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500公里

观测到的磁异常

磁化

计算出磁异常上涌玄武岩岩浆

图5.4。线性磁异常的形成海底扩张中心,显示了观测到的磁异常与基于海洋地壳磁化反转的理论计算磁异常之间的比较。

上涌玄武岩岩浆

图5.4。在海底扩展中心形成线性磁异常,显示了观测到的磁异常与基于海洋地壳磁化逆转的理论计算磁异常之间的比较。

从它们的形状和形成它们的地壳年龄来看,它们具有独特的磁异常序列。海洋磁学调查,特别是美国海军埃尔塔宁号在20世纪60年代末和70年代初进行的海洋磁学调查,使这一地区大部分海洋地壳的年龄得以确定。南澳大利亚和南美之间45°S以南区域海底扩展的基本模式已被许多作者定义和描述,包括Pitman等人(1968)、Herron和Hayes(1969)、Herron(1971、1972)、Christoffel和Falconer(1972)、Weissel和Hayes(1972)、Hayes和Ringis(1973)、Molnar等人(1975)、Handschumacher(1976)、Herron和Tucholke(1976)、Weissel等人(1977)、Cande等人。

(1982)和Stock and Molnar(1987)。然而,数据存在差距,特别是罗斯海以北的南极板块和玛丽·伯德地

中生代的传播

虽然冈瓦纳岛的太平洋边缘一直是收敛oceanic-continental板块边界从那以后的很长一段时间的前寒武纪(570 Ma B.P.) (Scotese, 1987),目前太平洋盆地的大洋岩石圈年龄大多为150 Ma或更小。确定了早-中白垩世(90 ~ 135 Ma B.P.)的发育南太平洋早白垩世在北太平洋和西太平洋的扩散模式(Larson and Chase, 1972)必须研究。由于南方没有出现该时代的磁异常,这些中生代扩展系统必然演化为南太平洋和东太平洋的晚白垩纪-新生代系统,但由于缺乏记录110-85 Ma B.P.(白垩纪磁平静区)扩展模式的磁反转,这一演化的细节并不明显。这也是所有山脊迅速扩张的时期。中生代扩展模式可以用四个板块系统来解释(图5.5),库拉、法拉龙、凤凰和太平洋板块有两个三重连接(T,图5.5),一个在太平洋-法拉龙扩展中心的北部,一个在南端。由于山脊(扩展中心)位置的跳跃,这些三结点迅速向北和向南迁移。新洋壳的形成使南部的扩张中心向东南移动,并与新生代的扩张中心逆时针旋转。东南脊(Farallon/Phoenix)在100 ~ 120 Ma B.P.之间向西跃迁,使观测到的太平洋/Farallon板块边界西南偏移(T1 ~ T2,图5.5)。凤凰和法拉龙板块一直在被观测俯冲在南美洲和南极洲下面,凤凰/法拉龙扩散中心也被俯冲,大概是在南美洲的边缘。法拉龙板块在第三纪晚期分裂纳斯卡板块(图5.6)是南太平洋的剩余碎片。Aluk板块(图5.6)是凤凰板块最后一块碎片的另一个名称。白垩纪太平洋-凤凰扩散中心向南迁移,可能被Eltanin向西终止断裂带(EFZ,图5.5),它与南极-新西兰扩散中心相连,该中心在大约85 Ma前的晚白垩纪开始扩散(Christoffel和Falconer, 1972)。

晚白垩世-新生代扩散

晚白垩世-新生代(85 Ma至今)扩散期的开始细节不确定。如果太平洋-凤凰板块的扩张中心延伸到Eltanin断裂带的西部(图5.5),凤凰板块的俯冲将沿着新西兰块体的北缘发生,直到扩张中心的西部部分到达俯冲带在异常34时间(80 Ma)或之前,它可能与原新西兰-南极裂谷带对齐(Larson et al., 1979)。此时,

太平洋中心磁铁形状名称 南极澳大利亚扩张脊

图5.5。的主要板块以及它们在白垩纪相对于一个固定的太平洋板块的发展(继Larson和Chase, 1972年)。T标记位置扩张脊三重连接。标记异常年龄(Ma)和位置(虚线)。EFZ = Eltanin断裂带。

Eltanin制造区

图5.5。太平洋中的主要板块及其在白垩纪相对于固定太平洋板块的发展(继Larson和Chase, 1972年)。T为展脊三节位置。标记异常年龄(Ma)和位置(虚线)。EFZ = Eltanin断裂带。

太平洋-凤凰扩张中心的这一段停止了扩张,向南跳跃到新西兰块体和南极洲之间,新西兰块体被纳入其中太平洋板块以及沿Eltanin断裂带的主要横向边界(总偏移量1000公里(Larson et al., 1979))。这一边界随后形成了大南极半岛的南部边界,俯冲发生在东部而不是西部(图5.6)(Barker, 1982)。

该区晚白垩世—新生代发育复杂。在此期间全部或部分期间有五个传播中心在运作;的Pacific-Antarctic脊、智利(南极-纳斯卡)海岭、印度-南极海岭、塔斯曼中部扩散中心和法拉龙-凤凰(阿鲁克)海岭(图5.6)。最近的工作(Stock和Molnar, 1987)表明可能存在第六个脊,

海洋扩张磁异常图
图5.6。太平洋的主要板块及其在新生代的发展(继Weissel等人,1977;Stock和Molnar, 1987)。磁异常的数量和年龄在括号中显示在每个图表的顶部。(极平投影)。

Bellingshausen-Antarctic Ridge,还有一个小板,别林斯高森板块,在附近别林斯高晋海海(图5.6)。现今大洋岩石圈在南极板块太平洋段的发育始于大约85 Ma以前,当时新西兰(太平洋-豪勋爵板块)从澳大利亚和南极洲(南极和别林斯高森板块)沿塔斯曼海中部的扩张中心开始裂裂Pacific-Antarctic脊.沿着现有的太平洋-凤凰和法拉龙(纳斯卡)-凤凰传播中心继续传播。非常缓慢的传播可能发生在澳大利亚和南极洲之间(Cande和Mutter, 1982)。

西南太平洋

塔斯曼盆地形成为一个简单的2板块扩展系统(Weissel和Hayes, 1977)。塔斯曼海的异常线线与豪勋爵隆起平行,但在北部向澳大利亚东部边缘倾斜,由此推断向北扩散中心的右侧偏移(图5.7)。盆地南缘是一个主要的断裂带,将塔斯曼扩张段与较年轻的洋壳向南隔开。在晚白垩世至古新世,该断裂带位于塔斯曼岭以东的部分是太平洋板块和“Lord Howe”板块之间的板块边界(Weissel et al., 1977)。

大约55 Ma以前,在塔斯曼海的扩散停止,并转移到澳大利亚南部的印度-太平洋海岭。这导致澳大利亚迅速远离南极洲。大约在这个时候,一个很大程度上是横向的板块边界在新西兰形成,将太平洋板块和印度板块分开,并在新西兰南部形成了一个三重交界处。

在三交点以南,在印度-南极脊的最东段产生了在南极板块上绘制的1-18磁异常(目前为45 Ma B.P.)(图5.7)。晚白垩世-古新世(85 ~ 60 Ma),本区太平洋-南极板块边界以北的洋壳形成于太平洋-南极脊。跨越这一边界的地壳深度的变化反映了海洋地壳年龄的这种差异。南部古线理走向为NNE向,与南极边缘呈大角度相交,表明罗斯海边缘西北部是在南极-澳大利亚裂陷早期由走滑作用形成的。

在三交界处的北部,印度-太平洋板块边界位于麦夸里岭复合体。在这里,印度板块的新生代东向线在现在的板块边界处明显被截断。

图5.7。西南太平洋显示塔斯曼海的磁异常(实线)和太平洋-印度-南极三交界处(T)区域。断裂带用虚线标记,断裂带Z在文本中提到。板块边界用双线标记。用虚线标出的2000米测深等值线。Heirtzler等人(1968)后的异常数(墨卡托投影)。

异常5、6和8比南极板块上的异常要短,这表明比异常10年轻的部分印度板块缺失了。它要么在印度-太平洋板块边界俯冲,要么板块边界向西跳跃。对于较老的线条,异常10到22,更多海洋地壳在印度板块上(图5.7中Z)保存的比在南极板块上保存的要多。这些印度板块线系太偏东,不可能是在印度洋脊东南部形成的,因此是太平洋-印度边界在第三纪早期至中期经历伸展阶段时活跃的扩张系统一侧的残余。在Emerald盆地初步确定了异常12和13的对应线系(Weissel et al., 1977)。

自从这些事件发生以来,澳大利亚和新西兰稳步地远离南极洲,新西兰经历了相对的变形板块运动穿过穿过新西兰的印度-太平洋板块边界。

东南太平洋

太平洋中南部磁异常格局出现大波谷,表明晚期存在三板块体系白垩纪的时间(坎德等,1982)。太平洋板块和法拉龙板块是其中的两个,第三个是未知的。在29号异常(65 Ma)之前,南极板块显然没有延伸到Eltanin断裂带的东北方向,因为该地区太平洋板块没有出现超过29号的异常(图5.8)。埃尔塔宁断裂带东北方向的任何较老的地壳一定是在南极洲西部俯冲的。在异常29时,太平洋-凤凰扩散中心分裂为两个缓慢的扩散中心,即太平洋-南极脊和凤凰(Aluk)-南极脊,随着时间的推移,分裂向东延伸至约64 Ma B.P.的图拉断裂带和约50 Ma B.P.的太平洋-凤凰-法拉龙三交界处。它向北传播,分裂了太平洋-法拉龙边界,并由南极-太平洋-法拉龙和法拉龙-南极-凤凰三节点取代了南极-太平洋-凤凰三节点(图5.6)(Cande et al., 1982)。南极板块和别林斯高森板块之间的扩散可能在51 Ma B.P.时停止,但当两个板块成为一个单一的(南极)板块时,肯定在43 Ma B.P.时停止(Stock和Molnar, 1987)。在异常24时(56 Ma B.P.),跨越法拉龙-太平洋板块边界的扩张速率显著增加,在法拉龙-南极板块边界上一定发生了高度不对称的扩张,或者在法拉龙和南极板块之间的东部一定存在一个俯冲在南美洲之下的未知板块。

法拉龙板块在第6和第7号异常(27-21 Ma B.P.)形成期间分裂成三个较小的板块(纳斯卡、科科斯和戈达板块,后两个出现在北部),是由太平洋-法拉龙扩散中心与美国板块在北太平洋的撞击造成的(Handschumacher, 1976)。这也导致了向南极板块北部扩展的中心从NNE方向旋转到南北对齐。在过去的20 Ma中,太平洋-纳斯卡-南极三重接合点曾多次北跳。

南极西部的东北向异常向南极海岸逐渐年轻化,这表明大洋地壳的另一半形成于北极

iiiiiiiiaiiiiiiiiiiiii 30°!t

继续阅读:南太平洋边缘的构造历史

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