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。     

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。     

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.     

南海东部海域的沉积作用和物质来源研究

1998年在南海东部海域采集了195个表层和24个柱状沉积物样,对沉积作用和物质来源研究表明:(1)南海东部海域具有典型的边缘海沉积特征,沉积物主要由陆源碎屑、生物碎屑、火山碎屑、浊流沉积物组成,沉积作用具有多样性;(2)黄岩岛以北海区沉积物中基性岩组分含量为23.2%,陆源硅铝质组分含量为76.8%,这两种组分的理论计算值与海底沉积物实际分布相一致;(3)由碎屑矿物分析得出陆源矿物、混合矿物、自生铁锰矿物和中基性火山矿物四种矿物组合区,矿物组成和含量差异反映了物源和沉积环境的变化;(4)对沉积物中大于0.063 mm的物质全组分分析表明,生源组分占66.97%,其中钙质生物含量为23.43%,硅质生物含量为43.54%,钙质生物高值区主要分布在水深小于3 500 m的海区,硅质生物高值区主要分布在水深大于3 500 m的深水区;(5)南海东部海域火山沉积作用明显,海底扩张区沉积物中铜、钡、铁、锰、钴、镍、砷等金属物质分布与海底构造和海底中基性火山活动密切相关;(6)对沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明北部陆坡区69柱187.5~190.0,287.5~280.0,377.5~380.0 cm,深海平原区149柱157~187,187~194 cm,南部陆坡区323柱280~350 cm在粒度上表现出浊流沉积特征;(7)对锶同位素物源示踪和粒度、矿物的研究表明,北部陆源碎屑向南一直扩散到约17 N,西吕宋海槽是亚洲大陆物质特别是我国大陆物质向南海东部海域输运的主要通道.     

南海深海晚第四纪火山沉积物及其起源探讨

本文通过对5个岩心和30个表层样品的分析,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,另一种为岛孤安山岩。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,~(87)Sr/~(86)Sr的比值表明,南海深海的火山物质起源于上地幔。     

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。     

琉球群岛以东海区沉积物重矿物分布及来源

琉球群岛东部海区沉积物中富含大量火山碎屑矿物、岛屿岩石遭受风化蚀变形成的普通角闪石以及水生的铁锰微结核,其重矿物种类、特征、组合分区等与火山作用、沉积环境、地形、物质来源等内外生因素密切相关。通过对本区重矿物的种类、特征及组合分区的研究,初步判断位于研究区北部、菲律宾板块向欧亚大陆俯冲而导致的正在活动的的琉球岛弧区为火山碎屑的主要源区,重矿物成分主要为水携成因来源,受同期火山作用控制;少量紫苏辉石来自先期形成的海岭或海底高原(如冲大东海岭、奄美海岭及九州海岭等)上的火山岩系,是经过剥蚀、搬运再沉积的产物;琉球群岛、九州等火山活动产物受海底高地等阻隔而在本区表现为向南或东南影响力逐渐减小;本区地质历史上的及正在进行的岩浆活动主要以基性及中性岩浆为主。此外,流经本区的黑潮对自生铁锰微结核的富集具有重要影响。     

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。     

南海海盆中部表层沉积物地球化学特征

分析了南海海盆中部224个站位表层沉积物的常量组分和微量元素组成,结果表明,这些沉积物与大陆上地壳相比,具有相对贫Si和富Fe、Mg、Na、Ca、Mn的特点,微量元素含量总体与大陆上地壳较为相近。表层沉积物化学组分可以划分为4类组合:硅酸盐碎屑组分、钙质生物碎屑组分、火山碎屑组分和自生矿物组分;硅酸盐碎屑组分和钙质生物碎屑组分占绝对优势,两者含量互为消长,自生矿物和火山碎屑含量较低,仅在局部区域起到相对明显的贡献。南海海盆中部表层沉积物化学组成主要受水深、沉积作用和物质来源3个因素控制;水深和底流搬运作用影响钙质生物碎屑分布,深水海盆碳酸盐溶解作用强烈,海盆中部沉积物钙质生物碎屑含量低,而底流作用则将陆坡区钙质碎屑搬运至海盆边缘区域。沉积物地球化学特征指示,海盆中部沉积物陆源碎屑物质主要来自于西部或西南部,火山碎屑物质可能主要来自于吕宋岛弧火山喷发,并堆积于扩张中心以北和海盆东部区域。     

包裹体测温在海底火山喷发矿物中的试验与讨论

国内对海底火山喷发矿物中的包裹体测温实例并不多见。本文首次对火山活动较为活跃的冲绳海槽底质沉积物中的紫苏辉石进行了淬火法包裹体测温。根据包裹体特征及类型确定该矿物属海底火山喷发成因,均匀化温度南北存在明显差异,并认为它们是属于不同时代的海底基性岩浆喷发产物。     

南海表层沉积物中Ba/Cu比值与海底扩张关系

对南海海底扩张区44个不同类型的表层沉积物中Ba、Cu含量变化及其与粘土、火山碎屑矿物之间关系进行了探讨及对沉积物Ba/Cu比值等值线平面分布趋势与海底扩张轴和转换断层的相关性进行了详细的分析,并计算了南海海底扩张区沉积物中Fe、Mn、Cu、Co、Ni、Pb和Al的沉积通量,将计算结果与劳海盆(Law Basin)等海隆沉积物中这些元素的沉积通量相比较。分析对比结果表明,南海海底扩张区沉积物中Ba、Cu含量与火山矿物密切相关,沉积物Ba/Cu等值线分布趋向与海底扩张轴和转换断层走向相吻合,从而表明南海海底扩张区沉积物中Ba、Cu等金属元素的分布与富集主要受海底扩张、海底断裂及由此而产生的海底火山活动所控制,沉积物的Ba/Cu比值可考虑作为研究南海海底扩张和海底火山活动的一个重要地球化学标志。     

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。     

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。     

西南太平洋汤加岛弧的海底火山和高温热液喷发

西太平洋中大多数已知的高温热液喷发都出现在洋内弧后环境中,如劳海盆、北斐济海盆和马里亚纳海沟.在弧前的海底火山上已经发现了热液喷发和相应的矿床,其中许多火山还在排气,并有释放到海底的岩浆挥发物的证据,但是只在水深超过1 km的最深的塌陷火山口发现了黑烟喷口、典型深洋中脊和弧后扩张中心.本文描述了汤加岛弧浅海底火山上首次发现的高温热液喷发和大面积的硫化物-硫酸盐烟道.     

西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明，该单斜辉石属于富钙透辉石，部分有正环带结构，从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加，是岩浆正常结晶顺序的反映，说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示，单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO₂=41.40%～48.44%，Al₂O₃=5.54%～10.20%)，且AlⅣ含量较高，说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列；此外，单斜辉石Ca含量偏高，Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%～51.4%之间，推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料，推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山，系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发，随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成；该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。     

汤加火山喷发后诞生新岛屿

正据悉,南太平洋国家汤加一座火山自2015年底喷发以来,现已形成一个新的岛屿,火山喷射的大量岩浆和灰尘颗粒导致周边岛屿大量植物死亡。这座火山位于汤加首都努库阿洛法西北部65千米处,当地居民感觉到强烈震感。该火山从两个喷口处喷涌岩浆和灰尘,一个喷口位于无人居住岛屿,另一个喷口位于距离海岸100米处海底。专家乘船观察了火山喷发情况,并证实形成了一座新的岛屿。这个新岛屿宽度1千米以上,长度2千米,高度大约100米。专家们观察期间火山仍在喷发,每隔5分钟喷发一次,喷射高度为400米,伴随着喷涌大量岩浆,灰尘微粒非常潮湿,多数     

中沙群岛近海表层沉积物重矿物组合分区及物质来源

对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的重矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上划分出3个矿物组合区:混合矿物区(Ⅰ),矿物组合包括金属矿物、云母类矿物(陆源)、闪石类矿物、辉石类矿物以及铁锰微结核。其中云母类矿物主要来自中国大陆,陆源碎屑垂直等深线向深海搬运,影响区域限于17°N以北,其次自生矿物及火山成因矿物对本区有较大影响;自生矿物区(Ⅱ),矿物以自生铁锰微结核为主,南海原地海山的风化剥蚀物、原地可能正在活动的小型火山的喷发物质为铁锰微结核的形成提供了物源;火山碎屑矿物区(Ⅲ),矿物以闪石类、辉石类矿物为主,其次为云母类矿物(火山源),在局部地区出现铁锰微结核及金属矿物的高含量区。重矿物分区与轻矿物分区基本一致,但由于重矿物自身密度大,源区主要为原地海山或正在活动的小型火山等特点,因而,在分区过程中表现出一定的差异。     

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。     

南海表层沉积物火山玻璃分布特征与源区分析

火山碎屑是边缘海沉积的重要来源,其分布特征对研究沉积作用与构造活动具有重要意义。对南海2 276个表层站位碎屑矿物分析表明,664个站位含火山玻璃,占总站位数的29.17%,其中含量最高达95.8×10-3。表层沉积物火山玻璃主要出现在南海东部海域,往西呈逐渐降低趋势。南海东部主要重矿物磁铁矿和角闪石分布与火山玻璃十分相似,表明可能具有相同的来源。这些特征表明火山玻璃主要来自菲律宾群岛。这与南海东缘的琉球-台湾-菲律宾火山-地震带的吕宋岛大量活火山分布吻合。南海南缘苏门答腊-爪哇岛弧火山-地震带,虽然第四纪火山和地震活动频发,但对表层样火山玻璃贡献不大。南海海域火山可能有少量贡献,但不是主要因素,南海北缘及西缘基本没有贡献火山玻璃。     

南海东部表层沉积物中轻矿物分布与来源

对南海东部 158个表层沉积物样品的分析结果表明,轻矿物来源多样,生物成因矿物含量高.除去生物骨屑后,沉积物中白云母等碎屑轻矿物的分布规律显示,华南大陆是南海东部陆源碎屑物质的主要来源,其影响可达 17°N线以南.火山玻璃主要分布于 15°N线附近,其中褐色火山玻璃主要来源于本地海山物质,为火山玻璃的主体,而无色火山玻璃含量较低,它可能来自附近火山喷发物.