斐济和瓦努阿图的分离与萨摩亚海山有关

斐济和瓦努阿图群岛从南太平洋的热带水域升起，是世界上构造最活跃、地质最复杂的地区之一。对该地区火山活动的一项新研究揭示了长岛弧的古老分裂，它像“双沙龙门”一样分开。斐济和瓦努阿图起初是近邻，但最终在曾经是连续弧形的不同部分相距 800 英里。

在称为俯冲的过程中，洋壳板块在相邻板块下方下沉形成岛弧，从而形成平行于下降板块向下弯曲的海沟的火山带。这些岛屿是俯冲带火山活动形成的广阔水下山脉的最高峰。一个这样的范围现在从新西兰一直延伸到汤加，然后向西弯曲到斐济。另一个从新几内亚延伸到瓦努阿图。

加州大学圣克鲁兹分校地球和行星科学名誉教授、这篇新论文的第一作者詹姆斯吉尔解释说：“它们过去都相互联系，然后在地质历史上分开了。” “这篇论文将分裂归因于萨摩亚海山链的俯冲。”

和夏威夷一样，萨摩亚是火山海山线性链的一部分，当海洋地壳移动到地幔中的一个“热点”时形成，导致一系列火山在该点上生长。一长串海山延伸到萨摩亚群岛的西部。

“当海山链被推入岛弧下方的地球时，它导致俯冲带消化不良，最终将其分开，”吉尔说。

除了海山被挂在俯冲带之外，其他复杂的过程也在整个岛弧上起作用，包括沿部分岛弧的俯冲方向的逆转、不同部分的旋转以及裂谷的打开，其中海底扩张创造了新的海洋地壳。瓦努阿图弧顺时针旋转，而承载斐济的地壳碎片逆时针旋转。

这些事件(在 2013 年被地质学家基思·马丁称为“双轿车门构造”)开始于大约 1000 万年前，并在数百万年的时间里缓慢发展，形成了现在的岛屿结构。

Gill 和他的合著者通过分析 1980 年代 Gill 和当时是 UCSC 研究生的 Peter Whelan 在整个地区收集的火山岩样本来调查这段历史，并对样本进行了初步分析。对于这项新研究，Gill 获得了洪堡研究奖的资助，与德国 GEOMAR Helmholz 海洋研究中心的研究人员合作，他们进行了现代地球化学分析以确定样品的同位素和元素组成。

“这些分析使我们能够使用同位素作为长寿命示踪剂来找出是什么融化产生了从特定火山喷发的岩浆，”吉尔解释说。“在这种情况下，我们可以看出，萨摩亚海山与斐济岛弧破裂时喷发的岩石最匹配。”

50 多年来，吉尔一直在研究南太平洋岛屿的地质情况，从斐济、印度尼西亚东部和马里亚纳群岛的偏远岛屿以及太平洋“火环”周围的其他地点收集了数百个火山岩样本。这些样本中的大部分现在都收藏在史密森尼学会和自然历史博物馆中。

“50 年前，当我被聘用时，UCSC 正在建立一个南太平洋研究中心，这就是植物园拥有如此多来自新西兰和澳大利亚的植物的原因之一，”吉尔说。“这篇论文是我为了解斐济的地质演化所做的长期努力的一部分，它将斐济、瓦努阿图和萨摩亚的历史联系起来。”

论文“分手很难：大洋弧破裂、俯冲逆转和停止期间的岩浆作用”发表在《地球化学、地球物理学、地球系统》12 月号上。