太平洋成因的新解释

一、以往关于太平洋的成因假说 关于太平洋的成因,曾有过多种假说.其中流传最广的有以下几种: 1.大洋永存说.认为包括太平洋在内的所有大洋盆地,是地球表面上一直永存的形态.自从它贮水以来,其总轮廓虽稍有变动,而其位置或分布格局却是固定不变的.     

从天体地质对比试论太平洋的成因

太平洋是当代地球上最大的构造单元,关于它的成因已提出了许多殊不相同的假说,本文试图引用近年来天体地质研究的成果,对太平汗的成因作一探讨。现有假说的评述: 现有的太平洋成因假说,可归纳为以下几种。     

从天体地质对比试论太平洋成因

太平洋是当代地球上最大的构造单元。与大西洋、印度洋和北冰洋相比,它有着许多固有的不同特征和演化史,如环太平洋的地震火山带,广泛发育的岛弧、海沟系,大洋两岸地质构造历史的显著差异……这就使许多学者相信,太平洋可能有着它自己与众不同的成因。有关太平洋成因的讨论,长期以来,已经提出了许多意见殊不相同的假说,惜还没有一个令人十分满意的。本文试图在前人研究的基础上,引用近年来天体地质学的研究成果,对太平洋的成因作一探讨。     

太平洋古陆的破碎消亡与中新生代华北克拉通板内构造岩浆活化

回顾了太平洋撞击成因假说的主要内容, 重点围绕太平洋古陆消亡的内外动力学机制进行讨论, 认为P/ T之交发生在太平洋地区的撞击事件撞裂了岩石圈板块, 导致岩石圈下的地幔对流方式发生重大转折.在这种全新的对流方式驱动下, 太平洋古陆板块伴随新生洋壳板块的俯冲和碰撞而逐渐消亡并拼接到环太平洋大陆边缘, 与此同时, 环太平洋构造域开始形成.这种以太平洋构造域为中心的深部构造热体制深刻地影响了环太平洋大陆板块在中新生代的构造岩浆活动.      

IODP 324航次FMS成像测井资料处理及其在Shatsky海隆构造研究中的应用

FMS成像测井是较为先进的测井技术,由于其具有高分辨率、直观性等特点,在原始产状恢复、沉积相态研究中有广泛的应用.位于西北太平洋的Shatsky(沙茨基)海隆是综合大洋钻探计划324航次的重点研究区域,通过对该航次U1347A、U1348 A、U1349 A 3口钻井中的FMS成像测井资料的处理及相应地质构造的解释、产状恢复,进行了构造应力场的探讨.得出结论是,Shatsky海隆TAMU地块的形成比较符合大洋中脊扩张学说,而对Ori地决的应力场分析则显示Ori地块的形成较符合地幔柱头假说.     

太湖湖盆冲击成因假说的演变及研究进展

本文的主要目的是回顾太湖湖盆成因假说,并重点介绍太湖湖盆冲击成因假说的研究历史,首先对各类太湖湖盆非冲击类成因假说做简单的介绍和评述,这些假说包括潟湖说、构造说、堰塞说、火山爆喷说及综合成因说,然后重点回顾太湖湖盆冲击成因假说的演变过程.太湖湖盆冲击成因假说的第一阶段在20 世纪 90 年代初,根据太湖地区砂岩中存在大量石英变形纹现象提出冲击假说,因认知不足,渐渐势微;第二阶段是 21 世纪初,太湖湖底淤泥层赋存大量奇特富铁质结核的新发现再次复兴了冲击假说,但太湖冲击坑确定的结论并不成熟,证据并不充分,遭到质疑;第三阶段自2012 年开始,认识到工作中的失误和冲击假说的难点,再次聚焦富铁质结核的矿物学成因及所处淤泥层位的沉积学特征研究,以此为基础提出了太湖空爆冲击成因假说.最新研究结果显示太湖存在一层含富铁质结核的泥质层;富铁质结核的形态和内部特征有可能提供太湖湖盆成因的相关信息.富铁质结核可能是湖盆形成初期时大水面下淤泥空隙沉积结核物,也可能是空爆气柱合成产物和回落物.太湖湖盆空爆成因假说研究具有非常重要的科学意义,值得深入研究.     

新生代埃达克岩两种成因类型的含矿性和源区:西南太平洋带与东太平洋带的对比

埃达克岩是一种新型的火成岩(Sr/Y值≥20),形成于环太平洋带的大洋岛弧、大陆边缘造山带和陆缘火山弧环境,依据REE配分模式可将其划分为两种成因类型:大洋型(O-型)埃达克岩和大陆型(C-型)埃达克岩。西南太平洋带是世界上新生代埃达克岩和类埃达克岩广泛分布的地区之一。这些中酸性岩浆岩广泛分布于东南亚地区的菲律宾群岛、苏拉威西和加里曼丹中部、印度尼西亚几内亚岛和巴布亚新几内亚至所罗门群岛一带,零星见于班达岛弧、苏门答腊和西爪哇等地。研究结果表明:不同成因类型的埃达克岩具有不同的含矿性,反映各自来源于不同的岩浆岩源区。无论在西南太平洋带还是东太平洋带(智利),C-型埃达克岩(La/Yb值≥12)是俯冲板块的部分熔融作用叠加岩浆上侵过程中MASH(熔融-混染-储存-均一化)和AFC(混染-分异-结晶)作用的产物,与世界级斑岩铜-金矿床共生;而O-型埃达克岩(La/Yb比值≤12)则与俯冲的海洋平缓板块部分熔融作用有关,在西南太平洋带主要与浅成热泉金矿带和喷气型矿床有成因联系。     

太平洋撞击事件

本文提出一个假说,解释了太平洋构造域的成因,并为二叠纪末全球性板块的破裂提供了一种可能的机制。作者认为,全球性的大规模的板块运动是由于P—T间大规模的岩石圈破裂活动而开始的。而岩石圈的大规模破裂则起因子这一时期发生在太平洋地区的一起巨大规模的撞击事件。这一撞击事件同时还直接或间接地导致了四大洋的形成。大量的证据表明,P—T之间地球上确实发生了一起巨大规模的外星体对地球的撞击事件,星伤就是经后期改造过的太平洋。太平洋作为一个经后期板块运动破坏的古老的撞击坑的特征是明显的。广泛分布于环太平洋带边缘和西南太平洋板块之上的古太平洋大陆的残块,暗示了太平洋撞击构造的一段漫长的破坏过程。显然这一破坏、改造过程至今仍在进行之中。在太平洋撞击构造形成的同时,陨星撞破岩石圈进入了地幔之中。这就导致了位于太平洋对面位置的大西洋的初始分裂,从而开始洋壳增生,形成大西洋,与大西洋相似,印度洋和北冰洋的成因也是与古太平洋大陆的破碎和全球规模的破裂系统分不开的。它们都与地幔软流圈物质充填太平洋窟窿的运动密切相关。它们虽具有相同的成因,但在强烈活动的时间和规模上、则因为与太平洋撞击构造的相对位置不同而不同。关于西太平洋海台和火山岛链的成因、至今尚无定论。作者认为它们都是古太平洋大陆的残块。在它们的底下几乎都可能存在花岗质地壳。它们的分布是与太平洋撞击构造的破坏过程(尤其是与这一过程的最初阶段)密切相关的。     

中北太平洋铁锰结壳钕同位素演化研究

现代海洋中的水成 Fe－Mn 结壳的 Nd 来自当时周围海水，因此利用 Fe－Mn 结壳可以恢复新生海洋 Nd 同位素演化历史，进面了解古海洋环境和古气候变迁信息。海洋中 Nd 的来源包括河流或陆源 Nd、大陆边缘沉积物和风成粉尘中的可溶 Nd，以及洋中脊热液蚀变来源的 Nd。对海水、水成成因铁锰结壳和结核、洋脊热液喷发和河流输入的 Nd 同位素研究发明，陆源物质控制着大洋中溶解的 Nd。对于风尘输入对大洋中的REE的影响还存在争议。有研究表明来自大陆和火山的风尘是某些局部大洋中的 REE 的重要来源，风尘与海水间的 REE 交换引起了某些洋区中 Nd 同位素组成的变化。相反，另有学者认为风尘对北太平洋中的溶解 Nd 总量没有影响。笔者分板子一块来自中北太平洋的铁锰结壳样品（MDD53）的 Nd，Pb 同位素，得到了该区新生代以来的 Nd，Pb 同位素演化历史。通过对比该结壳和岩心 LL44－GPC3 中粉尘的同位素演变曲线，发现二者的 Pb 同位素变化规律十分相似，证明结壳中的 Pb 主要来自粉尘。与 Pb 同位素相反，二者的 Nd 同位素演化完全不同。中国黄土的ENd值远低于中太平洋深水中的ENd值。因此，笔者认为风成粉尘对太平洋深水中溶解的 Nd 总量的影响可以忽略不计。结壳的 ENd值介于大陆和岛弧火山的值之间，说明新生代太平洋海水中的 Nd 主要来自河流、大洋边缘大陆风化及大洋环流携带大源自其他大洋的 Nd，新生代 Nd 同位素比值的增长主要是国为太平洋边缘岛弧的风化剥蚀作用和火山活动的增强。     

中国东部新生代玄武岩记录古太平洋俯冲带壳幔相互作用

大陆玄武岩通常具有与洋岛玄武岩相似的地球化学成分,其中含有显著的壳源组分.对于洋岛玄武岩来说,虽然其中的壳源组分归咎于深俯冲大洋板片的再循环,但是对板片俯冲过程中的壳幔相互作用缺乏研究.对于大陆玄武岩来说,由于其形成与特定大洋板片在大陆边缘之下的俯冲有关,可以用来确定古大洋板片俯冲的地壳物质再循环.本文总结了我们对中国东部新生代玄武岩所进行的一系列地球化学研究,结果记录了古太平洋板片俯冲析出流体对地幔楔的化学交代作用.这些大陆玄武岩普遍具有与洋岛玄武岩类似的地球化学成分,在微量元素组成上表现为富集LILE和LREE、亏损HREE,但是不亏损HFSE的分布特点,在放射成因同位素组成上表现为亏损至弱富集的Sr-Nd同位素组成.在排除地壳混染效应之后,这些玄武岩的地球化学特征可以由其地幔源区中壳源组分的性质来解释.俯冲大洋地壳部分熔融产生的熔体提供了地幔源区中的壳源组分,其中包括洋壳镁铁质火成岩、海底沉积物和大陆下地壳三种组分.华北和华南新生代大陆玄武岩在Pb同位素组成上存在显著差异,反映它们地幔源区中的壳源组分有所区别.中国东部新生代玄武岩的地幔源区是古太平洋板片于中生代俯冲至亚欧大陆东部之下时,在>200 km的俯冲带深度发生壳幔相互作用的产物.在新生代期间,随着俯冲太平洋板片的回卷引起的中国东部大陆岩石圈拉张和软流圈地幔上涌,那些交代成因的地幔源区发生部分熔融,形成了现今所见的新生代玄武岩.      

論伟晶岩的成因

伟晶岩是一个最有意义而又难以捉摸的地质体。虽然人们从很久以前就开始研究它,但是,直到目前为止关于它的成因,特别是关于它的生成过程却还没有提出一个完全可以使人置信的假说。     

大洋热盐环流研究的一个焦点：北太平洋是否有深水形成

现代大洋热盐环流的特点之一是北大西洋有深水形成而北太平洋没有，这种不对称性对周边气候产生了重要影响。尽管理论上认为大洋热盐环流可能存在对应不同气候的多平衡态，但北太平洋是否曾有过深水形成已成为目前学术争论的一个热点。简要介绍了最新的热盐环流研究成果，重点分析现代北太平洋无深水形成的原因，其中亚洲季风的水汽输送和低蒸发是两个重要的影响因子。     

两类埃达克岩的含矿性和成因:东南亚地区与东太平洋带对比

新生代埃达克岩是一种新型的火成岩(Sr/Y≥20),多产出于大洋岛弧、大陆边缘造山带(东南亚地区)和陆缘火山弧环境(东太平洋带),依据REE配分模式可将其划分为2种成因类型:大洋型(O型)和大陆型(C型)。埃达克岩分别广泛分布于东南亚地区的菲律宾群岛、苏拉威西、中加里曼丹、印度尼西亚几内亚岛、巴布亚新几内亚至所罗门群岛一带,及东太平洋带的北美洲、墨西哥、中美洲、南美洲的北部至南部。研究表明:不同成因类型的埃达克岩具有不同的含矿性,反映各自岩浆源区不同。C型埃达克岩(La/Yb12)是俯冲海洋板块部分熔融叠加增厚的地壳底部部分熔融MASH(熔融-混染-储存-均一化)和AFC(混染-分异-结晶)作用的产物,多半与世界级斑岩铜金矿床共生;O型埃达克岩(La/Yb≤12)则与平缓俯冲的海洋板片部分熔融作用有关,在东南亚地区主要与浅成热泉金矿有成因联系。     

北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响

我国东部陆架海和南海是国防安全的重要门户;位处第二岛链以西的副热带北太平洋既是各国争夺的重要海区,又是我国从近海走向大洋的重要通道.围绕"北太平洋副热带环流变异如何通过黑潮与我国近海动力环境之间相互作用"这一国际前沿科学问题,国家重点基础研究发展计划项目"北太平洋副热带环流变异及其对我国近海动力环境的影响"于2007年9月正式立项.该项目不仅有助于拓展和丰富海洋动力学理论,揭示我国近海及邻近大洋动力环境变异机制,提高预测能力,而且也将为维护我国国防安全和海洋权益,为可持续开发利用海洋资源提供海洋动力环境保障.该项目主要研究内容包括:①北太平洋副热带环流变异和调整机理;②黑潮与我国近海的能量与水体交换过程及机制;③北太平洋副热带环流变异与大气驱动力的耦合效应;④我国近海及邻近大洋动力环境变异的可预测性研究.拟解决的关键科学问题为:北太平洋副热带内区环流变异的机理及其对黑潮的影响;黑潮源头变异机理及其对吕宋海峡水交换的影响和黑潮变异机理及其对东部陆架海域动力环境的影响.     

从钠质斜长石的结构状态论西北某些细碧-角斑岩系的成因

由于细碧-角斑质火山岩系中常含有重要的黄铁矿型铜矿及黄铁矿等矿产，长期以来一直为地质工作者所重视。但是关于细碧-角斑质火山岩系的成因却始终是一个悬而未决的问题，假说种种，争论不休，概括起来主要有岩浆说和变质说二大成因观点。近年来，世     

用非传统稳定同位素探索全球大洋玄武岩、深海橄榄岩成因和地球动力学的几个重要问题

2017年中国科学院海洋研究所"大洋岩石圈与地幔动力学实验室"建成。未来5年,该实验室在国家自然科学基金重点项目(编号:41630968)的资助下,用珍贵的太平洋、大西洋和印度洋洋中脊玄武岩(MORB)、辉长岩和深海橄榄岩(MORP)研究地球化学和地幔动力学的几个基本科学问题:1用Ti-Zr-Hf稳定同位素验证"Nb-Ta和Zr-Hf元素对质量分异的假说";2从MORB演化过程和地幔熔融过程检验目前对铁同位素分馏的基本假说,即重Fe同位素与Fe3+有亲和性,且比轻Fe同位素和Fe2+更不相容;3提出并试图检验地幔高氧逸度是板块构造的结果,即含有大量Fe3+的蛇纹石化大洋岩石圈地幔橄榄岩俯冲到深部地幔所致;4对代表性的MORB样品和中国东部新生代碱性玄武岩样品进行铀同位素研究,检验Andersen等(2015)有关地球演化过程中壳幔循环导致的内、外动力地质过程的相互关系。     

太平洋水下海山磷酸盐的成因及形成环境

笔者首次对太平洋与大洋富钴结壳密切相关的海山磷酸盐的成因及形成环境进行了比较深入的研究。研究发现 ,各种产出形态的磷酸盐都不同程度地交代碳酸盐等含钙物质 ,而呈现出交代生物结构、交代凝灰结构、交代角砾状结构及交代填间结构等各种交代结构 ,反映了磷酸盐的交代成因。此外 ,其δ13 C值 (变化于 0 .7‰～ 2 .0‰之间 )也证实其属于交代成因。磷酸盐中Na、Mg、Sr、F、P2 O5含量以及Na/P2 O5、Mg/P2 O5、Sr/P2 O5、F/P2 O5的比值 ,特别是晶格中结构CO2 的含量 (变化于 5 .7%～ 6 .2 %之间 ) ,与形成于氧化环境下的Blakeplateau、ChathamRise、AgulhasBank等处的磷酸盐相近 ,表明调查区磷酸盐亦形成于氧化环境。氧同位素测定结果表明 ,磷酸盐的形成温度为 5 .8～ 14 .8℃ ,平均为 11.5℃ ,显示其形成于正常的海水温度环境。西、中太平洋海山磷酸盐形成环境十分接近的事实暗示 ,西、中太平洋广大区域内的成磷事件存在着时间上和成因上的统一性和相似性。     

基于CC区的多金属结核矿床成因地质模型

通过对东太平洋克拉里恩.克里珀顿区(CC区)和中国多金属结核开辟区(COMRA区)多金属结核的国内外研究资料和数据加以归纳总结,从多金属结核产出的区域地质背景、富集成矿条件以及结核的生长过程及其历史等方面,较全面地阐释了多金属结核的成因机制,深化了对有关多金属结核矿床形成演化控制因素的认识.在明确大洋多金属结核矿床定义基础上,分别建立了基于CC区的宏观、中观和微观三个不同空间尺度的多金属结核区域成矿模型、矿床成矿模型和结核生长模型,完整地提取了多金属结核矿床成因地质模型,为CC区潜在矿产资源的预测和评价提供了重要的科学依据.     

大洋中脊下地壳结晶作用与熔融演化的地球化学证据

2012年8月19日,《自然——地球科学》（Nature Geoscience）发表了题为《大洋中脊下地壳结晶作用与熔融演化》的文章。文章给出了确定大洋中脊下地壳结晶作用发生位置及熔融演化的地球化学方法．,该研究提供了位于太平洋的2个扩张中心（快速扩张的东太平洋隆起和中速扩张的胡安·德富卡洋中脊）大洋中脊轴下方结晶深度...     

大洋板块地层(OPS)简介及评述

大洋板块地层(Ocean Plate Stratigraphy)是由日本地质学家Isozaki在1990年首先提出来的,基本含义是大洋板块在从洋中脊到海沟俯冲带的运动过程中形成的一套构造-沉积地层。近年来,关于大洋板块地层的研究取得了长足的进展,丰富了大洋板块地层的内涵。本文着重介绍大洋板块地层的基本概念、物质组成、形成环境及构造特征。在此基础上,对大洋板块地层在区域地质矿产调查中的作用进行了讨论,建议在造山带地质研究中采用"俯冲增生杂岩"取代"大洋板块地层"。因为在成因上,地层并不等同于杂岩。