IODP366航次——马里亚纳泥火山：蛇纹岩地球化学和构造及生物过程北大核心CSCD

IODP366航次有两个主要的科学目标。第一个目标是致力于马里亚纳弧（马里亚纳海沟以西100km）3个大的蛇纹岩泥火山的顶部及侧面（直径达50km、高2km）一系列站位的岩心钻取。目的是在非增生会聚板块边缘的俯冲带内检验物质运移的过程,详细的计划是找出泥石流物质：     

ODP第195航次--马里亚纳会聚边缘和西菲律宾海的地震观测

大洋钻探 1 95航次确定了 2个科学目的 ,一个是在距西太平洋关岛东部 70 km处、水深 2 930 m的 MAF- 4B站位取心 ,并在南 Chamorro海山最高峰安置长期观测仪 ,该站位位于马里亚纳俯冲带弧前的蛇纹岩泥火山上。另一个是在西菲律宾海盆东部边缘九州—帕劳海岭轴部以西 1 0 0 km外、水深5640 m的 WP- 1 B站位取心 ,并在菲律宾海的海渊海底钻孔中下套管和安装用于长期海底钻孔观测的宽频带地震仪。南 Chamorro海山钻探的目的 :( 1 )检验俯冲带和非增生会聚边缘弧前物质搬运及其内部地球化学循环的过程 ;( 2 )查明弧前环境内同源板块流体的空…     

板块俯冲侵蚀雅浦岛弧的地形制约

俯冲侵蚀是一种将地壳及岛弧物质从弧前搬运走的地质过程,会导致弧前物质的缺失,这种地质过程普遍地出现在汇聚型板块边缘。雅浦海沟位于加罗林板块与菲律宾海板块之间,是一个活跃的俯冲带。利用2015年中科院海洋所在西太平洋雅浦海采集的最新的多波束和地震数据,给出了雅浦海沟发生俯冲侵蚀的直接证据:(1)雅浦海沟具有异常短的沟弧间距(41km);(2)海沟呈不对称的"V"字形,增生楔缺失;(3)俯冲板片基底起伏程度大,加罗林洋底高原上洋脊、海山、地垒地堑构造发育;(4)海沟内壁斜坡较陡,弧前斜坡坡度的平均值约8.69°,雅浦海沟的弧前增生楔缺失。揭示了雅浦海沟南北两侧俯冲侵蚀模式的差异,北部的俯冲侵蚀主要由于洋底高原上地垒地堑与上覆板块的摩擦造成,板块之间可能不是直接接触,存在"剥蚀带";南部的俯冲侵蚀主要由于洋底高原上的海山与上覆板块的摩擦造成,板块之间可能是直接接触的。     

ODP193航次--东马努斯盆地(Eastern Manus Basin)长英岩区热水作用系统

位于巴布亚新几内亚的马努斯弧后盆地的巴布亚新几内亚—澳大利亚—加拿大—马努斯( PACMANUS)热水作用区 ,以其硅质火山岩 (英安岩 )以及大量的硫化物烟囱富含金属铜和金的特点引人注目 ,明显地有别于大洋中脊和弧后扩张中心典型的玄武岩区的那些热水作用区。马努斯弧后盆地具有板块会聚边缘的地质与构造背景 ,表明属大陆地壳性质。因此 ,在离散板块边缘已进行的所有大洋钻探计划的钻探中 ,它是更接近和类似于古成矿环境的现代热水作用的场所。PACMANUS热水作用区海底样品的地球化学和同位素研究表明 ,金属和矿化流体的岩浆起重要的…     

基于Argo数据的吕宋海峡东部海域的会聚区特征分析

利用2010-2013年的Argo浮标观测资料,对吕宋海峡东部海域(19°~23°N,123~127°E)的会聚区特征进行综合分析。研究结果如下:(1)吕宋海峡东部海域4个季节表面的声速从大至小依次为夏季、秋季、春季和冬季,夏季最大为1 543.5m/s,冬季最小为1 533.4m/s;混合层深度从大到小依次为冬季、秋季、春季和夏季;(2)采用WOA13气候态数据对声速剖面进行深海延拓,获得全海深的声速剖面,分析4个季节的声道特征。声道轴深度和声速较为稳定,声道轴深度在1 000~1 040m之间,声道轴处的声速为1 482m/s,4个季节的平均声道厚度都超过4 500m,利于会聚区形成;(3)研究区较易发生会聚现象,发生会聚现象概率高于50%的占70.6%;会聚现象的发生概率季节变化明显,春季、冬季极易发生声场的会聚现象,夏季最小;(4)运用RAMGeo声场模型对研究区4个季节的声传播损失进行仿真,分析会聚区的季节变化特征。当声源深度100m,接收深度10m时,第一会聚区,离声源的距离在61~64km左右,夏季离声源最近,春、冬季较远;会聚区宽度上,夏季最宽为10km,春季最窄为4.6km;会聚区增益分布特点与会聚区宽度刚好相反,春季最大为14.6dB,夏季最小为8.5dB。     

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。     

西太平洋夏季三类声速环境下的会聚区特性比较

利用Argo剖面数据和水声学数值模型,分析了西太平洋夏季在热带海区(I型)、亚热带南部海区(II型)和亚热带北部海区(III型)三类典型声速环境下的会聚区特性。声场计算结果表明,声速环境的区域性差异及声源深度的变化对会聚区声场特性有明显影响。当声源深度为20m时,热带海区会聚区距离较远,第一会聚区约为65km,超出亚热带海区约5km;当声源深度为200m时,亚热带北部海区会聚区距离较远,第一会聚区约为60km,亚热带南部海区、热带海区依次递减约5km。I型和III型剖面在特定的声源深度条件下出现波导型声场,当声源位于表层时热带海区产生表面波导,当声源位于次表层时亚热带北部海区产生次表层波导,对于1kHz的声波,波导深度范围内的传播损失比波导深度以外高出10~20dB。     

板块碰撞时会聚边缘的地质状况

板块碰撞时会聚边缘的地质状况ＡｓａｈｉｋｏＴａｉｒａ在现代地球上，大地构造板块多会聚于深海海沟或碰撞槽内（参见１９９２冬季／９３Ｏｃｅａｎｕｓ中有关岛弧、深海沟和弧后盆地的讨论），海洋钻探已提供了有关板块碰撞过程方面的主要信息，包括从俯冲板块到仰冲板...     

ODP第196航次——南海海槽边钻探边测井和高级循环观测仪的安装

ODP1 96航次是在南海海槽 (日 )集起吊 ACORKs( ODP1 96航次 )钻探、测井和安装长期观测仪于一体的2个航次计划中的第 2个航次 ,该海槽是一个典型的具厚碎屑沉积物增生体的板块会聚边缘。这 2个航次计划是为确定厚陆源沉积物增生楔中流体作用与变形机制之间的关系而布设的。2 0 0 0年的 1 90航次调查的重点集中在穿越南海海槽两个横断剖面从未变形带到高变形带的站位取心工作上 ,以便研究变形和水文状况的变化。2 0 0 1年的 1 96航次将在 Muroto断面对 1 31和 1 90航次所钻探的 3个站位 ,首次进行边钻探边测井 ( LWD) ,其中 80 8和 1 …     

深海主跃层环境对会聚区影响的数值分析

应用BELLHOP模式,对声速剖面的声跃层结构变化引起会聚区偏移特征进行了分析。结果表明,声速垂直结构的变化可导致会聚区位置出现不同程度的偏移:跃层强度增加0.01 s-1将使会聚区向远离声源方向偏移1.5~2.0km;跃层厚度增大50m将使会聚区向靠近声源方向偏移0.3~0.5km;跃层位置加深100m将使会聚区向远离声源方向偏移0.5~1.0km。在跃层的三个特征量中,跃层强度起主导作用。跃层强度变化引起的声线在海洋次表层的偏折差异,进而导致进入深海等温层的入射角差异,是使会聚区发生偏移的决定性因素。     

深海主跃层环境对会聚区影响的数值分析

应用BELLHOP模式,对声速剖面的声跃层结构变化引起会聚区偏移特征进行了分析。结果表明,声速垂直结构的变化可导致会聚区位置出现不同程度的偏移:跃层强度增加0.01 s-1将使会聚区向远离声源方向偏移1.5~2.0km;跃层厚度增大50m将使会聚区向靠近声源方向偏移0.3~0.5km;跃层位置加深100m将使会聚区向远离声源方向偏移0.5~1.0km。在跃层的三个特征量中,跃层强度起主导作用。跃层强度变化引起的声线在海洋次表层的偏折差异,进而导致进入深海等温层的入射角差异,是使会聚区发生偏移的决定性因素。     

秘鲁大陆边缘BSR的成因及纵向构造作用

１引言在会聚型大陆边缘的海洋地震记录中 ,ＢＳＲ的存在与否常常难以解释。例如 ,沿哥斯达黎加近海的中美汇聚大陆边缘 ,穿过尼科亚半岛东南部和邻近边缘 ,ＢＳＲ在地震记录中十分普遍 ,相反 ,在尼科亚半岛中部近海的西北边缘许多地震记录难觅ＢＳＲ的踪影。其它几个实例也表明 ,在秘鲁大陆边缘ＢＳＲ的出现与否与水合物是不相一致的 ,这就是本文的研究主题。在秘鲁大陆边缘 ,强反射ＢＳＲ出现在南纬９°的Ｙａｑｕｉｎａ增生柱地区 ,但在南纬１２°的Ｌｉｍａ增生柱地区却不见踪影。相反 ,强反射ＢＳＲ出现在Ｌｉｍａ的下部斜坡阶地 ,而在…     

ODP第196航次

--南海海槽边钻探边测井和高级循环观测仪的安装 　　ODP196航次是在南海海槽(日)集 起吊ACORKs(ODP196航次)钻探、测井和安装长期观测仪于一体的2个航次计划中的第2 个航次，该海槽是一个典型的具厚碎屑沉积物增生体的板块会聚边缘。这2个航次计划是为 确 定厚陆源沉积物增生楔中流体作用与变形机制之间的关系而布设的。2000年的190航次调查 的重点集中在穿越南海海槽两个横断剖面从未变形带到高变形带的站位取心工作上，以便研 究变形和水文状况的变化。2001年的196航次将在Muroto断面对131和190航次所钻探的3个站 位，首次进行边钻探边测井(LWD)，其中808和1174站位靠近增生楔下端变形区的前部，而作 为参照站点的1173站位则在向海12 km处。196航次实施期间，将对808和1173站位的2个钻孔 进行多层密封，并安装高级循环观测仪(ACORKs)，以便长期观测流体流和构造活动。依据资 金情况和JOIDES顾问委员会的许可，在1173站位的ACORKs要将一个宽带地震仪粘结到钻孔的 基岩部分，这需要取心约50 m。与190航次取得的测量数据相匹配，196航次LWD数据将揭示 碎屑沉积物增生过程中物理性质如何变化，并提供其应力、孔隙压力和渗透率的详细情况。 2个钻孔中安装的ACORKs将对南海海槽的地震、流体流参数、流体地球化学进行长期的观测 ，其中还包括将来有人或无人潜水器的回访项目。 　　本航次实施时间是2001年5月2日至7月2日，首席科学家为美国迈阿密大学海洋与大气科学学 院海洋地质与地球物理系的Becker K博士(kbecker@rsmas.miami.edu)和日本海洋 科学和技术深海研究中心的Hitoshi Mikada博士(mikada@jamstec.go.jp) 。 (本刊)     

西北太平洋副热带模态水形成区声传播特性分析

利用Argo剖面数据和水声学数值模型,分析了西北太平洋副热带模态水(STMW)形成区因季节性环境差异所引起的水声传播变化特征。声场计算结果表明,STMW形成区域的声传播为近表层波导与会聚区的复合形式,其中会聚区终年存在,表面波导在秋、冬两季混合层加深的环境条件下出现,次表层波导在夏季STMW潜沉的环境条件下出现。上层海洋中两类不同形式的波导使表层和次表层的声能分布呈反相变化,波导内与波导外的声能差异可达10~15dB(声波频率为1 000Hz)。STMW的季节性变化还会引起会聚区的位置差异,具体情况与声源深度有关。声源在20m时,夏季会聚区距离最远,秋季、春季次之,冬季最近,夏季和冬季相差6.6km;声源在150m时,夏季会聚区距离缩短了3.1km,其他季节变化不大。     

南海南部大陆边缘盆地演化

以西巴兰线为界，南海南部划分出两种不同的地貌单元。西部为巽他大陆已消亡的被动大陆边缘，裂谷开始在始新世（约46Ma），停止在19—21Ma（磁异常6），海底扩张比中国大陆架晚得多。破裂间断持续约3—5Ma，是以中中新世不整合面为标志，在沙捞越陆地也存在。裂谷后地层的年代约始于16Ma，覆盖在裂谷地形之上。东部为会聚边缘，在中中新世演变为碰撞带。 巽他陆架除局部深盆地外，具有统一的约30km的厚度，并延伸到约200m的水深。陆坡狭窄。从陆隆（危险区）的水深从500m变化到大陆-大洋过渡带的3．5km水深，宽度为170至330km。 拉让三角洲延伸到陆架和陆坡。其后裂谷沉积物覆盖在危险区裂谷期的最高地形。在东部，后裂谷沉积物较薄，仍然没有完全覆盖裂谷期的地形。单面山地貌显然支持南沙群岛的碳酸盐岩隆结构，其陆坡在2—3km水深突然抬升。 沙巴和文莱边缘曾经是会聚的碰撞带。陆地地质指示中生代蛇绿岩基底。主要碰撞特征是，西科迪勒拉山主要由始新世至早中新世砂质的浊积岩组成，在西克拉克山主要是渐新世至早中新世（32—18Ma）的岩石，其幕式抬升发生在14—8Ma的整个上中新世和上新世。2km深的西北婆罗洲海槽可能是会聚阶段的残留，而且也是碰撞的前渊。 石油丰富的巴兰三角洲，形成于西科迪勒拉山的抬升和剥蚀，其范围甚至延伸至西北婆罗洲海槽。有证据表明被动边缘的陆隆（危险区）已经俯冲在沙巴之下，并引起西科迪勒拉山的抬升。因此，西巴兰线将西部的消亡被动边缘与东部的碰撞带截然分隔，现在显然表现为一条大的右旋转换断层。     

根据地震和重磁资料估算西太平洋岛弧岩浆作用新速率

前人为研究大陆地壳的演化过程已作过了许多的研究。有人提出，导致陆壳增生的机制之一是岛弧岩浆作用。在Reymer(利迈尔)和Schuert(斯科波特)发表的《构造(第三卷)》(1984)的第63页中指出．他们计算出了因岛弧岩浆作用而导致陆壳增生的附加增生率。结果表明。岛弧岩浆作用正以平均20～40km^3／km／Myr的速度产生物质(沿着岛弧走向每单位宽度的体积)。这次研究工作主要是利用了世界最新的海洋重力资料和一些西太平洋地区洋岛弧经技术改进而获得的地震资料。综合运用这些资料，可获得洋岛弧之下更精确的图像和由岛弧岩浆作用过程中形成的壳源体积精确估计值。研究中对洋岛弧的调查后表明，地壳厚度的分布深度为20～30km。根据这一厚度。由此就可以估算每个岛弧的相应地壳体积了。通过岛弧俯冲起初阶段地壳体积的划分．可以得到岛弧岩浆以30～95km^3／km／Myr的附加增生率增长。本文的估计值几乎接近于原先岛弧岩浆附加增生率的两倍。     

IODP334航次———Costa Rica的地震学

Costa Rica地震学项目(CRISP)是为了了解板块消减带上大地震发生和岩层破裂过程而设立的。CRISP选择的科学钻探井位处在板块会聚边缘的侵蚀末端附近,这里沿走向起伏的消减板块,具有低沉积物供给、快速的会聚速率、地震多发、消减侵蚀显著的特征,对于认识地震成因和传播提供了极好的机会,本     

中国东部大陆边缘中生代晚期增生过程的数值模拟:以那丹哈达为例

许多现存造山带中均发现了洋岛玄武岩(OIB)和地幔柱型蛇绿岩记录,因此洋底高原增生是大陆生长的重要方式,但目前对控制洋底高原增生过程的机制仍不清楚。采用热-机械-岩石学模型数值模拟研究洋底高原的陆缘增生过程,结果显示洋底高原向大陆边缘增生具有3个控制因素:(1)减薄的大陆边缘;(2)海洋岩石圈中的"薄弱"层;(3)年轻的洋底高原。模拟结果与中国东北地区那丹哈达地体的野外构造解析结果和地球化学特征结合,揭示了洋底高原和东北亚大陆边缘的强烈挤压引起俯冲带的应变集中,产生与阿尔卑斯型褶皱相关的高角度逆冲断层和背冲断层,并伴随低级变质作用的构造折返过程。     

结论

福建、海峡与台湾的总体轮廓和大构造特征表现为正、负、正的地形和负、正、负的深部重力场特征。其深部莫霍面则表现为低、高、低的轮廓以及海峡两侧迥异的磁异常特征。 三区同属于亚洲大陆的边缘地带,但台湾海峡并不是边缘海,裂谷或弧后盆地,而是一个被深/大断裂所切割的断陷盆地。据地幔流应力场计算结果,没有发现会聚中心,但在台湾岛以东外海却有会聚中心出现,尽管这个中心位置的精度有限,但是足以显示其深     

板块地层断裂是台湾俯冲极性反转的机理

构造背景台湾造山带位于欧亚板块和菲律宾海板块边界处。自早第三纪以来菲律宾海板块即向北至北西向移动,在台湾北部俯冲于欧亚板块之下,但台湾南部仰冲于欧亚板块之上,这两个板块之间的会聚产生了台湾北部东南面向的琉球岛弧和台湾南部北西面向的吕宋岛弧,台湾位于这两个相反面向岛弧间的转换带上。中新世时（碰撞之前）,吕宋岛弧位于它现在位置的东南方约５００ｋｍ之外,与菲律宾海板块一起沿北至北西向移动。琉球岛弧位于石垣-季马（Ｊｉｍａ）岛的北东方向,俯冲的菲律宾海板块的西边缘位于琉球岛弧南部北至北西向直线延伸。这个边界的西…