Original paper

Subrezente Deformation im Bereich einer aktiven Rücken-Inselbogen-Kollision, Vanuatu-Inselbogen, Südwestpazifik

[Subrecent Deformation during an Active Ridge-arc Collision, Vanuatu Island Arc, Southwest Pacific]

Meschede, Martin; Pelletier, Bernard

Kurzfassung

Leg 134 des Ocean Drilling Program hatte zum Ziel, die Kollision der d'Entrecasteaux-Zone mit dem zentralen Vanuatu-Inselbogen im Südwestpazifik zu untersuchen. Bohrungen wurden in den Forearc, in den hineindriftenden nördlichen d'Entrecasteaux-Rücken und in das östlich anschließende Aoba-Intraarc-Becken niedergebracht. Anhand analoger Sedimente und vergleichbarer magmatischer Gesteine konnte ein pleistozäner Materialtransfer von der d'Entrecasteaux-Zone zum Vanuatu-Akkretionskeil nachgewiesen werden. Eine mit dem d'Entrecasteaux-Rücken übereinstimmende Gesteinsabfolge wurde im Akkretionskeil mehrfach übereinandergestapelt wiedergefunden. Die Überschiebungsflächen sind durch stark deformierte Gesteine mit Horizonten intensiver scaglioser Schieferung, Kataklasiten und foliierten Ultrakataklasiten gekennzeichnet. Die Einfallswinkel der Scherzonen oder Schieferungsflächen entlang der Überschiebungsbahnen nehmen von oben nach unten ab und spiegeln die basale Anschuppung der tektonischen Einheiten wieder. Insgesamt konnten neun tektonische Einheiten anhand von Altersinversionen, Anomalien in den physikalischen Gesteinseigenschaften und Bohrlochmessungen sowie strukturellen Besonderheiten unterschieden werden. Die untersuchte Kollisionszone unterscheidet sich durch die klare Erkennbarkeit von Überschiebungshorizonten mit ihrem z. T. hochdeformiertem Gesteinsmaterial und außergewöhnlich niedrigen Fluid-Gehalten deutlich von anderen Akkretionskeilen, die bisher im Rahmen des ODP erbohrt wurden. Diese Eigenschaften werden auf die besonderen Bedingungen bei einer Rücken-Inselbogen Kollision zurückgeführt. Die Deformation im Aoba-Intraarc-Becken dokumentiert sich vorwiegend in abschiebenden Störungsflächen mit Harnischen, die auf eine Dehnung bei gleichzeitiger Zunahme des Überlagerungsdruckes hinweisen. Jüngere abschiebende und Strike-Slip-Störungen weisen auch hier den Einfluß des Eindringens der d'Entrecasteaux-Zone in den Vanuatu-Inselbogen nach.

Abstract

One of the major objectives of Leg 134 of the Ocean Drilling Program was to study the collision of the d'Entrecasteaux zone with the Vanuatu island arc in the Southwest Pacific. Several sites were drilled into the forearc region, the indenting aseismic Northern d'Entrecasteaux ridge, and the Aoba intraarc basin behind the volcanic island chain. Pleistocene material transfer from the d'Entrecasteaux Ridge to the accretionary wedge of the Vanuatu island arc is documented by corresponding sedimentary and igneous rock material. A rock sequence coinciding with the d'Entrecasteaux ridge is imbricated in several thrust sheets within the accretionary wedge. The thrust horizons are indicated by sharply bounded discrete shear zones with highly deformed rock material containing tectonosedimentary breccia, horizons of intense scaly fabric, cataclasites, and ultracataclasites. The decreasing dip angle of shear zones or foliation planes from top to bottom reflect the basal accretion of material. Nine major and a few minor thrust zones could be identified by age inversion, anomalies of physical properties and borehole measurements, and structural features. Low fluid contents, the occurrence of well-defined thrust horizons and highly deformed rock material differ from other accretionary wedges drilled indicating that these features are peculiarities of an arc/ridge collision. Deformation in the Aoba intraarc basin is mostly characterized by slickensided normal faults indicating an evolution due to overloading and contemporaneous extension. A small set of reverse and strike-slip faults evidences compressive deformation caused by the indention of the d'Entrecasteaux zone into the Vanuatu island arc.

Keywords

ODP (Leg 134)borehole sectionfore-arc basinmid-ocean ridge (d'Entrecasteaux Ridge)intra-arc basin (Aoba Basin)island arc (Vanuatu Island Arc)collisionaccretionary wedgeneotectonicsdeformationcataclasisfoliationshearthrust fold So