[論文レビュー] Plate Tectonic Consequences of competing models for the origin and history of the Banda Sea subducted oceanic lithosphere

Christian Heine, L. Quevedo+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 17, 2012

Geological and Geophysical Studies参考文献 50被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、構造的地質学的復元を用いて沈み込んだバンダ海スラブを展開し、バードズヘッド構造的ブロックの起源をめぐる対立するモデルを検証する。その結論として、ブロックは西アイrianヤに自動的（アリオクロナス）に存在し、20–35°の時計回り回転を経験したとされ、アルゴ＝タニマール＝セラム海洋盆地の初期形状は長方形であったと判明し、東スンダ地域における長年の地質的論争が解決された。

ABSTRACT

The Banda Arc, situated west of Irian Jaya and in the easternmost extension of the Sunda subduction zone system, reveals a characteristic bowl-shaped geometry in seismic tomographic images. This indicates that the oceanic lithosphere still remains attached to the surrounding continental margins of northern Australia and the Bird's Head microcontinent. Major controversies exist between authors proposing an allochthonous or autochthonous origin of the Bird's Head block. Either scenario has important implications for plate kinematic models aiming to reconstruct the tectonic evolution of the region and the late Jurassic seaoor spreading geometry of this now subducted Argo-Tanimbar-Seram (ATS) ocean basin. Wider implications affect the tectonic conguration of the Tethyan-Pacic realm, the distribution of plate boundaries as well as the shape and size of continental blocks which have been rifted off the northeastern Gondwana margin during the Late Jurassic and are now accreted to the SE Asia margin. We apply structural geology restoration techniques to unfold the subducted oceanic lithosphere of the Banda Slab. Our slab unfolding results help to discriminate between the different hypotheses concerning the origin and kinematic history of the Bird's Head tectonic block. According to our preferred model, the block is required to rotate 20-35 degrees clockwise relative to its present-day position and that the initial geometry of the ATS ocean basin was more or less rectangular shaped. We evaluate currently accepted plate kinematic scenarios for the Jurassic and younger seaoor spreading history north of Australia in conjunction with our restored ocean basin geometry and conclude that the Bird's Head block is autochthonous to western Irian Jaya, with its western margin being a continental transform margin during the rifting and opening of the ATS ocean.

研究の動機と目的

• バードズヘッド構造的ブロックが西アイrianヤに異所的（アルロクロナス）であるのか、それとも自動的（アリオクロナス）に存在するのかという長年の論争を解消すること。
• 沈み込み以前のアルゴ＝タニマール＝セラム（ATS）海洋盆地の元の形状を復元すること。
• 復元されたスラブ幾何学的形状を踏まえて、オーストラリアの北に発生したジュラ紀の海底拡張の対立するプレート運動モデルを評価すること。
• 復元された幾何学的形状が、テチス＝太平洋領域の地質的配置および大陸ブロックの分布に与える意味を評価すること。

提案手法

• 沈み込んだバンダスラブを展開するために、構造的地質学的復元技術を応用する。
• 地震トモグラフィー画像を用いて、現在の沈み込んだ海洋リソスフェアの幾何学的形状を推定する。
• スラブの展開に基づいて、ATS海洋盆地の沈み込み前の配置を再構成する。
• 復元された幾何学的形状を、ジュラ紀以降の既存の海底拡張のプレート運動モデルと比較する。
• ゴンドワナの北東縁から裂けた大陸ブロックの形状、サイズ、運動歴に与える地質的意味を評価する。
• 地質的再構成を、東インドネシアにおけるプレート境界の配置およびマイクロプレートの進化と統合する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バードズヘッド構造的ブロックは、西アイrianヤに異所的（運搬された）ものなのか、それとも自動的（元来隣接していた）ものなのか？
• RQ2 沈み込み以前のアルゴ＝タニマール＝セラム海洋盆地の元の形状と向きは何か？
• RQ3 復元されたスラブ幾何学的形状は、ジュラ紀の海底拡張期における地域の運動歴をどのように制約するか？
• RQ4 復元された幾何学的形状は、テチス＝太平洋領域の地質的進化にどのような意味を持つのか？
• RQ5 バードズヘッドブロックの再構成された回転は、プレート境界の配置およびマイクロプレートダイナミクスにどのように影響するか？

主な発見

• バードズヘッド構造的ブロックは、他の場所から運搬されたものではなく、西アイrianヤに自動的（アリオクロナス）に存在するものとして最も適切に説明できる。
• この地域の地質的進化の過程で、ブロックは現在の位置に対して20–35°の時計回り回転を経験した。
• アルゴ＝タニマール＝セラム海洋盆地の初期形状は、ほぼ長方形であり、弧を描くような形状ではなかった。
• バードズヘッドブロックの西縁は、ATS海洋盆地の亀裂と拡張の過程で、大陸トランスフォーム境界として機能した。
• 復元されたスラブ幾何学的形状は、オーストラリアの北に明確なジュラ紀の海底拡張段階を含むプレート運動モデルを支持する。
• 本研究の結果は、バンダ海の地質的歴史に関する矛盾する解釈を調和させ、地域が広範なテチス＝太平洋地質的枠組みにおいて果たす役割を明確にした。