Подводный вулкан Эсмеральда (Марианская островная дуга) и некоторые особенности слагающих его горных пород
- Авторы: Ананьев В.В.1, Петрова В.В.2, Рашидов В.А.1
-
Учреждения:
- Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
- Геологический институт РАН
- Выпуск: № 1 (2024)
- Страницы: 54-72
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0203-0306/article/view/258182
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0203030624010058
- EDN: https://elibrary.ru/PWGUIC
- ID: 258182
Цитировать
Аннотация
Проведено обобщение имеющихся оригинальных данных и литературного материала по геолого-геофизической изученности подводного вулкана Эсмеральда, расположенного в Марианской островной дуге. В результате изучения на современном уровне пород, драгированных в 4-м и 5-м рейсах НИС “Вулканолог”, получены новые данные о силикатном и редкоэлементном составе образцов пород, слагающих этот подводный вулкан. Установлено, что изучаемая вулканическая постройка сложена пятью типами пород: базальтами, андезибазальтами, дацитами, габбро и базанитами. Впервые были обнаружены образцы дацита и базанита, свидетельствующие о том, что петрохимическое разнообразие подводного вулкана Эсмеральда шире, чем считалось ранее. Для всех драгированных пород характерно несколько повышенное содержание некогерентных элементов LILE и HFSE. Проведенные исследования позволили отнести основную часть драгированных пород к ассоциации островодужных железистых толеитов (IAB, IAT) и только состав единственного образца щелочного базальта (базанита) попадает в поле щелочных базальтов океанических островов (OIB, OIA). Повышенное содержание железа во вкрапленниках плагиоклаза подтверждает принадлежность пород к высокожелезистой толеитовой ассоциации.
Полный текст
Об авторах
В. В. Ананьев
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: aversun@yandex.ru
Россия, бульвар Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006
В. В. Петрова
Геологический институт РАН
Email: v.petrova.v@gmail.com
Россия, Пыжевский пер., 7, стр. 1, Москва, 119017
В. А. Рашидов
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Email: rashidva@kscnet.ru
Россия, бульвар Пийпа, 9, Петропавловск-Камчатский, 683006
Список литературы
- Ананьев В.В., Петрова В.В., Рашидов В.А. Состав пород подводного вулкана Эсмеральда (Марианская островная дуга) // Вулканизм и связанные с ним процессы // Материалы XXVI ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога, 30‒31 марта 2023 г. / Главный редактор член-корр. РАН А.Ю. Озеров. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2023. С. 14–17.
- Аникеева Л.И., Казакова В.Е., Гавриленко Г.М., Рашидов В.А. Железомарганцевые корковые образования западно-тихоокеанской переходной зоны // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. № 1. Вып. 11. С. 10–31.
- Апродов В.А. Вулканы. М.: Мысль, 1982. 367 с.
- Гавриленко Г.М. Подводный вулкан Эсмеральда и связанное с ним железомарганцевое рудообразование // Вулканология и сейсмология. 1981. № 1. С. 51–55.
- Гавриленко Г.М. Подводная вулканическая и гидротермальная деятельность как источник металлов в железо-марганцевых образованиях островных дуг. Владивосток: Дальнаука, 1997. 164 с.
- Гавриленко Г.М., Горшков А.П., Скрипко К.А. Активизация газо-гидротермальной деятельности подводного вулкана Эсмеральда в январе 1978 г. и ее влияние на химический состав морской воды // Вулканология и сейсмология. 1980. № 2. С. 19–29.
- Горшков А.П., Абрамов В.А., Сапожников Е.А. и др. Геологическое строение подводного вулкана Эсмеральда // Вулканология и сейсмология. 1980. № 4. С. 65–78.
- Гущенко И.И. Извержения вулканов мира. Каталог. М.: Наука, 1979. 475 с.
- Дубинин А.В., Успенская Т.Ю., Гавриленко Г.М., Рашидов В.А. Геохимия и проблемы генезиса железомарганцевых образований островных дуг западной части Тихого океана // Геохимия. 2008. № 10. С. 1280–1303.
- Колосков А.В., Рашидов В.А., Ананьев В.В. Первая находка шпинель-лерцолитового ксенолита “неофиолитового типа” в задуговом бассейне Марианской островодужной системы // Океанология. 2020. № 4. С. 629–647.
- Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Ладыгин В.М. Петромагнитные и петрофизические исследования пород позднекайнозойских подводных вулканов западной части Тихого океана // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород // Материалы международной школы-семинара по проблемам палеомагнетизма и магнетизма горных пород. СПб.: СОЛО, 2012а. С. 184–191.
- Пилипенко О.В., Рашидов В.А., Ладыгин В.М. Петромагнитные исследования пород позднекайнозойских подводных вулканов островных дуг западной части Тихого океана // Материалы II Школы – семинара “Гординские чтения”, Москва, 21–23 ноября 2012 г. М.: ИФЗ РАН, 2012б. С. 160–164.
- Рашидов В.А., Пилипенко О.В., Ладыгин В.М. Сравнительный анализ магнитных свойств пород пяти действующих подводных вулканов западной части Тихого океана // Вулканология и сейсмология. 2014. № 3. С. 37–52.
- Рашидов В.А. Геомагнитные исследования подводных вулканов Минами-Хиоси и Фукудзин (Марианская островная дуга) // Вулканология и сейсмология. 2001. № 5. С. 55–64.
- Рашидов В.А., Горшков А.П., Иваненко А.Н. Магнитные исследования над подводными вулканами Эсмеральда и Софу // Изучение глубинного строения земной коры и верхней мантии на акваториях морей и океанов электромагнитными методами. М.: ИЗМИРАН, 1981. С. 213–218.
- Родников А.Г., Забаринская Л.П., Рашидов В.А. и др. Геотраверс Северо-Китайская равнина – Филиппинское море – Магеллановы горы // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2007. № 1. Вып. 9. С. 79–89.
- Родников А.Г., Забаринская Л.П., Рашидов В.А., Сергеева Н.А. Геодинамические модели глубинного строения регионов природных катастроф активных континентальных окраин. М.: Научный мир, 2014. 172 с.
- Селиверстов Н.И. Сейсмоакустические исследования переходных зон. М.: Наука, 1987. 112 с.
- Селиверстов Н.И., Бондаренко В.И. Критерий диагностики и корреляции подводных вулканогенных образований по данным непрерывного сейсмического профилирования // Вулканология и сейсмология. 1983. № 4. С. 3–22.
- Amon D., Fryer P., Glickson D. et al. Deepwater Exploration of the Marianas // New Frontiers in Ocean Exploration. The E/V Nautilus, NOAA Ship Okeanos Explorer, and R/V Falkor 2016 Field Season // Oceanography. 2017. V. 30. № 1. P. 60–65.
- Asafuah T.K. Seismic constraints on the volcanoes and upper crustal structure of the Mariana Island Arc. Burnaby: Simon Fraser University, 2022. 144 p.
- Baker E.T., Embley R.W., Walker S.L. et al. Hydrothermal activity and volcano distribution along the Mariana Arc // Journal of Geophysical Research. 2008. V. 113. B08S09. https://doi.org.10.1029/2007JB005423
- Baker D.R., Eggler D.H. Compositions of anhydrous and hydrous melts coexisting with plagioclase, augite, and olivine or low-Ca pyroxene from I atm to 8 kbar: Application to the Aleutian volcanic center of Atka // American Mineralogist. 1987. V. 72. P. 12–28.
- Bloomer Sh.H., Stern R.J., Fisk E., Geschwind C.H. Shoshonitic Volcanism in the Nortern Mariana Arc. 1. Mineralogic and Major and Trace Element Characteristics // Journal of Geophysical Research. 1989a. V. 94. № B4. P. 4469–4496.
- Bloomer Sh.H., Stern R.J., Smoot N.Chr. Physical volcanology of the submarine Mariana and Volkano Arcs // Bulletin Volcanology 1989b. V. 59. № 3. P. 210–224.
- Davis R.D., Moyer C.L. Extreme Spatial and Temporal Variability of Hydrothermal Microbial Mat Communities Along the Mariana Island Arc and Southern Mariana Back-Arc System // Journal of Geophysical Research. 2008. V. 113. B08S15. 17 p. https://doi.org/10.1029/2007JB005413
- Dixon T.H., Stern R.J. Petrology, chemistry, and isotopic composition of submarine volcanoes in the southern Mariana arc // Geological Society of America Bulletin. 1983. V. 94. № 10. P. 1159–1172.
- Eiby G.A., Latter J.H. Volcanoes: A historical account and tribute to George Eiby and John Latter. Lower Hutt, N.Z.: GNS Science. Geoscience Society of New Zealand Miscellaneous Publication 149; GNS Science Miscellaneous Series 115. 2018. 224 p. https://doi.org/0.21420/G2NS8Z
- Eldredge L.G. Summary of environmental and fishing Information on Guam and the Commonwealth of the Northern Mariana Islands: historical Background, description of the islands, and review of the climate, oceanography, and submarine topography. NOAA-TM-NMFS-SWFC-40. 1983. 192 p.
- Embley R.W., Baker E.T., Chadwick W.W. et al. Explorations of Mariana Arc Volcanoes Reveal New Hydrothermal System // EOS. 2004. V. 85. № 4. P. 37–39.
- Ewert J.W., Diefenbach A.K., Ramsey D.W. 2018 update to the U.S. Geological Survey national volcanic threat assessment: U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2018–5140. 2018. 40 p. https://doi.org/10.3133/sir20185140
- Fouquet Y., Pelleter E., Konn C. et al. Volcanic and hydrothermal processes in submarine calderas: the Kulo Lasi example (SW Pacific) // Ore Geology Reviews. 2018. V. 99. P. 314–343. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2018.06.006
- Global Volcanism 1975‒1985 / Eds L. McClelland, T. Simkin, M. Summers et al. New Jersey: Pretice-Hall, Inc. A Simon & Schuster, Englewood Cliffs, 1989. 666 p.
- Gorshkov A.P., Gavrilenko G.M., Seliverstov N.I., Scripko K.A. Geologic structure and fumarolic activity of the Esmeralda submarine volcano // Arquipelago. Univ. dos Azores. Ponta Delgado. 1982. P. 271–298.
- Hess H.H. Major structural features of the western Nort Paci-fic an interpretation of H.O. 5484, batimetric chart, Korea to New Guinea // Bulletin of the Geological Society of America. 1948. V. 59. P. 417–446.
- Irvine T.N., Baragar W.R.A. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks // Canadian Journal of Earth Sciences. 1971. V. 8. № 2. P. 523–548. https://doi.org/10.1139/e71-055
- Ito E., Stern R.J. Oxygen- and strontium-isotopic invesgatiosof subduction zone volcanism: the case of the Volcano Arc and the Marianas Island Arc // Earth and Planet. Sci. Lett.1986. V. 76. № 3–4. P. 312–320.
- Jackson M.C. Petrology and petrogenesis of recent submarine volcanoes from the northern Mariana arc and back-arc basin / Ph.D. Dissert. University of Hawaii, 1989. 301 p.
- Kim Ch.H., Kim Ho., Jeong E.Y. et al. A Study on the Hydrothermal Vent in the Mariana Trench using Magnetic and Bathymetry Data // Journal of the Korean Society of Oceanography. 2009. V. 14. № 1. P. 22–40 (in Korean).
- Kim Ho., Kim Ch.H., Jeong E.Y. et al. A Study on Characteristics of Magnetism from Hydrothermal Vent Area on Esmeralda Bank in Mariana Arc // Geophysics and Geophysical Exploration. 2008. V. 10a. P. 27–32. (in Korean).
- Knaack D.R. Bulk and triple oxygen isotope geochemistry of marine ferromanganese crusts, nodules, and deposits // A thesis submitted to the Department of Geological Sciences and Geological Engineering In conformity with the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Ontario, Canada: Queen’s University Kingston, 2021. 300 p.
- Knaack D.R., Sullivan K., Brown D.J. et al. Geochemical and mineralogical composition of ferromanganese precipitates from the southern Mariana arc: Evaluation, formation, and implications // Chemical Geology. 2021. V. 568. Article 120132. 21 p. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120132
- Kuno H. Catalogue of the Aktive Volcanoes of the World Including Solfatara Fields. Part 11. Japan, Taiwan and Marianas. Intern. Assoc. of Volcanology. Roma, Italia, 1962. P. 278.
- McCoy-West A.J., Bignall G., Harvey C.C. Geothermal Power Potential of Selected Pacific Nations, GNS Science Consultancy Report 2009/180. 2009. 101p.
- Merle S., Embley R., Baker Ed., Chadwick B. Submarine Ring of Fire 2003 – Mariana Arc R/V “T.G. Thompson” Cruise TN-153. February 9–March 5, 2003 Guam to Guam Cruise Report Compiled / Co-Chief Scientists R.W. Embley, E.T. Baker. 2003. 34 p.
- Merle S., Embley B., Chadwick B. Submarine Ring of Fire 2006 (SRoF’06) Mariana Arc Submarine Volcanoes R/V MELVILLE Cruise MGLN02MV April 18–May 13, 2006. Apra, Guam to Yokohama, Japan Jason-2 dives J2-184-J2-199 / Chief Scientist R.W. Embley. Captain: Chr. C. Jason. Expedition Leader: W. Sellers. Major funding from the NOAA Office of Ocean Exploration. 2006. 234 p.
- Miyashiro A. Volcanic Rock Series in Island Arcs and Active Continental Margins // American Journal of Science. 1974. V. 274. P. 321–355.
- Mullen E.D. MnO/TiO2/P2O5: A Minor Element Discriminant for Basaltic Rocks of Oceanic Environments and Its Implications for Petrogenesis // Earth and Planet. Sci. Lett. 1983. V. 62. Iss. 1. P. 53–62. https://doi.org/10.1016/0012-821X(83)90070-5
- Plank T., Ludden J.N., Escutia C. et al. LEG 185 Summary: inputs to the Izu-Mariana seductions system. Shipboard Scientific Party // Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports. 2000. V. 185. 63 p.
- Pearce J.A., Alabaster T., Shelton A.W., Searl P. The Oman ophiolite as a Cretaceous arc-basin complex: evidence and implications // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 1981. V. A300. P. 299–317.
- Pearce J.A., Stern R.J., Bloomer Sh.H., Fryer P. Geochemical mapping of the Mariana arc-basin system: Implications for the nature and distribution of subduction Components // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2005. V. 6. № 7. Q07006. 27 p. https://doi.org/10.1029/2004GC000895
- Polovina J.J., Roush R.C. Chartlets of selected fishing banks and pinnacles in the Mariana Archipelago. National Marine Fishiries Centr Honolulu. Administrative Report. 1982. H-82-19. 15 p.
- Puteanus D., Bloomer Sh.H., Wu Sh. Cruise Report SONNE 69 – Geochemical, hydrochemical and petrographical investigations in the Mariana back-arc area under hydrothermal aspects – Port Moresby – Saipan, 26.6.‒8.8.1990 // Berichte – Reports, Geological & Paleontological Institute Christian Albrechts Universitat Kiel, Deutschland. 1990. № 42. 231 s.
- Ronck R. Volcano erupting near Titian. Pacific Daily News. 1975. 30 April. P. 3.
- Rowlanda S.K., Lockwooda J.P., Trusdellb F.A. et al. Anatahan, Northern Mariana Islands: Reconnaissance geological observations during and after the volcanic crisis of spring 1990, and monitoring prior to the May 2003 eruption // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2005. V. 146. Iss. 1–3. P. 26–59.
- Siebert L., Simkin T., Kimberly P. Volcanoes of the World. University of California Press, 2010. 551 p.
- Simkin T., Siebert L. Volcanoes of the World. Geosciences Press, Inc. Tusson, Arizona, 1994. 349 p.
- Smoot N.S. The growth rate of submarine volcanoes on the South Honshu and East Mariana ridges // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1988. V. 35. Iss. 1–2. P. 1–15.
- Smoot N.S. Discussion “The growth rate of submarine volcanoes on the South Honshu and East Mariana ridges”. Reply // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1991. V. 45. Iss. 3–4. P. 341–345.
- Stern R.J., Bibee L.D. Esmeralda Bank: Geochemistry of an active submarine volcano in the Mariana Island Arc and its implication for magmagenesis in island arcs // Carnegie Institution of Washington Year Book. 1980. V. 79. P. 465–472.
- Stern R.J., Bibee L.D. Esmeralda Bank: Geochemistry of an active submarine volcano in the Mariana Island Arc // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1984. V. 86. P. 159–169.
- Stern R.J., Bloomer Sh.H., Ping-Nan Lin, Smoot N.Chr. Submarine arc volcanism in the southern Mariana Arc as an ophialite analoque // Tectophysics. 1989. V. 168. № 1‒3. P. 151–170.
- Stüben D., Bloomer S.H., Taibi N.T. et al. First results of study of sulphur-rich hydrothermal activity from an island-arc environment: Esmeralda Bank in the Mariana Arc // Marine Geology. 1992. V. 103. P. 521–528.
- Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geological Society, London, Special Publications. 1989. V. 42. P. 313–345. https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19
- Taibi N.E. Meeresbodenkartierung und Untersuchungen zum Hydrothermalismus im Marianen-“Back-arc”-Trog und im Bereich der Esmeralda Caldera, NW-Pazifik: Bottom photography mapping and hydrothermal processes in the Mariana back-arc trough and in the Esmeralda Caldera, NW Pacific // Berichte – Reports, Geological & Paleontological Institute Christian Albrechts Universitat Kiel, Deutschland. 1992. № 52. 129 s.
- Tanakadate H. Volcanoes in the Mariana Islands in the Japanese Mandated South Seas // Bulletin Volcanology. 1940. Ser. 2. № 6. P. 199–223.
- Tayama R. Geomorphology, geology and coral reefs of the north Marianas group. Inst. Geol. Paleontol., Tohoku Imp. Univ. 23. 1936. 81 p. (in Japanese).
- Turkay M., Sakai K. Decapod Crustaceans from a Volcanic Hot Spring in the Marianas // Senckenbergiana maritime. 1995. V. 26. № 1–2. P. 25–35.
- Vermeesch P. Tectonic discrimination diagrams revisited // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2006. V. 7. № 66. P. 1–55. https://doi.org/10.1029/2005GC001092
- Wang X., Wang Z., Liu Y. et al. Calcium Stable Isotopes of Tonga and Mariana Arc Lavas: Implications for Slab Fluid-Mediated Carbonate Transfer in Cold Subduction Zones // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2021. V. 126. e2020JB020207. 19 p. https://doi.org/10.1029/2020JB020207
- Zabarinskaya L., Rashidov V., Sergeyeva N. Deep Mariana Island Arc: Highlights of the Tectonosphere // Pure and Applied Geophysics. Pure and Applied Geophysics. 2022. V. 179. P. 3917–3929. https://doi.org/10.1007/s00024-022-02960-x