阿拉斯加-阿留申火山带

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分类: 世界火山分布 |
西北太平洋俯冲带火山活动区属于太平洋火环,是世界上现今构造活动及其灾害表现最强烈的地区之一,这里有非常强烈的地震活动与火山喷发,历史活动火山数占全球的26.7%,7级地震数目占17.0。地震活动与太平洋板块向欧亚板块的强烈俯冲和挤压有关,而火山喷发与俯冲脱水/固相线降低以及岛弧变形有关。可能最重要的是板块碰撞在这里产生巨大的能量,通过地震和火山表现出来。
太平洋板块北缘阿拉斯加-阿留申火山带,包括西阿拉斯加与阿留申俯冲带,震源深度小于
300公里。西阿拉斯加弧后为水深小于300米的白令大陆架,而阿留申弧后,东部亦为白令海陆架,西半部是阿留申盆地(Spence,
这条俯冲带上两板块的汇聚大部分是带右旋分量的斜向俯冲,俯冲方向与俯冲带法向方向的交角从东端西阿拉斯加的接近0度增加到西端近90度,也就是说在阿留申的西端已经变成转换断层( Avé Lallemant,1996)。俯冲带的宽度也从西阿拉斯加到西阿留申不断变窄,乃至消失。由于这里太平洋的运动方向与岛弧有一些斜交,在太平洋周缘的俯冲带中火山活动相对较弱。
全新世以来活动的火山有80座,其中40座火山是历史上有喷发记载的(1760年以来喷发过的),近100年来,这里的火山喷发占全美国火山喷发的三分之二。而其中四座最活动的火山,巴甫洛夫Pavlof, 阿库坦Akutan,Shisaldin,和Okmok,上个世纪就发生了82次喷发。
这里地震活动的强度也非常引人注目,这里虽然没有大于300公里的深震,但是却发生了世界上第二大地震(1964-3-28威廉王子湾Mw9.2)和第三大地震(1957-3-9安德烈诺夫群岛Mw9.1),还有几个8.5级以上的特大地震(1929-3-7Ms8.6, 1938-11-10Ms8.7, 1957-3-9Ms8.6 , 2002-11-3Ms8.5)。
(一)
西阿拉斯加火山链长690公里,位于太平洋板块东北角,弧后为白令陆架。有卡特迈、阿尼亚恰克、奥古斯丁、斯普尔等著名火山,最大喷发VEI=6。
东面是亚库塔特地体,正是太平洋东缘的右旋走滑转换构造(如圣安德烈斯断裂)转向北太平洋俯冲带的复合部位,亚库塔特地体南缘是一条过渡断层(Transition fault),这是一条近于垂直的转换带,这里莫霍面深度在不到5公里范围内从亚库塔特大洋台地的32公里急剧变为太平洋地壳的11.5公里.然而又没有多少逆冲变形的迹象(Christeson1 et al, 2010)。
而在亚库塔特地体西面,太平洋板块俯冲到北美大陆岩石圈下,包括阿拉斯加半岛, 楚加奇(Chugach), 以及威廉王子地体(Prince William Terranes)。由于以俯冲倾角非常缓,海沟不是很清楚,同时俯冲下去的太平洋板片周围环境温度不太高,俯冲板片不容易变热,直到很远才形成火山链。火山弧背后是白令海陆架,地壳厚度大约28公里(Jin & Herrin,1980)。
1、科克湾西部火山,大致成NE15°排列。这里火山链和板块边界距离特别大,超过 300公里,最大420公里。
斯普尔火山(Spurr),阿拉斯加-阿留申弧最高的层状火山,位于阿拉斯加弧最东端,区域应力场最大主压应力北东向近于水平,只有在火山下局部地区的最大主压应力垂直(Jolly,et al,1994, Roman et al, 2004)。1953和1992发生VEI=4的喷发,1992年的三次喷发 在Anchorage及其周围社区沉积了火山灰,使机场关闭,造成地面交通的困难,甚至使东至Cleveland, Ohio的空中运输中断。
盾堡火山(Redoubt), 1989 - 1990年VEI=3喷发造成巨大的经济损失。伊里亚姆纳火山(Iliamna),冰河覆盖的层状火山,1867-1876,以及1952-1953有喷发活动VEI=2-3。
奥古斯丁火山(Augustine),位于科克湾奥古斯丁岛上的层状火山与熔岩穹丘,1976,1986年均发生VEI=4的喷发。历史上1540,1883发生过VEI=4的喷发。Fourpeaked,被冰河覆盖的层状火山,一直被认为是休眠火山,但是2006年喷发VEI=2。
2、万烟谷,在科克湾南部火山链有一个转弯,从北面的NE15°转成以南的NE60°。这里也是火山链和板块边界距离减少的转折点,以南距离300公里以下。
万烟谷,大约100平方公里的土地上覆盖着30-210米厚的火山灰,这些火山灰主要是1912年火山喷发产生的,火山碎屑沉积的表面冒出成千上万的喷气孔。1916年植物学家R.F.Griggs为国家地理学会到这里探测时起的万烟谷的名字,他说,“一眼望去,整个山谷里充满了烟雾,成千上万条烟从裂开的土地上袅袅升起”。为了保护万烟谷自然景观和褐熊等珍贵动物,1918年建立卡特迈国家公园。最初,人们认为1912年喷发是从2047米高的卡特迈火山喷出的,之后又认为是1864米高的特里吨特火山喷出的,近年来终于认识到1912年喷发是从841米高的诺瓦拉普塔破火山口喷出的。
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万烟谷最高的火山卡特迈火山(Katmai),1912发生VEI=3喷发,特里吨特火山(Trident),1913年后发生了12次VEI<=3的喷发。
3、阿拉斯加半岛,火山成NE60°排列。从东到西,火山距离海沟从320公里减少到200公里左右。历史上发生VEI=4以下的喷发,有些火山还是频繁喷发。
(1)东段紧邻万烟谷的几座火山只有小规模喷发。包括马丁火山(Martin)(1951和1953有喷发)、Ukinrek玛珥湖(2006年VEI=3)、Ugashik-Peulik(1814,1852 VEI<=3)、Chiginagak(3次喷发VEI<=3)。
(2)中段,Aniakchak,破火山口,公元前1645和5250有VEI=6,公元1560和1931发生VEI=4的喷发。Veniaminof,公元前1750有VEI=6,1932年后17次VEI<=3,Kupreanof层状火山1987 VEI=1
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(3)西段,乌尼马克岛上希沙尔丁火山(Shishaldin),是一座2857米高的冰雪覆盖的漂亮的锥形火山,1900年后有30次VEI<=3的喷发,主要成分是玄武岩,北西坡上散布着几十个碎屑锥,地表覆盖渣状熔岩流。希沙尔丁火山西面,Fisher,曾经发生过阿留申岛弧上最大的喷发(公元前7420年VEI=6)1826,1830发生VEI=3和2的喷发。岛最西南的Westdahl,1795发生VEI=4的喷发,之后有7次VEI<=3的喷发
(二)东阿留申火山链,从乌尼马克海峡至阿穆克塔海峡,弧后北部为白令海陆架和阿留申盆地东部交接部位。火山活动比阿拉斯加火山链弱,最大喷发仅为VEI=4。
(1)东部阿库坦火山(Akutan),层状火山1900年后有28次VEI<=2的喷发,也是喷发非常频繁的火山。马库欣火山(Makushin),位于乌纳拉斯卡岛西部的层状火山,1768年后有22次VEI<=3的喷发。Bogoslof是一个仅仅露出山顶的海底火山,1900年后有8次喷发,最大的是1906和1992的VEI=3的喷发。
(2)乌姆纳克岛火山
Okmok宽阔的玄武岩盾状火山位于乌姆纳克岛的东北端,公元前100年有过一次VEI=6的喷发,1900年后有11次喷发,最大的是2008年VEI=4的喷发. 喷发柱高达15公里。喷发的火山灰比以往喷发的更显酸性(55-57% SiO2)
弗谢维多夫火山Vsevidof位于乌姆纳克岛的最西端,安山岩-英安岩层状火山,最后一次喷发在1957年。
(3)萨马尔加海峡以西火山,小规模活动。
Kagamil,1929有过一次喷发。卡莱尔火山Carlisle,卡莱尔岛陡峭的层状火山,研究较差。Cleveland,1900年后有22次VEI<=3的喷发。Yunaska, 遍布渣锥和玄武质安山岩渣状熔岩流,历史上1817-1873,以及1929-1937有喷发活动。阿穆克塔火山Amukta,层状火山,1786和1963发生VEI=3喷发,87,96,97发生VEI=1喷发,
(三)中阿留申火山链,位于阿穆克塔海峡以西,弧后为阿留申盆地。火山弧最西端的全新世火山为Buldir火山(175°),再往西是无火山活动的岛弧,地震层析成像结果表明,在164°E和173°E之间100公里深处有一个剪切波低速异常带, (Levin et al,2005)。这里是太平洋板块斜向俯冲带,除了俯冲外显示了一个右旋剪切的分量。可以看出,从阿拉斯加半岛—东阿留申—中阿留申—西阿留申,弧后由陆架到陆架-海盆过渡,再到深海盆,火山活动逐渐减弱,而弧后无火山的西阿留申弧后的阿留申盆地特别是堪察加盆地,显示了高热流异常。
(1)阿穆克塔海峡西侧的塞瓜姆岛火山Seguam,科罗温Korovin,阿特卡Atka火山,都是层状火山,历史上喷发VEI都不大于3级。
(2)Kasatochi,位于一条与阿留申岛弧垂直的15公里长的洋脊的北端,一个鲜为人知火山,露出海面仅314米,由玄武岩和安山岩熔岩流和碎屑组成的层状火山。历史记录VEI=0或不确定,2008年VEI=4喷发,是由卫星观测发现的。
(3)再往西,大锡特金Great Sitkin,卡纳加Kanaga,塔納加Tanaga,加莱洛伊Gareloi火山,Semisopochnoi, 小锡特金Little Sitkin,吉斯卡Kiska。大部分喷发规模不大于VEI2,只有加莱洛伊火山和吉斯卡火山有过VEI=3的喷发。