南海深海晚第四纪火山沉积物及其起源探讨

本通过对5个岩心和30个层样品的分析，发现在沉积物中存在着大量的火山物质，有的呈层状，有的则以分散状态存在。电子探针对火山玻璃的测试结果表明，本区的火山物质有两种成分，一种为碱性玄武岩，另一种为岛弧安山岩。从火山灰的形态特征来看，基性火山物质来自海底火山喷发，中性的火山物质来源于陆上的火山喷发。由同位素、碳酸盐含量、孢粉的分析结果推断，317－82－29②岩心是在晚第四纪沉积形成的。此外，^87Sr/^86Sr的比值表明，南海深海的火山物质起源于上地幔。     

冲绳海槽北部的全新世火山碎屑沉积

分析了冲绳海槽北部的CSH1岩芯沉积物中矿物组成、化学元素质量分数和粒度的变化规律,研究结果表明,在全新世期间,日本九州岛发生了2次大规模火山喷发活动,造成大量的火山物质沉积在冲绳海槽北部。从岩芯最上部的沉积物中可识别出2层火山碎屑沉积,它们都具有沉积物粒径突然变粗、SiO2和Na2O等化合物的质量分数突然增加以及粘土矿物、挥发份、Fe2O3、MgO、CaO和Sr的质量分数迅速下降等特征。沉积物粒度数据的端员分析结果表明,冲绳海槽北部全新世沉积物中的硅酸盐碎屑是由陆源碎屑物质和火山灰按不同的比例混合而成的。有火山物质混入的沉积物的粒度分布多呈现双峰模式,粒度众数值分别为74.3和7.81μm。浮游有孔虫壳体的AMS14C测年结果表明,2层火山碎屑所对应的火山喷发年代分别为7 210和10 870 cal.aBP。其中前者与K-Ah火山的喷发时间一致,后者可能与Kuju火山在12~10 cal.kaBP期间的喷发有关。     

南海东部海域表层沉积物锶同位素物源示踪研究

锶同位素作为物源示踪剂和计时器在海洋地球化学研究中得到了广泛应用,南海东部海域沉积物中非碳酸盐相物质由慢源型火山物质和陆源硅铝物质组成,两者呈互为消长关系,由北向南陆源物质逐渐减少而慢源物质逐渐增多,海盆内发育的火山喷发是慢源型物质的主要来源,陆源物质主要是中国大陆碎屑物质经台湾海峡进入南海,南海东部海域非碳酸盐相沉积物87Sr/86Sr比值分布特点是:(1)陆架和陆坡边缘沉积物中87Sr/86Sr比值高(0.718 994),向东至深海盆东部边缘逐渐降低(0.713 545);(2)东沙群岛、中沙群岛周围海区87Sr/86Sr比值小(0.709 232);(3)台湾海峡南部87Sr/86Sr比值(0.717 940)接近地壳平均值,黄岩岛附近87Sr/86Sr比值(0.704 241),与幔源物质的锶同位素组成一致,这种分布规律说明中国大陆物质对南海东部海域沉积物的贡献由西向东、由北向南逐渐减小,对幔源基性岩组分和陆源硅铝质组分计算得出,东沙群岛以东、黄岩岛以北海区沉积物中陆源硅铝质组分平均含量为87%,台湾省南部基性岩组分含量不到10%,黄岩岛周围基性岩组分含量接近50%,来自台湾海峡的陆源物流向南一直延伸到17°N左右。幔源基性岩组分和陆源硅铝质组分理论计算值与区内沉积物中火山碎屑、陆源碎屑实际分布相一致。     

中沙群岛附近海域沉积物中的轻矿物分区及物质来源

海底沉积物中的碎屑矿物(粒级为0.063~0.125 mm)的特征及分布样式对于鉴别沉积物的源区具有重要的指示意义.对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上将本区划分为以下三个矿物组合区:生物碎屑矿物区(Ⅰ)、火山碎屑矿物区(Ⅱ)、混合矿物区(Ⅲ).生物碎屑矿物区(Ⅰ)的矿物组合单一,为生物骨屑矿物.生物骨屑矿物主要来源于中沙环礁,极少量的陆源物质及火山物质可通过悬浮或风等途径搬运进入此区.火山碎屑矿物区(Ⅱ)的轻矿物以褐色火山玻璃为主,火山渣、无色火山玻璃等火山碎屑矿物含量也较高.风化碎屑及陆源碎屑矿物(如石英等)的含量较低.火山渣在本区呈点源式扩散分布.本区矿物组合为褐色火山玻璃-火山渣.此区的物质来源相对复杂,主要来源于原地海山岩石剥蚀风化以及区内可能存在的正在喷发的小型火山物质的风化,周边岛弧火山对其贡献极小.混合矿物区(Ⅲ)的物源丰富,包括生物源、火山源及陆源,该区又可分为两个矿物亚区:东北部混合矿物区(Ⅲ-1),主要的矿物组合包括生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英、长石等,陆源物质来自于我国大陆,陆源物质基本上位于17°N以北;东南部混合矿物区(Ⅲ-2),矿物组合为生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英以及风化碎屑矿物,其中陆源物质可能来自南海南部及西南部大陆中的碎屑矿物,通过发源于大河口的海底峡谷搬运进深海盆.     

鄂霍次克海东南部OS03-1岩心重矿物分布特征及物质来源

对鄂霍次克海东南部科学院隆起区OS03-1岩心碎屑重矿物及火山灰层进行了详细分析。岩心重矿物以紫苏辉石、绿帘石和普通角闪石为主,特征矿物为钛磁铁矿和普通辉石,矿物特征表明本岩心的物质主要来源于冰筏搬运(陆源)和火山喷发。陆源物质大部分来源于鄂霍次克海西部和北部地区,少量来自堪察加半岛冰川携带沉积物;火山物质则来源于堪察加半岛和千岛群岛的火山喷发产物。在岩心中识别出3个火山灰层,各种证据表明火山灰层1与已知的K2火山灰层相同,形成年代为26ka BP;火山灰层3具有明显火山物质与陆源物质混合特征,而火山灰层2则只能通过碎屑矿物的含量特征来判定,外在颜色不明显,已经明显的被陆源物质所稀释。研究表明,碎屑矿物组分参数可以有效地指示物质来源,也是识别火山灰层存在(特别是被陆源物质稀释)的可靠指标。     

渤海、黄海、东海沉积物中矿物组合的研究

本文对黄海、渤海、东海以及长江、黄河、辽河表层沉积物中的轻、重矿物进行了研究。分析资料表明,调查区内共有三种类型的矿物:陆源矿物、自生矿物和海底火山喷发形成的火山型矿物。根据轻、重矿物组合的差异,可把调查区分成8个矿物区。其物质来源主要为黄河与长江。黄河物质主要沉积在黄海、渤海;长江物质沉积在东海陆架区,而冲绳海槽则发现有海底火山喷发物质与浊流沉积。     

大气降水中化学组分及其制约因素(I)

对西太平洋、中太平洋、委内瑞拉、科西嘉、青岛等5个地区降水中化学组分进行了相对分析和描述。认识到:各种化学组分因其在整个地球水循环中的行为和来源不同而影响其在降水中的浓度,其中Ca在降水中的浓度很大程度上受陆源物质影响;NaCl主要来自海洋,即其含量主要决定于降水对海盐气溶胶冲刷程度;SO_4~(2-)含量的增高是由于人为污染物质及火山喷发等的贡献;NO_3~-主要来源于天然及人为污染物中的NO_x,H_2SO_4及HNO_3的存在是产生酸雨的主要因素,而CaCO_(3-)CO_3~(2-)体系对酸雨有缓冲能力,可使pH升高,NH_3的加入有利于缓解酸雨。     

冲绳海槽的矿物组合、物质来源及原始岩浆性质的初步探讨

该区的碎屑矿物有以下三个来源:即陆源碎屑物质;海底火山喷发的产物及少量海底自生矿物。其中火山喷发的碎屑矿物晶形完好,常包裹着一薄层火山玻璃,这些矿物以紫苏辉石为主,其次是普通辉石、角闪石、磁铁矿、磷灰石等。此外,还有许多浮岩碎块及火山玻璃碎屑,在浮岩的碎块中含有斜长石(An=30—80)、紫苏辉石、磁铁矿及少量橄榄石的斑晶。根据碎屑矿物的组合特征将该区分为3个矿物区和3个矿物亚区。     

我国的火山岛

火山岛是海底火山喷发物质堆积,并露出海面而形成的岛屿。它的面积不大,坡度较陡。分单个火山形成的岛屿,如台湾省的黄尾屿就是圆形的死火山顶;也有的则是群岛式的,如澎湖列岛就是第四纪初期火山喷发而形成的群状火山岛。     

冲绳海槽中部火山事件的环境磁学记录

对冲绳海槽中部DH180岩心沉积物进行了AMS14C测年、磁化率、非磁滞剩余磁化强度和饱和等温剩余磁化强度等试验,在含火山物质高的两段层位各磁学参数发生了异常变化。在57.5~82.5和212.5~252.5 cm深度处磁化率、非磁滞剩余磁化强度和饱和等温剩余磁化强度表现出增大的变化趋势,饱和度则出现相对减小的变化趋势。根据磁学参数异常变化的位置和测年数据,对所记录的两次火山事件发生年代进行了计算,它们分别为距今约12.6和6.2 ka,最近一次火山喷发的年代与K-Ah火山喷发的年代基本一致。     

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物及其来源

南海深海盆地表层沉积物中的火山碎屑矿物,经鉴定主要有15种。根据矿物的分布和组合特征划分为两个矿物群:Ⅰ基性火山碎屑矿物群,Ⅱ中性火山碎屑矿物群。并确定它们是近代海底火山喷发的产物。圈出5个基性火山喷发中心和2个中性火山喷发中心。南海深海区有中性火山喷发是新的发现。     

亚北极太平洋边缘海表层沉积物地球化学特征

对鄂霍次克海和白令海及其毗邻区40个站位表层沉积物样品的粒度和43种地球化学元素分析表明,表层沉积物类型及地球化学组成在空间上分布存在显著差异。因子分析显示,表层沉积物元素地球化学存在陆源、生源(Ba,Ca和Sr等)和自生源(Mn,Mo和Cd)三种来源。沉积物粒度与主微量元素分布没有显著的相关性。主微量元素地球化学散点图揭示表层沉积物碎屑物质存在来自火山和上地壳风化产物的贡献。白令海陆坡流和东萨哈林流对于底层沉积物分选有重要的影响。聚类分析显示,在空间分布上,鄂霍次克海以及底特律海山表层沉积物由陆源碎屑和火山物质混合构成;堪察加半岛东侧表层沉积物主要来自堪察加半岛,以火山碎屑贡献为主;白令海西北陆坡和鄂霍次克海西部陆坡表层沉积物主要来自阿纳德尔河和黑龙江(俄罗斯境内为Amur河)的输入,以陆源碎屑为主。研究区表层沉积物地球化学空间分异性与碎屑物质的来源、搬运动力、区域水动力条件密切相关。     

闽北大嵛山岛火山岩岩石地球化学及成因研究

闽北近岸岛屿(大嵛山岛、浮鹰岛及东台山岛)晚中生代火山岩以凝灰岩、流纹岩类为主,偶见中基性安山岩类。大嵛山岛西北部火山岩定年结果为(100.2±1.7) Ma,可对应闽东上火山岩系石帽山群黄坑组,西部及东部火山岩定年结果为(116.7±1.5) Ma和(111.4±2.0) Ma,可对应闽东下火山岩系小溪组。主量元素结果显示该岛屿以酸性(SiO_2含量65%)火山岩为主,钾含量较高,主要为高钾钙碱性-钾玄岩。稀土元素配分图表现为轻稀土富集的右倾型特征,微量元素蛛网图表现出富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素(LILE),亏损Ta、Nb、Ti等高场强元素(HFS),Eu负异常,具有明显的壳源特征。两阶段Nd模式年龄(T_(2DM))为1 401～1 327 Ma,表明岩浆可能主要来源于中元古界陆壳物质。Pb同位素特征显示与富集地幔EMⅡ存在亲缘关系,表明研究区火山岩岩浆可能主要来源于与俯冲作用有关的大陆地壳物质。小溪组和黄坑组火山岩Sr同位素初始比值(~(87)Sr/~(86)Sr)i分别为0.710 13～0.711 10和0.722 82,~(143)Nd/~(144)Nd值分别为0.512 208～0.512 214和0.512 267,ξNd(t)值分别为-6.1～-6.0和-5.2,表明两组火山岩岩浆来源存在差异,可能存在不同程度的幔源物质混合作用。结合区域构造背景认为,研究区晚中生代火山岩的形成与太平洋板块俯冲作用密切相关,具有板内及火山弧特征。     

冲绳海槽中部玄武岩的岩石学和地球化学研究

1992年冲绳海槽地质调查时,在134站(126°56′7″E,27°30′0″N)共采集到3件玄武岩样品,其中1件取自134站表层样,另外2件取自134站柱状样中的118-143cm处和193- 218cm处(刀口位置)。通过对上述3件玄武岩样品的岩相学、岩石化学组成、稀土元素和微量元素和锶同位素比值分析研究,认为本区玄武岩具多期次喷发特征,早期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数较低,晚期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数相对较高,表明了单斜辉石为晚期结晶堆积产物。本区玄武岩稀土配分模式与岛弧拉斑玄武岩基本一致,其87Sr与86Sr质量分数比值m(87Sr)/m(86Sr)为0.7046,亦与岛弧拉斑玄武岩相当。最后利用Rb-Sr丰度特征确定本区的地壳厚度为19-24 km。     

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物及火山作用

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物经鉴定约有15种,本文对其中主要的矿物进行了矿物学方面的研究,根据其分布规律和矿物组合特征,可分为两个矿物群,即基性火山碎屑矿物群和中性火山碎屑矿物群,并确定它们是就地海底火山喷发形成的,圈出5个基性火山喷发中心和2个中性火山喷发中心,喷发的火山岩浆可能属于钙碱质岩浆系列,本文还讨论了该区火山作用方式、喷发时代,并提出南海深海盆自中渐新世海底扩张以来至近代海底火山活动尚未停止.     

南海东部晚更新世以来的火山沉积特征

对取自南海东部的5个沉积岩芯进行矿物学和地球化学研究。结果表明火山碎屑沉积层可分为2种类型：1种具高SiO2低FeO，TiO，MgO和无色玻璃一普通角闪石组合特征，火山玻璃富含微量元素Cu，Sc，Zr，为酸性火山沉积成因；另1种以火山玻璃相对低含SiO2，高MgO，FeO，TiO2为特征，并与褐色玻璃一普通辉石一磁铁矿组合和高V，Ni的沉积层伴生，属中性火山碎屑沉积。晚更新世以来以深海盆为中心曾发生2～5次火山沉积，其性质、强度、频率和分布随区域性的变化而不同，在晚更新世中期(24．1～73．9ka)达到鼎盛。南部海盆属中性火山沉积，北部海盆为中酸性-酸性火山沉积。北部陆坡区和南沙礁台区基本上未受到影响。火山碎屑沉积物主要来自海底喷发，部分源自菲律宾岛弧。     

马里亚纳海槽57KL和61KL岩芯火山碎屑特征

在马里亚纳海槽(18°N)附近的沉积岩芯中,火山碎屑物质丰富,且夹有数目不等的火山灰层。火山碎屑的组合特征反映了本区主要以基性火山喷发产物为主。原生火山灰层基本上代表着相邻区域的火山喷发次数。同时,在一定的构造部位,浊流沉积对火山灰层的分布有一定影响作用。本文对位于不同构造背景两沉积岩芯的岩屑,玻屑和晶屑进行了鉴定,并对火山灰层的垂向分布规律与火山活动之间的关系,进行了重点讨论。     

马里亚纳海沟柱状沉积物稀土地球化学特征及其指示意义

对我国载人潜器"蛟龙号"首次在马里亚纳海沟南部获取的沉积物柱状样(JL7KGC01A)进行了涂片观察、粒度、黏土矿物和稀土元素组成分析。结果表明:沉积物为典型深海黏土沉积。根据沉积物的粒度、黏土组分和稀土元素含量变化以及不同程度的δCe和δEu异常将该沉积物柱状剖面分为明显的上下两个沉积层段,即:1.8~2.41m段与0.03~1.8m两个层段。下部层段(1.8~2.41m)相比上部层段(0.03~1.8m),沉积物平均粒径较粗,蒙脱石/伊利石比值较高,稀土元素含量低且具有弱的Ce负异常和Eu正异常,表明该段沉积物受到较多的火山物质的影响。结合年代学分析认为研究区沉积物在2.2 Ma发生明显转变,2.2 Ma之前沉积物物源以附近火山物质为主,2.2 Ma之后物源仍以火山物质为主,但陆源物质供应逐渐增加。物源的转变暗示着本区在2.2 Ma之前火山活动较为频繁。     

冲绳海槽中部玄武岩的岩石学和地球化学研究

1992年冲绳海槽地质调查时,在134站(126°56′7″E,27°30′0″N)共采集到3件玄武岩样品,其中1件取自134站表层样,另外2件取自134站柱状样中的118-143cm处和193- 218cm处(刀口位置)。通过对上述3件玄武岩样品的岩相学、岩石化学组成、稀土元素和微量元素和锶同位素比值分析研究,认为本区玄武岩具多期次喷发特征,早期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数较低,晚期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数相对较高,表明了单斜辉石为晚期结晶堆积产物。本区玄武岩稀土配分模式与岛弧拉斑玄武岩基本一致,其⁸⁷Sr与⁸⁶Sr质量分数比值m(⁸⁷Sr)/m(⁸⁶Sr)为0.7046,亦与岛弧拉斑玄武岩相当。最后利用Rb-Sr丰度特征确定本区的地壳厚度为19-24 km。     

马里亚纳海槽的沉积

马里亚纳海槽是一个正在扩张的弧后盆地。文章分析中国和联邦德国合作考察马里亚纳海槽两个沉积岩心的一般沉积特征、物质来源及其影响因素。两岩心沉积物均以砂质粉砂、粉砂和粘土质粉砂为主,含较多黑色火山灰层和黑色纹理,岩性分析表明,物质以火山碎屑为主。由于两岩心所处具体构造位置不同,导致岩性、构造和物质来源不同。61KL岩心有4或5个递变层序,为典型的浊流沉积,物质主要来自东部活动的马里亚纳火山弧,由浊流搬运而沉积。57KL岩心物质主要来自海槽扩张裂谷本身的火山喷发。两岩心均为半远洋沉积物。