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TitreDiagenetic, metamorphic, and hydrogeologic consequences of hydrothermal circulation in subducting crust
AuteurSpinelli, G; Wada, I; Wang, K; He, J; Harris, R; Underwood, M
SourceSubduction top to bottom 2; Geosphere vol. 14, no. 6, 2018 p. 1-18, https://doi.org/10.1130/GES01653.1
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180142
ÉditeurGeological Society of America
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1130/GES01653.1
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
Sujetsmilieux tectoniques; zones de subduction; panneau orienté vers le bas; système hydrothermal; diagenèse; métamorphisme; déformation; eau souterraine; aquifères; dynamique des fluides; fluage; analyses thermiques; anomalies; altération hydrothermale; perméabilité; viscosité; modèles; établissement de modèles; tectonique; pétrologie ignée et métamorphique; hydrogéologie
Illustrationsschematic cross-sections; location maps; geoscientific sketch maps; time series; profiles; phase diagrams; models; tables
ProgrammeRisques géologique du tremblement de terre, Géoscience pour la sécurité publique
Diffusé2018 10 24
Résumé(disponible en anglais seulement)
The redistribution of heat by fluid circulation in subducting igneous crust generates thermal anomalies that can affect the alteration of material both within a subduction zone and in the incoming plate prior to subduction. This hydrothermal circulation mines heat from subducted crust and transports it seaward, resulting in anomalously high temperatures in material seaward of the trench and anomalously low temperatures in the subduction zone. Anomalously high temperatures on the incoming plate are spatially limited; for example, on the Nankai margin of southern Japan, a zone of high temperatures is within ~30 km of the accretionary prism deformation front. The incoming plate (Shikoku Basin) undergoes the high-temperature anomaly for less than 2 million years; so the alteration of clay minerals in Shikoku basin sediments advances only slightly because of the thermal anomaly. In contrast, subducted material is cooled by hydrothermal circulation, and therefore alteration of subducted sediment and igneous rock is shifted farther landward (i.e., delayed); in the Cascadia and Nankai margins, this includes the seismically inferred locations of the basalt-to-eclogite transition in the subducting crust. In very hot margins, hydrothermal circulation cools the subducting slab and affects where, and if, subducting material may melt. In southern Chile, this cooling helps explain the lack of a basaltic melt signature in arc lavas despite the young subducting lithosphere. Finally, the cooling of the subducting slab via hydrothermal circulation shifts fluid sources from dehydration reactions farther landward, delays metamorphic reactions that tend to reduce permeability, and increases fluid viscosity. The responses to hydrothermal circulation in subducting crust are most pronounced in the hottest subduction zones, where the lateral heat exchange in the subducting basement aquifer is greatest.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
La température contrôle les propriétés des roches et par conséquent aussi l'occurrence de séismes. Dans une zone de subduction comprenant une plaque plongeante jeune et chaude, la température de la partie peu profonde des zones de subduction peut être grandement affectée par la circulation hydrothermale des fluides dans la croûte plongeante. Cet article examine des études récemment réalisées sur le rôle que joue cette circulation sur les changements aux propriétés des sédiments et des roches qui à leur tour affectent l¿occurrence de séismes le long de l'interface de la plaque et au sein de la plaque plongeante. Cascadia est incluse dans la discussion en tant que zone de subduction chaude des membres extrêmes.
GEOSCAN ID308447