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基于对哥斯达黎加中新世变形的可能控制的研究在尝试比较哥斯达黎加的岩浆和变形记录之前,岩浆记录可能存在偏差,由于对适合地质

作者:不知名帅宝

基于对哥斯达黎加中新世变形的可能控制的研究

在尝试比较哥斯达黎加的岩浆和变形记录之前,岩浆记录可能存在偏差,由于对适合地质年代学技术的新鲜岩石进行了采样,可以提供更准确的年轻岩浆信息,而且最近的火山岩覆盖了较古老的火山岩岩石和植被造成的不良暴露。

在哥斯达黎加的大部分地区,都有比中新世中晚期更古老的岩浆活动记录。哥斯达黎加大多数渐新世至中中新世岩浆岩表现出钙碱性弧亲和力。

在哥斯达黎加南部,塔拉曼卡山脉存在与弧相关的火山岩和深成岩,其历史可追溯到 22 Ma,该地区“正常”弧岩浆活动的停止发生在 8 Ma 至 5 Ma 之间,此后与埃达克岩相关的小型火山活动是唯一的火成岩活动,直到 3.5 Ma 岩浆停止。

在哥斯达黎加中部,自 20 Ma 以来就有记录的岛弧岩浆活动,与沉积岩互层,中新世 Aguacate 群的岩浆活动仍在继续,40 Ar年龄约为 11 Ma。

岩浆间隙似乎发生在11和7 Ma之间,与收缩变形阶段相关,之后哥斯达黎加中部的岩浆弧轴记录了逆时针20–30°旋转,Grifo Alto 组熔岩的喷发发生在 7 Ma 到 3.3 Ma 之间,具有成熟钙碱性弧的地球化学亲和力。

自上新世晚期以来,火山活动在当前活跃的岩浆弧位置建立,在哥斯达黎加北部地区,最古老的与弧相关岩石的记录是在圣卡洛斯盆地东北部的萨拉皮基弧中发现的,已经发现了28 Ma 的安山岩和流纹岩,而这些岩石的大多数40 Ar年龄在 23 至 11 Ma 之间。

在圣卡洛斯盆地东南部,露头对应于 Bagaces 组的火凝灰岩层,不存在中中新世和更古老的岩浆活动的记录,露头的图案也表明弧轴逆时针旋转 20-30°,尽管当前弧的火山覆盖无法确定弧是否从东北向西南迁移或集中在较狭窄的区域。

在区域尺度上,哥斯达黎加从渐新世晚期开始就形成了岩浆弧。中新世时期,不同地区岩浆活动的位置和特征存在差异,该国北部地区显示出持续的火山活动记录,大约在8 Ma左右从东北向西南移动或回缩。

南部地区在 8-5 Ma 之前都表现出与弧相关的活动,自 3.5 Ma 以来火山活动完全停止,除了上新世塔拉曼卡山脉和菲拉科斯特尼亚的隆起以及没有火山活动之外,岩浆活动和收缩变形的这些变化之间似乎没有相关性。

中新世中期变形的开始与岩浆弧中的任何重大事件无关,这表明板块地球动力学控制了上板块变形。

对于哥斯达黎加的情况,安第斯山脉提出的一些机制可以被排除。可以排除上部板块的高绝对沟槽速度的作用,加勒比板块在新生代并不存在高绝对速度。一些作者甚至认为,自白垩纪晚期以来,它在热点参考系中几乎处于静止状态。

根据 Lamb 和 Davis的模型,俯冲通道中剪切强度增加的作用是由干旱气候中沉积物供应量少而产生的,但中新世气候的有限研究并不支持这一点,平板俯冲的发展也不是一个可能的机制。

第一个原因是,它会引起比观察到的更局部的收缩,并且在哥斯达黎加没有观察到典型的平板俯冲变形向前陆迁移的模式,岩浆活动在收缩过程中并没有扩张,而是集中在当前的岩浆弧上。

第一个过程要求 CNS-1 或 CNS-2 扩张中心产生的海洋岩石圈在 15 Ma 之前到达中美洲海沟,此时收缩变形开始。中枢神经系统俯冲的开始所产生的岩石圈可以从沿岩浆弧的火成岩的地球化学来解释。

源自东太平洋海隆的地壳与中枢神经系统扩张中心的地壳之间的界限是由粗光滑边界给出的,中枢神经系统衍生地壳的崎岖地形被解释为它经过加拉帕戈斯热点的结果,哥斯达黎加岛弧岩石中的大洋岛玄武岩成分的输入。

与科科斯板块上加拉帕戈斯热点轨迹的俯冲有关,自大约 8 Ma 以来就已被认识到,这表明这个过程并不是中新世中晚期收缩的原因,为了评估第二种机制,有必要确定加勒比板块西缘的方向和科科斯板块随时间的移动方向。

中美洲太平洋边缘的方向自渐新世以来就已确定,边缘呈现出从危地马拉到哥斯达黎加的大致 WNW 到 NNW 趋势,巴拿马的主要 EW 趋势发生变化,这与中美洲和南美洲之间的碰撞有关,产生了巴拿马地峡的口斜弯曲。

自大洋法拉隆板块在约 25 Ma 分裂以来,中美洲纳斯卡板块和科科斯板块的演化受到海底研究的极大限制,纳斯卡板块和科科斯板块之间连续出现了三个不同的扩散中心,分别命名为 CNS-1、CNS-2 和当前活跃的 CNS-3。

在分裂之前,法拉隆板块的运动对东太平洋海隆的扩张和沿着美洲北太平洋边缘的板片拉力做出了反应,它发生在大致东西向或近东向的罢工之后,斜向中美洲南部边缘,科科斯板块目前的运动方向是与中美洲海沟正交的北北东方向。

基于对哥斯达黎加中新世变形的可能控制的研究在尝试比较哥斯达黎加的岩浆和变形记录之前,岩浆记录可能存在偏差,由于对适合地质
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