[논문 리뷰] Plate Tectonic Consequences of competing models for the origin and history of the Banda Sea subducted oceanic lithosphere

Christian Heine, L. Quevedo외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 10. 17.

Geological and Geophysical Studies참고 문헌 50인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 구조지질학적 복원 기법을 활용해 침입된 반다 해판을 펼쳐내어 버드 헤드 구조블록의 기원을 둘러싼 경쟁 모델을 시험한다. 연구 결과, 이 블록은 서부 이리안 자야에 고유하게 존재하며 시계방향으로 20–35° 만큼 회전한 것으로 밝혀졌고, 아르고-타니마르-세라姆 해역은 초기 형태가 직사각형이었음을 확인하여 동서다라 지역의 오랜 지각운동 논쟁을 해결한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 버드 헤드 지각블록이 서부 이리안 자야에 대해 이형체인지(이동된)인지 고유체인지(원래 인접해 있던)인지에 대한 오랫동안 지속된 논쟁을 해결하기 위해.
• 침입 이전의 아르고-타니마르-세라姆(ATS) 해양 분지의 원래 기하학적 형태를 재구성하기 위해.
• 복원된 해저판 기하학을 바탕으로, 호주 북부에서 일어난 라이제이안 시기의 해저분리 운동에 대한 경쟁적 플레이트 운동 모델을 평가하기 위해.
• 복원된 기하학적 형태가 테티스-태평양 영역의 지각운동 구성과 대륙 블록 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해.

제안 방법

• 침입된 반다 해저판을 펼쳐내기 위해 구조지질학적 복원 기법을 적용하기 위해.
• 현재 침입된 해양 리소스의 기하학을 추론하기 위해 지진학적 톰로그램 이미지를 사용하기 위해.
• 해저판 복원 기반으로 침입 이전의 ATS 해양 분지의 초기 기하학적 형태를 재구성하기 위해.
• 복원된 기하학을 기존의 라이제이안 및 이후 해저분리 운동에 대한 플레이트 운동 모델과 비교하기 위해.
• 고원드와나의 북동부 가장자리에서 분리된 대륙 블록의 형태, 크기, 운동역사에 대한 지각운동적 영향을 평가하기 위해.
• 동인도네시아 지역의 지각운동 재구성과 플레이트 경계 구성, 마이크로플레이트의 진화를 통합하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 버드 헤드 지각블록은 서부 이리안 자야에 대해 이형체인지(이동된)인지 고유체인지(원래 인접해 있던)인지인가?
• RQ2 침입 이전의 아르고-타니마르-세라움 해양 분지의 원래 형태와 방향은 어떠했는가?
• RQ3 복원된 해저판 기하학은 라이제이안 시기 해저분리 운동 동안 지역의 운동역사에 어떻게 제약을 가하는가?
• RQ4 복원된 기하학은 테티스-태평양 영역의 지각운동 진화에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 버드 헤드 블록의 재구성된 회전은 플레이트 경계 구성과 마이크로플레이트 역학에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 버드 헤드 지각블록은 다른 곳에서 이동된 것이 아니라 서부 이리안 자야에 고유하게 존재하는 것으로 가장 잘 설명된다.
• 이 블록은 지역 지각운동 진화 과정 동안 현재 위치 기준으로 시계방향으로 20–35° 만큼 회전했다.
• 아르고-타니마르-세라움 해양 분지의 초기 기하학적 형태는 곡선형이나 굽은 형태가 아니라 약간의 직사각형이었다.
• 버드 헤드 블록의 서부 경계는 ATS 해양 분지의 분리 및 개방 기간 동안 대륙 전단 경계로 기능했다.
• 복원된 해저판 기하학은 호주 북부에서 라이제이안 시기 해저분리 운동이 명백한 단계를 거쳤음을 지지하는 플레이트 운동 모델을 뒷받침한다.
• 이 연구 결과는 반다 해의 지각운동 기록에 대한 서로 다른 해석을 조율하며, 이 지역이 더 넓은 테티스-태평양 지각운동 틀 내에서 수행하는 역할을 명확히 한다.