冲绳海槽地壳结构与性质研究进展和新认识

冲绳海槽是张裂于东亚大陆边缘的弧后盆地,对其地壳结构性质的研究具有重要的理论和现实意义。本文在总结冲绳海槽重力场、广角反射/折射地震探测、海底磁异常条带以及火山岩和岩浆作用这4个方面研究成果的基础上,对海槽的地壳结构、地壳性质和所处的构造演化阶段进行了探讨。认为冲绳海槽绝大部分地区地壳厚度大于正常洋壳,应属减薄的陆壳,由裂陷作用形成;但海槽中段和南段中央地堑地壳速度结构与洋壳类似,发育条带状磁异常,且已有大量幔源物质参与了地壳的组成,具备初始扩张作用的特征。对于海槽内是否存在洋壳,仍需进一步调查和研究。     

冲绳海槽的形成与演化探讨

冲绳海槽属西太平洋沟弧盆系,其成因各说不一.根据海槽地壳厚度13—20km,为减薄的大陆壳,具有正的空间异常值,中新世至第四纪沉积由两侧向轴部增厚,海底拖网取样见大量中酸性火山岩,活断层和轴部地堑发育,中浅源地震活跃,有理由相信海槽是在陆壳上发生发展而成,是张应力控制下的断陷带,属裂谷型边缘海盆地,现在仍然处于大陆裂谷的裂陷阶段,构造作用与岩浆活动十分强烈.没有明显的、大规模的扩张,新生洋壳尚未形成.     

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--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。     

冲绳海槽的地质构造属性

冲绳海槽构造属性是地学界争论的问题之一,迄今已提出过断陷盆地、坳陷盆地、弧间盆地、弧后盆地、边缘海盆、张裂盆地等多种看法。本文作者在多次赴冲绳海槽调查和系统总结前人研究成果的基础上提出,冲绳海槽是一条现代活动裂谷,具有一系列典型的裂谷构造特征,其活动机制属于与洋壳俯冲作用有关的弧后裂谷。     

东海新生代构造格架特征与油气关系

东海海域存在着二个不同时期、不同类型、不同结构秒同成因机制的新生代盆地，即发育在陆壳之上的东海陆架陆缘裂谷盆地和发育在过渡地壳之上的冲绳海槽弧后盆地。前者是大陆向洋蠕散时两次裂离而形成的，后者是洋壳向陆壳俯冲导致陆壳裂离而产生的。     

冲绳海槽南部海底热液活动区地形地貌特征及成因分析

为了进一步理解构造地质过程对弧后盆地热液活动及成矿作用的影响和控制,以实测和收集的多波束资料为基础,对冲绳海槽南部多个海底热液活动区的地形地貌特征进行了精细刻画。结合前人研究成果,从构造地质学的角度分析了热液区地形地貌的成因机制。结果表明,冲绳海槽南部热液区均为海底火山成因地貌,不同热液区的海底地貌分属于不同类型岩浆作用的产物:D海丘受岛弧和弧后盆地岩浆作用的双重影响,A海丘群由岛弧为主的多源岩浆作用产生,C海丘和B海丘群属于琉球火山岛弧,雨花海丘形成于造山期后地壳伸展导致的岩浆上涌。冲绳海槽中央地堑与琉球火山岛弧的交汇处有利于形成大规模岩浆和地热活动。琉球火山岛弧的岩浆活动存在时空迁移,与海槽构造演化过程中由分散式裂陷向中心式裂陷的转换有关。唐印热液区的存在表明台湾北火山带在槽底北缘及陆坡区仍具有较强的岩浆和地热活动性,是未来冲绳海槽南部海底热液调查的重要靶区之一。     

冲绳海槽宫古段中央地堑中的火山分布及地质意义

采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船,于20世纪90年代以来在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查,所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内海底火山的形态及其空间分布特征。在本段冲绳海槽发育的中轴火山和岛弧火山,分别位于中央地堑和海槽盆地东部边缘紧靠琉球岛弧的西侧。岛弧火山连续性强,总体上自东北而西南都有分布;中轴火山不如岛弧火山的连续性强,只在崂山段、黄岛段、胶南段、莱西段、城阳段和李沧段分布。中轴火山是在中央地堑之后发育的。中轴火山的发育不仅改变了原来中央地堑的位置,也改变了原来中央地堑的形态。中央地堑的左旋雁行排列,以及其形态的改变都是由于中轴火山发育的结果。中央地堑的右旋展布以及海底火山对中央地堑的改造,标志着冲绳海槽的演化已经在拉张和沉降的基础上进入到一个更高级的演化阶段(海底扩张),在岩浆供应不太充足的条件下,海底火山活动是冲绳海槽低速扩张的一种形式,海底扩张沿中央地堑正在进行。     

冲绳海槽现代张裂的地球物理特征

位于东海陆架与琉球岛弧之间的冲绳海槽为板块俯冲作用形成的弧后断陷盆地,具有独特的构造地貌特征。自中新世末以来历经了4个强烈拉张的演化时期,目前已达到张裂的高级阶段。地球物理资料显示,海槽中的现代拉张作用仍在进行,表现在海槽轴部快速沉降形成地堑槽,对称分布的张性断裂,晚更新世—全新世以来的岩浆活动,从老至新排列的磁异常务带以及高地热流、频繁的地震活动等,充分体现了冲绳海槽的现代扩张特点。     

冲绳海槽地热研究中若干问题的探讨

根据冲绳海槽地区实测海底热流资料,结合该地区最新的地质地球物理调查研究成果,分析了冲绳海槽地热研究中的几个问题,认为(1)相对于其它边缘海盆地,冲绳海槽是一个高热流异常区,同时具有热流值极不均匀的特点;(2)冲绳海槽的壳幔热流比值介于大陆地壳与大洋地壳之间,具有过渡性地壳的性质;(3)冲绳海槽强烈的岩浆作用是造成局部高热流的重要原因;(4)广泛分布的海底热液活动造成了局部热流值强烈的高低变化。     

临清坳陷东部新生代盆地变换构造分析及与油气关系

伸展背景下的变换构造是指裂谷盆地中为保持区域伸展应变守恒而形成的伸展变形构造的调节体系，包括调节构造与传递构造两类，它在裂谷盆地发展过程中对伸展构造的分段（如东西分带，南北分块）活动起着重要的控制作用。临清坳陷东部新生代盆地的变换构造类型以调节构造为主。传递构造不多见，简述了该区不同时期的变换构造类型和构造样工，并分析了变换构造对沉积环境的控制作用及与油气的关系。对临清坳陷东部新生代变换构造的分析，将对该区的油气勘探具有指导意义。     

黄骅坳陷中区中生代构造演化

渤海湾盆地地区中生代构造演化与样式始终不明朗,特别是对燕山期变形始终存在争议,故选择黄骅坳陷中区中生界作为重点剖析对象,通过大量地震剖面的解释和平衡剖面技术复原古构造演化的研究,并结合前人研究成果和区域构造背景,提出黄骅坳陷中区中生代演化过程可大致分为4个阶段:印支晚期东西向宽缓褶皱及后期逆冲构造变形期、燕山早期挤压走滑构造变形期、燕山中期继承性挤压与右旋张扭构造变形期、燕山晚期—喜山期区域性伸展构造变形期。     

热带西太平洋低层大气的多逆温层特征

本文主要利用1986年1—2月,“中美热带西太平洋海-气合作研究”第一航次联合考察期间所获得的水文、气象资料,分析了调查海区对流层大气的温度、湿度的垂直结构,揭示了热带西太平洋对流层低层大气的多逆温层现象,并指出这些薄而弱的逆温层主要是靠大尺度的下沉增温效应形成与维持的。     

黄土高原河谷阶地黄土地层结构模式

流经黄土高原的黄河及其支流因受地壳不断间歇性隆升的影响而形成了5—6级阶地,这些阶地多系黄土覆盖阶地。以六盘山为界,河谷阶地黄土地层结构可分为东、西阶地地层区。六盘山以西河流阶地一般为6级。第6级阶地(T6)冲积黄土状土之上全系无层理黄土,厚310~505 m,含21—23层古土壤,是迄今世界上最厚的黄土剖面,黄土开始堆积的时间不早于1.43 MaBP。T5上的黄土厚200~400 m,含14—16层古土壤,黄土最早是在1.23 MaBP开始堆积的。T4上的黄土厚100~200 m,含5—6层古土壤,开始沉积时间为0.62 MaBP。T3上的黄土包括L1和S1,厚40~65 m,形成于0.12 MaBP。T2冲积黄土状土之上的风积黄土厚20~35 m,形成时间约为0.03 MaBP。T1冲积黄土状土之上为S0、L0及MS,厚1.5~2.5 m,形成时间不早于0.01 MaBP。六盘山以东的河谷阶地一般为5级。T5风积黄土厚70~90 m,含11—16层古土壤,黄土开始堆积时间不早于1.23 MaBP。T4黄土厚40~70 m,含8—9层古土壤,形成时间不晚于0.80 MaBP。T3的黄土包括L1—S6之间的土层,厚25~45 m,形成于0.62 MaBP。T2的黄土由L1和S1构成,厚10~17 m,形成于0.12 MaBP。T1冲积黄土状土之上为S0、L0及MS,厚1.5~2.5 m,形成时间不早于0.01 MaBP。     

南海北部地壳的深地震地质结构探测

１９９３年５月，中国科学院南海海洋研究与日本东京大学地震研究所等单位合作南海北部共同开展了综合地球物理测量实验，本文介绍了其中的海底地震仪海上资料采用，室内资料处理，根据资料的初步处理解释结果，文中分析了测区的地壳地质结构。     

埕岛油田人工岛结构与土相互作用的静力模型试验研究

在地震、海冰和波浪等海洋环境荷载作用下的人工岛与土相互作用非常复杂，很难用一个合适的数学模型进行描述和计算。据初步估计，静冰荷载是该人工岛结构的设计控制荷载。因此，本试验对人工岛结构在静冰力下结构与土的相互作用进行了研究，得出了人工岛结构筒壁内、外土压力分布，筒壁和桩的位移及应力变化以及桩和筒体各部位的土体抗力分担外荷的规律     

黑鲷视网膜结构与视觉特性研究

黑绸Ｓｐａｒｕｓｍａｃｒｏｃｅｐｈａｌｕｓ（Ｂａｓｉｌｅｗｓｋｙ）视网膜中存在视杆、单锥和孪生双锥三种光感受细胞，视杆与视锥的比例较大，为６７：１。每一双极细胞接受约５—８个视杆的输入，每一神经节细胞接受约１７—２５个双极细胞输入，表明神经节细胞有较大的感受野。视网膜细胞这种形态组合有利于提高视网膜对光的敏感性，与黑鲷生存的浅海底层弱光环境相适应。黑鲷的视杆色素经测定为视紫红质ＶＰ４８５１（吸收光谱峰值为４８５ｎｍ），其吸收光谱与黑鲷栖息水层中日光能量分布相对应，也与该水层中的生物光场相适应。黑鲷暗视光谱敏感曲线峰值与视紫红质吸收光谱曲线相一致，均在４８５ｎｍ处。此外，黑鲷光谱敏感曲线存在普氏位移，表明黑鲷具有辩色力。     

中太平洋北部锰结核的构造及成分特点

本文阐述了中太平洋北部锰结核的成分及结构、构造的研究结果。结核可分为粗糙型和光滑型,内部呈现具有核心的同心层状构造,壳层可分为数个粗层。各粗层之间为不整合或假整合接触,粗层内微层呈韵律性排列。通过对粗层构造以及粗层内各韵律层的元素及矿物组分分布特点的研究,作者认为粗层的生长与当地沉积物的沉积间断或沉积速率减小有关,而微层的韵律性则是结核在滚动过程中生长造成的。文中并对结核的生长过程作了一般性讨论。     

南美白对虾卵巢结构及发育的组织学研究

本文采用组织学方法研究南美白对虾的卵巢结构及其发育。结果表明：卵巢由卵巢壁、中央卵管和卵室组成：卵巢壁由外向内分为上皮层、肌层、基膜和分化上皮四部分；中央卵管分化出大量卵原细胞；卵室内含有不同发育阶段的卵母细胞。卵巢发育具有明显的体积与色泽的变化，根据外部形态和内部结构，可将其分为增殖期、小生长期、大生长期早期、将成熟期、成熟期和恢复期六个时期。     

复式河道滩地植物对水流紊动结构影响的试验研究

利用室内变坡水槽,精细模拟了复式河道滩地不同植物对漫滩水流的干扰作用,并借助声学多普勒测速仪(ADV)观测了不同垂线、不同测点的瞬时流速,计算了水质点三维相对紊动强度,分析了其变化特征,探讨了滩地不同种类植物对水流内部结构的影响。试验发现,滩地植物改变了复式河道水流内部结构,导致植物带内近床面处各个方向水流相对紊动强度明显减弱,横向因植物丛内阻力和流速变化引起的滩区壅水导致横比降增加,主槽相对紊动强度显著增强;植物淹没条件下水流相对紊动强度沿水深的分布明显存在转折点,此位置可以认为是滩地植物对水流影响的“第二边界”。