Войти
Местоположение Нанкайского желоба Нанкайский желоб (南海 ト ラ フ, Нанкай-Торафу, Южный морской желоб) - подводная лодка желоб, расположенная к югу от Нанкайдо региона Японии острова Хонсю, протяженностью около 900 км (559 миль).) оффшор. Нижележащий разлом, Нанкайский мегапростор, является источником разрушительных Нанкайских мегапростых землетрясений, а сам прогиб потенциально является основным источником углеводородов топливо в виде клатрата метана.
В тектонике плит Нанкайский прогиб отмечает зону субдукции, которая вызвана субдукцией Плита Филиппинского моря под Японией, часть Евразийской плиты (Kanda et al., 2004). Эта граница плиты была бы океаническим желобом, за исключением сильного потока наносов, заполняющих желоб. В пределах Нанкайского прогиба имеется большое количество деформированных отложений желоба (Ike, 2004), что делает один из лучших на Земле примеров аккреционной призмы. Кроме того, сейсмические исследования отражений показали наличие возвышенностей фундамента, которые интерпретируются как подводные горы, покрытые отложениями (Ike, 2004). Северная часть желоба известна как прогиб Суруга, а восточная часть - прогиб Сагами. Нанкайский желоб проходит примерно параллельно Срединной тектонической линии Японии.
Подводные географические особенности западной части Тихого океана Традиционные геологические оценки скорости движения плит в Нанкайском прогибе затруднены, поскольку нет хребтов, ограничивающих тектоническую плиту. Этой области не было в исходных моделях NUVEL (DeMets et al., 1990). Однако более недавнее исследование, включавшее платформу Филиппинского моря, было основано на данных модели NUVEL-1A (Zang et al., 2002). По оценкам данного исследования, субдукция в Нанкайском прогибе составляет около 43 мм / год. Расчеты на основе REVEL показывают, что в траншее не происходит накопления деформации. Согласно расчетам, скорость движения находится в диапазоне от 3,0 ± 1,8 мм / год до 11,1 ± 1,7 мм / год (Sella et al., 2002). Как упоминалось ранее, модель движения плиты NUVEL-1A не включает плиту Филиппинского моря. Это связано с тем, что математика этой модели использовала только двенадцать плит, а Филиппинское море и Евразийская сходящаяся граница не были включены. Однако, используя движение плит Евразия - Северная Америка, расчетная скорость составила 2–4 мм / год (DeMets et al., 1990). Это не согласуется с моделью REVEL, по-видимому, указывая на то, что модель NUVEL-1A может нуждаться в дальнейшей доработке.
Отложения в основном представлены желобами клиньями турбидитами (Spinelli et al., 2007). Есть признаки увеличения сохранения пористости в породе. Обычно пористость уменьшается с увеличением глубины. Тем не менее, на буровой площадке 1173 наблюдается аномальное сохранение пористости на глубине. Это приписывают цементированию опалов после осаждения, которое сохраняет пористость (Spinelli et al., 2007). Обломочные глины, в первую очередь смектит, изменяются во времени и по местоположению в Нанкайском прогибе, а также в бассейне Сикоку. На глубине наблюдается увеличение содержания смектитовой глины в отложениях, что свидетельствует об изменении материнской породы отложений (Steurer et al., 2003). Кроме того, происходит геотермальное изменение смектита, превращающее его в иллитовую глину (Steurer et al., 2003).
Нанкайский прогиб активно деформируется и отмечает регион сейсмической активности. Деформация сконцентрирована в самой удаленной черепичной зоне, со значительной долей "внеочередного" надвига, происходящего в сторону суши. Основываясь на работе Operto et al., 2006, несколько областей интенсивной тектонической активности в Нанкайском прогибе были идентифицированы с помощью полной волновой томографии. Верхняя часть верхней аккреционной призмы и нижележащий блокиратор обратного хода в настоящее время испытывают большое давление сжатия. Оперто и др., 2006 выявили несколько надвигов, из которых наиболее близкие к зоне субдукции надвиги являются активными. Кроме того, Pisani et al., 2006 идентифицировали прототроны и поверхности деколлементов вдоль Нанкайского прогиба. В последнее время наблюдается рост интереса к высвобождению воды из иллитовых глин в погружающихся отложениях. Преобразование смектита в иллит (иллитизация) в зонах субдукции, вероятно, вызвано более высокой температурой, обнаруженной в зоне субдукции, по сравнению с непогружающимися осадками (Saffer et al., 2005). IODP Экспедиция 370 будет стремиться найти температурный предел самой глубокой жизни на Земле путем бурения в Нанкайском желобе, где тепловой поток особенно высок около его границы с погружающейся молодой, горячей тектонической плитой Филиппинского моря. На выбранном участке геотермальный градиент примерно в четыре раза круче, чем где-либо еще в Тихом океане. Достижение температуры примерно 130 ° C в других районах потребует сбора кернов примерно с 4 км ниже морского дна, а не с 1,2 км, как планировалось экспедицией 370. В конце концов, экспедиция IODP 370 достигла температуры ~ 120 ° C на 1,2 км ниже уровня моря. морское дно с минеральными признаками, показывающими, что существуют локализованные глубины со значительно более высокими температурами из-за горячих флюидов.
Глубина очагов землетрясений в поперечном разрезе, по данным Obana, et al., 2002 Нанкайский прогиб - приповерхностное продолжение зоны активной сейсмичности, которая опускается под юго-западом Японии. При сейсмическом моделировании зона разрыва была разделена на пять участков (Mitsui et al., 2004). Эти пять подразделений демонстрируют интересные различия в поведении землетрясений : частота землетрясений меняется с циклом от 90 до 150 лет (Mitsui, et al., 2004; Tanioka et al., 2004), аналогичные явления скольжения вдоль сегменты разломов, порядок разбиения на подразделения и, наконец, различные особенности разлома. Гидрологические обсерватории были размещены в скважинах, пробуренных в 2000 г. (IODP участки 808 и 1173) в попытке количественно оценить изменения порового давления флюида, которые являются результатом приближающейся плиты Филиппинского моря (Davis et al., 2006).). Участок 808 расположен в передней части основного надвига, а участок 1173 расположен примерно в 11 км от зоны лобового надвига (Hitoshi et al., 2006). Другими интересными результатами измерений давления были изменения давления, вызванные деформацией отложений возле скважин и эффектом очень слабых роев землетрясений во время изменений давления (Davis et al., 2006). Рабочая гипотеза состоит в том, что изменения давления указывают на изменение упругой деформации внутри формации (Davis et al., 2006).
Изменение давления по направлению к морю, измеренное скважинными приборами, вероятно, указывает на релаксацию отложений от предыдущего сильного землетрясения. Более того, короткий период сейсмичности, по-видимому, имеет некоторую степень зависимости от батиметрических максимумов, таких как подводные горы. К такому выводу пришли Канда и др., 2004, путем инверсионного анализа сейсмических данных. Исторически сложилось так, что последнее крупномасштабное землетрясение в Нанкайском прогибе произошло в 1944 году у побережья полуострова Кии. Используя недавние исследования океанского дна сейсмографом, было определено, что большая часть сейсмичности происходит вблизи оси впадины (Obana et al., 2006). Вдоль западной части Нанкайского прогиба сейсмичность, по-видимому, связана с неоднородностями в структуре земной коры, такими как трещины, образовавшиеся на субдуцированном морском дне, в том числе кора задугового бассейна бассейна Сикоку, а также из-за серпентизации самая верхняя мантия под доминирующей плитой (Obana et al., 2006). Недавние крупномасштабные землетрясения, возникшие в результате субдукции вдоль Нанкайского прогиба, произошли в областях с крупномасштабным увеличением угла падения субдуцирующей плиты (Hori et al., 2004).
Распределение идентифицированных месторасположения газовых гидратов, выделено зеленым цветом, а расположение выбранных зон субдукции, красными линиями, по моде из Collet, 2002. Пробурение керна от морского края Нанкайского прогиба (где тепловой поток является одним из самых высоких в регионе) показывают, что отложения там достигают только пред-нефтяного окна до ранней термической зрелости нефтяного окна. Однако желоб потенциально является основным источником углеводорода топлива в форме клатрата метана. Тем не менее, по состоянию на 2014 год коммерческой эксплуатации нет.
На глубине дна океана в некоторых случаях вода может образовывать ледяную твердую структуру, в кристаллической решетке которой заключен метан, образуя газовые гидраты. Источником воды для образования газовых гидратов часто является обезвоживание погружающейся плиты, а также перекрывающей плиты (Muramatsu et al., 2006). Источником газовых гидратов, ближайших к желобу, по-видимому, является в основном обезвоживание, связанное с субдукцией, в то время как с увеличением расстояния от желоба источник, скорее, является результатом бокового движения вод, обогащенных метаном (Muramatsu et al., 2006). Это было определено путем бурения ряда скважин и измерения концентрации, а также радиометрического определения возраста галогеновых элементов - йода, брома и хлора (Tomaru et al., 2007). Определение возраста йода показало наличие нескольких источников метана.
Было подсчитано, что сходящиеся границы могут содержать до двух третей общего объема газовых гидратов на Земле (Кастнер, 2001). Нанкайский желоб был описан как содержащий большое количество газовых гидратов и является одним из наиболее изученных участков газогидратных образований (Collett, 2002; Saito et al., 2007). Информация о газовых гидратах в Нанкайском прогибе была первоначально опубликована в 2000 году Японской национальной нефтяной корпорацией. Данные в пресс-релизе получены из серии скважин, начатых в конце 1990-х годов. В этом районе основными седиментологическими ограничителями скопления газовых гидратов являются богатые песком участки желоба (Collett, 2002). Керон скважины указывает на наличие как минимум трех газогидратных зон. Krason, 1994, подсчитал, что в газовых гидратах содержится от 0,42 до 4,2 × 10 кубических метров метана. С сейсмической точки зрения, отражатели, моделирующие высокое дно, считаются признаком газовых гидратов (Colwell et al., 2004). Богатые метаном горизонты были определены как области с более высоким ослаблением звуковых частот (от 10 до 20 кГц) и лишь небольшим ослаблением сейсмических частот (от 30 до 110 Гц) (Matsushima, 2006).
Нанкайский аккреционный комплекс - это территория с высоким тепловым потоком. Его термическая история сложна из-за нескольких событий нагрева или изменения свойств. IODP Expeditions пробурили аккреционный комплекс Нанкайского прогиба и выявили термическую историю с помощью анализа керна. Изначально этот район был бассейном (бассейн Сикоку) с активной гидротермальной деятельностью во время его формирования. Когда формирование бассейна прекратилось и началось осаждение, отложения действуют как одеяла, изолируя тепло. Чем быстрее оседание, тем лучше изоляция. Также существовал подземный поток флюидов с флюидами, намного более горячими, чем современные температуры отложений, что влияло на минерализацию и, возможно, также на физические и биологические свойства региона.
