Search

Abstract Dual subduction represents an unusual case of subduction where one oceanic plate subducts on top of another, creating a highly complex tectonic setting. Because of the complex interaction between the two subducted plates, the origin of seismicity in such region is still not fully understood. Here we investigate the thermal structure of dual subduction beneath Kanto, central Japan formed as a consequence of a unique case of triple trench junction. Using high-resolution three-dimensional thermo-mechanical models tailored for the specific dual subduction settings beneath Kanto, we show that, compared with single-plate subduction systems, subduction of double slabs produces a strong variation of mantle flow, thermal and fluid release pattern that strongly controls the regional seismicity distribution. Here the deepening of seismicity in the Pacific slab located under the Philippine Sea slab is explained by delaying at greater depths (~150 km depth) of the eclogitization front in this region. On the other hand, the shallower seismicity observed in the Philippine Sea slab is related to a young and warm plate subduction and probably to the presence of a hot mantle flow traveling underneath the slab and then moving upward on top of the slab.

Relationship between bathymetry and free-air gravity is analyzed by computing response function (admittance) for 7 shipborne profiles crossing the Tehuantepec ridge (TR). The age of the lithosphere at the time of bathymetric loading of the TR is deduced from the experimental admittance and the elastic thickness, Te. Admittance is interpreted in terms of isotropic elastic plate thickness. The oceanic lithosphere is assumed to behave as an elastic plate 10±5 km thick. Low admittances at low wave-numbers suggest that TR is isostatically compensated. We estimate a median value of 8 Ma (in the interval 2-17 Ma) for the age of oceanic lithosphere at the time of TR onset.

La relación entre la batimetría y la anomalía de gravedad de aire libre se analizó por medio del método de la admitancia para 7 perfiles que cruzan la cordillera de Tehuantepec. La evaluación de la edad de la litosfera para el tiempo cuando se formó la cordillera de Tehuantepec se calculó a través de los análisis de la admitancia experimental y del espesor elástico. Se calculó la admitancia, interpretada en términos del espesor elástico isótropo de la placa de Cocos debajo de la cordillera de Tehuantepec. El modelo de compensación isostática más apropiado para ajustar los datos observados es el de una litosfera oceánica que se comporta como una placa elástica con un espesor de 10±5 km. La forma de la admitancia (con valores bajos para longitudes de onda grandes) sugiere que la cordillera está compensada isostáticamente. La relación entre la edad de la litosfera oceánica y el espesor elástico para una temperatura de corte de 450 °C, da una estimación mediana de 8 Ma (en un intervalo de 2-17 Ma) para el momento de formación de la cordillera de Tehuantepec sobre la placa de Cocos. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2005.44.2.250

Una secuencia de perfiles de anomalía de gravedad de aire libre a través de la Trinchera de Mesoamérica es usada para modelar el relleno sedimentario de los facies sedimentarios no consolidados pelágicos y hemipelágicos y del material parcialmente alterado del basamento. La diferencia entre los mínimos gravimétricos y batimétricos se utiliza en la estimación de la cantidad de los sedimentos de densidad baja. El efecto de gravedad de relleno es relativamente pequeño, sugiriendo que el proceso mayor en la Trinchera de Mesoamérica es la subducción de sedimentos y el raspar de los sedimentos pelágicos desde la cima de la placa oceánica subducida. El volumen de los sedimentos en la trinchera tiende a incrementarse hacia el sur desde Jalisco hasta Oaxaca. Esta tendencia está menos clara en la Cuenca de Guatemala. Hay una cierta correlación entre el monto de relleno sedimentario fresco y la velocidad de convergencia a la trinchera excepto los perfiles con una contribución terrígena de sedimentos o las áreas de subducción de las entidades batimétricas importantes. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2003.42.4.314

A sequence of free-air gravity anomaly profiles across the Middle America Trench are used to model the sediment fill of unconsolidated pelagic and hemipelagic sediment facies, and partially altered bedrock material. The shift of the free-air forearc low from the bathymetric minimum in the trench is used to estimate the amount of low-density sediment. The gravity effect of the fill is relatively small, suggesting that the dominant processes in the Middle America trench are sediment subduction and scraping of unconsolidated pelagic sediments from the top of the subducting oceanic plate. The sediment volume in the trench tends to increase southward from Jalisco to Oaxaca. In the Guatemala basin this tendency is less clear. There is some correlation between the amount of fresh sediment fill and the convergence rate at the trench, except for the profiles with an extensive terrigenous sediment contribution or the areas of subduction of prominent bathymetric features.