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| 北フィジー盆地 | |
|---|---|
| 地層範囲: | |
 北フィジー盆地 | |
| 岩石学 | |
| 主要な | 塩基性玄武岩 |
| 位置 | |
| 座標 | 南緯17度 東経173度 / 南緯17度 東経173度 / -17; 173 |
| 地域 | 南太平洋 |
| 国 | フィジー |
| タイプセクション | |
| 名前の由来 | フィジー |
北フィジー盆地（NFB）は、南西太平洋のフィジー西部にある海洋盆地です。東はフィジー諸島、北は活動していないヴィティアズ海溝、西はバヌアツ/ニューヘブリディーズ諸島弧、南はハンター断裂帯に囲まれた、活発に拡大している背弧盆地です。[2] ニューヘブリディーズ弧の北端に頂点があるほぼ三角形のこの盆地は、南に向かって活発に拡大しており、3つの拡大中心と1200万 年前未満の海洋地殻が特徴です。NFBの開口は、ニューヘブリディーズ諸島の下でスラブのロールバックが開始され、島弧が時計回りに回転し始めたときに始まりました。[1] この盆地の開口は、NFBの北にある現在活動していないソロモン-ヴィティアズ沈み込みシステムに沿ったオントンジャワ海台とオーストラリアプレートの衝突の結果でした。[3] ニューヘブリディーズ海盆は南西太平洋で最大かつ最も発達した背弧海盆です。ニューヘブリディーズ海盆は、ニューヘブリディーズ海溝/バヌアツ海溝とトンガ海溝という2つの反対方向に隣接する沈み込み帯の間の複雑な地質学的環境に広がっており、そのため、その海底には面積当たりの拡大中心の数が世界最大となっています。[3]
南西太平洋の安山岩線の一部に沿ってオーストラリアプレートと太平洋プレートが出会う場所では、2つの反対向きの変形システムが部分的に重なり合っている。NFBの東には、ニュージーランドから北に約3,000 km（1,900マイル）にわたってケルマデック・トンガ弧が伸びており、NFBの西には、NFB背弧盆地の開口時に形成されたニューヘブリディーズ諸島沈み込み帯がある。 [4]
ニューヘブリディーズ諸島には、ニューヘブリディーズ、バルモラル礁、コンウェイ礁という3つの小さな地殻プレートがあります。[5]
1985年以前にはNFBについてほとんど知られておらず、1970年代には唯一地図に描かれた盆地の中央部は北フィジー高原と呼ばれていました。[6]
マージン
太平洋上の海流拡大中心のおおよその表面投影 （黄色）北フィジー盆地。ハンターリッジ （茶色）は盆地の南西の境界を定めている。ヴィチャズ海溝 （水色）は盆地の北側の境界の大部分を定義している。また、この海溝での過去のスラブ沈み込みに関連する非常に深発の地震帯も示されている。 （薄い赤） [ 7]北フィジー盆地の浅い震源の地震のおおよその領域を含む、より詳しい地震情報は、記事「バヌアツ沈み込み帯」内の地図に示されている。マウスオーバーすると地物名が表示される。
バヌアツ
ニューヘブリディーズ中央列は、北はバンクス諸島のウレパラパラ島から南はハンター島まで1,200km（750マイル）伸びている。[8] ニューヘブリディーズ海溝は徐々に後退し、沈み込み帯の南端が東に曲がっている。[9] オーストラリアプレートはニューヘブリディーズ海溝でバヌアツの下に沈み込み、ニューヘブリディーズ中央列に複雑なリフトと変形を生じさせる。この過程でダントルカストー海嶺やウェスト・トーレス台地などの浮力のある地形が沈み込むため、ニューヘブリディーズ諸島列自体が変形している。ニューヘブリディーズ中央列は、南緯11度、東経165度のヒンジ点の周りで非対称の背弧が開いた結果生じたもので、バヌアツ列は過去600万年間、つまり100万年あたり6～7.5度、この回転によってニューヘブリディーズ中央列の北部にリフトも生じている。バヌアツは、西部NFBブロックとは別に南部と北部のテクトニックブロックに分けられます。これらのブロックは、諸島の東側の伸張帯によって分離されています。 [10]
ラウ
NFBの東にあるラウ盆地では、太平洋プレートがトンガ海溝の下に西向きに沈み込んでおり、背弧リフトの速度としては知られている中で最も速い。ルイビル海山列がトンガ海溝の下に沈み込んでいるところでは、リフトの速度は10cm/年（3.9インチ/年）である。この海山列と海溝の交差点は12.8cm/年（5.0インチ/年）の速度で南向きに進み、その結果トンガ諸島は9.3°/ Maの速度で時計回りに回転している。[11]
ハンター断層帯
NFBの南縁はハンター断層帯とハンター海嶺（活火山であるマシュー島とハンター島を含む）によって形成されている。NFBの中央拡大海嶺はハンター海嶺を横断し、その南に小さな拡大中心が形成されている。ハンター海嶺は約300万年前に形成され、海嶺の北にあるNFBの化石変形断層は、バヌアツ海溝がバヌアツ南端のアナトム島の南に広がる前に活動していた拡大海嶺の名残である。 [12]
ヴィティアス溝
北部メラネシア弧は、1000万～800万年前にオントンジャワ台地の沈み込んだ南東部と衝突した。この衝突により、ヴィティアス海溝の沈み込みの方向が逆転し、バヌアツ弧の時計回りの回転と、800万～300万年前にNFBの開口が始まった。[13]盆地中央部に向かう孤立した深発地震帯は、11000万～800万年前より前から太平洋プレート残骸のスラブ沈み込みが続いていたが、オントンジャワ台地との衝突でそれが途絶え、それ以上の沈み込みが止まり、その地域の沈み込みの方向が変わったことで説明できる。[7]
盆地内地形
NFB の中央部と南部には、中央拡大海嶺と西フィジー地溝帯という 2 つの主要な拡大システムがあり、拡大速度はどちらも 5～8 cm/年 (2.0～3.1 インチ/年) と変動します。北ニューファンドランド・ラブラドール州では、一連の拡大中心が東西方向に伸びるベルト（拡大速度付き）に沿って1,500 km（930 マイル）にわたって広がっている。拡大中心はフツナ（1～4 cm/年（0.39～1.57 インチ/年））と北チコビア（2 cm/年（0.79 インチ/年））であり、三部海嶺（2～5 cm/年（0.79～1.97 インチ/年））、南パンドラ、ヘイゼル・ホームズ海嶺である。中央拡大海嶺の玄武岩は N- MORBタイプで、成熟した付加体システムを示しているが、北ニューファンドランド・ラブラドール州の玄武岩は海洋島玄武岩（OIB）マントル源である。[3]
中央拡大海嶺
NFBの中央拡大中心は地球上で最大かつおそらく最古の背弧盆地である。[14] それは120～200km（75～124マイル）の長さの4つのセグメントに分けられる。
- 最南端のセグメント（南緯21度40分～南緯20度30分）は、南北方向に約120km（75マイル）伸びている。地形は複雑で、深さ2,500m（8,200フィート）の尾根と深さ3,000m（9,800フィート）の窪地が隔てている。このため、拡大海嶺の正確な位置を特定するのは困難だが、磁気線構造からその存在が明らかになっている。地形は、拡大海嶺の高速拡大と低速拡大の中間である。[15]
- 南北セグメント（南緯21度～南緯18度10分）は長さ310km（190マイル）で、海抜3,000メートル（9,800フィート）以下の軸尾根が最も単純で、幅約20km（12マイル）である。高さ2,800メートル（9,200フィート）に達する平らな頂部のドームは、数百メートルの幅と数十メートルの深さの地溝によって半分に分断されている。ドームの両側には対称的な地溝がある。北端と南端のV字型の疑似断層は、伝播する尾根セグメントの痕跡である。[15]
- N15°セグメントは約120 km (75 マイル) の長さで、南北から N15° への拡大方向の変化に対応しています。南部は、広範囲に散在する多数の小さな火山に付加体が分布しており、定義が明確ではありません。南緯 17°55' の北にある二重の尾根は、幅 2～3 km (1.2～1.9 マイル)、深さ 200～300 m (660～980 フィート) の地溝に隣接しています。北端の浅い山塊は、幅 0.5～2 km (0.31～1.24 マイル)、深さ 200 m (660 フィート) の地溝に切り込まれています。この部分には熱水噴出孔があります。N15°セグメントは、化石の重なり合った拡大中心であると解釈される湾曲した地溝に隣接しています。北緯 16°50' に三重会合点があります。[15]
- 北部 N160° セグメントは長さ 200 km (120 マイル) で、3 つの部分から構成されます。
- 南部 (南緯 16°50'～15°30') では、拡大軸は深さ 4,000～4,500 m (13,100～14,800 フィート)、幅 8 km (5.0 マイル) の地溝で、両側はほぼ垂直の壁で囲まれています。拡大軸は、幅 2～3 km (1.2～1.9 マイル)、高さ 400～500 m (1,300～1,600 フィート) の尾根で切り取られた、ゆっくりと拡大する尾根の形態をしています。南緯 16°10' の屈曲部で尾根が 4 km (2.5 マイル) ずれています。この部分の両側には火山の山塊があり、深さは1,700メートル（5,600フィート）未満で、南端では幅100キロメートル（62マイル）だが、南緯15度30分以北では消滅している。火山活動と古い海洋地殻の隆起は100万年前頃に始まった。[15]
- 中央部（南緯15度30分～南緯15度00分）には、軸から40km（25マイル）オフセットした雁行状の地溝が2つある。これらは長さ60km（37マイル）、深さ4,000m（13,000フィート）の領域を形成し、各地溝は長さ10km（6.2マイル）の雁行状のセグメントで構成されている。ここでのマグマの供給は地溝を隔てる狭い尾根に限られており、過去100万年間の付加はほとんどが非マグマ性であった。[15]
- 北緯15度以北では、中央拡大海嶺は複雑で、2つの支流が三重会合点を形成している可能性がある。西側のN120度方向の支流は、幅4km、深さ4,000mの地溝で、古い海洋地殻を貫いている。北側のN140度方向の支流は、深さ2,400mの海嶺で、N160度セグメントの延長を形成している。[15]
西フィジーリフト
西フィジー地域は、中央台地で区切られた西側と東側の地溝によって占められています。幅 10 km (6.2 マイル)、深さ 4,000 km (2,500 マイル) の西側地溝は、西側の急峻な壁に隣接していますが、東側には一連の階段があり、伝播する地溝となっています。西側の尾根は海抜 2,000 m (6,600 フィート) 未満に達し、幅 4 km (2.5 マイル)、深さ 3,000 m (9,800 フィート) の別の地溝に隣接しています。この地溝と尾根のシステムは、おそらく北フィジー断層帯の南端であり、深さ 3,500 m (11,500 フィート) の西側地溝の南端の平坦な領域に収束し、その両側には 2 つの疑似断層があります。東側のグラベンは幅10～12km、深さ3,200mで、幅25kmの地域に渡って平行な尾根と窪地が並んでいる。中央台地には扇形の尾根と窪地があり、その中心には深さ3,000m、幅10kmのグラベンがある。堆積物は全域で薄いか全くない。西側と東側の両方のグラベンの枕状玄武岩は、中央拡大海嶺の中央海嶺 玄武岩（MORB）に近い組成をしている。[16]
北フィジー盆地北部
北極圏境界にあるサウスパンドラ海嶺と三部海嶺は、長さ50～100km（31～62マイル）の活発な拡大海嶺で、火山軸の幅は10～20km（6.2～12.4マイル）あり、海嶺と平行に整然とした磁気線が走っている。海嶺のセグメントは、トランスフォーム断層ではなく、複雑なリレーゾーンによって分離されている。[17]
南パンドラ海嶺は、平均幅 20 km (12 マイル) の 5 つのセグメントに分かれています。軸谷は、断層や裂け目のある火山構造によって部分的に隠されています。細長い地溝は、深い谷の両側にある急峻な壁を持つゆっくりと広がる海嶺の典型です。海嶺の両側には、多数の大きな火山があり、約100 km (62 マイル) にわたって堆積層が非常に薄いか、まったくありません。また、連続した磁気線構造は、過去 7 Ma の半減期が非常に遅い (8 km (5.0 マイル)/Ma) ことを示しています。[17]
三分海嶺は、異なる方向を向いた3つのセグメントに分かれており、堆積物に覆われた古い領域に広がりつつある非常に新しい海嶺である。[17]
休火山島であるミトレ島とアヌータ島は、おそらく太平洋プレートの運動の変化の結果として220万年前に形成されたビティアス弧火山の再活性化した島である。[18]
地殻構造の進化
12 Ma から現在までの NFB の開口。灰色の領域は現在沈み込んだ海底を表しています。
1億～4500万年前、ゴンドワナ大陸が分裂した後、ソロモン諸島からニュージーランド北島にかけての南西太平洋には、ほぼ連続した単一の島弧沈み込み帯が存在していた。今日、この地域にはタウポ・ケルマディック・トンガとハンター・バヌアツの2つの活発に拡大している背弧盆地のみが残っている。その他の地質構造は、主に始新世と中新世の島弧と背弧盆地の名残であり、ヴィティアズ海溝、ラウ・コルビル海嶺、スリーキングス海嶺、およびロイヤリティ海嶺が含まれる。[19]したがって、ロイヤリティ・スリーキングス海嶺はかつてラウ・コルビル海嶺と連続した単一の弧を形成しており、ヴィティアズ弧と呼ばれている。[20]
フィジー・ニューヘブリディーズ諸島地域は火山岩でできているが、火山活動がどこで始まったのかは不明である。この地域はおそらく現在の位置よりはるか南西で形成され、その後漸新世前期に南フィジー盆地が開いたときに裂けたと考えられる。漸新世前期から中新世にかけて、この地域はオーストラリアプレートの北縁を形成する弧の一部であった。NFB背弧盆地は約1200 万年前にこの縁を突き破り、中新世後期以降、ニューヘブリディーズ諸島弧を時計回りに30度、フィジーを反時計回りに少なくとも100度回転させた。[4]
現在、太平洋プレートはNFB（トンガ・ケルマデック海溝）の東縁に沿って西に沈み込んでいる。オーストラリアプレートはNFB（ニューヘブリディーズ海溝）の西縁に沿って東に沈み込んでいる。これらの対立する沈み込みシステム間の遷移はフィジー断層帯であり、フィジー北部の複雑な左横方向の尾根と断層の連続で、それぞれ北フィジーとラウ盆地にまで広がっている。[21]
スラブ雪崩
NFBの下で発生する大規模な地震は、沈み込んだオーストラリアプレートの分離したスラブセグメントが、約500万年前に沈み込む太平洋プレートと深さ500km（310マイル）で衝突したことに起因すると考えられています。地震は、衝突したスラブが660kmの不連続面に沈着した結果です。[22]
トンガの下、深さ350～500 km（220～310マイル）では、地震の数が劇的に増加する一方、太平洋の形状が複雑になっている。これらの地震の数百は、水平面に沿ったワダティ・ベニオフ帯（スラブ上部）の外側で発生している。 [23] オーストラリアプレート（現在は融合している南フィジープレートとともに）がNFBの下で東に沈み込み、ニューヘブリディーズ諸島と南ソロモン諸島を形成した。この沈み込みで生成されたスラブは、南端を除いて300～350 km（190～220マイル）まで急激に伸びており、南端では150 km（93マイル）にしか達しない。スラブの北端、南レンネルトラフは、安山岩線の急激な屈曲部に対応している。[24] 東傾斜のオーストラリアプレートから分離したスラブがNFBの下にあるため、東に滑り、西傾斜の太平洋スラブと衝突した。NFBの下では、このような分離したスラブの断片内で一連の異常地震が発生している。これらの断片を組み合わせて地表の元の位置に戻すと、面積はNFBと1200万年前からオーストラリアプレートが沈み込んだ部分の面積に等しい。[25]
トンガプレートは、ニューヘブリディーズ諸島弧と海溝の南端にある 660 km 層を崩落している。太平洋プレートはトンガ海溝で長い間沈み込んでおり、ニューヘブリディーズ諸島弧が南向きに時計回りに押される一方で、ビティアズ海溝の南にある 660 km 層にスラブ物質が蓄積した。また、沈み込みの方向を逆転させ、ニューヘブリディーズ諸島弧背弧を開き、ビティアズプレートをマントルに押し込み、ニューヘブリディーズ海溝での沈み込みを開始した。スラブ崩落は約800 万年前に始まり、物質のほとんどは現在 660 km 層の 450 km (280 マイル) 下に位置している。[26]
トンガとケルマデックの下にあるスラブは下部マントルに浸透している。トンガ海溝から下方に沈み込んでいるが、660 kmの不連続面で水平に曲がっている。バヌアツ海溝の下には分離した残留スラブがある。ケルマデック海溝では、太平洋プレートが40 Ma以来沈み込んでいる[27]
参照
参考文献
注記
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