冲绳海槽海底地形的补偿模式研究Ⅰ.理论均衡响应函数的计算

本文从区域补偿和实验均衡出发,导出了上部负载和下部负载相关时理论均衡响应函数的计算公式,计算了弹性板有效厚度不同以及上部负载和下部负载的比例不同时的理论均衡响应函数曲线,并对曲线形态进行了初步的讨论．     

冲绳海槽海底地形的补偿模式研究

本文从区域补偿和实验均衡出发,导出了上部负载和下部负栽相关时理论均衡响应函数的计算公式,计算了弹性板有效工不同以及上部负载和下部负载的比例不同时的理论均衡响应函数曲线,并对曲线形态进行了初步的讨论。     

冲绳海槽海底地形的补偿模式初步研究

从区域补偿模式和实验均衡理论出发,利用重力和地形资料计算了冲绳海槽的均衡响应函数,结果表明：冲绳海槽南段弹性板有效厚度和补偿深度明显大于中段,结合其它地质地球物理资料解释认为,产生这种差异的原因主要是南,中两段岩石圈温度和补偿机制的不同所致。     

冲绳海槽海底热流的研究

冲绳海槽为世界上罕见的高热流区之一.迄今在海槽内已取得189个热流数据.热流分析表明,属于西北太平洋活动边缘的琉球弧后地区具有异常高的热流值,尤其是在冲绳海槽中部,测得大于10 000m·W/m2的异常高热流值,为全球热流调查中所仅见,这暗示着冲绳海槽为一迄今尚在强烈活动的弧后裂谷.     

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     

冲绳海槽中部热液区地形复杂度研究

基于中国科学院海洋研究所“科学”号综合考察船在冲绳海槽中部热液区采集的高分辨率海底地形数据,建立地形复杂度综合分析模型,利用窗口序列分析法以及均值变点分析法,分析了冲绳海槽中部热液区的地形复杂度。结果发现,研究区内平均地形复杂度指数为1.74,热液活动区地形复杂度指数在1.4～3.2之间,热液活动区地形相对复杂。这为计算全球海底热液区地形复杂度和寻找热液活动区位置提供了新的思路。     

南冲绳海槽地震反射波特征及其地质解释

对南冲绳海槽进行反射地震调查 ,结果表明 :(1 )海槽盖层主要由反射层组 (时代相当于第四纪 )和反射层组 (时代相当于上新世 )组成 ,推测槽底局部存在中新统。槽底沉积物主要源自中国大陆。轴部目前仍处在裂陷作用阶段 ;(2 )断裂极为发育 ,可分 NE— SW向(西南端转为近 E— W向 )和 NW— SE向两组 ,分别属张性及张扭性断裂 ,后者切割前者 ;(3)岩浆活动十分强烈 ,东南缘岩浆活动尤甚 ,推测其岩性以中、基性岩为主     

冲绳海槽海底硫化物中微生物矿化研究

报道了冲绳海槽伊平屋海洼海底黑烟囱样品中保留完好的矿化微生物群,它们的形态完好。主要有四种不同类型的丝状体,这些丝状体可能是硫或者铁氧化化能自养细菌和真菌矿化而成。对这些微生物矿化过程的研究表明,它们主要经过了两个阶段的矿化:(1)生物控制矿化阶段;(2)生物诱导矿化阶段。早期以生物控制矿化为主,晚期以生物诱导矿化为主。形成的矿物与热液成分以及微生物种类有关。     

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。     

冲绳海槽海底热液活动区玄武岩的矿物学和岩石化学特征及其地质意义

１９９２年５月－１９９２６月对绳海槽热液活动区进行调查采样，对拖网采到的新鲜的玄武岩样品做了斑晶矿物学及岩石化学研究。结果表明，冲绳海槽玄武岩的斑晶矿物主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石组成，副矿物有铬铁尖晶石和磁铁矿，因而将样品定为橄榄玄武岩。     

冲绳海槽及邻区磁异常特征及其地质解释

对冲绳海槽及邻区的ΔT磁异常特征进行了定性分析和变纬度化极处理,通过对比ΔT磁异常和化极磁异常分布特征,对冲绳海槽及邻区几个构造地质学问题进行了探讨。冲绳海槽基底埋深较大,沉积中心位于海槽西部;钓鱼岛隆褶带大规模基底隆起的南端终止于渔山-久米断裂带,断裂带以南的东海陆架南部边缘覆盖了厚层沉积物;以渔山-久米断裂带、舟山-国头断裂带和吐噶喇断裂带为代表的NW-NWW向右旋平移断裂带在东海构造演化过程中自西向东逐渐前展,对构造应力场起到了重要的调节作用,是东海"南北分块"构造格局中主要的构造单元边界;中新世以来台湾碰撞造山作用引起了东海陆架南部主要构造单元的顺时针旋转;菲律宾海板块的俯冲对琉球弧前地区的磁异常分布产生了显著影响。     

冲绳海槽中部南奄西海丘海底热液活动的若干特征

冲绳海槽中部南奄西海丘海底热液活动为弧后盆地型热液活动。在水深 ６５０～７７０ｍ处发育有活烟囱，喷出的热液温度（２７０℃）临近当地沸点（２７５℃），热液 中富含ＣＯ２气泡。稳定同位素研究表明，热液活动与岩浆活动有关。根据热液沉积 物的矿物学及化学特征可将其划分为４种类型，它们是富硅热液沉积物、富硫酸盐 热液沉积物、块状富硫化物热液沉积物和碎屑状富硫化物热液沉积物。热液沉积物 中至少含有２７种矿物，并富集了Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ａｇ等成矿元素。     

冲绳海槽中部玄武岩的岩石学和地球化学研究

1992年冲绳海槽地质调查时,在134站(126°56′7″E,27°30′0″N)共采集到3件玄武岩样品,其中1件取自134站表层样,另外2件取自134站柱状样中的118-143cm处和193- 218cm处(刀口位置)。通过对上述3件玄武岩样品的岩相学、岩石化学组成、稀土元素和微量元素和锶同位素比值分析研究,认为本区玄武岩具多期次喷发特征,早期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数较低,晚期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数相对较高,表明了单斜辉石为晚期结晶堆积产物。本区玄武岩稀土配分模式与岛弧拉斑玄武岩基本一致,其⁸⁷Sr与⁸⁶Sr质量分数比值m(⁸⁷Sr)/m(⁸⁶Sr)为0.7046,亦与岛弧拉斑玄武岩相当。最后利用Rb-Sr丰度特征确定本区的地壳厚度为19-24 km。     

冲绳海槽中部玄武岩的岩石学和地球化学研究

1992年冲绳海槽地质调查时,在134站(126°56′7″E,27°30′0″N)共采集到3件玄武岩样品,其中1件取自134站表层样,另外2件取自134站柱状样中的118-143cm处和193- 218cm处(刀口位置)。通过对上述3件玄武岩样品的岩相学、岩石化学组成、稀土元素和微量元素和锶同位素比值分析研究,认为本区玄武岩具多期次喷发特征,早期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数较低,晚期喷发形成的玄武岩中单斜辉石质量分数相对较高,表明了单斜辉石为晚期结晶堆积产物。本区玄武岩稀土配分模式与岛弧拉斑玄武岩基本一致,其87Sr与86Sr质量分数比值m(87Sr)/m(86Sr)为0.7046,亦与岛弧拉斑玄武岩相当。最后利用Rb-Sr丰度特征确定本区的地壳厚度为19-24 km。     

冲绳海槽地热研究中若干问题的探讨

根据冲绳海槽地区实测海底热流资料,结合该地区最新的地质地球物理调查研究成果,分析了冲绳海槽地热研究中的几个问题,认为(1)相对于其它边缘海盆地,冲绳海槽是一个高热流异常区,同时具有热流值极不均匀的特点;(2)冲绳海槽的壳幔热流比值介于大陆地壳与大洋地壳之间,具有过渡性地壳的性质;(3)冲绳海槽强烈的岩浆作用是造成局部高热流的重要原因;(4)广泛分布的海底热液活动造成了局部热流值强烈的高低变化。     

冲绳海槽中部表层沉积物的成因矿物学研究

研究样品由“向阳红16号”于1992年6～7月间取自冲绳海槽中部。对表层沉积物中>63μm粒级的石榴石和磁铁矿进行显微镜、扫描电镜能谱分析以及人工神经网络(B-P网络)的应用。研究表明,陆架边缘和槽坡的石榴石、磁铁矿主要来源于东海大陆架;槽底的石榴石部分来源于槽坡,部分属于海底火山或海底热液成因;槽底中北部的磁铁矿主要来源于火山活动,槽底南部的磁铁矿则可能主要来自于岛坡。     

冲绳海槽北部15ka B.P.以来沉积物源及控制因素——稀土元素的证据

用等离子体质谱法(ICP-MS)对冲绳海槽北部Y127孔16个沉积物样品的稀土元素(REE)进行了分析。根据AMS14C测年结果,Y127孔记录了冲绳海槽约15kaB.P.以来的沉积历史。约11.1kaB.P.以来,沉积物的稀土元素总量(ΣREE)由表层102.4μg/g向下增加到136.1μg/g,平均为123.3μg/g。15—11.1ka,ΣREE在149.1—169.2μg/g之间,平均为158.6μg/g,总体趋势由上向下逐渐增加。轻、重稀土元素比值(ΣLREE/ΣHREE)在上述两个时间段中分别为8.16和9.42,其变化趋势与∑REE的完全相同。La/Sm在两个时段分别为6.70和7.15。球粒陨石标准化的结果表明,15kaB.P.以来冲绳海槽北部沉积物具有相同的配分模式,表现为LREE富集,HREE弱亏损。δEu的值在0.69—0.76之间,中等程度的负Eu异常;δCe在0.85—0.95之间,为弱的负Ce异常。经页岩标准化(NASC)后,REE配分模式曲线平坦,弱的正Eu异常和弱的负Ce异常。通过Y127孔沉积物REE特征与长江、黄河沉积物的对比研究,在15—11.1kaB.P.沉积物的REE组成基本反映了源区的物质组成特征,沉积物主要以长江物质为主,影响沉积物REE特征的主要因素是海平面变化和源区的物质特征。11.1kaB.P.以来,由于海平面上升,可能仅有少量黄河来源物质进入冲绳海槽北部,源区沉积环境和沉积物的组织,加上火山物质和生源组分的共同作用,形成了这一时期沉积物的REE特征。     

以大洋钻探开展冲绳海槽热液活动研究的建议

关于沟弧盆构造体系下的海底热液活动,因涉及的问题繁多,一直是海洋地质学界十分注目的重要研究课题。相比之下,西太平洋沟弧盆体系的马里亚纳海槽和西南太平洋的汤加－斐济海盆中的劳海盆都有ＤＳＤＰ／ＯＤＰ的支撑,有关海底热液活动及其构造属性、地壳类型、形成时代等已有了十分明确的结论,唯冲绳海槽至今尚未有此机会。为了迎接１９９８年大洋钻探船来西太平洋海域,特建议在冲绳海槽设站钻探,可在地理座标２７°１５′～２７°３５′Ｎ,１２６°５６′～１２７°１０′Ｅ的范围、水深１３００～１５５０ｍ水域内海底热液活动活跃区选站,连续钻探４～５孔,其目的拟解决以下４个问题：１．冲绳海槽现代海底热液活动通道在岩层中的最大透过深度及其岩石学性质;２．冲绳海槽的热液类型和成岩成矿作用;３．热液活动与地壳性质;４．热液活动在沟弧盆体系演化中的意义。     

冲绳海槽海底热液喷出口附近海水中210Pb和210Po的行为

讨论了在冲绳海槽伊平屋海岭和南奄西海丘两处海底热液喷出口附近海水中的铀系子体放射性核素210Pb和210Po浓度的垂直分布剖面.在伊平屋海岭,甲烷及222Rn的数据表明海底热液活动不强,总210Pb和210Po放射性均低于它们各自母体的放射性,210Pb和210Po在海水中的平均停留时间分别为20和2～5a,而在以“黑色烟雾”为特征的海底热液活动强烈的南奄西海丘,在”烟雾”中的总210Pb含量(0.167×10-3～2.50×10-3Bq/kg)相对其母体226Ra贫乏,而总210Po含量(1.83×10-3～2.83×10-3Bq/kg)则相对其母体210Pb过剩.该处海水中的210Po的放射性高于东海陆架区及冲绳海槽其他海区,并且显示了210Po过剩.210Pb/226Ra以及210Po/210Pb放射性比值的范围分别为0.1～0.4和1.1～7.8.在热液扩散带中210Pb被优先从海水中清除.控制南奄西海丘海水中210Pb浓度的可能机制涉及到210Pb通过扩散作用的横向输送.在热液扩散带中高210Po/210Pb放射性比值表明210Pb的耗尽及210Po从海底热液喷出口的加入.     

南冲绳海槽地质与地球物理调查的气象和水文条件

为保障南冲绳海槽地质与地球物理调查工作的顺利进行,对该海区气象和水文条件进行了分析。结果表明,影响南冲绳海槽海洋地质与地球物理调查的气象和水温要素主要包括海面风、热带气旋、波浪、黑潮等;根据气象和波浪特征的分析认为,该地区海上调查的最佳时间为每年3-6月,其次为10月至次年2月;调查过程中应采取适当方法应对较强的黑潮表层流和底流对仪器设备的冲击。