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的并发出现和原因火山热点追踪太平洋板块的两倍

自然体积545年,页面472 - 476 (2017年)引用这篇文章

主题

文摘

地幔柱浮力上升流的热岩传输热量从地球的表面,产生异常区域的火山活动与板块构造过程直接相关。研究的例子是Hawaiian-Emperor链,但出现的两个sub-parallel火山追踪沿着这链1,贷款和食肉鹦鹉,和系统的地球化学之间的差异2,3仍无法解释。在这里,我们认为,这些痕迹的出现正值其他双火山追踪的外观在太平洋板块和最近的方位变化在板的运动。我们提出一个由三部分组成的模型,解释了夏威夷双轨火山活动的发展:首先,下地幔流迅速夏威夷太平洋板块强烈倾斜柱并导致横向分离高——和低压熔化源区域;第二,最近在太平洋板块运动方位变化暴露高,低压熔化的产品作为地理位置独特的火山,解释双轨跨太平洋火山活动的同时出现;最后,二辉岩,形成榴辉岩与橄榄岩反应融化4Loa-track下,主导着低压熔化区域火山活动,产生系统的地球化学之间的差异观察罗亚山和Kea-type熔岩3,5,6,7,8,9。我们的研究结果暗示双轨火山的形成是暂时的,可以用来识别和时间界限板块运动的变化。

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图1:水深地图最近夏威夷火山活动,突显出罗亚山和Kea张光碟。
图2:夏威夷倾斜柱的原理图,整个太平洋板块和相关表面的火山活动。
图3:证据最近在太平洋板块的运动变化。
图4:仿真的三维移动板块下地幔柱。

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确认

T.D.J.由澳大利亚研究生奖(1183 a / 2010)。D.R.D.是由弧,在格兰特数字FT140101262和DP170100058。南卡罗莱纳州K是由EPSRC格兰特EP / L000407/1。C.R.W.由美国国家科学基金会资助下格兰特数字耳朵- 1141976和奥西- 1358091。数值模拟是进行NCI国家设施在堪培拉,澳大利亚,澳大利亚联邦政府的支持。

作者信息

作者和联系

  1. 研究地球科学学院、澳大利亚国立大学、堪培拉,澳大利亚首都直辖区,澳大利亚

    t·d·琼斯,i·h·坎贝尔& g·d·r·戴维斯,亚克斯利

  2. 地球科学和自然资源管理,哥本哈根大学,哥本哈根,丹麦

    g . Iaffaldano

  3. 地球科学与工程学院,英国伦敦帝国理工学院

    s c·克莱默

  4. 哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站,纽约,纽约,美国

    c·r·威尔逊

  5. 地磁学、华盛顿卡内基研究所的,美国华盛顿特区

    c·r·威尔逊

作者
  1. t·d·琼斯
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  2. d·r·戴维斯
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  3. i . h·坎贝尔
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  4. g . Iaffaldano
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  5. g .亚克斯利
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  6. s c·克莱默
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  7. c·r·威尔逊
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贡献

T.D.J. D.R.D.设想这项研究,综合所有复合型观测约束和设计了数值模拟。特种部队的noise-mitigated极移路径计算太平洋板块。T.D.J.,I.H.C. and D.R.D. undertook the geochemical synthesis, and G.Y. guided the petrological interpretation. C.R.W. and S.C.K. supported the development and validation of the computational modelling framework Fluidity. T.D.J., D.R.D. and I.H.C. wrote the paper, with contributions from (and following discussion with) all authors.

相应的作者

对应到t·d·琼斯。

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有竞争的经济利益。

额外的信息

审核人信息自然由于g .伊藤:活性离子束腐蚀和其他匿名审稿人(s)为他们的贡献的同行评审工作。

出版商的注意:施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。

扩展数据数据和表

扩展数据图1水深太平洋板块热点与最近双火山的地图。

一个与地球化学、社会岛链不同Moua(蓝色)和罗卡(红色)趋势10。b,与地球化学Marquases岛链独特的努库(蓝色)和莫土语(红色)趋势概述41。c北部,海底山链与地球化学基础不同的海底山链(蓝色)和南部海底山链(红色)42。d与地球化学、萨摩亚群岛岛链不同Vai(蓝色)和马陆(红色)趋势概述43,44。包围的数字显示火山活动的大致年龄这两个趋势首先出现在每个。夏威夷和这四个热点地区的所有火山链太平洋板块持续显示火山活动在过去5最高产量研究,除了麦当劳连锁店,缺乏明确的age-progressive特点常与地幔柱(皮特克恩,卡洛琳和路易斯维尔跟踪显示中断在火山活动至少2最高产量研究在这段时间间隔,因此,不满足我们的标准)13,14。

扩展数据图2相关系和固相曲线。

一个、液相线示意图相关系peridotite-basaltic系统3.5的绩点,修改参考。4。绿色圆圈被贴上“P”代表平均地幔橄榄岩组成,粉色圆圈标记“E”代表平均榴辉岩组成,和“C”是共析二辉岩的热分开始融化。液相线字段标签:Ol,橄榄石;Ga,石榴石;Opx-Cpx,辉石;有限公司柯石英。蓝线代表融化通路与黑色的箭头指示增加温度(这被认为是类似于减少压力)。绿色,粉红色和黄色区域psuedo-eutectic融化为橄榄岩组成,分别为榴辉岩和辉石岩。注意,融化通路上的箭头点温度“C”,表明热分裂的两阶段共析固相温度高于四阶段低共熔体。因此,辉石岩形成热鸿沟将固相温度高于橄榄岩共晶,因此融化在较低的压力4。b橄榄岩、压力温度条件(绿色)和榴辉岩(粉红色)参融化38和39,分别。辉石岩的固相(黄线)推断是50 K以上橄榄岩固相(见文本)。固体红线凸显了羽流温度从模型中给出图4,扭结标记的深度的羽流方法的一部分岩石层的基础。

图3扩展数据三维柱模拟。

一个一样,图4,但说明榴辉岩熔体分数,橄榄岩和辉石岩轮廓线为0.5,0.1和0.1,分别(见方法)。b情况后,透视图羽2.5最高产量研究一个。

扩展数据图4瞬时与板块运动的方向逐渐变化。

一个,结果从模型中给出图4,板块运动方向上的瞬时变化20°。绘制线是:(i)实施了板块运动的方位(蓝色虚线);(2)之间的方位的直线速度融化maxima橄榄岩和辉石岩和绿色虚线(黑点)。最初,另两个是平行的(没有显示),但在板块运动方向的变化抵消20°,并随着时间的推移慢慢收敛,调整了8最高产量研究。b,结果从一个模型强加于板块运动是一个渐进的变化(否则相同的模型一个方位的变化),数据在夏威夷的太平洋板块运动运动重建了图3(红色实线)。与瞬时情况(一个),另两个逐渐发散马6点后板块运动方向的变化。两者之间的偏移量达到最大方位角》在2马,当板块运动方向的变化停止和偏移量减少(但仍然重要)走向今天。

扩展数据表1参数输入影响力
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扩展数据表2在数值模拟物理参数
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琼斯,T。,Davies, D., Campbell, I.et al。的并发出现和原因火山热点追踪太平洋板块的两倍。自然545年,472 - 476 (2017)。https://doi.org/10.1038/nature22054

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