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。     

马里亚纳海槽沉积物中的火山碎屑及火山灰特征

对马里亚纳海槽的５个沉积岩芯进行了火山碎屑矿物分析,讨论了马里亚纳海槽的火山碎屑来源以及不同地质构造环境对沉积物类型分布的影响。同时,对岩芯中火山灰的组成特征及其地质意义进行了初步分析。     

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。     

冲绳海槽表层沉积物沉积特征的初步研究

海槽表层沉积物沉积特征的研究结果表明,冲绳海槽沉积物具有大陆和大洋之间的过渡性质,大陆及大陆架物质在近期地质历史中,始终是海槽沉积物的主要物质来源;海槽区粗粒沉积物是陆架粗粒沉积物的延续,其性质与陆架区的相似,属于再沉积形成的沉积物;沉积物中的火山物质是区分陆架和海槽沉积物的主要标志之一。     

马里亚纳海槽区粘土矿物组成及分布特征

根据７个岩芯粘土矿物的研究，马里亚纳海槽晚更新世以来的沉积物中主要粘土矿物是蒙皂石，其次是少量ＦｅＭｇ绿泥石和伊利石．蒙皂石和ＦｅＭｇ绿泥石主要是海底基性火山物质蚀变形成的自生矿物，伊利石主要是来自海槽北面和西北面陆上岩石的风化产物．蒙皂石由海槽北部向南部呈增加趋势，而伊利石则呈减少趋势．此外，在距今大约４５ｋａ～１０ｋａ形成的地层中蒙皂石呈减少趋势，伊利石则呈增加趋势．上述粘土矿物组成及分布主要与物质来源、火山活动、海底浊流以及古气候变化的影响有关．     

冲绳海槽岩心沉积物稀土元素特征及物源指示

通过对比研究了冲绳海槽南部、中部、北部岩心沉积物的稀土元素(REEs)组成和分异特征,揭示了冲绳海槽不同区域的物源差异。由于火山物质和周围河流携带的陆源物质贡献程度不同,各岩心沉积物REE组成存在显著差异。∑REE、∑LREE具由南至北递减的趋势,北部具相对更高的∑HREE,南部次之。LREEs与HREEs间的分馏程度,LREEs、HREEs内部分馏程度均由南至北依次减小。从粒度、微量元素和稀土特征参数的垂向变化来看,岩心S3物源相对单一,沉积环境随时间变化较小,主要受长江和台湾河流沉积物控制。岩心S10、S9沉积物来源更为复杂多样(特别是S9),沉积环境在时间尺度上发生了较大的变迁。岩心S10层位1主要受黄河和长江沉积物控制,层位2具黄河沉积物和火山物质混合的特征,岩心S9层位1是黄河沉积物和火山物质混合的结果,层位2主要受黄河沉积物控制。     

孟加拉扇沉积作用与古气候研究进展

"气候-构造-沉积"耦合问题是全球变化研究的重要内容,孟加拉深海扇作为世界第一大浊积扇,沉积物主要来自喜马拉雅山及青藏高原的侵蚀物质,且处于亚洲两大季风区之一的印度季风区,是研究三者相互关系的天然实验室。通过总结该区前人研究成果,对孟加拉扇沉积作用与古气候研究现状进行了综述,提出了该区尚存争议的主要科学问题并展望了今后的研究方向。研究认为,除来自喜马拉雅山和青藏高原的物质外,孟加拉扇还受到印度、东南亚大陆等源区的影响,另外还有少量生物沉积和火山来源物质等。孟加拉扇沉积物以细粒物质为主,扇体表面遍布浊流通道。浊流和等深流是孟加拉扇主要的沉积动力机制。目前对孟加拉扇扇体沉积模式及其在青藏高原隆升、孟加拉扇"源-汇"过程、"气候-构造-沉积"耦合研究中的作用仍存在不同见解,尚需更加深入的研究。     

冲绳海槽近3.5万a来陆源物质沉积通量及其对气候变化的响应

以冲绳海槽DGKS9603孔沉积物为研究对象,利用元素地球化学成分数据因子分析方法把混合源沉积物分离成陆源、火山源和生物源.结合沉积物干样密度和沉积速率对冲绳海槽近3.5万a以来沉积物中陆源物质沉积通量进行了估计,进而揭示陆源物质供应对气候变化的响应规律.研究表明,冲绳海槽的陆源物质主要来源于长江输运的我国大陆物质.在冰期—间冰期时间尺度上,海平面涨落导致的长江与海槽之间距离的伸缩是制约陆源物质通量变化的主要因素;在盛冰期和气候变冷事件(Heinrich事件)期间,东亚冬季风的增强使更多的粉砂级物质进入冲绳海槽,导致陆源物质通量增加.冲绳海槽沉积物记录的Heinrich事件与增强的东亚冬季风密切相关.     

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。     

马里亚纳海槽岩浆作用研究进展

西太平洋俯冲带是世界上最典型、最活跃的俯冲带,分布众多的海沟-岛弧-弧后盆地（沟弧盆）系统。马里亚纳俯冲带是典型的洋-洋俯冲带,而马里亚纳海槽作为马里亚纳俯冲带的重要构造单元,是研究不受陆壳物质影响的俯冲作用的理想区域。前人对马里亚纳海槽岩浆地幔源区性状、俯冲组分的影响、岩浆演化等进行了详细研究。结果表明：（1）马里亚纳海槽岩浆源区主要为亏损地幔,岩性主要为橄榄岩,且不同区段具有不一致的地幔部分熔融程度;（2）不同区段受到来自蚀变洋壳及沉积物的俯冲组分的影响程度也不同,并由此影响了不同区段的地幔熔融程度和初始岩浆成分;（3）俯冲组分的影响自中段向南北两段逐渐加强,中段主要受到来自沉积物熔体的影响,南、北段受到板片释放的含水流体的影响则更为明显;（4）不同区段甚至同一区段的岩浆在演化过程中,经历了橄榄石、辉石、斜长石等斑晶矿物的差异性分离结晶过程,这也很好地解释了该区丰富的岩石类型和玄武质岩石的不同矿物组合特征。以上研究很好地促进了对马里亚纳海槽岩浆作用过程的认识,也深化了对俯冲带构造-岩浆作用的理解。     

马里亚纳海槽两沉积岩芯主要化学元素的因子分析

通过对马里亚纳海槽两沉积岩芯中主要化学元素的因子分析,其结果表明,化学元素的共生组合和含量变化,与火山碎屑矿物以及大部分由海底玄武岩和玄武质火山玻璃蚀变而成的粘土矿物密切相关.岩芯的化学成分主要来自火山喷发物,因此,元素的地球化学特征反映了该区火山作用的影响.     

西菲律宾海盆-马里亚纳海槽区柱状岩芯中钙质超微化石分析及地层时代

本文通过对取自西菲律宾海盆及马里亚纳海糟区85kL和77KG,66KG,6lKL,57KL岩芯中钙质超微化石的分析研究,划分了上述岩芯的地层时代。66KG,61KL,57KL地层时代为更新世晚期;77KG0～l0cm和10～20cm地层时代分别为更新世晚、中期;以下(20～30cm)地层时代为早中新世晚期。85kL所处水深位于碳酸盐补偿深度(CCD)以下,岩芯中无化石保存。     

北仑河口柱状沉积物粒度特征

根据北仑河口3个钻孔柱状沉积物的粒度分析结果,结合14C测年和210Pb测年资料,分析了钻孔沉积物的粒度特征,结果表明：KL1柱样沉积物主要为粉砂质砂、砂质粉砂、中细砂、细中砂,沉积物由下到上由细到粗再变细,经历了2个沉积变化;KL2柱样沉积物单一,为细中砂;KL3柱样沉积物由下到上依次为砾石、砂砾、粗中砂、细中砂、砾砂、粉砂质砂、粘土质粉砂、砂-粉砂-粘土,沉积物粒度由下到上逐步细化,该孔早期离物源较近.3个孔的沉积物分选大多很差,反映当时水动力作用较强或者离物源较近.这些沉积物类型为晚更新世末次冰期以来的沉积,记录了晚更新世以来2个沉积变化.     

西菲律宾海盆和马里亚纳海槽的沉积化学特征

利用不同的化学分析方法,对5个岩芯沉积物进行了分析,结果表明,岩芯可分为铝硅酸盐沉积和碳酸盐沉积两种类型。前者主要是由Sio_2,Al_2O_3,Fe_2O_3以及其他金属氧化物组成,可能与火山源有关。后者主要是由碳酸盐组成,它与生物源有关。 典型岩芯沉积物多种氧化物含量的垂向变化往往发生在岩芯某一相同位置,这暗示了在地质时期中曾发生过地质环境的变化。     

马里亚纳“沟−盆”深水沉积环境稀土元素特征与物源约束

通过对西太平洋帕里西维拉海盆东南部的C-P19柱状样和马里亚纳海沟南坡的L3柱状样进行粒度和稀土元素地球化学分析,探讨了二者物源的异同。结果表明:研究区沉积物的稀土元素含量基本不受沉积物粒度控制,主要受控于物源变化。物源判别结果指示二者的物源具有同源性,其中西马里亚纳海脊剥蚀下来的火山物质对研究区的物质来源贡献最大。火山物质中的重矿物可以影响到稀土元素的含量,例如锆石的含量和稀土元素总量(ΣREY)的相关系数可达0.86。来自中国内陆黄土的陆源风尘物质对两个研究区的物源供给也有一定贡献,但其贡献程度较小。由于马里亚纳海沟南坡更加远离大陆且纬度更低,其接受的亚洲风尘也比帕里西维拉海盆和挑战者深渊更少。此外,南极底层水流经研究区,对海盆和海沟的沉积物都造成一定影响,而且在马里亚纳海沟南坡更加活跃,因而帕里西维拉海盆东南部的沉积物比马里亚纳海沟南坡更易于保存。     

东菲律宾海帕里西维拉海盆第四纪黏土矿物组合特征及物源分析

应用X射线衍射(XRD)方法对东菲律宾海帕里西维拉海盆的两个重力柱状样F090815和F100609的第四纪沉积物进行了黏土矿物分析。结果表明,南北两个柱状样黏土矿物呈现不同的组合特征。南部的F090815岩心蒙皂石含量(平均50%)最高,伊利石(平均37%)次之,含少量的绿泥石和高岭石(平均13%);北部的F100609岩心为伊利石含量(平均47%)最高,蒙皂石(平均39%)次之,含少量的绿泥石和高岭石(平均14%)。根据黏土矿物含量及特征变化可将两根柱状样划分为4段,并根据黏土矿物组合特征及化学指数和结晶度,认为蒙皂石主要来源于研究区东部紧邻的马里亚纳海槽基性火山物质的蚀变;伊利石主要来源于物理风化作用强烈的陆地,并很可能与亚洲风尘有关;绿泥石与伊利石有着相同的来源;高岭石在此区含量非常低,也证明了与伊利石和绿泥石来源相同。另外,两柱状样黏土矿物特征变化趋势不同,是由于整个F090815孔所揭示的地层大概只相当于F100609孔的第IV段沉积期,是该沉积期更高分辨率的反映。     

马里亚纳海槽扩张轴(中心)玄武岩铂族元素特征

马里亚纳海槽扩张轴中心玄武岩铂族元素(PGE)总量变化范围为0.418×10-9~1.022×10-9,其原始地幔标准化配分模式呈正倾斜型,表现出PPGE(包括Pt,Pd,Rh)和金的相对富集.与其他幔源岩石相比,该区玄武岩PGE总量较低,(Pd/Ir)N,(Pd/Pt)N,(Pd/Ru)N变化较大,表现出铂、铱的相对亏损和明显的铂负异常(Pt/Pt*=0.01~0.15).PGE的分布特征一方面反映了该区地幔熔融度不高,另一方面,大离子亲石元素LILE(铷、锶、钾等)、铅和轻稀土LREE略富集,暗示扩张中心之下的软流圈地幔源受到了岛弧地幔的混染.上述特征反映了马里亚纳海槽玄武岩是MORB型与岛弧型地幔源不同程度混合后部分融熔的产物.     

马里亚纳海槽区岩芯中浮游有孔虫和CaCO_3溶解及其影响溶解的因素

本文从浮游有孔虫壳体保存,数量,分异度值,底栖类/浮游类比率和CaCO_3含量诸方面讨论马里亚纳海槽区岩芯中溶解及其影响溶解的因素。     

基于独立成分分析的马里亚纳弧后地幔源区特征研究

对采自太平洋洋中脊(277组)、印度洋洋中脊(159组)、马里亚纳海槽(53组)、马里亚纳岛弧(39组)、中南劳海盆(72组)共600组玄武岩数据进行了独立成分分析,从Sr-Nd-Pb五维同位素比值空间提取出占样本方差99%的3个独立成分(IC1,IC2,IC3),并利用这3个独立成分(ICs)与微量元素比值之间的相关性来讨论独立成分的起源。分析结果表明:IC1可以将马里亚纳海槽玄武岩与太平洋洋中脊及马里亚纳岛弧玄武岩区分,并且IC1值与(La/Sm)N比值呈正相关。IC2可以将马里亚纳海槽和马里亚纳岛弧玄武岩区分,而且IC2值与Ba/Th比值呈正相关;IC3可以将弧后盆地和洋中脊玄武岩区分,同时IC3值与Th/Nb呈负相关。分析独立成分的统计特征和微量元素比值特征可知,IC1与印度洋型MORB地幔的富集组分相关,IC2与太平洋板块俯冲产生的含水流体相关,IC3与再循环俯冲沉积物熔体相关。根据ICs地理分布特点,我们认为:1)马里亚纳海槽北部比南部受到更多印度洋型MORB地幔富集组分的影响,表明印度洋型MORB地幔可能从北部置换太平洋型MORB地幔;2)海槽北部地幔源区则是受到再循环沉积物熔体的影响较大,而中部和南部地幔源区可能受到更多俯冲流体的影响。