THE BOUVET PLUME: PARAMETERS, EVOLUTION, AND INTERACTION WITH THE TRIPLE JUNCTION OF MIDOCEAN RIDGES IN THE SOUTH ATLANTIC
Authors: КИРДЯШКИН А.А. , КИРДЯШКИН А.Г. , СИМОНОВ В.А. , БУСЛОВ М.М. , КОТЛЯРОВ А.В. 
Published: June 2024

В районе о. Буве (Южная Атлантика) горячая точка функционирует в области тройного сочленения срединно-океанических хребтов (СОХ). На основе данных лабораторного моделирования представлена схема канала термохимического плюма, выплавляющегося в мантии от ядро-мантийной границы. Тепловая мощность термохимического плюма Буве определена по объему поднятых и излившихся пород выше нижнего топографического уровня. Для определения массового расхода расплава для плюма использовался топографический профиль в сечении, перпендикулярном траектории движения горячей точки Буве и проходящем через плюм Буве. Тепловая мощность плюма Буве равна 1.7 · 1010 Вт. Исходя из полученной мощности, диаметр плюма d = 10-13 км. Плюм Буве относится к плюмам промежуточной мощности. Такие плюмы являются алмазоносными, потому что при своем прорыве на поверхность выносят расплав с глубины > 150 км, на которой устойчив алмаз. Траектория движения плюма Буве берет начало в Южной Африке. Изначально прорыв плюма на поверхность кратона произошел посредством трубки взрыва. Далее плюм сохранился в области дрейфующей океанической литосферы и уже не являлся алмазоносным. По петролого-геохимическим данным выделяются морфоструктуры района тройного сочленения с контрастными типами магматических систем: СОХ и вулканический о. Буве, являющийся результатом деятельности плюма. В составе глубинного расплава для района о. Буве выделяются: К2О - 0.5 %; Н2О - до 0.9 %. Имеет место обогащение Н2 до 100 г/т (Срединно-Атлантический хребет (САХ) до 50 г/т) и СН4 до 12 г/т (САХ до 1 г/т). Таким образом, по особенностям состава расплава плюм о. Буве является термохимическим. Представлена схема свободно-конвективных течений в астеносфере в районе тройного сочленения Буве. Построены разрезы, на которых прослежена связь между конвективной структурой и морфоструктурами дна в районе о. Буве. Крупномасштабные астеносферные течения ответственны за образование СОХ. Конвективные валики у кровли астеносферы ответственны за образование трансформных разломов Буве и Мошеш. Плюм Буве находится под влиянием восходящего верхнемантийного течения, приуроченного к оси СОХ, и локально интенсифицирует восходящие потоки астеносферных валиков.

In the Bouvet Island region (South Atlantic), a hotspot operates in the region of the triple junction of midocean ridges. On the basis of laboratory modeling data, the structure of the conduit of a thermochemical plume melting out in the mantle from the core-mantle boundary is presented. The thermal power of the Bouvet thermochemical plume is determined from the volume of uplifted and erupted rocks above the lower topographic level. To determine the mass flow rate of the melt for the plume, a topographic profile is used in a section perpendicular to the Bouvet hotspot trajectory and passing through the Bouvet plume. The thermal power of the Bouvet plume is 1.7 · 1010 W. Based on the obtained power, the plume diameter is d = 10-13 km. The Bouvet plume belongs to intermediate-power plumes. Such plumes are diamondiferous, because their eruption on the surface transports the melt from a depth of > 150 km, at which diamond is stable. The Bouvet plume trajectory originates in South Africa. Initially, the melt erupted on the cratonic surface through a diatreme. Next, the plume was preserved in the region of the drifting oceanic lithosphere and became no longer diamondiferous. The following morphostructures of the triple junction region with contrasting types of magmatic systems are distinguished according to petrological and geochemical data: MOR and the Bouvet volcanic island, which results from the plume activity. For the Bouvet region, K2О (0.5%) and Н2О (up to 0.9%) are identified in the composition of the deep magmatic melt. There is enrichment in H2 up to 100 ppm (up to 50 ppm in the Mid-Atlantic Ridge (MAR)) and in CH4 up to 12 ppm (up to 1 ppm in the MAR). Thus, it is suggested by the specific features of the melt composition that the Bouvet Island plume is thermochemical. This paper also presents a diagram showing free-convective flows in the asthenosphere in the Bouvet Triple Junction region. Sections are constructed on which the association between the convective structure and bottom morphostructures in the Bouvet region is identified. Large-scale asthenospheric flows are responsible for the formation of MOR. Convective rolls at the top of the asthenosphere account for the formation of the Bouvet and Moshesh transform faults. The Bouvet plume is under the influence of the ascending upper-mantle flow confined to the MOR axis and locally intensifies the ascending flows of the asthenospheric rolls.