冲绳海槽火山喷发矿物及其地质意义

本文着重阐述冲绳海槽火山喷发矿物特征、含量变化和空间分布格局。通过包裹体测温实验,结合浮岩和矿物的化学成分,分析了海槽火山喷发矿物性质,晚更新世以来往状沉积物中火山喷发矿物分层特点以及影响其分布的控制因素。同时根据微量元素的地球化学特征,初步探讨了喷发岩浆演化的大致趋势。图6,照片4,表5,参考文献6。     

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.     

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。     

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。     

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。     

利用海底仪器从熔岩流中直接观察海底火山喷发

在过去１０年中 ,我们对海底火山喷发的了解大大增强 ,这是因为现在有能力遥控探测这样的事件 ,对气象调查迅速作出回应 ,并在喷发地点采样。但是 ,这些资料不可避免地受到事件后观测的限制。可是 ,１９９８年的胡安·德富卡海岭阿克西亚尔火山喷发就是利用原地海底仪器进行的监测。其中测量作为海底垂直变形代用指标的海底压力的仪器被熔岩流所包裹 ,固结外壳使仪器与熔岩隔离开来 ,后来又恢复了使用。这个仪器记录的数据揭示了洋中脊表流喷发的持续期、特征和喷发速率 ,证实了熔岩流膨胀超过３ｍ后便开始回流。仪器记录到在２ｈ喷发之后的…     

海底热液沉积物中流体包裹体的研究进展

最近几个新兴起的海底热液沉积物中流体包裹体的研究可以解决许多利用常规矿物学和地球化学方法无法解决的重要科学问题,本文总结了该领域研究工作的进展,探讨了技术手段或方法上的发展及局限性,提出对热液沉积物中透明矿物的大范围显微测温对比分析和非透明矿物分温度段释放包裹体气候相结合,从而获取不同类型和不同成矿阶段包裹体物化指标及成分特征,进而研究热液循环机制及成矿作用过程的思路,对热液沉积物中流体包裹体研究     

海底火山喷发探查

在地球上,大洋中脊经常发生火山喷发,但是从未有人见过活动的火山喷发。人们只能研究这些火山喷发后形成的熔岩流、火山锥和火山脊,来推断熔岩喷出时海底的变化情况。近来的研究工作使人们向实际观察海底火山喷发大大靠近了一步,海洋深处的火山活动现象造成的直接后果逐渐被人们     

马里亚纳海槽玄武岩中熔融包裹体的初步研究

对马里亚纳海槽玄武岩科长石和橄榄石斑晶中的熔融包裹体进行了镜下观察和均一化测温实验。镜下观察表明,斑晶中结晶质熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体均较发育,具有不同的相态特征和演化程度,反映了岩浆被捕获处不同的地质条件。捕获在橄揽石和斜长石斑晶中的包裹体均一化测温结果分别为1035～1100℃和105C～1145℃,比利用玄武岩全岩化学成分计算的矿物结晶温度结果低100℃左右,反映了斑晶矿物结晶的多期性。根据本次实验结果,结合马里亚纳海槽的构造背景和地质资料,对研究区玄武岩浆的运移过程进行了探讨．     

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.     

Holocene tephra deposits in the northern Okinawa Trough

1 Introduction Volcanic activities have played an important role in the process of global climatic changes. Being good stratigraphic markers, widespread tephra layers in ma- rine sediments can provide reliable evidences for the regional paleoceanographic …     

冲绳海槽岩浆物理化学性质及其地质意义

借助冲绳海槽火山岩地球化学分析结果,讨论了海槽不同区段岩浆的温度、压力、密度和黏度等物理化学参数,以确定海槽岩浆的物理性质及其对海槽不同区段岩浆演化过程的影响.海槽北段的岩浆相对于中段表现出高压力、低温度的特征.由于海槽岩浆挥发分含量较高,北段岩浆的密度和黏度要高于中段的.但总的来说,海槽岩浆具有低密度、低黏度的特点,因此岩浆更容易穿透岩石圈,而且有利于岩浆结晶分异作用的进行.对海槽岩浆相对运移速度的研究显示,在外部条件及含水量相同的前提下,在海槽中段岩浆上升速度要大于北段的,这从岩浆物理化学性质的角度解释了为何海槽中段火山活动要强于北段的.     

冲绳海槽高热流值区的特征

研究表明,冲绳海槽是一个罕见的高热流值区,是个活动的弧后裂谷,而且热水活动,地震活动,火山活动与之有密切的联系。     

冲绳海槽近3.5万a来陆源物质沉积通量及其对气候变化的响应

以冲绳海槽DGKS9603孔沉积物为研究对象,利用元素地球化学成分数据因子分析方法把混合源沉积物分离成陆源、火山源和生物源.结合沉积物干样密度和沉积速率对冲绳海槽近3.5万a以来沉积物中陆源物质沉积通量进行了估计,进而揭示陆源物质供应对气候变化的响应规律.研究表明,冲绳海槽的陆源物质主要来源于长江输运的我国大陆物质.在冰期—间冰期时间尺度上,海平面涨落导致的长江与海槽之间距离的伸缩是制约陆源物质通量变化的主要因素;在盛冰期和气候变冷事件(Heinrich事件)期间,东亚冬季风的增强使更多的粉砂级物质进入冲绳海槽,导致陆源物质通量增加.冲绳海槽沉积物记录的Heinrich事件与增强的东亚冬季风密切相关.     

冲绳海槽中部表层沉积物的地球化学特征和物原判识

研究样品由“向阳红16”号于1992年6～7月间取自冲绳海槽中部.对表层沉积物的地球化学数据的因子分析和典型化学组分的相关分析结果表明,冲绳海槽中部表层沉积物主要包括陆架来源、生物源和火山热液源组分,且以陆源组分为主;运用修正的富集团子(EF)分析结果表明,沉积物中陆源、生物源、火山热液源组分在不同区域的相对分布是显着不同的.     

Okinawa Trough genesis: structure and evolution of a backarc basin developed in a continent

The Okinawa marginal basin was opened by crustal extension into the Asian continent, north of the Taiwan collision zone. It is located behind the Ryukyu Trench subduction zone and the Ryukyu active volcanic arc. If we except the Andaman Sea, the Okinawa Trough is the only example of marginal backarc basin type, opened into a continent at an early stage of evolution. Active rifting and spreading can be observed. Synthesis of siesmic reflection, seismic refraction, drilling, dredging and geological field data has resulted in interpretative geological cross sections and a structural map of the Ryukyu-Okinawa area. The main conclusions of the reconstruction of this backarc basin/volcanic arc evolution are. (1) Backarc rifting was initiated in the volcanic arc and propagated along it during the Neogene. It is still active at both ends of the basin. Remnants of volcanic arc are found on the continental side of the basin. (2) There was synchronism between opening and subsidence of the Okinawa Trough and tilting and subsidence of the forearc terrace. The late Miocene erosional surface is now 4000 m below sea-level in the forearc terrace, above the trench slope. Retreat and subsidence of the Ryukyu trench line relative to the Asian continental plate, could be one of the causes of tilting of the forearc and extension in the backarc area. (3) A major phase of crustal spreading occurred in Pliocene times 1.9 My ago in the south and central Okinawa Trough. (4) En échelon rifting and spreading structures of the central axes of the Okinawa Trough are oblique to the general trend of the arc and trench. The Ryukyu arc sub-plate cannot be considered as a rigid plate. Rotation of 45° to 50° of the southern Ryukyu arc, since the late Miocene, is inferred. The timing and kinematic evolution of the Taiwan collision and the south Okinawa Trough opening suggest a connection between these two events. The indentation process due to the collision of the north Luzon Arc with the China margin could have provoked: lateral extrusion; clockwise rotation (45° to 50° according to palaeomagnetic data) and buckling of the south Ryukyu non-volcanic arc; tension in the weak crustal zone constituted by the south Ryukyu volcanic arc and opening of the south Okinawa Trough. Similar lateral extrusions, rotations, buckling and tensional gaps have been observed in indentation experiments. Additional phenomena such as: thermal convection, retreating trench model or anchored slab model could maintain extension in the backarc basin. Such a hypothetical collision-lateral backarc opening model could explain the initiation of opening of backarc basins such as the Mariana Trough, Bonin Trough, Parece Vela — Shikoku Basin and Sea of Japan. A new late Cenozoic palaeogeographic evolution model of the Philippine Sea plate and surrounding areas is proposed.     

冲绳海槽--弧后背景下大陆张裂的最高阶段

高热流、强地震活动、火山活动、张性断层作用以及快速沉降等特征表明部绳海槽的演化已经达到了大陆张裂的最高阶段。根据地震折射和重力资料的计算表明冲绳海槽底下存在低密度的异常地幔，冲绳海槽的莫霍面介于15．4－23．8km之间。在我们提出的边缘海盆地演化旋回中，冲绳海槽处于胚胎期，即处在大陆张裂的最高阶段和弧后海底扩张的过滤阶段。冲绳海槽也可视为是威尔逊旋回中连接东非裂谷和红海阶段的一个重要的中间环节。     

冲绳海槽北部的构造活动性硏究

西北太平洋各个边缘海盆虽同处于环太平洋构造活动带,但构造特征、形成机制和构造演化各不相同。例如南中国海发育在东亚大陆边缘,经过多次扩张形成了中央海盆,发育了大洋地壳,但洋陆壳边缘无火山弧发育,亦无明显的构造活动特征,地磁场平静,因此属于大西洋型边缘海盆。另一类边缘海盆如马里亚纳海槽,发育在两个海洋板块的汇聚带上,发育了活动的火山弧(马里亚纳弧)和残留弧(西马里亚纳弧),两列弧在北端合并为小笠原弧。四国海盆和帕里斯维拉(Parece Vela)海盆也属此类。 冲绳海槽与以上两类海盆不同,它发育在东亚大陆边缘地壳上,由陆壳张裂而成。在冲绳海槽和琉球海沟之间既发育了活动的火山弧(吐喀喇火山弧),也发育了大陆地壳性质的非火山弧(琉球弧主体)。东南亚地区的日本海、苏禄海槽(Sulu Trough)、班达海(Banda Sea)、安达曼海(Andaman Sea)属于这种类型的边缘海盆。但是如果把具有复杂的斜向张裂的安达曼海除外,冲绳海槽是世界上唯一一个典型的发育在大陆边缘,由陆壳张裂而成,处于裂谷作用最高阶段,海底扩张即将出现的弧后活动盆地。因此,冲绳海槽的现代构造演化将是这类边缘海盆演化的典型例证,对冲绳海槽构造活动性的深入分析研究将具有全球意义。 世界各国学者对冲绳海槽进行了许多调査研究,但主要集中在海槽的南部和中部,对海槽北部调查研极少,研究程度也最差。本文根据中国科学院海洋研究所自1988年以来在冲绳海槽北部完成的大量实测地质、地球物理资料,结合国内外其它单位的洋洋地球物理调查资料(包括海洋反射地震测量、海洋重力测量、海洋地磁场测量和水深测量),对冲绳海槽北部进行了较为详细的地质构造学研究。结果表明,冲绳海槽北部表现出强烈的构造活动特征,而不同于国内外本研究领域内流传的“冲绳海槽构造活动性南强、北弱”的观点。     

冲绳海槽中段表层沉积物物质来源的定量分离:Sr-Nd同位素方法

利用1994年85－904航次获取的冲绳海槽中段表层沉积物样品，测定其硅酸盐相的^87Sr/^86Cr和^143Nd/^144Nd比值，以定量研究冲绳海槽中段表层沉积物硅酸盐物质的来源，结果表明，冲绳海槽中段陆坡区表层沉积物硅酸盐相的^87Sr/^86Sr/^143Nd/^144Nd与东海陆架沉物硅酸盐相的^87Sr/^86Sr和^143Nd/^143Nd相当，槽底和东坡沉积物硅酸盐相的^87Sr/^86Cr和^143Nd/^144Nd值介于中国大陆硅酸盐物质和海槽水山碎屑的^87Sr/^86Sr,^143Nd/^144Nd比值之间，并大致具有两端员混合特征，利用以Sr同位素为参数的二端员混合方程进行物源定量分析的结果表明，冲绳海槽中段的西坡和槽底表层沉积物硅酸盐相以陆源物质为主，最大值为91．07％，由西向东，陆源物逐渐减少，在海槽东坡含量最小，最小值为9．93％，火山源物质在东坡含量最高，量大值为64．92％，由东向西，由北向东，火山源物质逐渐减少为零。     

Petrologic perspectives on tectonic evolution of a nascent basin (Okinawa Trough) behind Ryukyu Arc：A review

Okinawa Trough is a back-arc, initial marginal sea basin, located behind the Ryukyu Arc–Trench System. The formation and evolution of the Okinawa Trough is intimately related to the subduction process of the Philippine Sea Plate beneath the Eurasian Plate since the late Miocene. The tectonic evolution of the trough is similar to other active back-arcs, such as the Mariana Trough and southern Lau Basin, all of which are experiencing the initial rifting and subsequent spreading process. This study reviews all petrologic and geochemical data of mafic volcanic lavas from the Okinawa Trough, Ryukyu Arc, and Philippine Sea Plate, combined with geophysical data to indicate the relationship between the subduction sources(input) and arc or back-arc magmas(output) in the Philippine Sea Plate–Ryukyu Arc–Okinawa Trough system(PROS). The results obtained showed that several components were variably involved in the petrogenesis of the Okinawa Trough lavas: sub-continental lithospheric mantle underlying the Eurasian Plate, Indian mid-oceanic ridge basalt(MORB)-type mantle, and Pacific MORB-type mantle. The addition of shallow aqueous fluids and deep hydrous melts from subducted components with the characteristics of Indian MORB-type mantle into the mantle source of lavas variably modifies the primitive mantle wedge beneath the Ryukyu and subcontinental lithospheric mantle(SCLM) beneath the Okinawa Trough. In the northeastern end of the trough and arc, instead of Indian MORB-type mantle, Pacific MORB-type mantle dominates the magma source. Along the strike of the Ryukyu Arc and Okinawa Trough, the systematic variations in trace element ratios and isotopic compositions reflect the first-order effect of variable subduction input on the magma source. In general, petrologic data, combined with geophysical data, imply that the Okinawa Trough is experiencing the "seafloor spreading" process in the southwest segment, "rift propagation" process in the middle segment, and "crustal extension" process in the northeast segment, and a nascent ocean basin occurs in the southwest segment.