Norra Fiji Basin

Norra Fiji Basin

North Fiji Basin ( NFB ) är en oceanisk bassäng väster om Fiji i sydvästra Stilla havet . Det är en aktivt spridande bakre bågebassäng som avgränsas av Fijiöarna i öster, den inaktiva Vitiaz-graven i norr, öbågen Vanuatu / Nya Hebriderna i väster och Hunter-sprickzonen i söder. Ungefär triangulär till formen med sin spets belägen vid den norra änden av Nya Hebridernas båge, bassängen sprider sig aktivt söderut och kännetecknas av tre spridningscentra och en oceanisk skorpa yngre än 12 Ma . Öppnandet av NFB började när en plattrullning initierades under Nya Hebriderna och öns båge startade sin medursrotation. Öppnandet av bassängen var resultatet av kollisionen mellan Ontong Java-platån och den australiska plattan längs det nu inaktiva Solomon-Vitiaz subduktionssystemet norr om NFB. NFB är den största och mest utvecklade back-arc bassängen i sydvästra Stilla havet. Den öppnar sig i en komplex geologisk miljö mellan två motsatta gränser för subduktionssystem, Nya Hebriderna/Vanuatu och Tonga-diken och därför har dess havsbotten världens största mängd spridningscentra per område.

Två motsatta deformationssystem överlappar delvis varandra där de australiensiska och Stillahavsplattorna möts längs en del av andesitlinjen i sydvästra Stilla havet: öster om NFB sträcker sig Kermadec-Tonga-bågen cirka 3 000 km (1 900 mi) norrut från New Zeeland , och väster om NFB bildades subduktionszonen för Nya Hebriderna under öppnandet av NFB:s bakbågsbassäng.

Det finns tre mikroplattor i NFB: New Hebrides , Balmoral Reef och Conway Reef .

Lite var känt om NFB före 1985 och på 1970-talet kallades den centrala delen av bassängen, det enda kartlagda området, North Fiji Plateau.

Marginaler

Vanuatu

Nya Hebridernas centrala kedja sträcker sig 1 200 km (750 mi) från ön Ureparapara , Banks Islands , i norr till Hunter Island i söder. Nya Hebridernas skyttegrav drar sig gradvis tillbaka vilket får den södra änden av subduktionszonen att böjas österut. Den australiensiska plattan subducerar under Vanuatu vid New Hebrides skyttegrav vilket resulterar i ett komplex av sprickor och transformationer i NFB. Själva ökedjan Nya Hebriderna deformeras när flytande funktioner som d'Entrecasteaux Ridge och West Torres Plateau underkastas i denna process. NFB är produkten av den asymmetriska bakre bågöppningen kring en gångjärnspunkt vid 11°S, 165°E, runt vilken Vanuatu-kedjan har roterat 28° medurs under de senaste 6 Ma, eller 6–7,5°/Ma. Denna rotation har också orsakat sprickor i den norra delen av NFB. Vanuatu kan delas in i ett södra och ett nordligt tektoniskt block som är separata från det västra NFB-blocket. Dessa block är åtskilda av en förlängningszon öster om ökedjan.

Lau

I Lau-bassängen öster om NFB subducerar Stillahavsplattan västerut under Tonga-diket med den högsta frekvensen av bakre bågesprickning som är känd - där Louisville-kedjan vid havet subducerar under Tonga-dikets sprickning fortplantar sig med 100 mm/a (0,12 tum/Ms). ). Denna korsning mellan kedja och dike vid havet fortplantar sig söderut med en hastighet av 128 mm/a (0,160 in/Ms) och, som en konsekvens, roterar Tongaöarna medurs med en hastighet av 9,3°/ Ma .

Hunter Fracture Zone

Den södra kanten av NFB bildas av Hunter Fracture Zone och Hunter Ridge (inklusive Matthew och Hunter Islands , två aktiva vulkaner). Den centrala spridningsåsen av NFB genomskär Hunter Ridge och ett litet spridningscentrum utvecklas söder om den. Hunter Ridge bildades ca. 3 Ma och fossila transformationsförkastningar i NFB norr om åsen är rester av en spridande ås som var aktiv innan Vanuatugraven fortplantade sig söder om den södra änden av Vanuatu, Anatom Island .

Vitiaz Trench

Den norra melanesiska bågen kolliderade med det subducerade sydöstra segmentet av Ontong Java-platån 10–8 Ma. Denna kollision vände riktningen för subduktionen i Vitiaz-graven och initierade därmed medursrotationen av Vanuatu-bågen och öppningen av NFB 8–3 Ma.

Intrabassängmorfologi

Det finns två huvudsakliga spridningssystem i den centrala och södra delen av NFB: Central Spreading Ridge och West Fiji Rift, båda med en variabel spridningshastighet på 5–8 cm (2,0–3,1 tum)/år. I norra NFB sträcker sig en serie spridningscentra 1 500 km (930 mi) längs ett bälte som är trendigt öst–väst (med spridningshastigheter): Futuna (1–4 cm (0,39–1,57 tum)/år) och North Cikobia ( 2 cm (0,79 tum)/år) spridningscentrum och tredelade (2–5 cm (0,79–1,97 tum)/år), South Pandora och Hazel-Holmes åsar. Basalter i den centrala spridningsryggen är av N-MORB-typ, vilket tyder på ett moget ackretionärt system, medan basalter i norra NFB har en mantelkälla för oceanöbasalt (OIB).

Central spridningsås

NFB:s centrala spridningscentrum är den största och förmodligen den äldsta back-arc bassängen på jorden. Den kan delas in i fyra 120–200 km (75–124 mi) långa segment:

Det sydligaste segmentet (21°40'S–20°30'S) sträcker sig ca. 120 km (75 mi) trendig nord–sydlig. Den har en komplicerad morfologi med 2 500 m (8 200 fot) djupa åsar åtskilda av 3 000 m (9 800 fot) djupa fördjupningar. Detta gör den exakta platsen för spridningsryggen svår att identifiera, men magnetiska linjer avslöjar dess närvaro. Morfologin är mellanliggande mellan snabb och långsam spridande ås.

Det nord-sydliga segmentet (21°S–18°10'S) är 310 km (190 mi) långt och det minst komplicerade med den axiella åsen under 3 000 m (9 800 fot) c . 20 km (12 mi) bred. En kupol med platt topp som når 2 800 m (9 200 fot) halveras av en gripare som är några hundra meter bred och tiotals meter djup. Kupolen flankeras av symmetriska grepp. V-formade pseudofaults vid de norra och södra ändarna är spår av det fortplantande åssegmentet.

N15°-segmentet är c. 120 km (75 mi) lång och motsvarar en förändring i spridningsriktning från nord–sydlig till N15°. Den södra delen är dåligt definierad med en ansamling fördelad över många små vulkaner utspridda över ett brett område. En dubbelås norr om 17°55'S flankerar en 2–3 km (1,2–1,9 mi) bred, 200–300 m (660–980 fot) djup. Ett grunt massiv på den norra spetsen skärs av en graben 0,5–2 km (0,31–1,24 mi) bred, 200 m (660 fot) djup. Denna del har hydrotermiska ventiler. N15°-segmentet flankeras av böjda grabens tolkade som fossila överlappande spridningscentra. Det finns en trippelkorsning vid 16°50'N.

Det norra N160°-segmentet är 200 km (120 mi) långt och har tre delar:

I den södra delen (16°50'S–15°30'S) är spridningsaxeln en 4 000–4 500 m (13 100–14 800 fot) djup, 8 km (5,0 mi) bred gripare flankerad av nästan vertikala väggar. Den har morfologin av långsamt spridande åsar med en axel som skärs av en 2–3 km (1,2–1,9 mi) bred, 400–500 m (1 300–1 600 fot) hög ås. En krök vid 16°10'S förskjuter åsen 4 km (2,5 mi). Denna del flankeras av ett vulkanmassiv som når ett djup på mindre än 1 700 m (5 600 ft) och är 100 km (62 mi) bred i sin södra ände men försvinner norr om 15°30'S. Vulkanism och upphöjning av äldre oceanisk skorpa inleddes ca. 1 Ma.

Den centrala delen (15°30'S–15°00'S) har två en echelon grabens som förskjuter axeln 40 km (25 mi). De bildar en domän som är 60 km (37 mi) lång, 4 000 m (13 000 fot) djup och varje graben är gjord av 10 km (6,2 mi) långa en echelon-segment. Magmatisk tillförsel här begränsad till en smal ås som skiljer grabens åt och ackretion har varit mestadels amagmatisk under de senaste 1 Ma.

Norr om 15°N är den centrala spridningsåsen komplex med två grenar som bildar en möjlig trippelkorsning. Den västra grenen som trendar N120° är en 4 km (2,5 mi) bred, 4 000 m (13 000 fot) djup grab som skär genom äldre oceanisk skorpa. Den norra grenen mot N140° är en 2 400 m (7 900 fot) djup ås och bildar en fortsättning på N160°-segmentet.

West Fiji Rift

Västra Fiji-området domineras av en västlig och en östlig graben åtskilda av en central platå. Den västra graben, 10 km (6,2 mi) bred och 4 000 km (2 500 mi) - djup, flankeras av en brant västra vägg men en serie av steg på dess östra sida och är en fortplantande spricka . En ås på dess västra sida, som når mindre än 2 000 m (6 600 fot) bsl, flankeras av en annan graben, 4 km (2,5 mi) bred och 3 000 m (9 800 fot) djup. Detta system av graben och åsar, troligen den södra änden av norra Fijis sprickzon, konvergerar i ett platt område vid södra änden av den västra graben, 3 500 m (11 500 fot) djup, som flankeras av två pseudofaults ca. 500 m (1 600 fot) hög. Den östra graben, 10–12 km (6,2–7,5 mi) bred och 3 200 m (10 500 fot) djup, flankeras av parallella åsar och fördjupningar över ett 25 km (16 mi) brett område. På centralplatån finns ett solfjäderformat system av åsar och fördjupningar, vars centrum upptas av en 3 000 m (9 800 fot) djup och 10 km (6,2 mi) bred graben. Det sedimentära täcket är tunt eller saknas över hela området. Kuddbasalter i både västra och östra graben har en sammansättning nära den centrala spridningsåsens midocean ridge basalt (MORB).

Norra norra Fiji Basin

South Pandora och trepartsryggarna i norra NFB är aktiva spridningsryggar med 50–100 km (31–62 mi) långa segment, en 10–20 km (6,2–12,4 mi) bred vulkanaxel och ordnade magnetiska linjer som löper. parallellt med åsen. Åssegmenten separeras av komplexa reläzoner snarare än transformationsfel.

South Pandora Ridge är uppdelad i fem segment som är i genomsnitt 20 km (12 mi) breda. Den axiella dalen är delvis skymd av förkastade och sprickade vulkaniska strukturer; långsträckta grabens är typiska för långsamt spridda åsar med branta väggar som flankerar en djup dal. På ömse sidor om åsen finns talrika, stora vulkaner; ett mycket tunt eller frånvarande sedimentärt täcke över ett avstånd av c. 100 km (62 mi); och kontinuerliga magnetiska linjer som indikerar en mycket låg halv spridningshastighet (8 km (5,0 mi)/Ma) under de senaste 7 Ma.

Trepartsåsen är uppdelad i tre segment orienterade i olika riktningar. Det är en mycket ung ås som fortplantar sig in i en äldre domän täckt av sediment.

De inaktiva vulkanöarna Mitre och Anuta är föryngrade Vitiaz-bågevulkaner som bildade 2,2 Ma, troligen som en konsekvens av en förändring i Stillahavsplattans rörelse.

Tektonisk evolution

Öppning av NFB från 12 Ma till idag. Grå områden representerar nu subducerad havsbotten.

100–45 Ma, efter upplösningen av Gondwana, existerade ett enda, nästan kontinuerligt bågsubduktionssystem i sydvästra Stilla havet, från Salomonöarna till Nya Zeelands nordön. Idag återstår bara två aktivt spridande back-arc-bassänger i regionen: Taupo – Kermadec-Tonga och Hunter-Vanuatu. Andra geologiska strukturer är rester av öbågar och back-bågbassänger, mestadels från eocen och miocen, inklusive Vitiaz Trench och Lau-Colville, Three Kings och Loyalty åsar.

Regionen Fiji–Nya Hebriderna är gjord av vulkanisk sten men var vulkanismen började är osäkert. Regionen bildades troligen långt sydväst om sin nuvarande plats där den sedan splittrades när södra Fijibassängen öppnade under tidig oligocen. Från tidig oligocen till miocen var regionen en del av en båge som utgjorde den norra kanten av den australiensiska plattan. NFB back-arc bassängen bröt igenom denna marginal c. 12 Ma och har sedan sen miocen roterat Nya Hebridernas båge 30° medurs och Fiji minst 100° moturs.

Idag subducerar Stillahavsplattan västerut längs den östra marginalen av NFB, Tonga-Kermadec-graven. Den australiska plattan subducerar österut längs den västra marginalen av NFB, New Hebrides Trench. Övergången mellan dessa motsatta subduktionssystem är Fijis sprickzon, en komplex vänster-lateral följd av åsar och förkastningar norr om Fiji som sträcker sig in i norra Fiji- respektive Lau-bassängerna.

Skiva lavin

Stora jordbävningar under NFB har tillskrivits ett fristående skivsegment av den subducerade australiensiska plattan som kolliderade med den subducerande Stillahavsplattan på ett djup av 500 km (310 mi) c . 5 Ma. Jordbävningarna är resultatet av att dessa kolliderande plattor har satt sig på den 660 km långa diskontinuiteten .

Under Tonga på ett djup av 350–500 km (220–310 mi) ökar antalet jordbävningar dramatiskt samtidigt som Stillahavsformen blir komplex. Hundratals av dessa jordbävningar inträffar utanför Wadati-Benioff-zonen (överst på plattan) längs ett horisontellt plan. Den österutgående subduktionen av den australiska plattan (tillsammans med den nu sammansmälta södra Fiji-plattan) under NFB skapade Nya Hebriderna och södra Salomonöarna. Plattan som produceras från denna subduktion sträcker sig brant ner till 300–350 km (190–220 mi) förutom i dess södra ände där den bara når 150 km (93 mi). Plattans norra ände, vid södra Rennelltråget, motsvarar den skarpa kröken i andesitlinjen. En fristående platta från den öst-doppande australiensiska plattan under NFB har glidit österut och kolliderat med den väst-doppande Stillahavsplattan. En serie ovanliga jordbävningar under NFB inträffar inom flera sådana fristående skivsegment. Om dessa segment kombineras och rekonstrueras tillbaka till sin ursprungliga plats vid ytan, är de lika med både NFB och den subducerade delen av den australiska plattan sedan 12 Ma i area.

Tongaplattan lavinerar genom det 660 km långa lagret vid södra änden av Nya Hebridernas båge och diket. Stillahavsplattan har under lång tid dragit sig under Tonga-graven, vilket ledde till en ackumulering av skivmaterial vid det 660 km långa lagret söder om Vitiaz-diket medan ön Nya Hebridernas båge har skjutits söderut och medurs. Den vände också riktningen för subduktion och öppnade NFB:s bakre båge och tryckte in Vitiaz-plattan i manteln och initierade subduktionen vid New Hebrides diket. Skiftlavinen inleddes ca. 8 Ma och det mesta av materialet ligger nu 450 km (280 mi) under 660 km-skiktet.

Plattan under Tonga och Kermadec tränger in i den nedre manteln. Den sjunker ner från Tongagraven men böjer sig horisontellt vid 660 km diskontinuitet. Det finns en fristående restplatta under Vanuatugraven. Vid Kermadec-graven har Stillahavsplattan subducerats sedan 40 Ma

Se även

• Stilla havets geologi
• Samoa hotspot
• South Fiji Basin

Källor

• Argus, DF; Gordon, RG; DeMets, C. (2011). "Geologiskt aktuell rörelse av 56 plattor i förhållande till referensramen utan nätrotation" ( PDF) . Geokemi, Geofysik, Geosystem . 12 (11): n/a. Bibcode : 2011GGG....1211001A . doi : 10.1029/2011GC003751 . Hämtad 14 januari 2017 .
• Auzende, J.-M.; Hej, RN; Pelletier, B.; Rouland, D.; Lafoy, Y.; Gracia, E.; Huchon, P. (1995). "Fortplantande spricka väster om Fijis skärgård (Norra Fiji Basin, SW Stilla havet)" . Journal of Geophysical Research: Solid Earth . 100 (B9): 17823–17835. Bibcode : 1995JGR...10017823A . doi : 10.1029/95JB00612 . Hämtad 15 januari 2017 .
•   Auzende, J.-M.; Pelletier, B.; Eissen, J.-P. (1995). "Norra Fijibassängens geologi, struktur och geodynamisk evolution" ( PDF) . Backarc bassänger . Springer. s. 139–175. doi : 10.1007/978-1-4615-1843-3_4 . ISBN 978-1-4613-5747-6 . Hämtad 14 december 2016 .
• Eissen, J.-P.; Lefevre, C.; Maillet, P.; Morvan, G.; Nohara, M. (1991). "Petrologi och geokemi i det centrala spridningscentret för norra Fijibassängen (sydvästra Stilla havet) mellan 16°S och 22°S" ( PDF) . Marin geologi . 98 (2–4): 201–239. Bibcode : 1991MGeol..98..201E . doi : 10.1016/0025-3227(91)90104-C . Hämtad 12 februari 2017 .
• Fukao, Y.; Widiyantoro, S.; Obayashi, M. (2001). "Stagnerade plattor i övre och nedre mantelövergångsregionen" ( PDF) . Recensioner av geofysik . 39 (3): 291–323. Bibcode : 2001RvGeo..39..291F . doi : 10.1029/1999RG000068 . Hämtad 26 december 2016 .
•   Garel, E.; Lagabrielle, Y.; Pelletier, B. (2003). "Abruta axiella variationer längs de långsamma till ultralångsamma spridningscentrumen i norra norra Fijibassängen (SW Pacific): Bevis för kortvågiga heterogeniteter i en bakbågsmantel" . Marin geofysiska undersökningar . 24 (3–4): 245–263. Bibcode : 2003MarGR..24..245G . doi : 10.1007/s11001-004-1060-y . S2CID 140537823 . Hämtad 15 januari 2017 .
• Hall, R. (2002). "Kenozoisk geologisk och plattektonisk utveckling av Sydostasien och SW Stilla havet: datorbaserade rekonstruktioner, modeller och animationer" ( PDF) . Journal of Asian Earth Sciences . 20 (4): 353–431. Bibcode : 2002JAESc..20..353H . doi : 10.1016/S1367-9120(01)00069-4 . Hämtad 14 december 2016 .
•   Johnston, ST (2004). "Nya Kaledonien–D'Entrecasteaux orocline och dess roll i medurs rotation av Vanuatu–Nya Hebridernas båge och bildandet av norra Fijibassängen" . Geological Society of America Special Papers . 383 : 225-236. doi : 10.1130/0-8137-2383-3(2004)383[225:TNCOAI]2.0.CO;2 . ISBN 0-8137-2383-3 . Hämtad 29 december 2016 .
• Kroenke, LW (1995). En morfotektonisk tolkning av SOPACMAPS 1: 500 000 diagram: Centrala Salomonöarna-södra Tuvalu (PDF) (Rapport). SOPMAC teknisk rapport 220. South Pacific Applied Geoscience Commission . Hämtad 2 april 2017 .
•   Lagabrielle, Y.; Ruellan, E.; Tanahashi, M.; Bourgois, J.; Buffet, G.; de Alteriis, G.; Dyment, J.; Goslin, J.; Grácia-Mont, E.; Iwabushi, Y.; Jarvis, P.; Joshima, M.; Karpoff, A.-M.; Matsumoto, T.; Ondréas, H.; Pelletier, B.; Sardou, O. (1996). "Aktiv havsspridning i norra norra Fijibassängen: Resultat av NOFI-kryssningen på R/V L'Atalante (newstarmer-projekt)" . Marin geofysiska undersökningar . 18 (2–4): 225–247. Bibcode : 1996MarGR..18..225L . doi : 10.1007/BF00286079 . S2CID 53659221 . Hämtad 15 januari 2017 .
• Mann, P.; Taira, A. (2004). "Global tektonisk betydelse av Salomonöarna och Ontong Java Plateau konvergent zon" . Tektonofysik . 389 (3): 137–190. Bibcode : 2004Tectp.389..137M . doi : 10.1016/j.tecto.2003.10.024 . Hämtad 14 januari 2017 .
• Monzier, M.; Robin, C.; Eissen, J.-P.; Cotten, J. (1997). "Geokemi vs seismo-tektonik längs den vulkaniska Nya Hebridernas centrala kedja (sydvästra Stilla havet)" ( PDF) . Journal of Volcanology and Geothermal Research . 78 (1): 1–29. Bibcode : 1997JVGR...78....1M . doi : 10.1016/S0377-0273(97)00006-1 . Hämtad 25 december 2016 .
• Nohara, M.; Hirose, K.; Eissen, J.-P.; Urabe, T.; Joshima, M. (1994). "The North Fiji Basin basalts and their magma sources: Part II. Sr-Nd isotop and trace element constraints" ( PDF) . Marin geologi . 116 (1): 179–195. Bibcode : 1994MGeol.116..179N . doi : 10.1016/0025-3227(94)90175-9 . Hämtad 15 december 2016 .
• Okal, EA; Kirby, SH (1998). "Djupa jordbävningar under Fiji Basin, SW Pacific: Jordens mest intensiva djupa seismicitet i stillastående plattor" ( PDF) . Jordens fysik och planeternas inre . 109 (1): 25–63. Bibcode : 1998PEPI..109...25O . doi : 10.1016/S0031-9201(98)00116-2 . Hämtad 8 januari 2017 .
• Patriat, M.; Collot, J.; Danyushevsky, L.; Fabre, M.; Meffre, S.; Falloon, T.; Rouillard, P.; Pelletier, B.; Roach, M.; Fournier, M. (2015). "Fortplantning av bakåtbågsförlängning in i bågens litosfär i södra Nya Hebridernas vulkanbåge" . Geokemi, Geofysik, Geosystem . 16 (9): 3142–3159. Bibcode : 2015GGG....16.3142P . doi : 10.1002/2015GC005717 . Hämtad 24 december 2016 .
• Pysklywec, RN; Mitrovica, JX; Ishii, M. (2003). "Mantellavin som en drivkraft för tektonisk omorganisation i sydvästra Stilla havet" ( PDF) . Earth and Planetary Science Letters . 209 (1): 29–38. Bibcode : 2003E&PSL.209...29P . doi : 10.1016/S0012-821X(03)00073-6 . Hämtad 26 december 2016 .
•   Richards, S.; Holm, R.; Barber, G. (2011). "När plattor kolliderar: En tektonisk bedömning av djupa jordbävningar i Tonga-Vanuatu-regionen" . Geologi . 39 (8): 787–790. Bibcode : 2011Geo....39..787R . doi : 10.1130/G31937.1 . S2CID 140706943 . Hämtad 24 december 2016 .
• Segev, A.; Rybakov, M.; Mortimer, N. (2012). "En jordskorpa modell för Zealandia och Fiji" . Geophysical Journal International . 189 (3): 1277–1292. Bibcode : 2012GeoJI.189.1277S . doi : 10.1111/j.1365-246X.2012.05436.x .
•   Sigurdsson, IA; Kamenetsky, VS; Crawford, AJ; Eggins, SM; Zlobin, SK (1993). "Primitiva öbågar och oceaniska lavor från Hunter ridge-Hunter frakturzonen. Bevis från glas-, olivin- och spinellkompositioner" ( PDF) . Mineralogi och petrologi . 47 (2–4): 149–169. Bibcode : 1993MinPe..47..149S . doi : 10.1007/BF01161564 . S2CID 53477063 . Hämtad 6 januari 2017 .
• Wallace, LM; McCaffrey, R.; Beavan, J.; Ellis, S. (2005). "Snabba rotationer av mikroplattan och sprickbildning i ryggen vid övergången mellan kollision och subduktion" ( PDF) . Geologi . 33 (11): 857–860. Bibcode : 2005Geo....33..857W . doi : 10.1130/G21834.1 . Hämtad 16 december 2016 .