин все породы являются нефелин-нормативными (хотя базальты не содержат модальный нефелин) и обладают концентрациями низкими у SiO2, высокими у TiO2, щелочей и высокими величинами отношений NаО/К2О, что характерно для океанических щелочных базальтов. Они сходны с щелочными базальтами Гавайских островов, от которых, возможно, неотличимы. Средний анализ приведен в табл. 30.

Майор-Айленд представляет собой недавно потухший вулкан диаметром 4 км, с обширным основанием, имеющим 14 км в поперечнике на уровне изобаты 130 морских саженей (1 морская сажень — 1,8 м), расположенный в зал. Пленти примерно в 90 км. к западу от о. Уайт-Айленда (почти на половине расстояния от. Уайт-Айленда до района Аукленд и, следовательно, на некотором удалении к западу от направленного в сторону моря продолжения вулканической зоны Таупо). Особый интерес этот остров представляет в связи с тем, что на нем обнажаются высокощелочные породы — преимущественно частично девигрифицированные, стекловатые порфировые пангеллеритовые лавы и пемзы. Породы содержат фенокристаллы кварца, анортоклаза (~Аb60), эгирин-геденбергита и коссирита в основной массе, состоящей из полевого шпата, кварца, эгирина и иногда других натровых темноцветных минералов Средний анализ этих пород приведен в табл. 30 вместе со средним риолитом вулканической зоны Tayno в целях сравнения. Пантеллериты содержат около 30 % нормативного кварца и несколько процентов нормативных акмита и натрового метасиликата. В сравнении с риолитами вулканической зоны Таупо пантеллериты обладают: 1) фактически теми же содержаниями Si, К, Pb, Cs и сходными величинами отношения К/Рb; 2) до некоторой степени повышенными концентрациями Na, Fe, Mn и РЗЭ и таких катионов с высокими зарядами, как Th, U, Hf, Sn и Mo; 3) приблизительно на порядок повышенными содержаниями Zr; 4) до некоторой степени пониженными концентрациями Al и Eu (относительно нормализованных по хондритовым содержаниям остальных РЗЭ); 5) примерно на один порядок более низкими содержаниями Ca и Sc; 6) на один-два порядка более низкими концентрациями Ba; 7) примерно на два порядка более низкими содержаниями Mg и Sr. Этот типичный высокощелочной химический состав обусловлен экстремальным фракционированием вначале темноцветных силикатных минералов, затеи плагиоклаза и, наконец, анортоклаза (более калиевого по составу, чем магма). Возможным ключом к выяснению магматического родства пантеллеритов является присутствие на о. Майор-Айленд включений порфировых трахибазальтов, содержащих фенокристаллы лабрадора, оливина, титанавгита и щелочного полевого шпата, что может указывать на щелочной базальт с умеренным содержанием щелочей как родоначальную породу. А. Эварт и другие допускают, что могли иметь место некоторые дополнительные дифференциационные процессы (например, газовый перенос), кроме того, постэруптивная дифференциация могла привести к частичному изменению химического состава лав.
Следовательно, в пределах радиуса менее 150 км можно обнаружить современные примеры известково-щелочных образований, преимущественно риолитового состава, но среди которых присутствуют серии, содержащие породы, меняющиеся по составу от андезита, через дацит до риолита, с отчетливо повышенной концентрацией калия по сравнению с андезитами, щелочными базальтами океанического типа и высокощелочными риолитами. Если бы мы должны были рассмотреть среди вулканических пород, изверженных в течение неогена, временной интервал, который, вероятно, было бы нелегко установить методами изотопного датирования среди фанерозойских и более древних образований (все упомянутые выше типы пород), то мы могли бы обнаружить их в пределах еще меньшего радиуса, порядка 60 км. Это полезно для осознания сложного характера вулканизма ОПСЗ.