IODP365航次——日本南海海槽地震带实验

正南海海槽位于日本西南海岸的海域,它是地球上最活跃的地震带之一。南海海槽地震带实验(发震带计划)是一个复杂的海洋钻探项目,该计划包括钻探、海面以下和海底深入地观察地震发震机制,将采集钻孔的样品,通过安装在海底深处的传感器记录,研究与地震相关的岩石及其摩擦特性。从而揭示俯冲带地震发生时水和岩石的相互作用,进一步了解地震和海啸的产生过程。     

IODP第314航次——日本南海地震区域实验项目

9月21日,日本大洋钻探船“地球”号载着科学家离开Shingu港,执行“综合大洋钻探计划”(IODP)第314航次———南海地震区域实验项目(图1)正式开始科学钻探。图1 IODP第134航次钻探位置日本是个地震灾害严重的国家,震源主要来自太平洋的俯冲带。要理解地震如何发生、对地震作预报,必须研究引发地震的源头,监测太平洋板块在海底向下俯冲的运动。位于日本西南海岸的南海海槽,几百万年以来已经引起了多次大规模的地震和海啸,包括1944年和1946年历史上著名的大地震两次地震按里克特震级算分别达到了8·1级和8·级。科学家将从这一俯冲区采集地…     

西沙海槽盆地新生代沉积环境演化

西沙海槽盆地处于南海北部陆坡洋陆壳过渡带,为一个分割南海北部陆架和西沙地块的新生代裂谷盆地,其沉积环境演化研究有助于进一步认识南海形成演化过程。通过南海陆坡区域地震地层对比,将西沙海槽盆地新生代以来划分出9个地层单元,采用地震线描和地震相分析方法,恢复各地层单元沉积时期的地层结构及古地貌,探讨其沉积环境演化过程。结果表明,古新世—始新世西沙海槽盆地为河流和湖泊沉积环境;渐新世—早中新世初,演变为分割南海北部陆架和西沙地块古陆、贯通琼东南盆地和西北次盆的海峡,沉积环境由滨-浅海过渡到半深海环境;中中新世以来盆地进入陆坡海槽发育阶段,晚中新世以后中央水道形成,演变为一个陆坡内深水海槽,为海流和浊流通道,整体处于半深海-深海沉积环境。     

1946年Nankaido地震断裂带的俯冲海山成像

在日本西南部的南海海槽多次发生过俯冲带大地震 ,菲律宾海板块正在这里向日本俯冲。这些地震的复发时间及所影响的地区自１７世纪以来均有文字记载。根据历史文献 ,几乎整个南海海槽（５００ｋｍ长）每１００到２００ａ就被一两个继发性的大地震破坏而产生断裂。１９４４年Ｔｏｎａｎｋａｉ和１９４６年Ｎａｎｋａｉｄｏ的最新地震事件是被详细研究过的南海海槽大地震。关于１９４６年Ｎａｎｋａｉｄｏ地震的断裂过程、地震资料和大地测量资料得出了两个不一致的结果。大地测量资料表明一个面积为２．５×１０４ｋｍ２、滑移量为５至１８ｍ…     

日本南海海槽俯冲带的地质特征及其构造意义

日本西南部的南海海槽是一个典型的俯冲系统，由菲律宾海板块向欧亚板块俯冲形成，其俯冲板片包含了九州-帕劳洋脊（KPR）、Kinan海山链、四国海盆和伊豆-小笠原岛弧（IBA）等多种地质单元。为了研究不同地质单元的板块俯冲效应，本文系统分析了南海海槽的地球物理和岩石地球化学特征。重力和热流特征显示南海海槽中部具有低的重力异常（-20–-40 mGal）和高的热流值（60–200 mW/m²），而东西两侧的热流值（20–80 mW/m²）较低。地震模拟结果显示俯冲板块的地壳厚度为5–20 km。地球化学结果表明俯冲板块的下覆地幔成分从西到东逐渐亏损。无震洋脊（如KPR、Kian海山链和Zenisu洋脊）的俯冲是控制南海海槽俯冲效应的主要因素。首先，无震洋脊的俯冲可能使上覆板块发生变形，沿着增生楔前缘出现不规则的地形凹陷。其次，无震洋脊的俯冲是大型逆冲地震的止裂体，阻碍了南海海槽1944年Mw 8.1和1946年Mw 8.3地震破裂的传播。此外，KPR和热的、年轻的四国海盆的俯冲会导致俯冲板片熔融，在日本岛弧上出现埃达克质岩浆活动，并为斑岩铜金矿床提供成矿物质。地球物理和地球化学特征的差异表明尽管IBA已经和日本岛弧发生碰撞，但作为IBA的残留弧，KPR仍然处于俯冲阶段，与日本岛弧之间有明显的地形分界，呈现单向收敛的状态。     

南海东部古扩张脊的俯冲机制

南海东部古扩张脊处于欧亚板块和太平洋板块的汇聚地带,其东侧为马尼拉海沟、北吕宋海槽和西吕宋海槽,由于受到多个构造单元的相互作用,使其处于复杂的构造环境中。南海东部古扩张脊俯冲过程的研究对深入理解南海海盆构造演化、火山及地震活动等具有重要意义,同时也是今后南海构造研究的重要方向之一。在总结前人研究基础之上,探讨南海东部古扩张脊俯冲时间、俯冲深度及动力学过程。南海板块在16 Ma之后,由于菲律宾板块NW向仰冲的作用,使南海东部古扩张脊被动地沿马尼拉海沟进行俯冲,形成了现今马尼拉海沟中段的构造格局。古扩张脊俯冲深度为200~300km,并且在约100km处发生板片撕裂,造成古扩张脊两侧俯冲角度的不同。     

南海中部和冲绳海槽沉积物中的氨基酸物质

本文通过对南海中部和冲绳海槽三个深海沉积物柱状样腐植物质水解氨基酸的研究,试图阐述南海和冲绳海槽沉积物的演化与沉积环境。     

日本南海海槽地震海啸对我国东海沿岸影响

本文利用数值模拟技术重现了1707年宝永地震海啸的传播过程,定量分析了我国东海沿岸海啸时空分布特征。计算结果表明,地震发生2.5小时后海啸波传至东海陆架,震后6小时浙江沿海地区遭到海啸的袭击,沿岸最大海啸波高为0.8米。通过海啸波在东海大陆架传播时海底地形与波幅的关系,研究分析了东海陆架缓变地形下海啸放大效应,为及时判断沿海可能的海啸强度和受灾程度提供了便捷的估算方法。此外,本文还评估了南海海槽发生极端地震时,中国东海沿岸的海啸危险性,为东海区域针对日本南海海槽进行海啸预警和减灾评估提供定量科学的参考。     

IODP315和316航次——日本南海海槽地震带实验

IODP315航次是日本南海海槽地震带实验实施的第2阶段工作,即对潜没带八字形断层的研究,其主要工程和科学目标是获取海底下3 500 m的地质构造信息。预选站位(NT2-03)是了解八字形断层浅部特征的最佳位置,将有助于对变形机制、断层与流体来源、流体的迁移及路径以及海槽斜坡上断层活动和崩塌沉积间相互关系的深入了解(图1)。具体工作内容包括:(1)采集岩心的土工以及钻孔测井数据;(2)在斜潜没带中棱状体与前弧盆地间应力分配的构造研究;(3)流体通过八字形断层迁移的地球化学研究;(4)依据地层记录重建棱状体和前弧盆地的演化史。IODP315航次…     

中沙南海槽的特征及其形成

本文根据中沙南海槽重、磁、水深调查资料,结合周边地质情况,分析该海槽的地质、地球物理特征,并对海槽的成因和演化、海槽的属性等问题作初步探讨。     

南海南沙海槽深部热状态及其构造意义

南沙海槽是古南海俯冲消亡、南沙地块与婆罗洲碰撞的关键区域, 其构造演化史记录了南海前世今生的重要信息。为深入认识对其构造变形有重要影响的南沙海槽深部热状态, 本文首先利用热传输方程分析了滑坡体快速堆积的热披覆效应对海槽底部深水区海底观测热流的影响, 然后利用磁异常的频谱分析技术获取南沙海槽及其邻区的居里面深度。结果表明, 受沉积物快速堆积的影响, 南沙海槽底部深水区文莱滑坡范围内现今海底热流测量值仅为深部背景热流的60%~77%, 推测该区深部背景热流约为77~98mW·m^-2; 南沙海槽内居里面深度一般小于16km, 比位于其北侧的南沙岛礁区居里面深度(18~24km)小。现今南沙海槽区深部具有较高的背景热流, 该区较高的热状态与其地壳强烈减薄特征对应, 是华南陆缘裂陷和南海形成演化的结果。     

广角反射/折射地震探测揭示的冲绳海槽地壳结构

广角反射/折射地震探测是研究冲绳海槽地壳结构与性质的有效方法。通过收集整理冲绳海槽及邻区广角反射/折射地震研究成果,对冲绳海槽地壳结构性质进行了探讨。结果表明,冲绳海槽地壳厚度较薄,绝大部分地区属于减薄的陆壳,但局部已出现洋壳;海槽北、中、南三段处于不同的构造演化阶段,地壳厚度、结构、减薄方式等存在较大差异;琉球俯冲带不同分段活动特征及构造应力场的不同是造成冲绳海槽地壳结构性质和构造演化南北差异的主要原因;冲绳海槽内洋壳局限于海槽中、南段轴部,在轴部地堑沿走向方向布设OBS测线将有助于进一步确定洋壳的存在。     

浊积层——海底沉积物中残留的古代大地震记录

始于骏河湾的海底大峡谷在伊豆半岛西南海域向南西西转向 ,然后一直延伸到四国海域。骏河湾的谷段被称为骏河海槽 ,转向后的谷段叫南海海槽。这个峡谷状海沟是菲律宾海板块与欧亚板块的汇合带 ,充填着来自日本列岛中部山地的大量泥沙。沿着这条板块汇合带每隔约１００～１５０ａ就发生一次大地震 ,在四国海域叫做南海（道）地震 ,东海海域称为东南海（道）地震 ,在骏河湾谓之东海地震。根据寒川（１９９９）对地震遗迹的考古调查 ,我们了解到在过去的２ｋａ间地震一直以这种间隔持续发生。但是 ,对此之前的地震情况知之甚少。深度超过１ｋｍ…     

主动大陆边缘的海底块体运动——发震带钻探计划（NanTroSEIZE）第一航次期间在南海（Nankai）海槽所取岩心样之初步结果

2007年底到2008年初，综合大洋钻探计划（IODP）“南海海槽发震带试验”（NanTrosEIZE）的第一阶段是沿南海海槽的汇聚边缘开始钻井、取芯。NanTroSEIZE项目是一个多阶段的IODP钻探计划，重点是通过直接取样、原位测试以及长期监测，了解地震成因、破裂传播以及海啸成因的力学性质。第一阶段包括三个非立管钻探航次，调查几个横穿西南日本纪伊半岛海域的陆坡和隆起的站位。主要目的是研究板块边界和张性断裂的浅部特征，这些钻探航次还为研究主动大陆边缘的海底块体运动提供了有价值的信息。     

南海北部陆缘地壳结构探测结果分析

深部地震和重力资料反演揭示了南海北部陆缘地壳结构在总体上由北部的华南沿海（厚约30km）向南部的洋盆（5──8km）逐渐减薄。南海的近SN向拉张不仅造成南北方向地壳结构的巨大变化，也造成东西向的明显变化。在南海北部陆缘的西部，局部拉张产生了一系列裂谷构造。西沙海槽作为一条狭窄的陆内裂谷向西延伸，海槽南北两侧地壳厚度超过25km，海槽中部地壳减薄至不足10km。西端的莺歌海盆地地壳厚仅5km，缺少明显的壳内反射－折射。在珠江口盆地中部，地壳厚度在下陆坡明显减薄，地壳下部存在较薄的（3──4km）高速层（地震波速7．2──7．5km·s－1）；在珠江口盆地东部，地壳底部存在约 10km厚、300km宽的高速层。在台湾地区，由于弧陆碰撞，曾经减薄的陆壳在碰撞带增厚，莫霍面深度超过30km。南海北部陆缘在裂谷拉张和海底扩张期间岩浆活动平静，表明南海北部陆缘为非火山型陆缘。     

冲绳海槽南段基底组成分析

根据反射地震、折射地震和磁力等资料,结合周边地质,探讨冲绳海槽南段基底组成。在海槽周边的东海陆架盆地、台湾褶皱带和琉球岛弧褶皱带,发育不同程度变质的晚古生代、中生代和早第三纪地层。多道反射地震表明,海槽南段沉积盖层由上第三系和第四系组成,声学基底由下第三系及更老地层构成。邻近海槽南段的折射地震揭示,除第四系．中新统速度层之外,还存在纵波速度分别为4．7—5．3km／s和6．3km／s的下第三系和中生界速度层。磁力异常分析和正反演拟合计算结果表明,海槽磁性基底主要由变质岩系构成,次为燕山期中酸性岩浆岩和喜山期中基性岩浆岩,磁性基底大部分相当声学基底。综合分析表明,海槽南段基底主要由不同程度变质的下第三系、中生界和上古生界构成;在海槽某些构造部位,已有喜山期基性岩浆岩形成。     

台湾增生楔的构造单元划分及其变形特征

台湾增生楔位于欧亚板块、菲律宾海微板块和南海的结合部位,是现代弧陆碰撞研究的理想场所。通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,对该增生楔进行了构造单元的划分,并分析了变形特征。认为台湾增生楔是由3个部分,即弧陆碰撞产生的增生部分、洋内俯冲产生的增生部分和增生楔后端在恒春海脊和北吕宋海槽之间的构造楔组成,研究区的高屏斜坡、恒春海脊和北吕宋海槽西端变形带分别是3个部分的反映。自中中新世以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海微板块俯冲,形成增生楔中洋内俯冲增生部分;与此同时菲律宾海微板块开始向NW方向移动,前缘的吕宋岛弧自6．5Ma B．P以来与亚洲陆缘斜向碰撞,形成增生楔中弧陆碰撞增生部分。碰撞首先发生在台湾岛的北部,由于弧陆强烈的挤压作用,增生楔后端部分向北吕宋海槽倒冲楔人,使得上部的北吕宋海槽的沉积发生隆升变形。滨海的各个地貌单元可以和台湾陆上的地貌单元相联系,它们具有相似的地质特征,但是由于陆上部分增生历史久,不仅抬升为陆,而且地层的年代也更老。     

冲绳海槽天然气水合物稳定带特征和资源量评价

根据冲绳海槽多道地震资料的处理解释,在16条地震剖面上发现了水合物拟海底反射层BSR,经过AVO、波形反演等特殊的处理技术,首次直接利用BSR圈定了冲绳海槽天然气水合物具体分布范围,直接利用数据得出了天然气水合物稳定带厚度在冲绳海槽的分布趋势,认为海槽南部最厚,中部次之,北部最薄,并通过计算得出了冲绳海槽水合物稳定带的厚度和水合物资源量,对今后海槽水合物勘查和资源量评价具有一定的指导意义。     

冲绳海槽天然气水合物稳定带特征及资源量评价

根据冲绳海槽多道地震资料的处理解释,在16条地震剖面上发现了水合物似海底反射层BSR,经过AVO、波形反演等特殊的处理技术,首次直接利用BSR圈定了冲绳海槽天然气水合物的具体分布范围,直接利用数据得出了天然气水合物稳定带厚度在冲绳海槽的分布趋势,认为海槽南部最厚,中部次之,北部最薄,并通过计算得出了冲绳海槽水合物稳定带的厚度和水合物资源量,对今后海槽水合物勘查和资源量评价具有一定的指导意义.     

南海北部陆缘西部的地壳结构

通过中美科学合作,在南海北部陆缘西部采集了一条地壳剖面,从阳江地区开始,经珠三坳陷、神弧-东沙隆起、西沙海槽至西沙-中沙台地.结果表明,珠三坳陷的地壳已减薄至23km,去掉新生代沉积,则只有15km厚.西沙海槽的地壳结构已具备裂谷特征,地壳强烈减薄,厚14.47km;下地壳有高速地壳层,层速度为7.1km/g,厚6.7km.说明在新生代,南海北部陆缘西部受过强烈拉张,地壳减薄;上地幔部分熔融物质沿强烈拉张处侵入到地壳底部,使其地表形成裂谷.在西沙海槽的南部和北部,地壳结构差异很大,推测这里可能是由两个古老地块沿西沙海槽缝合起来,新生代早期的张性事件,又将这条古缝合线拉开,形成新生代裂谷──西沙海槽.