大洋钻探U1381站位岩芯的古地磁新结果:对科科斯洋脊初始俯冲的启示

摘要

科科斯无震洋脊沿中美洲海沟向加勒比板块的低角度俯冲对中美洲汇聚板块边缘的构造演化产生了深刻影响.显然,科科斯脊何时到达中美洲海沟并开始俯冲是理解中美洲汇聚板块边缘构造演化的关键.但是对于科科斯脊初始俯冲时间的认识长期以来有着很大分歧,从1Ma到7-8Ma不等.旨在研究中美洲俯冲带地震机理研究的大洋钻探334和344航次在科科斯脊上实施了钻探,并对科科斯脊直接采样-这使得从科科脊的记录中直接获取其初始俯冲时限成为可能.其中U1381站位取自科科斯脊东北端,钻穿了沉积物到达玄武岩基底,岩芯共长103.5米.沉积物主要为深海相钙质软泥和上覆半深海相粘土.在深海相与半深海相沉积之间存在一个明显的沉积不整合.本文对U1381站位的岩芯开展了详细的古地磁和岩石磁学研究。结果显示，岩芯中沉积间断的起始时间为~9.61Ma和~1.52Ma，即~8Myr的沉积缺失。总结附近站位的沉积记录发现，沉积间断呈现出区域分布的特征。根据沉积间断的区域分布特征，认为沉积间断很可能与科科斯脊的初始俯冲密切相关。沉积间断可能是由于科科斯脊低角度俯冲产生扰曲而引起或是由于初始碰撞产生滑坡产生的侵蚀性大洋底流所引起。磁性地层年代表明，科科斯脊初始俯冲的时间应该不晚于1.52Ma。结合上覆板块快速抬升的时间为＜3.0Ma,科科斯脊的初始俯冲应发生于1.52-3.0Ma之间。