Вулканизм внутриконтинентальных обстановок не может быть объяснен механизмами субдукции, спрединга или мантийных суперплюмов напрямую. Совместные исследования, выполненные российскими и японскими учеными из Новосибирского государственного университета, Института геологии и минералогии имени В.С. Соболева СО РАН и Токийского технологического института Инной Сафоновой, Шигенори Маруямой (Shigenori Maruyama) и Константином Литасовым, позволили выдвинуть теорию возникновения такого вулканизма.
Ученые создали модель образования гидро-карбонатных плюмов в переходной зоне мантии, связывающую (1) конвергентные окраины Тихоокеанского типа; (2) возникновение расплавов в переходной зоне под воздействием летучих (вода, углекислый газ) и субдуцированных гранитного материала и океанических плит; и (3) мезо-кайнозойский внутриплитный магматизм Центральной Азии. Модель основана на 4 группах свидетельств, полученных по данным геологии, петрологии, сейсмической томографии и цифрового моделирования.
Двусторонняя субдукция на окраинах Тихоокеанского типа вокруг постмиоценовой Азии поставляет насыщенный водой и углекислым газом материал океанической и континентальной коры в глубины мантии, где они накапливаются в переходной зоне на глубине 410–660 км. Доставка корового материала в переходную зону мантии обеспечивается прямой субдукцией внутриокеанических дуг в западной части Тихого океана и тектонической эрозией висячих крыльев конвергентных окраин.
Накапливающийся в переходной зоне обогащенный U, Th и K континентальный материал может служить дополнительным источником тепла. Субдуцирующая океаническая плита, состоящая из серпентинитов, насыщенных водой осадков, карбонатов и насыщенных углекислотой базальтов, может поставлять воду и углекислоту в глубинную мантию и способствовать ее метасоматической переработке.
Присутствие летучих, снижающих температуру плавления, и субдуцированного корового материала, способствующего дополнительному разогреву, вместе могут служить спусковым механизмом образования гидро-карбонатных плюмов.
Образование гидро-карбонатных плюмов в переходной зоне мантии. Источник:
http://www.nsu.ru/6095caf7353b1cc05175e7c5d8d9be8f
Такие плюмы могут вызывать всплывание мантии, расплавление подвергшейся метасоматозу мантии и субдуцированных плит, состоящих из базальтов срединно-океанических хребтов, подъем расплавов, рифтообразование на поверхности, и образование основных и бимодальных вулканических серий. Кроме того, они могут вносить свой вклад и в цикл развития суперконтинентов.
По мнению ученых гидро-карбонатные плюмы, возникшие в переходной зоне мантии под Центральной и Восточной Азией, привели к смене тектонического режима от транспрессии к образованию косого спрединга в виде ступенчатых трансформных разрывов и к появлению многочисленных мезо-кайнозойских внутриплитных вулканических поясов.
«Зоны субдукции — это единственный путь «доставки» в мантию огромного количества воды, углекислоты, базальтов и гранитоидов, находящихся на поверхности. Все эти вещества, в совокупности, становятся ключевым фактором плавления в мантии на таких глубинах, где теоретически его не должно было бы происходить, и условием генерации мантийных плюмов. Азия в этом смысле является уникальным континентом, т.к. она окружена двумя самыми протяженными в мире зонами субдукции: западно-тихоокеанской, где под окраину Азии погружается тихоокеанская плита, и зоной Суматры, под которую погружается Индо-Австралийская плита. Они и являются поставщиками материала, который нарушает равновесие в мантии и вызывает плавление. Этим ученые объясняют многочисленные проявления молодого (меньше 200 млн лет) и современного вулканизма в Забайкалье, Монголии и восточном Китае», — говорит старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной геохимии и петрологии мантии Земли ГГФ НГУ и лаборатории магматизма и рудообразования ИГМ СО РАН Инна Сафонова. Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Tectonophysics.
Центр перспективного развития ВСЕГЕИ
Источники: https://www.researchgate.net/publication/281714818_Generation_of_hydrous-carbonated_plumes_in_the_mantle_transition_zone_linked_to_tectonic_erosion_and_subduction и
http://www.nsu.ru/6095caf7353b1cc05175e7c5d8d9be8f
