东海陆架盆地北部新构造运动特征

根据最新单道地震剖面及解释成果,分析了东海陆架盆地北部新构造运动特征。研究表明:研究区新构造期差异升降运动明显,从中新世到第四纪,沉降中心自西向东迁移;研究区活动断裂以NE—NNE和近EW向为主,新构造期的活动性自西向东逐渐变新;研究区新构造期岩浆活动频繁,多沿断裂分布,大致可划分为3期,平面上自西向东逐渐变新,且侵入活动逐渐减弱,喷发活动逐渐增强。     

东海陆架及邻区新构造运动特征

东海位于大陆板块与大洋板块接合部位,受两大板块活动的影响,新构造期海域活动强烈。我们结合最新收集资料文献,从地形地貌、地热异常、断块体的水平位移和垂直差异升降、活动断裂、地震活动及岩浆岩活动等方面,着重论述了东海陆架及邻区的新构造运动特征。为东海海域新构造分区、地震预测、区域稳定性评价等提供若干资料及依据。     

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。     

南沙海槽断裂带活动性初步分析

主要讨论了南沙海槽断裂带的活动性和构造演化过程,并对海槽及附近海域的地质稳定性因素进行了分析。发现南沙海槽有活动断裂、火山岩侵入、海底滑塌和地震等不稳定因素。南沙海槽形成演化过程较为复杂,经历过多期逆冲推覆变形和褶皱隆升等构造活动,其中逆冲和隆升等活动现今可能仍在进行,属于次不稳定区域。另外,海槽西南端有滑塌现象和海底阶梯存在,工程地质条件较差。所以,海槽及邻近海区的工程建设需要特别注意这些不稳定因素,应尽量避开不稳定地区或采取工程加固措施等。     

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。     

东海陆架外缘区构造特征及其成因机制

东海陆架边缘的构造特征记录了有关冲绳海槽张裂过程的关键信息,对于进一步理解海槽的形成演化以及弧后张裂与弧-陆碰撞之间的相互作用至关重要。本文基于多道地震和重磁资料,分析了东海陆架边缘的地形和构造特征,并对冲绳海槽早期张裂过程、北西向断裂带的分隔控制作用、钓鱼岛隆起带南北构造差异和冲绳海槽的向西前展等问题进行了探讨。结果表明,冲绳海槽西侧陆坡存在的分段性,各分段在地形地貌、地层展布和构造特征等方面的不同,体现了其构造演化和现今构造活动性的差异。冲绳海槽中—北段的张裂始于陆架前缘坳陷,在晚中新世向东扩展至整个海槽,晚中新世至今以分散式张裂为主。北西向断裂带对东海陆架边缘不同分段的构造特征和构造活动起到了分隔控制和转换协调作用,控制了不同类型陆坡的形成和发育。受冲绳海槽在全宽度上向西前展的影响,钓鱼岛隆起带南段的基底隆起及其支撑的陆架边缘发生了破坏和沉降,形成基底起伏较大、地形崎岖不平的陆坡。     

南海南部海域构造地貌

构造地貌是指由新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌类型。南海南部海域新构造运动强烈,类型众多,它们是控制海底构造地貌形成和发育的主要内动力因素。根据地质地球物理资料,对该区区域构造沉降、海底扩张、断裂作用、褶皱作用和火山活动等新构造运动类型及其形成的构造地貌进行了分析。区域构造沉降形成规模较大的构造台地、深水阶地和陆坡盆地等;海底扩张形成西南海盆、中央海盆及其内部的众多构造地貌类型;断裂作用形成断层崖、断阶、海底谷、断块山、断陷盆地等;褶皱作用形成山地和挤压构造盆地;火山作用形成海山、海丘。     

冲绳海槽断裂、岩浆构造活动和洋壳化进程

讨论了冲绳海槽断裂、岩浆构造活动特征和它们之间的关系,认为雁行排列的地堑斜交于陆架外缘隆起带,海槽北段断块隆脊、龙王构造带和海槽南段"棉花构造带"可能保留了海槽各幕断陷前的火山岩浆活动特征,而现在活动的吐噶喇火山岛弧可沿海槽南段岛坡追踪到台湾。吕宋岛向台湾的碰撞挤压引起的旋张活动加强了海槽南段的地壳拉张,诱发了地堑内火山岩浆活动,在洋壳化进程中起关键作用,其中最典型的八重山地堑已经形成洋壳。断裂和岩浆活动主要是单向地向岛弧侧迁移,由洋中脊扩张产生的对称条带状磁异常模式难以解释冲绳海槽的洋壳化进程。     

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。     

西太平洋弧后盆地的热液系统及其岩浆环境研究

研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。     

冲绳海槽北段地磁场特征及其地质解释

根据磁异常的分布特征,冲绳海槽北段可以分成三个异常区：东海陆架边缘异常区、东海陆坡异常区和冲绳海槽北段异常区。在东海陆架边缘区,磁异常以正为主,最大可达＋ ３５０ｎＴ,该区所对应的磁性基底埋深较浅,一般在２～３ｋｍ 。在东海陆坡异常区,除了有ＮＮＥ向展布的负异常外,在此背景上还发育了一些沿ＮＷＷ 向展布的次级异常,推测本异常区的磁异常与ＮＷ 向的基底断裂有关。冲绳海槽北段异常区所在宽缓负异常的大背景下又有几处正异常条带分布,则是在吐噶喇断裂带控制作用下所产生的磁性较强而又不均匀的火成岩体的反应     

东海陆架盆地中生界构造样式及其动力学成因探讨

构造样式为盆内各类构造组合的几何形态表达,反映了盆地所处应力场性质变化与构造演化过程。本文基于近5年来针对东海陆架盆地所取得的地震资料解释成果,并综合盆地构造演化特征及其地球动力学背景,对盆地内中生界构造样式进行了系统的分类与总结,详细划分为5类构造样式:伸展构造样式、挤压构造样式、走滑构造样式、反转构造样式和底辟构造样式,并进一步细化为12种构造组合。同时,对东海陆架盆地内西部坳陷、中部低隆起、东部坳陷3个构造单元内的中生界构造样式发育情况分别进行了总结,各类构造样式自西至东具有各异的展布特征。综合盆内中生界构造样式几何学特点与展布特征可见,由于伊佐奈歧板块的俯冲、碰撞作用,区内处于挤压构造环境,进而形成了挤压背斜、断背斜、正反转等构造组合;大洋板块的后退翻卷及板块碰撞、俯冲的远程效应下,区内构造环境以伸展作用为主,形成了一系列NNE向裂陷盆地,发育了丰富的伸展构造组合;走滑-拉分构造的发育较好体现了构造环境的转变,地震剖面上见有花状断裂发育;岩浆底辟构造多发育于拉张环境下,与断裂展布息息相关,多沿NE-NNE向断裂展布。此外,新生代多期构造运动是影响中生界构造样式发育展布的重要因素。     

海底热液多金属硫化物分布及控矿因素

基于最新公布的全球热液矿点数据讨论了海底热液多金属硫化物矿体形成的构造环境,探讨了深部岩浆活动、断裂构造以及沉积物盖层等控矿因素对洋中脊多金属硫化物矿体成矿的影响。研究结果表明:海底热液多金属硫化物矿点主要分布于离散型板块边界和汇聚型板块边界;深部岩浆活动和断裂构造是洋中脊热液多金属硫化物成矿最主要的控矿因素;快、慢扩张洋中脊环境深部岩浆活动和断裂构造的差异导致在海底形成了不同规模的多金属硫化物矿体。对认识海底热液多金属硫化物矿床分布与成矿规律、以及开展海底多金属硫化物资源勘查具有一定的指导意义。     

冲绳海槽中部的火山口

冲绳海槽位于中国东海大陆架的东部,与东海陆架相连,是一个新生的孤后盆地,海底火山活动和地震频繁,断裂体系十分发育,沉积了十分丰富的火山碎屑沉积物,根据海底沉积物中的浮岩与磁铁矿含量变化,结合水深资料推测了海底火山口的位置,结果表明Z 14—5测站(27°18′N、127°12′E)附近是一个火山口。     

东海陆架坡折地形和沉积作用过程

东海陆架坡折带位于东海陆架最外缘与东海陆坡之间坡度明显转折地带。坡折点水深在132-162米之间,平均水深为147米,坡折带宽度在4-18公里。东海陆架坡折带深受晚更新世以来海平面升降变动的影响。东海陆架坡折带没有形成永久性的细粒沉积层,而是现代陆源细物质向冲绳海槽方向搬运的暂时停留区。海底峡谷往往成为陆源物质向陆架外搬运的重要通道。     

利用重磁震资料解释推断东海海底火成岩

利用1∶100万上海幅海洋区域地质调查项目最新获得的重力、磁力和多道地震数据,根据研究区内重、磁场特征,以及已知的火成岩发育状况,在数据处理的基础上,通过剖面和平面相结合,对东海海底的火成岩进行了推断解释,从而得到火成岩在空间上的展布位置。分析认为东海海底火成岩具有沿北北东向成带发育的特点,沿深大断裂侵入于中生代地层;北北西向火成岩带发育时间较晚,规模小,与北西向断裂形成较晚相对应,火成岩分布呈现东西分带的特点,陆架盆地中低部隆起为喜马拉雅早—中期岩浆岩。     

构造地质过程对冲绳海槽热液活动及成矿作用的控制研究综述

在对冲绳海槽及邻区构造地质学和热液地质学调查研究成果进行全面总结的基础上,将深部地球动力学机制、冲绳海槽形成演化、岩浆作用过程、热液系统结构、流体循环模式和成矿作用特征等多方面的问题,纳入到统一的框架下,探讨了冲绳海槽构造地质过程对热液活动和成矿作用的控制机理。分析认为,区域中尺度地幔流引起了东亚大陆边缘岩石圈向东的蠕散,并驱动了菲律宾海板块沿琉球海沟向欧亚板块之下的俯冲。在弧后小尺度地幔对流、岩石圈减薄、板片反卷和俯冲后退的共同作用下,冲绳海槽发生弧后张裂。张裂作用在岩石圈内形成了网状破裂系统,为岛弧和弧后岩浆上涌提供了通道,并且引起了不同来源岩浆的干扰和混合。侵位到地壳浅部的岩浆为热液活动提供了热源和主要成矿物质来源,是影响热液活动分布的主要因素。沉积层覆盖改变了流体的浅部循环结构和原始流体成分。热液区内普遍存在的流体相分离过程,导致了广域成矿作用的发生。     

东海的构造运动及演化

东海新生代(包括白垩世)构造运动主要根据地震资料,反映了九次构造运动.其中六次代表了影响整个东海的全区性构造运动,对东海陆架盆地成生演化具重大影响的有三次,即基隆、玉泉和龙井运动;对冲绳海槽盆地有影响的是两次即龙井和冲绳海槽运动.东海构造运动的演化有自西向东逐渐推进之势.早第三纪断陷作用在陆架西部有较强的表现,玉泉运动时其重心移至陆架东部,龙井运动后构造及沉积作用转向钓鱼岛隆褶带以东冲绳海槽,第四纪以来运动的中心则向冲绳海槽南部海槽坳陷转移.     

东海洋陆过渡带中—新生代构造变形及动力学机制

洋陆过渡带为大陆与大洋相互作用的重要地区,是研究大洋与大陆地球演化过程、动力学机制的关键,西太平洋及邻区是全球范围内开展洋陆过渡带研究的最理想实验室。东海陆架盆地及邻区整体位于华南陆块东部,中、新生代以来遭受了多期复杂的板块碰撞、俯冲、弧后拉张等影响,完整保留了该时期的构造变形,记录了丰富的洋陆过渡带地质信息。基于近10年来获取的陆域实测资料、海区地球物理数据,综合前人中、新生界研究成果,运用海-陆对比等方法,以东海陆架盆地南部及邻域为研究区,梳理了毗邻陆域中、新生界构造变形,识别出4大区域不整合面、划分了4大主要构造层,总结了区内6个构造岩浆期发育及5大区域断裂展布。同时,重新梳理了海域中、新生界地层格架,细化出5类构造样式与12种构造组合,分析了断裂、火成岩,其中断裂主要沿NE-NNE、NW向展布,兼有少量沿EW向发育的小规模断裂,岩浆岩多期次活动,主要为燕山期与喜山期。结合数值模拟,认为慢速拉伸模式较为符合研究区中生代构造环境,板片俯冲造成的局部含水地幔熔融可能为区内岩浆岩的主要成因,详细划分了区内构造演化与盆地类型。     

东海陆架前缘斜坡(冲绳海槽西坡)北部的断块隆脊地貌

东海陆架前缘斜坡(冲绳海槽西坡)北部的断块隆脊,是呈长条形的脊状台式隆起,位于29°30′N-31°10′N;128°00′E-128°20′E之间。其由NNE向链状排列的断块山地组成,且与NNE向的断裂构造相一致,其顶部水深约300m～400m左右。从实测单道地震剖面看,隆脊的东西两侧均有断层出现。隆脊西坡倾向陆架一侧,坡度大,有的地方坡度超过10°;而东侧坡度较缓,仅1°左右,缓倾至海槽西坡坡底,并以沟坎式与冲绳海槽槽底相连。冲绳海槽地区的构造运动,使隆脊地区受到断裂构造的作用。NNE向的大断裂使该隆脊位置的东西两侧断裂下降而中间抬起,加之下部岩浆上侵,显现出链式排列的断块山地,表现为一条长形的断块隆脊构造地貌体。推测该地貌体形成的时期较晚,它是与断层的发生同时期形成的。