Navajské sopečné pole

Mapa sopečného pole Navajo

Navajo Sopečný Field , v jazyce Navajo tsézhiin ‚II‘ AHI ( „black vyčnívající skály“), je 30000 km čtverečních vulkanické pole na Colorado Plateau v nadmořské výšce okolo 1800 metrů . Sopečné formy se skládají z více než 80 větších průduchů a také z řady menších průniků, přechodů , parapetů , lávových proudů a merchandizujícího magmatického původu, v některých případech byla odkryta pouze eroze okolního relativně měkkého pískovce . Vznikly asi před 28 až 19 miliony let.

Geologický význam v Navajo Sopečný Field spočívá v tom, že vulkanické jevy pronikl na zemskou kůru relativně krátce po skončení laramic formace hory a unést četné skály od zemského pláště v magma teče . Ty jsou nyní vloženy do odkrytých hornin. Vzhledem k tomu, že Coloradská plošina od té doby zůstala geologicky relativně klidná, poskytují tyto fragmenty, známé jako xenolity , pohled na plášť regionu, který se dodnes nezměnil.

zeměpis

Navajo Sopečný Field se nachází ve čtyřech rozích pomezí čtyř amerických státech Utah , Colorado , Arizona a Nové Mexiko a vztahuje se na všechny čtyři státy. Má zhruba klenutou strukturu od severozápadu k jihu, má délku přibližně 300 km a šířku přibližně 100 km, s oddělenou oblastí na severovýchodě poblíž vrchoviny Mesa Verde . Severozápadní hranicí vulkanického pole je východní okraj Památníku Upwarp , jeho severní část zasahuje do pánve Paradox , pohoří Carrizo se táhne blízko centra a jeho jižní část zahrnuje Defiance Uplift a pohoří Chuska . Na východě jsou části pole již v povodí San Juan .

Podloží a okolí navajského vulkanického pole jsou převážně pískovce z doby druhohor s věkem od 251 do 65 milionů let ( mya ), jako je formace Chinle , v oblasti pohoří Chuska, ale také mladší horniny od paleogenu ve věku od 65 do 28 let jako pískovec Chuska .

Colorado Plateau byla vznesena jako celek asi před 80 až 40 miliony let jako součást laramské vrásnění . Došlo k jednotlivým ohybům , rozdílům ve výšce, ke kterým došlo bez zlomů známých jako poruchy . Pokud je povrch odstraněn pozdější erozí , strmé rozvrstvení vytlačeného bočního křídla se ořízne vodorovně nebo s mírnými výškovými rozdíly u ohybů . Tyto struktury se nazývají monoklinály a mohou sahat přes 100 km a více. Sopečné jevy viditelné na povrchu navajských sopečných polí jsou soustředěny podél těchto monoklin, protože magma v přechodových zónách mezi různými vrstvami hornin stoupá snadněji, než do nich může proniknout. V případě sopečných průduchů umístěných daleko od monoklin lze předpokládat, že v lomových zónách pronikly hlouběji do podzemí.

Shiprock , nejznámějším příkladem vulkanického krku od Navajo Sopečný Field
Krk vrcholu Agathla , nazývaný také El Capitan
V kráteru sopky Narbona Pass v pohoří Chuska

Vulkanismus

K dalšímu pozvednutí náhorní plošiny Colorado až o 3000 m došlo až po ukončení sopečné činnosti v období 20 až 6 milionů let. Od té doby byla eroze na Colorado Plateau obzvláště účinná kvůli poloze na vysočině. U některých sopečných průduchů vulkanického pole Navajo byl odstraněn pískovec obklopující vulkanické horniny, byla vystavena tvrdší vulkanická hornina, která od té doby dominuje dnešnímu terénu. Ukázkovým příkladem toho je Shiprock - krk z tufové brekcie, což je zhruba střední část diatrému . Na jeho summitu lze stále vidět účinky padajících pádů, které jsou typické pro horní část diatrému. Dalšími známými příklady jsou vrchol Agathla a palec .

Vznik

Sopky navajského vulkanického pole jsou převážně sopky Maar Diatrem. Byly vytvořeny takzvanými phreatomagmatic erupcemi, když se magma stoupající v tunelech setkalo s podzemní vodou . Na takové schůzce se spustí exploze páry , které dosáhnou obzvláště vysoké erupční energie. Při několika erupcích komín známý jako diatrém prorazí na povrch a vystřelí mělký kráter Maar , který je obklopen tufovým prstencem vyrobeným z pyroklastického materiálu vyvrženého během erupcí . S postupným vyčerpáváním zásob podzemní vody se zdroje exploze posouvají hlouběji a zůstává komín ve tvaru trychtýře, naplněný brekcí ztuhlého magmatu a úlomků. Po skončení výbušné činnosti může magma stoupat ve ventilačních brekcích a plnit kráter Maar jako proud lávy. Občas lávové proudy přetékají a opouštějí kráter. V závěrečné fázi se oblast horního komína často zhroutí a spadne.

U sopky Narbona Pass v pohoří Chuska lze tento model formování sopky Maar Diatrem do značné míry dohledat. Kráter Maar v průsmyku Narbona má průměr téměř 2 km, na jeho okraji je vidět vrstvený tufový prstenec, uvnitř jak lávových proudů, tak menších komínových výplní vystavených erozi.

Výjimku tvoří osm otvory z serpentinized , ultramafic microbreccias (akronym: SUM, z angličtiny serpentinized ultramafic microbrecia ), z nichž sedm jsou v bezprostřední blízkosti monoclines. Vznik těchto mikro-brekcií lze vysvětlit skutečností, že magma bohaté na plyn se při relativně nízkých teplotách během výstupu setkalo s horninou obsahující vodu, což způsobilo, že se magma velmi rychle ochladilo a fragmentovalo; nedošlo k žádným větším výbuchům. Osm SUM bylo původně označováno jako kimberlites, dokud nebyl vytvořen nový popisný název.

Rocková skladba

Typické vulkanické horniny ve vulkanickém poli Navajo jsou převážně minety . Lávové proudy vytvořené na konci erupcí většinou sestávají z trachy čedičů . Ty jsou chemicky identické s minety, ale mají odlišnou petrologickou strukturu, protože tvrdly na povrchu a tedy pod atmosférickým tlakem; Minety již v komínu pod povrchem a pod tlakem tuhnou. Kromě minett se občas vyskytují velmi vzácné druhy hornin, jako jsou lamprofyry obsahující sodík ( monchiquite ), olivín melilithit a katungit .

Minety jsou lamprofyry, které jsou klasifikovány jako mafické kvůli vysokému obsahu hořčíku a železa . Skládají se z asi 50 procent hmotnostních SiO 2 ve spojení s velmi vysokým obsahem K 2 O v průměru 6%. Pouze několik málo minet má vyšší obsah SiO 2 až o 60%, a proto je klasifikováno jako Felsic . Vyšší podíly SiO 2 lze vysvětlit frakční krystalizací v pozdějších fázích výstupu. Teplota Minetteova magmatu při erupci se odhaduje na 1000 ± 75 ° C nebo, podle jiného vzorku taveniny, na 1000 až 1200 ° C.

Magmatická evoluce

Jsou diskutovány různé přístupy k formování magmatu a vysvětlení jeho složení. V zásadě lze nápadně vysoký podíl hořčíku a železa vysvětlit buď oddělením chybějících podílů, nebo obohacením běžných látek. Konkrétně se předpokládá, že peridotit pláště byl dříve ovlivněn metasomatózou draslíku před tím, než se částečně roztavil , zanechal po sobě zbytky a zlomek se sledovaným složením stoupal podél zlomů zemské kůry. Je však také možné, že složky chybějící v chemii vulkanického pole již byly odděleny při dřívějším částečném tání a že obnovený proces tání a vzestup jako magma došlo mnohem později. Alternativně se také předpokládá, že vysoký podíl železa a hořčíku nepochází ze samotné samotné horniny pláště, ale místo toho se hromadí mnohem dříve a hlouběji v zemském plášti procesem tavení a poté se dotěrně dostal do pláště horniny, která se později měla roztavit do magmatu. Nakonec je možná i částečná krystalizace existujícího ultramafického magmatu, která není podrobně popsána .

Ve všech vysvětleních osm SUM diatrem vzniklo z magmatu se zvláště vysokým obsahem plynu, přičemž několik felických minitů pocházelo z nejvyšší části oblasti tavení, ale většina mafických minit pocházela z hlubších vrstev.

Xenolity ze zemského pláště vložené do vulkanické horniny obvykle sestávají z spinelu a vzácněji z granátových peridotitů ( lherzolity ) a eklogitů . Tyto xenolitové horniny ze sopečného pole Navajo ukazují, že plášť pod náhorní plošinou Colorado má silnou podobnost s oceánskou kůrou . Pravděpodobně tedy došlo k subdukci oceánské tektonické desky pod kontinentální deskou již v prekambrii , analogicky k vysvětlení laramatické horské formace subdukcí Farallonské desky . Z hlediska jejich chemického složení však horniny nejsou zcela totožné s peridotitem, který převládá v zemském plášti , ale chybí frakce, což relativně zvyšuje obsah draslíku, železa a hořčíku. Z analýzy rozložení hornin v diatrému lze určit, že hranice zemské kůry a pláště známé jako Moho leží pod Colorado Plateau v hloubce asi 43 km.

Etnogeologie

Dnes Navajo usadit se v regionu , kteří se nazývají Diné . Téměř celé vulkanické pole Navajo se nachází na území národa Navajo , který je jejich samosprávným územím. Mají velké množství mýtů a legend , které spojují se sopečnými skalními útvary, například Shiprock je dějištěm významné epizody v jejich příběhu o stvoření . Navajský světonázor je charakterizován všeobjímajícím dualismem : ve fantazii Navajo Země a všechny projevy živé a neživé přírody vděčí za svůj vznik interakci Nohosdzáán (Země) a Yadihil (obloha). Jednotlivé procesy se dělí na faktory vytvářející, ženské a ničivé, mužské. Ve vysvětlení založeném na tradiční etnogeologii Diné zvané tsé na'alkaah (teorie hornin) lze vulkanické formace navajského vulkanického pole popsat jako způsobené násilnou (mužskou) interakcí magmatu ze země s vodou přicházející z nebe. . Skály v komínech byly vystaveny interakcí (ženského, ze Země) pozvednutí Colorado Plateau s (mužskou, z nebe) erozí. Tato integrace vědecké geologie s tradičními myšlenkami se používá ve školách a vysokých školách Diné za účelem sloučení výuky přírodních věd s dinéskou kulturou a představivostí.

literatura

  • Steven Semken: Vyčnívají černé skály: Sopečné pole Navajo . In: New Mexico Geological Society Guidebook . 54. Field Conference, Geology of the Zuni Plateau, 2003, pp. 133-138 (online: Fieldguide for the Navajo Volcanic Field PDF file; 1,14 MB).

webové odkazy

Commons : Navajo Volcanic Field  - Sbírka obrázků, videí a zvukových souborů

Individuální důkazy

  1. ↑ a b c d Michael F. Roden, Douglas Smith, V. Rama Murthy: Chemická omezení složení a evoluce litosféry pod Colorado Plateau . In: Journal of Geophysical Research . 95, č. B3, rok 1990, 1990, s. 2811-2831 .
  2. ^ Douglas Smith, William L. Griffin a kol .: Zonace stopových prvků v granátech z palce: infiltrace ohřevu a taveniny pod plošinou Colorado . In: Příspěvky do mineralogie a petrologie . páska 107 , 1991, str. 60-79 .
  3. ^ USGS: Geologické provincie Spojených států: Colorado Plateau Province , od roku 2004
  4. ^ Paul T. Delaney: Ship Rock, New Mexico - otvor násilné sopečné erupce . In: SS Beus (ed.): Geological Society of America Centennial Field Guide, Rocky Mountain Section . páska 2 . Boulder, Co. 1987, str. 411-415 .
  5. ^ Wohletz, K. & Heiken, G.: Vulkanologie a geotermální energie . University of California Press, Berkeley 1992, str. 432 .
  6. ^ A b c d Steven Semken: Černé skály vyčnívající nahoru: Navajské vulkanické pole
  7. ^ Brittany D. Brand, Amanda B. Clarke, Steven Semken: Erupční podmínky a depoziční procesy sopky Narbona Pass Maar, vulkanické pole Navajo, Navajo Nation, Nové Mexiko (USA) . In: Bulletin of vulcanology . páska 71 , 2009, s. 49-77, 61 f .
  8. ^ B Douglas Smith, Susan Levy: Petrology na diatreme zelených pojistek a důsledcích pro svrchního pláště pod Colorado Plateau . In: Země a planetární vědecké dopisy . páska 29 , 1976, str. 107-125 .
  9. ↑ a b c Michael F. Roden: Původ koexistující minette a ultramafické brekcie, sopečné pole Navajo . In: Příspěvky do mineralogie a petrologie . páska 77 , 1981, str. 195-206 .
  10. ^ Všechna vysvětlení podle Stevena Semkena: Černé skály vyčnívající: Sopečné pole Navajo s dalšími důkazy
  11. ↑ Thomas R. McGetchin, Leon T. Silver: Model vrchního pláště kůry horní části Colorado Plateau založený na pozorování fragmentů krystalické horniny v hrázi Mojžíšovy skály . In: Journal of Geophysical Research . páska 77 , 1972, str. 7022-7037 .

Souřadnice: 36 ° 41 ′  severní šířky , 108 ° 50 ′  západní délky