Constraints on upper mantle anisotropy surrounding the Cocos slab from SK(K)S splitting

Abstract

SKS and SKKS splitting observations are used to constrain the pattern of mantle flow in the Central American subduction zone beneath Costa Rica and Nicaragua. After removing the effects of shallow wedge anisotropy on SK(K)S waveforms, a best fitting model of anisotropy beneath the Cocos Plate and in the deeper mantle wedge is determined. Fast polarization directions and model symmetry axis orientations in both regions (as well as the shallow wedge) are dominated by roughly arc‐parallel azimuths and, therefore, are not consistent with sublithospheric mantle flow entrained by the subducting Cocos Plate or simple two‐dimensional corner flow in the wedge. In conjunction with geochemical data and local S splitting tomography, the SK(K)S splitting observations and anisotropy models are consistent with flow to the WNW within the mantle wedge on the Caribbean side of the Cocos Plate, possibly drawn through a slab window beneath Panama and southern Costa Rica. Anisotropy in the Pacific mantle beneath the Cocos Plate is also best explained by flow with a component that is roughly parallel to the strike of the slab, although the absolute direction of this flow is not uniquely constrained

Las observaciones de separación SKS y SKKS se utilizan para restringir el patrón de flujo del manto en la zona de subducción centroamericana bajo Costa Rica y Nicaragua. Después de eliminar los efectos de la anisotropía de la cuña superficial en las formas de onda SK(K)S, un modelo de anisotropía de anisotropía debajo de la placa de Cocos y en la cuña del manto más profunda. se determinó. Las direcciones de polarización rápida y las orientaciones del eje de simetría del modelo en ambas regiones (así como en la cuña poco profunda) están dominadas por azimuts aproximadamente paralelos al arco y, por lo tanto, no son consistentes con el flujo del manto sublitosférico arrastrado por la subducción de la Placa de Cocos o un simple flujo de esquina bidimensional en la cuña. En Junto con los datos geoquímicos y la tomografía de separación de S local, las observaciones de separación de SK(K)S y los modelos de anisotropía son consistentes con el flujo hacia el WNW dentro de la cuña del manto del manto en el lado caribeño de la Placa de Cocos, posiblemente atraído por una ventana de losa bajo Panamá y el sur de Costa Rica. La anisotropía en el manto del Pacífico bajo la placa de Cocos también se explica mejor por el flujo con un componente que es aproximadamente paralelo a la de la losa, aunque la dirección absoluta de este flujo no está limitada de forma única.