火山弧

更新时间:2022-09-01 18:25

火山弧(volcanic arc),指海洋板块沉入另一个板块时岩浆喷出,在俯冲带上方形成与俯冲带平行的、现在还在活动的或在地质年代里曾经活动过的长弓形火山链(火山群岛或山脉),分为岛弧和陆弧两种类型。

释义

近海火山形成岛屿,就成了火山岛弧(volcanic island arc)。通常,它们形成于一个大洋板块向下俯冲至另一个构造板块的过程,且常常与一个海沟平行(比如西太平洋上的爪哇海沟与巽他弧近乎平行)。大洋板块是饱和水的,水这种挥发物也是远远低于地幔熔点的。当大洋板块俯冲时,随着俯冲深度增加,板块承受的压力越来越大。这些压力把水挤出板块,带到了地幔中。在板块之下,地幔熔体形成岩浆。岩浆上升就形成了与俯冲区域平行的火山弧。

分布

如西太平洋有阿留申弧、千岛弧、日本弧、马里亚纳弧、汤加弧。大西洋西缘有安的列斯弧、南桑德威奇弧,还有印度洋的巽他弧等。岛弧火山以安山岩喷发为主,但在靠近海沟一侧有拉斑玄武岩,在弧后边缘海一侧出现碱性岩。岛弧火山是大洋板块大陆板块消减过程中,下潜板块上部局部熔融形成岩浆,向上侵位并喷发到地表形成的。

这些火山弧不应该与热点火山链相混淆,火山链形成于板块移过热点时一个接一个的板块中部,因此火山过程在年龄上从链的一端到另一端有序变化。夏威夷岛就是一个典型的热点链:较老的岛屿(年龄为数十个Ma)在西北部,既小又丰富相对于新近产生的夏威夷岛(4Ma),新岛多是岩石。火山弧通常不会表现出这种年龄分带性。

岩石学意义

俯冲区域,俯冲板块的脱水诱导下覆地幔的部分熔融,产生低盐度、钙碱性岩浆;岩浆上升侵入到上覆板块的岩石圈中。脱水是因为在40-60km深处绿泥石矿物的不稳定。这是俯冲板片中岛弧火山作用距离一致的原因:因为载群簇熔融flux-melting火山作用的温度-压力情况下,绿泥石不稳定常常发生在相同的深度,那么海沟距离弧火山的距离就仅仅与俯冲板片的倾角有关。

岛弧的俯冲一侧是一个深而窄的大洋海沟,它是俯冲、仰冲板块边界的地球表面痕迹。

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