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北コルディレラ火山地域
NCVP | |
|---|---|
 州内の成層火山、エジザ山 | |
 北アメリカ北西部の地図。北コルディレラ火山州が茶色で強調表示されています。 | |
| 位置 | ブリティッシュコロンビア州、カナダ |
北部コルディレラ火山区（NCVP）は、以前はスティキーン火山帯[1]として知られており、北米の太平洋岸北西部にある中新世から完新世の火山の出現によって定義される地質区です。この火山帯は、ブリティッシュコロンビア州北西部とアラスカ州パンハンドルからユーコン準州を経てアラスカ州極東のフェアバンクス国勢調査地域南東部まで、おおよそ北北西に広がっており、その幅は数百キロメートルに及びます。これは、西部コルディレラで最も最近定義された火山区です。[1]これは、ベイスン・アンド・レンジ地区や東アフリカ地溝帯などの他の陸上の伸張性火山帯と同様に、北米大陸の伸張性亀裂によって形成されました。西部コルディレラにちなんで名付けられていますが、この用語は地理的なものではなく、地質学的なグループ分けです。 NCVP の最南端には、NCVP の他の部分よりも多くの、そして大きな火山があります。それより北では、その輪郭ははっきりせず、中央ユーコンを西に貫く大きなアーチを描いています。
北部コルディレラ火山州には、境界山脈のフードゥー山、タルタン高原のエジザ山火山群、ナリン高原のレベル山とハートピークスなど、少なくとも4つの大きな火山がグループ化されている。これら4つの火山の体積は15 km 3 (3.6 cu mi)を超え、最大かつ最古のレベル山は面積1,800 km 2 (690 sq mi)、体積860 km 3 (210 cu mi)を超える。[2]大きな火山とは別に、北部コルディレラ火山州には、火山地帯全体に広がるシンダーコーンなど、いくつかの小さな火山が存在する。これらの小さなコーンのほとんどは、1回のみの噴火現場であった。これは、歴史を通じて複数回の噴火を経験してきた火山地帯全体のより大きな火山とは対照的です。
北部コルディレラ火山地域は、太平洋周辺の地震と火山活動が活発な地域であり、環太平洋火山帯と呼ばれています。しかし、北部コルディレラ火山地域は、南のカスケード火山弧と北のアリューシャン弧の間にある環太平洋火山帯の隙間の一部であると一般的に解釈されています。 [3]しかし、北部コルディレラ火山地域には、過去180万年間に活動してきた100を超える独立した火山が含まれていることが知られています。そのうち少なくとも3つは過去360年間に噴火しており、カナダで最も活発な火山地域となっています。[4]それでも、火山帯内に散在する住民は、遠隔地であることと火山活動がまれなため、噴火をほとんど目撃していません。
地質学
起源と化学
北部コルディレラ火山地域は、2000万年前に形成されて以来、活発な火山活動の地帯となっている。環太平洋火山帯の他の部分とは異なり、北部コルディレラ火山地域は、地球の地殻とリソスフェアが引き裂かれている領域である大陸のリフト運動に起源を持つ。 [4]これは、太平洋を取り囲む大陸縁に沿った海溝で海洋地殻が沈み込むことによって形成された火山弧で大部分を占める点で、環太平洋火山帯の他の部分と異なる。[5]北部コルディレラ火山地域の大陸地殻は、1年に約2cm（1インチ）の速度で引き伸ばされている。この初期の地溝は、太平洋プレートがクイーン・シャーロット断層に沿って北方へと滑り、アラスカの南岸とカムチャッカ半島南岸沖の隣接海域に沿って伸びるアリューシャン海溝に向かう途中で形成された。[4]その結果、北部コルディレラ火山区の火山活動も背弧盆地の火山活動とは無関係である。蓄積されたエネルギーが不規則な間隔で断層を横切る滑りによって突然放出されると、1949年のマグニチュード 8.1のクイーン・シャーロット諸島地震のような非常に大きな地震が発生する可能性がある。[6]これらの遠方場の力が北米の地殻を引き伸ばすと、地表近くの岩石はリフトゾーンに平行な急傾斜の断層に沿って破壊される。高温のマグマがこれらの破壊の間を上昇し、受動的または噴出的な噴火を引き起こす。北部コルディレラ火山群内の火山は、北向きの短いセグメントに沿って位置しており、火山群の北部では、間違いなく北向きのリフト構造に巻き込まれており、これには同時火山性地溝や、境界の1つに沿ってのみ1つの主要な断層線を持つ地溝（半地溝）が含まれます。[3]地溝は、張力と地殻の伸張を示しています。
数百キロメートルに及ぶ北向きの2つの主要な断層が、北部コルディレラ火山区に沿って伸びている。[1]ティンティナ断層系とデナリ断層系として知られるこれらの2つの岩石の断層は、白亜紀以来、横ずれ断層として地殻変動的に活発である。[1]西側のデナリ断層と東側のティンティナ断層は、ほぼ2,000キロメートル（1,200マイル）の長さで、ブリティッシュコロンビア州北部からアラスカ州中央部まで伸びている。[1]北部コルディレラ火山区での火山活動を引き起こすとされる他のメカニズムには、マントルプルーム、氷河期の後退、スラブウィンドウなどがあるが、大陸のリフト形成が火山地帯での火山活動を活性化させる最も正確なメカニズムである。[1]北部コルディレラ火山地域での大陸リフト運動のさらなる証拠として、マグマは主にアルカリ性であり、高アルカリ性および過アルカリ性の岩石タイプが含まれており、火山活動の主な空間的・時間的パターンは火山地域の中央にあり、その後南、北、場合によっては北東に移動しており、北部コルディレラ火山地域の熱流量は高く、火山地域では地震活動はほとんど見られず、火山活動の最大期間は太平洋プレートと北米プレートの間の純伸長期間と相関しています。[1]
西部コルディリェラでは通常見られない、よりアルカリ性の強い一連の岩石タイプが、北部コルディリェラ火山区に広く分布している。[1]これらには、ネフェリナイト、ベイサナイト、過アルカリ性のフォノライト、トラカイト、コメンダイト溶岩が含まれる。[1]北部コルディリェラ火山区全体の最も酸化マグネシウムに富むネフェリナイト、ベイサナイト、アルカリ玄武岩は、平均的な海洋島玄武岩や、米国南西部とメキシコ北西部のリフト関連のベイスン・アンド・レンジ区の500万年未満のアルカリ玄武岩と同様に、アセノスフェア起源と論理的な微量元素の存在量と同位体組成を示している。[1]北部コルディリェラ火山区の下にある地球の上部マントルの海洋島玄武岩に対する仮説の1つは、スラブウィンドウの存在である。[1]しかし、上部マントルのマグマの生成とテクトニクスシステムを結びつける目立った証拠はあまり示されていない。[1]
エジザ山火山群の西側斜面に隣接する断層の存在は、通常、北部コルディレラ火山地域の大陸リフトの主要な構造的証拠であると考えられています。[1]しかし、より最近の海岸山脈での地図作成と地震学的研究では、ブリティッシュコロンビア州北西部の小さなコミュニティであるスチュワートの南西に、脆性リフト関連の断層が存在することが記録されています。[1]しかし、これらの断層は、1997年に地質学者によって論争の的となり、これらの断層が最後に活動したのは2000万年から500万年前の間であると述べました。[1] 1999年には、北部コルディレラ火山地域の南西境界と平行な若いリフトイベントを表すと思われる、北向きの一連の断層が地図に描かれました。 [ 1]これらの地溝帯に関連する断層は、500万年前まで活動していた可能性があり、北部コルディレラ火山群南部の隣接する中新世以降の火山活動と関係している可能性があります。[1]さらに、同様に北向きの脆性断層は、エジザ山火山群の西側斜面に隣接する断層まで北に拡大している可能性があります。[1]これらの地殻変動は、北部コルディレラ火山群の構造形成に役立った可能性があります。[1]
西部コルディリェラ山脈の北部の近くの沈み込みは、 4300万年から4000万年前に衰退しました。[1]これにより、最終的に1000万年前に西部コルディリェラ山脈の北部の下にスラブウィンドウが形成され、比較的枯渇していない上部マントルへの入り口がサポートされました。[1] 1000万年前、クイーンシャーロット断層でのプレートの相対的な動きの切り替えにより、西部コルディリェラ山脈の北部全体に結果的な歪みが生じ、地殻が薄くなり、海洋島の玄武岩のようなマントルが減圧溶解してアルカリ火山活動が発生しました。[1]いくつかのプレート運動モデルは、400万年前以降のいつかにクイーンシャーロット断層全体の純圧縮への反発を示しています。[1]北部コルディレラ火山地域では大規模な地溝帯の形成はまだ確認されていないが、過去160万年間の火山活動は、クイーンシャーロット断層全域で繰り返される上部マントルの湧昇とそれに付随するトランステンションによるものと考えられており、北部コルディレラ火山地域全体に広がる多数の東西方向の断層帯によって部分的に調整されている。[1]
北部コルディレラ火山地域を構成する火山岩は、リフト環境と一致している。[3]アルカリ玄武岩、小ハワイ石、ベイサナイトのマグマは、火山地域全体に巨大なシールド火山と小さなシンダーコーンを形成し、そのうちのいくつかはレルゾライトマグマで構成されている。[3]より粘性の噴火による珪長質マグマは、巨大な中央火山を形成し、主にトラカイト、パンテレライト、コメンダイト溶岩で構成されている。[3]これらの珪長質火山岩は、主にアルカリ玄武岩マグマが地殻貯留層で分留することによって形成されたと考えられている。[3]北部コルディレラ火山地域のような大陸リフト地域は、長寿命の分留を維持するのに十分な大きさと熱活動を持つ高レベルの貯留層の形成を助けるだろう。[3]
リソスフェアの厚さ
北部コルディレラ火山地域全体の捕獲岩の多様な温度範囲は、火山地域の北部の下に狭い岩石圏があり、火山地域の南部の下にはより密度の高い岩石圏があることを示している。 [1]この兆候は、北部コルディレラ火山地域の北部の岩石圏内の地熱勾配が南部のそれよりも大きい場合にも示される。[1]地熱勾配が大きいということは、900 °C (1,650 °F) の温度を記録した捕獲岩が、同じく 900 °C (1,650 °F) の温度を記録した地熱勾配の小さい地域の捕獲岩よりも浅い深さから採取されたことを示している。[1]
スティキニア中部の下部でリソスフェアが厚くなったことを示すさらなる証拠としては、火山地域の南部の火山岩に含まれる同族の包有物と斜長石巨晶の増加が挙げられ、これは火山噴火前のリソスフェアでのマグマ溜まりとマグマ結晶化の証拠である可能性がある。また、北部コルディレラ火山地域の南半分には岩石学的に進化した岩石の種類が限られて存在している。 [1]発達したマグマが苦鉄質マグマの分留、リソスフェアの汚染に関連する分留、または関連するリソスフェアの溶融に由来するものである場合、それらの存在は、北部コルディレラ火山地域の南部の下に、より密度の高いリソスフェアがあることを示唆している。[1]
ブリティッシュコロンビア州北西部のアトリン火山地帯のランゴース地域では、一連の捕獲岩により、北部コルディレラ火山地域のマントル岩相圏の厚さは、最薄18 km (11 マイル)、最厚39 km (24 マイル) に制限されています。[7]火山地域の南西部の地震に関する最近のデータの分析によると、北部コルディレラ火山地域の南部にある多数の火山の基盤岩を構成するスティキニアの下の地殻は、近くの海岸深成岩複合体の下の地殻よりも密度が高いことも示されています。海岸深成岩複合体は、1億4千万年以上にわたるほぼ継続的な沈み込みに関連したマグマ活動を表す花崗岩と閃緑岩の貫入岩の広い帯で構成されています。 [1]
地質
北部コルディレラ火山地域には至るところに温泉があり、北部コルディレラ火山地域の下にマグマの熱があることを示している。水が地殻深部に浸透し、地表下の原始的なマグマの熱で加熱されると、温泉が形成される。地下水が加熱された後、加熱された地下水は温泉として地表に上昇する。場合によっては、加熱された地下水は、北部コルディレラ火山地域のリフトに関連する伸張断層に沿って上昇することがある。ブリティッシュコロンビア州北部のレイクルス湖州立公園近くのレイクルス温泉は、その一例であると解釈されている。[8]温度が89 °C（192 °F）のレイクルス温泉は、カナダで最も熱い温泉である。[8]また、250年前に北部で起きたナスバレーの噴火に関連するマグマが、レイクルス温泉の燃料となっているのと同じ北向きの断層に沿って上昇した可能性もある。[8]ブリティッシュコロンビア州北西部のイスカット川温泉州立公園とショケット温泉州立公園にも温泉があります。
捕獲岩は、より大きな火成岩に包まれた岩石の破片で、北部コルディレラ火山地域に広く分布しています。地殻起源の捕獲岩には、変成岩や珪長質貫入岩が豊富に含まれています。[1] グラニュライト捕獲岩は、主にユーコン準州のフォートセルカーク火山地帯、アラスカ州最東端のプリンドル火山、ブリティッシュコロンビア州北部のキャッスルロックとイスカット川に存在します。 [1]珪長質貫入捕獲岩ははるかに一般的で、通常は海岸山脈を形成するものを含む隣接する花崗岩の貫入岩に由来します。[1]北部コルディレラ火山区全体の14以上の火山帯は、地球のマントルに由来する捕獲岩で構成されており、主にユーコン-タナナ地帯、キャッシュクリーク地帯、および古生代と中生代の スティキニア地帯を占める火山に位置しています。[1]これらは、レルゾライト、ハルツバージャイト、ウェールライト、ダナイト、ウェブステライト、およびガーネットを含む輝岩で構成されています。[1]マントル捕獲岩によって記録された最高気温と最低気温は、南に行くほど高くなり、北に行くほど低くなります。[1]アラスカ州最東端のプリンドル火山のマントル捕獲岩は最低気温860℃（1,580℉）を記録し、ユーコン準州中央部のフォートセルカーク火山地帯のマントル捕獲岩は最低気温960～1,050℃（1,760～1,920℉）を記録している。[1]ブリティッシュコロンビア州北部のキャッスルロックでは、マントル捕獲岩は最高気温1,260℃（2,300℉）を記録し、最高気温1,000～1,260℃（1,830～2,300℉）を記録している。[1]捕獲岩の最低気温は、地球の地殻とマントルの境界が北部コルディレラ火山地域の北部の真下で最も浅いことを示している。 [1]したがって、最北端の捕獲岩シリーズの温度範囲は、火山地域の南部の捕獲岩で見つかった温度範囲の約半分です。[1]
巨晶は、周囲のマトリックスよりもかなり大きい結晶または粒子であり、北部コルディレラ火山区全体の溶岩流でよく見られます。[1]これらは、ケルシュータイト角 閃石巨晶、単斜輝石巨晶、斜長石巨晶の3つの異なるグループで構成されています。[1]ケルシュータイトでできた巨晶は、主にブリティッシュコロンビア州北部のランゴース山で発見されることが知られています。[1 ]黒色のガラス質の単斜輝石巨晶は、北部コルディレラ火山区全体に広がっていることから、その生成はリソスフェアの構造とは無関係であることが示唆されています。[1]対照的に、透明なガラス質の斜長石巨晶は、主に北部コルディレラ火山区の南端とスティキニア地帯の境界内で発見されています。[1]これは、斜長石巨晶が、汚染やマグマ溜まりなど、地球の岩石圏に敏感な起源を持っていることを示唆しています。[1]斜長石と単斜輝石でできた巨晶は、その場所に関係なく、ふるい状の構造を持つ核や、ランダムで吸収され湾状の外縁など、関連するマグマとの反応の顕著な証拠を地域的に示しています。[1]
溶岩洞は北部コルディレラ火山地域に広く分布しており、その組成は典型的には玄武岩である。レベル山では、溶岩洞の直径は1メートル（3.3フィート）から2メートル（6.6フィート）に達する。[3]これらは、少なくとも1,200℃（2,190°F）の温度を持つ非常に流動性の高い溶岩に由来する。[3]ブリティッシュコロンビア州北西部のニスガ記念溶岩床州立公園には、18世紀のカナダで最も最近の火山噴火の際に形成された溶岩洞がある。ブリティッシュコロンビア州とアラスカ州の境界にあるラバフォークは、最近の火山噴火による溶岩流の影響を受けており、溶岩が固まった後にその下の溶岩洞に崩壊した。[9]これらの崩壊した溶岩洞の一部は現在、火山のピットを形成している。[9]
北部コルディレラ火山地域全体に広がるほぼ平坦な溶岩流は、少なくとも 100 km 2 (39 平方マイル) の面積を覆い、一般的に流動性の高い玄武岩質溶岩で構成されています。しかし、最終氷期以前の溶岩平原は氷河氷によって侵食され、覆われているため、これらの古い地形の特徴的な形状はそれほど明確ではありません。たとえば、中央ユーコン準州の少なくとも 100 万年前の溶岩床には、氷河氷が溶岩床を構成する溶岩流の上に乗ったときに堆積した未固結の氷河堆積物が含まれています。[10]
北部コルディレラ火山地域の火山底 貫入岩は、起伏の激しい地域で露出しています。[1]これには、エジザ山火山群、レベル山、フードゥー山、アトリンおよびメイトランド地域で発見された火山栓が含まれます。[1]アトリンおよびメイトランド地域の火山栓は、オリビンネフェリナイトおよびベイサナイトマグマで構成されています。[1]斑れい岩および花崗岩マグマでできた小さな栓は、エジザ山火山群およびレベル山の火山層序に関連しています。 [1]
テレーンと境界
北部コルディレラ火山地域の基盤岩は、スティキニア、キャッシュクリーク、ユーコン・タナナ、カシアーとして知られる4つの大きなテレーンで構成されています。[1]スティキニアは、島弧環境で生成されたと解釈されている後期古生代と中生代の火山性、深成性、堆積性の岩石の連続であり、後に既存の大陸縁に沿って配置されました。 [ 1]キャッシュクリークテレーンは、既存の海洋盆地に広く形成されたと考えられています。[1]これは、後期古生代から中生代の海洋性メランジュと、より若い花崗岩の貫入によって貫入された深海性ペリドタイトで構成されています。[1]ユーコン・タナナとカシアーテレーンは、北アメリカ大陸に由来する移動した堆積性および変成岩で構成されています。[1]
北部コルディレラ火山区の南の境界はスティキニア南西部と平行しており、小さなコミュニティであるスチュワートの南にある別々の火口と溶岩の浸食残骸によって特徴付けられる。[1]北部コルディレラ火山区の南の境界は、現代の火山活動のギャップと、沈み込むファンデフカプレートの北端の東への延長によって定義されるカスケード沈み込み帯の想定される北の境界とも平行している。[1]これらの2つのゾーンは、広大なチルコティン台地、東西に伸びるアナヒム火山ベルト、ブリティッシュコロンビア州内陸部の単成のウェルズグレイ-クリアウォーター火山地域など、さらに南にある現代の火山地帯から北部コルディレラ火山区を分割している。[1]北部コルディレラ火山地域の東の境界はカシアー地塊で囲まれており、ブリティッシュコロンビア州中央部の火山岩塊に隣接している。 [1]北と西の境界はユーコン・タナナ地塊とキャッシュクリーク地塊に隣接しており、アラスカ東部の火山岩と、ユーコン中西部のドーソンシティの北西にある溶岩流の風化した残骸が分布している。[1]
ティンティナ断層帯とデナリ断層帯
ティンティナ断層とデナリ断層は、北部コルディレラ火山地域のリフトゾーンに関連する最大の断層帯であり、すべての火山活動はティンティナ断層の西とデナリ断層の東で発生しています。[1]自然地理学的には、ティンティナ断層は北部ロッキー山脈溝と、北部ロッキー山脈溝の北延長であるティンティナ溝を形成しています。 [11]ティンティナ断層に沿った横ずれ運動の最速速度は、それぞれ中期白亜紀と初期新生代に2回発生した可能性があり、後者はおそらく始新世に発生しました。白亜紀以降、ティンティナ断層は地表を450 km (280 mi) ずらしましたが、1,200 km (750 mi) もずらしたという証拠もあります。[11]このずれにより、北部コルディレラ火山地域とその火山地域が占める地形は北方に移動しました。[11]プレートテクトニクスの観点から見ると、ティンティナ断層の帯状ずれ運動は、サンアンドレアス断層や北米西部の他の伸張性断層系または横ずれ断層系の 横ずれ運動とも関連しています。
西側では、デナリ断層が断層に沿って小規模な地震の発生源となっている。[11]ティンティナ断層とは対照的に、デナリ断層に沿った横ずれ運動は、少なくとも地表を370 km (230 mi) ずらしている。[11]この断層は、島嶼地帯の山々と断層の東側の山々を隔てている。[11]島嶼地帯の地殻変動もデナリ断層に沿った動きに関連している。[11]
人類の歴史
スティキーン火山帯という用語は、もともと1991年にカナダ地質調査所のジャック・サウザーとクリストファー・ヨラスによって、ブリティッシュコロンビア州北西部のスティキーン川を中心とした火山堆積物のグループとして定義されました。 [1]西コルディリェラで火山堆積物の地図作成と年代測定が進むにつれて、スティキーン火山帯は、スティキーンという名前に関連付けられた地理的領域からどんどん離れた火山堆積物を含むように拡大されました。この理由もあって、科学者のベン・エドワーズとジェームズ・ラッセルは、この火山活動の領域を北部コルディリェラ火山区と再定義しました。[1]地理的な記述子として、ユーコン川沿いに露出している火山岩にスティキーンという名前を適用するのは、少し奇妙で紛らわしいように思われます。また、はるかに古いグループの全く無関係な火山岩がスティキーン集合体を構成しており、これも主に非公式にスティキーン・カントリーと呼ばれる地理的領域内に存在します。北部コルディレラ火山地域は、より広い地理的領域を包含する広義の名称であり、最も新しい火山活動が同様の特徴（主にアルカリ性の苦鉄質火山岩）、同様の年代範囲（中新世から完新世）、同様の構造的状況（トランステンション）を持っている。[1]
参照
参考文献
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm エドワーズ、ベンジャミン R.;ラッセル、ジェームス K. (2000 年 8 月)。 「カナダ、コルディリラン火山州北部における新第三紀 - 第四紀の火成活動の分布、性質、起源」(PDF)。アメリカ地質学会の会報。 1280、1286、1287、1290、1291、1292、1293ページ。2009 年 10 月 2 日に取得。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、北コルディエラン火山州に関連するメディアがあります。
- カナダの火山の地図 – スティキーン火山帯
- カナダの火山 – カナダの火山の地図