东亚大陆边缘的板块重建与构造转换

东亚大陆边缘中新生代期间的动力学演化始终是地质研究的难点和热点,特别是对其大陆边缘性质、类型和演化过程始终不明朗,并存在巨大争论。系统综述了40多年来已有东亚大陆边缘二叠纪以来板块重建的主要方案,特别是近10年来东亚陆缘新的研究成果,侧重探讨了晚三叠世以来东亚大陆边缘类型转换、不同构造域的交接—转换过程。认为东亚陆缘总体经历了三叠纪前的被动陆缘阶段、晚三叠世—早白垩世的大陆岩浆弧发育的安第斯型活动陆缘阶段、早白垩世晚期—始新世的走滑拉分盆地发育的安第斯型活动陆缘阶段和渐新世以来的日本型活动大陆边缘阶段。这对于认识中国东部海域渤海湾、黄海、东海和南海盆地成因具有指导意义。同时,分析了各阶段海—陆分布特征及其变迁规律、板块格局变动过程及其动力学背景。     

南海北部陆缘构造属性研究进展

南海北部陆缘位于特提斯与古太平洋两大构造域的叠合部位,构造特征十分复杂,其构造属性一直是国内外学者争论的焦点,从主动陆缘到被动陆缘,火山型被动陆缘到非火山型被动陆缘等均有表述。南海复杂的形成机制以及东、西部构造差异性所引起的地球物理、岩浆活动等认识的异同,是造成南海北部陆缘构造属性认识差异的主要原因。通过与全球典型地区的比较研究,进一步加强对南海形成演化过程分析,开展大洋钻探与多学科综合分析,揭示南海海盆的多期扩张与多盆张裂特征,是认识南海北部陆缘构造属性的关键。探讨了南海三叉裂谷张裂模式,初步认为南海第1次扩张具有非火山型被动陆缘性质,第2次扩张具有火山型陆缘性质。     

台湾地质与板块构造模式

台湾岛虽然是西太平洋岛弧系的一部分,但是它具有岛弧系中许多其它岛屿所不具备的独特的地质和地球物理特征.这可能与它的特殊的地质发展历史有关.本文在概括地分析了台湾的地质和地球物理特征,以及有关台湾地质构造演化的一些有代表性的观点之后,提出了将台湾的地质构造演化划分为三个阶段的模式:1.中—晚中生代,安底斯型活动大陆边缘阶段;2.第三纪稳定大陆边缘阶段;3.更新世,吕宋弧逆时针转动和弧陆碰撞阶段.     

大陆西向漂移

全球有多处构造反常地区，非洲东部是被动陆缘，却有塞舌耳岛弧及弧后盆地。太平洋东西两岸构造及岩浆分布有巨大的差异，中国东部属拉张性质，但由陆至海火山岩分布却是由老到新；再者如马来西亚、印尼、南美合恩角以及南设得兰群岛等，它们破碎县锐的一端皆指向东方；南极布兰斯菲德海峡之重磁异常沿其东西延伸旗帜人分段特征，对这一切最好的解释就是大陆西向漂移。     

西非被动大陆边缘盐构造样式与成因机制

基于三维地震资料,对西非陆缘盐构造样式及分布特征进行了刻画,剖析了其形成演化机制与控制因素。西非陆缘盐上地层滑脱形成典型的薄皮构造,前缘发育挤压变形,后缘发育拉张变形,两者之间为过渡变形。拉张区发育白垩系盐筏、前盐筏、新近系盐筏等盐构造;过渡变形区以发育各种底辟构造为特征;挤压变形区主要发育侵位盐席构造。重力滑脱作用是被动陆缘盐构造发育过程中始终存在的驱动机制,重力扩展作用在大陆边缘成熟阶段作用明显,在陆缘演化早期并不突出。陆缘构造活动控制盐构造的形成,差异沉积负载作用影响着盐上地层滑移特征,而盐下底形对盐岩流动、盐上地层滑移速率及相关断裂体系的产生与沉积响应具有重要影响。     

台湾西南近海地区构造特征

台湾岛位于沿菲律宾海西缘展布的琉球岛弧和吕宋岛弧的结合处．台湾岛以南，南海岩石圈向东俯冲到吕宋岛弧之下．台湾岛以东，菲律宾海板块向北俯冲到琉球岛弧之下．晚新生代，由于吕宋岛弧与亚洲大陆的碰撞，形成了台湾山带，台湾山带的构造走向为NNE－SSW，其弧凸向亚洲大陆．台湾岛内，西缘一系列的叠加精皱和推覆体很好地显示了造山构造特征，这些造山构造特征被认为向南延伸至台西南近海地区．然而，由于它们被较厚的第四纪沉积物所覆盖，台西南近海地区的构造模式多数尚属未知．据最近的一项海洋地球物理调查，马尼拉海沟沿NNW向…     

南海北部新生代盆地群构造特征及其成因

南海北部陆缘自西向东分布有北部湾、琼东南、珠江口和台西南等新生代盆地。前人认为这些盆地是华南大陆东南缘裂解直至南海北部被动陆缘形成过程中逐渐形成的,但大量地震剖面揭示,南海北缘主控盆断裂倾向陆地,与典型的被动陆缘的主断裂倾向海盆的特征明显不符。因而,南海北部陆架盆地成因显然不是被动大陆边缘的Mckenzie伸展机制。为此,基于大量陆地调查和海域地震剖面资料的对比,揭示了南海北部陆缘至少在34Ma之前不是被动大陆边缘,早期陆缘断裂十分发育,主控断层为NE—NNE走向,和陆地同期走滑断层具有连续性。这些NNE—NE向断裂右行右阶走滑控制了拉分盆地内的EW或NEE方向的次级断裂,并控制了盆地内部近EW向的次级构造单元展布。因此,新生代南海北部陆缘的一系列盆地是动力学成因上具有密切联系的右行右阶拉分盆地群。这个拉分成因模式与南海北部陆缘新生代盆地内部沉积沉降中心迁移、构造跃迁、岩浆展布等特征非常一致。而南海北部真正成为典型被动大陆边缘的时间是在15Ma之后,但此时南海却停止了扩张,而且大约在10～5Ma由于菲律宾海板块沿吕宋岛弧-台湾造山带逐步楔入欧亚板块导致最后的弥散性NWW向断裂切割南海北部所有构造。从盆地动力学考虑,南海北部陆架盆地的成因主要与太平洋板块的动力学联系较为紧密。     

南海晚新生代构造运动与天然气水合物资源

南海在新生代经历过两次海底扩张产生了南海洋盆.南海北部和南部原来都是被动大陆边缘,但北部在晚新生代由于菲律宾海板块与欧亚板块在台湾地区发生了碰撞,使陆缘遭受到北西向挤压,在陆缘上产生了北西向左旋走滑活动,我们命名此次构造活动为东沙运动;南部陆缘在早中新世末由于南移的南沙地块与婆罗洲地块发生了碰撞,加上此时北移的菲律宾海板块在明都洛岛地区与欧亚板块发生碰撞,以及南部的东南苏拉威西地块与西北苏拉威西地块发生碰撞,在南海南部产生了挤压构造,我们命名此次构造运动为南沙运动.这两次新生代的构造运动改变了南北陆缘的性质,北部陆缘有人因此称之为准被动陆缘,而南部陆缘的南部则变成了挤压边缘.南海南北陆缘在晚新生代受到的挤压活动,对油气成藏和天然气水合物的形成有重要的推动作用,因为挤压活动有利于流体的流动,进而在适当的地方形成油气藏和天然气水合物.     

南海大陆边缘动力学研究进展:从陆缘裂解到海底扩张

南海处于印度—澳大利亚、欧亚和太平洋三大板块汇聚中心,地理位置独特,地质作用复杂,是研究大陆裂解—海底扩张过程以及大陆边缘动力学的天然地质实验室。通过总结近年来对南海大陆边缘动力学研究的最新进展认为:①南海北部陆缘为非火山型被动陆缘,其东段虽有岩浆底侵活动,但其为海底扩张结束后的产物,南部陆缘未发现下地壳高速层,也为非火山型陆缘;②南海陆缘上下地壳的拉张因子存在差异,表明陆缘的张裂变形在纵向上并非是均一的,而具有随深度变化的特点;③南海海盆是通过2期扩张形成的,具有由NE向SW渐进式扩张的特点,其东侧表现为成熟的洋盆,而西侧保留了更多陆缘裂谷的特征;④南海海盆形成的动力学模型存在碰撞挤出模型和古南海拖曳模型2种争论,2种模型各有优缺点,需要今后进一步综合研究。     

南海北部陆缘张裂—岩石圈折沉的地壳响应

南海北部陆缘在中生代晚期曾形成宏伟的华夏陆缘造山带。火成岩岩石学、岩相古地理学和地球物理学证据显示，该造山带不仅具有巨厚（50－60km)的陆壳，而且还有巨厚（160－180km)的岩石圈根，在地势上曾出现过高3500－4000m的华夏山系。陆缘裂陷盆地的形成发育历史、地壳－岩石圈深部结构、火成岩地球化学特征及理论计算均表明，南海北部陆缘从晚白垩世以来发生的张裂作用起始于华夏陆缘造山带的拉伸塌陷，岩石圈折沉是南海北部陆缘张裂的重要的引发机制。因此，南海北部陆缘张裂既不同于弧后扩张，也不受控于大西洋式的海底扩张，而是该区大陆构造演化和深部壳幔相互作用的结果。     

东亚边缘海域地貌格局与岛弧地震活动时空差异的关系探讨

东亚岛弧海沟系在平面形态上表现明显的不连续性,各段两端向大陆弯曲,中部向海凸出,这种形式与海底岭脊密切相关;地震活动沿岛弧呈狭窄的带状分布,但其活动性在岛弧的延伸方向上及岛弧间存在明显的差异,表现在岛弧两端或岛弧与海岭的交接地段活动性较强,而中段活动性较弱。菲律宾海板块西侧（靠大陆）活动性较其东侧（靠太平洋）强,马里亚纳弧的ＮＮＥ和ＮＥ方向段地震活动弱于其它的方向段。岛弧地震和大陆地震发生的时间关     

南海北部陆缘张裂--岩石圈拆沉的地壳响应

南海北部陆缘在中生代晚期曾形成宏伟的华夏陆缘造山带。火成岩岩石学、岩相古地理学和地球物理学证据显示，该造山带不仅具有巨厚(50～60 km)的陆壳，而且还有巨厚(160～180 km)的岩石圈根，在地势上曾出现过高3 500～4 000 m 的华夏山系。陆缘裂陷盆地的形成发育历史、地壳-岩石圈深部结构、火成岩地球化学特征及理论计算均表明，南海北部陆缘从晚白垩世以来发生的张裂作用起始于华夏陆缘造山带的拉伸塌陷，岩石圈拆沉是南海北部陆缘张裂的重要的引发机制。因此，南海北部陆缘张裂既不同于弧后扩张，也不受控于大西洋式的海底扩张，而是该区大陆构造演化和深部壳幔相互作用的结果。     

台西南盆地晚新生代地质演化分析

通过对构造沉降、断裂活动、岩浆活动、构造应力场等分析，认为台西南盆地晚新生代地质演化存在两个旋回，即渐新世－中中新世受南海扩张控制、陆缘主动裂陷－沉降旋回和晚中新世－第四纪受台湾弧－陆碰撞影响、陆缘被动拉张－活化旋回。     

菲律宾蛇绿岩及其大地构造意义

菲律宾出露有20余套规模各异的俯冲带上板块(SSZ)型蛇绿岩,它们的时代以晚中生代为主,仅少数为新生代。大多数菲律宾蛇绿岩出露相对完整,包括由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩等组成的变质地幔岩,和堆晶辉石岩、辉长辉绿岩等深成岩,以及枕状玄武岩、熔岩等喷出岩,甚至燧石岩等上覆沉积物,部分发育席状岩墙群和与蛇绿岩相关的构造混杂岩及变质基底。其中喷出岩在地球化学特征上整体表现出类似MORB和IAT的REE配分模式,具LILE富集和HFSE(如Nb、Ta相对La、Th)弱到中等程度亏损的特征。通过对菲律宾蛇绿岩的形成年代、岩石组合、地球化学特征及构造环境的分析,并与东南亚地区其他同时代蛇绿岩和周缘边缘海进行对比,将菲律宾蛇绿岩分为两部分。(1)菲律宾活动带蛇绿岩,该蛇绿岩带自西向东出露晚中生代弧前、新生代弧前扩张盆地和晚中生代岛弧、弧后盆地的残留,推测晚中生代蛇绿岩来自中特提斯洋向古太平洋板块俯冲所形成的沟-弧-盆体系,是菲律宾新生代岛弧岩浆活动的基底,而夹于晚中生代蛇绿岩之间的始新世蛇绿岩来自老的岛弧基底之上由于新特提斯洋俯冲形成的弧前扩张盆地。(2)菲律宾陆块蛇绿岩,其中巴拉望微陆块晚中生代蛇绿岩来源于古南海,而构造叠置于它们之上的新生代蛇绿岩则来源于古南海俯冲对应形成的边缘海,如苏禄海和南海;三宝颜微陆块或可能是古南海的南部被动大陆边缘,其蛇绿岩可能是古南海的残片,抑或三宝颜微陆块可能是婆罗洲南部东爪哇-西苏拉威西地体的延续,故该蛇绿岩又可能是新特提斯洋的残片。     

南海及邻区现代构造应力场初探

用数学模拟方法对南海及邻区的现代构造应力场及其动力进行定量分析,结果表明南海及邻区现代构造应力场与新构造运动密切相关,现处于一个全面挤压的新阶段,应力差值大小分布呈环带状,主应力方向呈规律分布,南海及邻区的区域稳定性可分为烈、强、中、弱四个活动区,南海北部陆缘地区属中活动区,其活动性质介于被动陆缘和主动陆缘之间。     

南冲绳海槽及其邻域的基底断裂构造

EW、NEE和NE向基底断裂沿主构造线方向展布,多属张性断裂.基底大断裂宏观上形成和控制了各主构造带的基本构造格架和各具特色的地质构造发育.它们的形成与弧后地慢流上涌和岛弧的旋张掀斜运动而出现的海槽张裂运动密切相关.NW、NNW和NW向基底断裂多属张扭性平移断层.它们对主构造带分割断错,形成和控制了次一级构造区块各具特色的地球物理和地质构造特征.宫古断裂带长期活动,作用十分强烈.它们的形成是由于受来自菲律宾海方向的水平应力作用,地壳作破坏性应力调整的结果.     

南极陆缘天然气水合物特征及资源前景

首先,根据地震反射剖面的似海底反射特征、深海钻探计划(DSDP)和大洋钻探计划(ODP)钻孔沉积物的高甲烷含量、高有机碳含量以及孔隙水盐度、氯离子浓度和硫酸根离子浓度异常等地球物理和地球化学证据推测,南极陆缘有7个潜在的天然气水合物分布区,它们分别为南设得兰陆缘、南极半岛的太平洋陆缘、罗斯海陆缘、威尔克斯地陆缘、普林斯湾陆缘、里瑟-拉森海陆缘和南奥克尼群岛东南陆缘等。其次,从气源条件、沉积条件、热流及温压条件和地质构造条件等对南极陆缘天然气水合物的成藏条件进行了分析,认为该陆缘具备天然气水合物形成和赋存的有利地质条件。最后,对南极陆缘天然气水合物的资源前景进行了探讨,认为其资源量非常可观。     

意大利陆缘海底峡谷内小规模周期性滑坡对人类的影响扩大

意大利陆缘是中地中海构造活动强烈、复杂的地段,地貌演化非常迅速。沿意大利陆缘,火山活动、断裂活动以及陆坡失稳等地质作用活动频繁,是有人类居住、活动的,具有潜在地质灾害的地区。因此,阐明那些在海底可见的并与地质灾害有关的地质特征是海洋地质领域重要的内容之一。     

华北板块西南缘早古生代构造演化与沉积响应——以段家峡剖面为例

通过分析陇县地区下古生界的沉积物特征,认为其物质响应很好地反映了该地区对构造转型所带来的环境变迁。华北板块西南缘的盆地演化先后经历了震旦纪—中奥陶世的被动大陆边缘和晚奥陶纪—志留纪的活动大陆边缘两个构造期次;前者相应形成走廊被动陆缘盆地和贺兰盆地,该时期发育从碎屑岩潮坪到浅水碳酸盐陆棚的沉积环境;后者形成走廊弧后盆地,中奥陶世晚期至晚奥陶世之间该地区开始发生强烈的凹陷,使得该海域沉积一套深水斜坡相滑塌沉积以及浊积岩。直到晚奥陶世晚期开始,由于受加里东运动的影响,随着海平面逐步下降,华北板块西南缘的沉积环境再次由深水相过渡至以一套碳酸盐岩为主的浅水环境。     

洋-陆转换与耦合过程

洋-陆转换/耦合地带就是大陆与大洋岩石圈转换/耦合的特殊构造地带。探索该区动力学对于深入理解人类密集区的地质过程具有重要的意义。这里洋-陆转换/耦合过程不是指陆壳向洋壳或陆幔向洋幔之间的物质转换,因洋壳向陆壳或洋幔向陆幔的物质转换过程也是不可逆的,而是特指构造动力作用或能量的转换交接过程。洋-陆转换/耦合带的狭义定义为被动大陆边缘的陆壳明显减薄到洋壳出现的深水区;但广义定义包括上述被动陆缘裂解作用涉及的区域范围,或是大洋岩石圈俯冲作用所能影响到的区域,其核心依然是俯冲带和/或大陆边缘,也就是说,其内涵是俯冲带和大陆边缘概念的总和,包涵浅部的地理要素和深部的地质因素。当前,对于洋-陆转换/耦合带的国际关注点很多,国际地学前沿问题较多,其中主要侧重以下几个方面:(1)物质:洋内弧形成与初始陆壳生成、俯冲脱水-相变、岩浆工厂、变质工厂;(2)结构:俯冲带类型、分段性、洋-陆转换/耦合带变形型式、地幔楔精细对流结构、俯冲面糙度-孔隙度-渗透率时空特征;(3)过程:俯冲过程、构造跃迁、构造转换、深部底侵、拆沉、高压-超高压岩石剥露、弧后扩张过程、板片窗、俯冲侵蚀与增生、物质迁移-转变-运聚、多圈层耦合过程;(4)机制:俯冲起源与板块机制起源、陆缘互换机制、地震触发机制、深部拆沉与底侵动力学机制、大陆裂解与(火山型和非火山)被动陆缘形成、洋-陆转换/耦合带构造跃迁机制、高压-超高压岩石剥露新机制、岩浆动力学、主动与被动俯冲机制、海山俯冲;(5)效应:源-汇效应、地表地形过程与深部流变关联、板片窗的构造-岩浆-成矿效应、边缘海盆地与资源-能源效应、俯冲与地震-海啸-滑坡灾害链。西太平洋和印度洋更是我国走向深海大洋、实现"海洋强国"的关键海域,蕴含着诸多中国的国家利益,也具有极其丰富的洋-陆转换/耦合过程的关键科学问题。现阶段可初步概括为以下几点:(1)板块重建的洋陆转换/耦合带检验;(2)深部过程(底侵-拆沉)与机制;(3)西太平洋陆缘构造体制和机制转换;(4)俯冲带分段性、过程与地震触发机制;(5)地表地形过程与深部流变、岩石圈强度关联;(6)地史期间的板片窗及其构造-岩浆-成矿效应;(7)洋陆转换/耦合带变形型式、构造跃迁和机制;(8)俯冲脱水、岩浆工厂与岩浆动力学;(9)边缘海盆地与资源、能源和灾害;(10)西太平洋板块格局与华北克拉通破坏;(11)太平洋板块格局与华南大陆再造;(12)印度洋过程重建与青藏高原隆升;(13)东亚地史期间的洋陆转换/耦合过程。