An abandoned rift in the southwestern part of the South Scotia Ridge (Antarctica): Implications for the genesis of the Bransfield Strait

Abstract

The western segment of the South Scotia Ridge is a narrow submarine ridge composed of continental crustal blocks, which hosts the left-lateral boundary between the Scotia and Antarctic plates. This plate boundary segment gradually merges westward with the Bransfield Strait, a young (<4 Ma) basin located between the South Shetland Islands and the northern segment of the Antarctic Peninsula. Here we present a series of multichannel seismic profiles that reveal the presence of a linear chain of submarine volcanic edifices running parallel to the present-day Scotia-Antarctic plate boundary. These edifices consist of alkali basalts (~4 Ma), as shown by published data from a dredge haul. The occurrence, distribution, and shape of these magmatic manifestations suggest that they were emplaced in a rift-related environment, associated with the activity of the former western segment of the Scotia-Antarctic plate boundary. When spreading centers of the Phoenix-Antarctic ridge NW of the South Shetland Islands became inactive at about 3.3 Ma, the former western Scotia-Antarctic plate boundary was abandoned, and it moved to the present-day location of the Bransfield Strait, where the motion was accommodated, and where active extension is ongoing. The proposed mechanism for the development of the Bransfield Strait, consistent with the temporal sequence of tectonic events, reconciles discrepancies in tectonic evolutionary models presented till now and does not require the presence of slab-pull and/or slab retreat forces. The Bransfield Strait is not a classic back-arc basin, but rather an actively extending marginal basin at the transition from mature rifting to incipient, punctiform spreading.

A Preliminary Framework for Magmatism in Modern Continental Back‐Arc Basins and Its Application to the Triassic‐Jurassic Tectonic Evolution of the Caucasus

“…The exact mechanism of extension and seafloor spreading within the Bransfield Strait remains enigmatic, especially given the largely coeval shut‐off of the South Shetland arc during the onset of extension. As a result, the Bransfield Strait is sometimes interpreted as an anomalous back‐arc basin influenced by strike‐slip motion between the Scotia and Antarctic plates (González‐Casado et al., 2000) and/or cessation of spreading at the ridge between the Phoenix and Antarctic plates (González‐Casado et al., 2000; Lodolo & Pérez, 2015).…”

Structure and Stages of the Development of the Earth’s Crust Features of Bransfield Strait (West Antarctica) From Geophysical Studies

“…Возможным восточным продолжением и частичным палеоаналогом рифто вой зоны пролива Брансфилд могут служить структуры, расположенные вдоль юго западного окончания Южного хребта Скоша. Проведенные в этом районе сейсмические исследования дали основание авторам предполагать, что «отмер шие» рифтовые зоны северной окраины котловины Пауэлл локализованы вдоль южной тектонической границы плиты Скоша, насыщенной вулканическими центрами, возраст активных базальтовых извержений в которых составляет, сог ласно анализам материалов драгирования, около 4 млн лет [15].…”

“…5. Глубинный разрез земной коры вдоль профиля VII над вулканом Десепшн по данным СКИП ВЭРЗ (а) и положение профилей съемки в котловине Брансфилд (б) на тектонической схеме [15]: a -1 -вода; 2 -первый осадочный слой; 3 -второй осадочный слой; 4 -породы фундамента; 5 -зоны даек в фундаменте; 6 -зоны дробления и частичного плавления; б -1 -3 -осадки мощностью 100-200 м до 800 м; 4 -выходы вулканических пород фундамента на по верхность дна; 5 -область котловины Брансфилд с минимальной мощностью земной коры, по [11]; 6 -положение профилей магнитной съемки, 7 -положение VII профиля СКИП ВЭРЗ через вулкан Десепшен тела (рис. 4, а).…”

“…Наиболее распространена гипотеза о формировании структур растяжения и рифтовой системы пролива Брансфилд в результате уменьшения скорости субдукции плиты Феникс (в области Южношетландского желоба) и отката литосферного слэба [4,8,9,10,18]. Предполагается также, что формирование структур пролива может быть вызвано воздействием тектоничес ких деформаций со стороны хребта Южный Скоша [5], разрастанием (в западном направлении) Американо Антарктического хребта [8] или процессом западного перемещения в область пролива Брансфилд палеограниц Антарктической плиты и плиты Скоша [15]. Процессы эволюции могут также в значительной мере опре деляться (в условиях умеренного раздвижения между континентальными масси вами Южной Америки и Западной Антарктики) особенностями внедрения в верхние горизонты литосферы и перемещения в восточном направлении ман тийного плюма [2,6].…”

“…1. Схематическая карта структур дна пролива Брансфилд и континентальной окраины Антарктического полуострова, по [15]: 1 -рифтовая впадина; 2 -неовулканическая зона; 3 -вулканические структуры; 4 -положение геофизических профилей; 5 -выходы вулкани ческих тел на поверхность дна тонический пояс пролива Дрейка -моря Скоша сформировался как ареал крупных фрагментов континентального моста (Южная Америка -Антарктида), испытавших дробление и базификацию в условиях умеренного растяжения и кратковременного рифтогенеза [6,17]. Погружение блоков этой мозаичной систе мы происходило в условиях регионального прогрева за счет подъема мантийного вещества, сопровождавшегося излияниями магм основного состава, формирова нием базальтовых полей и образованием реликтовых фрагментов континенталь ного моста [6].…”