Вулканы Никарагуа демонстрируют высокую концентрацию геохимических следов от обезвоживания субдуцирующей коры, что может отражать необычайно высокое содержание H2O в плите.
Для проверки этой гипотезы измерялись сейсмические скорости на вершине субдуцированной пластины и сравнивались с прогнозами для гидратированных мафиновых пород. Региональные сейсмические P-волны для внутрилабораторных событий на глубине 100-150 км показывают высокочастотный поздний приход, видимо, запертый в низкоскоростном волноводе толщиной 2,5-6 км в верхней части нисходящей плиты, на 14,5 ± 2,2% медленнее, чем окружающая мантия. Скорости могут быть объяснены ≥5 мас. % H2O в субдуцированной коре, что в 2-3 раза больше гидратации, предполагаемой для других плит аналогичными методами. Эта интерпретация подразумевает обширную гидратацию Кокосовой плиты у берегов Никарагуа, которая, возможно, усиливается потоком жидкости на глубину >100 км в верхней части плиты.
В дуговых лавах имеется много геохимических трассировщиков, которые требуют вклада субдуцированной океанической магматической коры и осадков. Эти геохимические сигналы значительно варьируются от дуги к дуге. Некоторые вариации объясняются разным поступлением наносов, но для других причина остается неясной. Причиной этих колебаний являются, прежде всего, различия в гидратации падающей пластины или процессы переноса жидкостей из плиты в дугу. Часть неопределенности заключается в отсутствии информации о состоянии субдуцированного материала на глубинах, где происходит деволтилизация. Недавние сейсмологические данные о наличии тонкого низкоскоростного слоя на многих плитах на глубинах под дугой свидетельствуют о том, что плита остается по крайней мере частично гидратированной на глубины за пределами вулканического фронта.
В глобальном масштабе Никарагуанская вулканическая дуга характеризуется одними из самых высоких уровней геохимических индикаторов для флюида океанической коры, включая максимальную глобальную концентрацию 10Be и одно из самых высоких соотношений B/La. Одним из возможных объяснений этому является то, что поток жидкостей из слябов в целом высок и что Be и B эффективно удаляются из слябов этими жидкостями. В Никарагуа высокие концентрации B в лавах были использованы для вывода о высоком вкладе измененной океанической коры. Измерения сейсмической скорости на глубинах под дугой "влажной" коры показывают, что сегмент слябов Никарагуа, возможно, является наиболее гидратированным из всех, которые наблюдаются под вулканической дугой.
На сегодняшний день фиксируются сигналы землетрясений на глубине более 100 км, которые передаются по толщине Кокосовой плиты под Никарагуа.
Такие сигналы перемещаются субгоризонтально в верхней части плиты на большие расстояния и, как следствие, имеют значительные искажения. Такие сигналы показывают ранние низкочастотные поступления, за которыми следуют поздние высокочастотные и высокоамплитудные сигналы, что лучше всего понимается как дисперсия, вызванная взаимодействием с низкоскоростным волноводом. Сравнение времени прихода высокочастотных и низкочастотных волн позволяет оценить скорость волновода, а частотное содержание сигнала ограничивает толщину слоя. В пяти изученных ранее тихоокеанских дугах - Аляске, Алеутской, Курильской, Хонсю и Марианской - волноводы на 5-8% медленнее, чем окружающая среда для волн P и S, а толщина волноводов оценивается в 2-8 км.
Поражающий вулканический фронт Никарагуа на северо-западе и востоке расчленен на западный и восточный сегменты, разделенные на 20 км север-юго-восточного смещения. Вулканический комплекс Чилтепе расположен в восточной оконечности западного сегмента и северной оконечности тектонического и вулканического образования Неджапа-Мирафлорес, где прослеживается смещение дуги. Современную форму и состав полуострова Чилтепе приобрел во время взрывной и эффузионной вулканической деятельности через поздний плейстоцен и голоцен, которые сформировали свиту Чилтепе (CF) и увенчались эрупцией 1,9 кА платининовой тефры Чилтепе. Предыдущая эволюция этой вулканической системы зафиксирована в вулканопластической матерной толще (МП), обнаженной западнее полуострова и отделенной от КО большой региональной эрозионной несогласованностью. Мы разделяем МП на нижний член МП-1 (22 вулканопластических единицы) и верхний член МП-2 (17 вулканопластических единиц), которые разделены большой эрозионной несогласованностью. MF-1 образовалась из разнородно эволюционирующих (от базальта до дацита) магм из мантийного источника, умеренно метазоматизированного флюидами, полученными из субдуцированных осадков. Эти магмы с высоким содержанием Al, фракционированные толеитовым способом, с ранним плагиоклазом, но замедленным фракционированием магнетита (начальные обогащения Fe-Ti). Кроме переменной степени дифференциации, магматические условия в течение MF-1 оставались достаточно постоянными. В то время как МП-1 содержит несколько эрозионных несоответствий, свидетельствующих о тектонической активности, МП-2 соответственно стратифицирован, и в течение этого времени сохранялись толеитовые магмы. Однако в течение MF-2 толеитовые составы Alpoor постепенно заменили Alrich MF-1 без значительных изменений в метазоматизме и степени плавления на их мантийных источниках. В то же время был задействован другой мантийный источник, более богатый компонентами осадка, который производил больше гидромагм, дифференцированных по известково-щелочной манере с ранней фракционировкой плагиоклаза и магнетита. Таким образом, два мантийных исходных состава были активны в течение MF-2. Эрозионный интервал между МП и МВ, связанный с проскальзыванием на разломе Матера, коррелирует с возникновением вулканизма Неджапа-Мирафлорес. Мы полагаем, что расширение вдоль системы разломов Наджапа-Мирафлорес способствовало быстрому подъему мафиозных магм из мантийного источника сбоку от оси дуги, которая была менее метазоматизирована, чем источники непосредственно под дугой.
На полуострове Чилтепе магматические системы Неджапа-Мирафлорес и Чилтепе взаимодействуют, образуя толеитовые, менее гидроузкие магмы (от андезита до дацита), которые периодически вспыхивают с преобладающими кальциевыми гидроузлами. Хотя ассоциации толеитовых и кальций-щелочных магм в других зонах субдукции часто объясняются переменными внутрикоровыми процессами, здесь мы приводим аргументы в пользу изменения источника мантии, в частности гидратации жидкостями из слябов, как основного фактора, влияющего на дальнейшее дифференцированное поведение. Мы также приписываем долгосрочные изменения в условиях мантийного источника через МП и МВ, возможно, более 1 My, вызванные временной неоднородностью, вызванной мантийным клиновым потоком твердых тел и, возможно, переменным потоком жидкости из сляба.
