南海北部莺歌海盆地成因机制:与渭河盆地构造对比分析的启示

南海北部莺歌海盆地为新生代沉积盆地,地处欧亚板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块交汇处,构造位置独特,复杂的地质构造现象使其形成演化的动力学机制成为国内外研究的热点。同一类型盆地具有相似的构造、沉降、沉积演化历史与成因机制。莺歌海盆地与渭河盆地均位于多板块交汇处,存在长期相对快速沉积、沉降及构造演化迁移等典型走滑型盆地特征。在明确渭河盆地成因机制的基础上,对比两盆地构造、沉降及沉积演化历史,结合莺歌海盆地特殊的构造位置及南海扩张的构造背景,分析得出:莺歌海盆地形成演化和印度-澳大利亚板块与青藏板块碰撞、印支板块逃逸及自身旋转、华南板块向东挤出及太平洋板块俯冲关系密切,受多板块构造活动影响较大,新生代以来先后依次经历左旋走滑、伸展—热沉降—右旋走滑、伸展三大成盆演化期。另外,与渭河盆地相比,莺歌海盆地发育有高温、高压及泥底辟等特殊地质现象,主要受控于热沉降阶段,与渐新世以来(33~15Ma)南海扩张事件具有重要关系。     

桂北元宝山镁铁超镁铁岩类岩石地球化学及成因研究

桂北元宝山地区镁铁超镁铁质岩主要属于钙碱性和拉斑岩系,岩石的SiO2和MgO含量变化范围较大。在原始地慢标准化曲线上显示右倾特征,Sr,Hf元素中等亏损。元素的稀土配分曲线亦显示右倾,具有Yb正异常特征,这是弧火山岩的明显特征。从主元素及微量元素分析岩石的构造环境并不单一,其成因可能与小型洋中脊闭合有关,即板块会聚岩浆作用的产物,而非地慢柱岩浆作用的产物。     

千岛-勘察加俯冲带俯冲特征的空间差异性及成因的初步探讨

基于地震震中分布、地震层析成像方法,系统阐述了俯冲带从南到北俯冲角度、俯冲深度、形态以及板上地幔楔熔融程度等方面的空间差异特征,同时结合岛弧火山岩中的Sr、Nd、Pb同位素信息进一步探讨了该区域岩浆作用的空间差异性,最终将千岛-勘察加俯冲带分为6段。综合以往研究可知,俯冲带分段性的成因比较复杂,与岩浆源区地幔中流体成分和含量、板片与海沟的汇聚速率、沿贝尼奥夫带的应力状态等皆有着密切的联系,而基于板块运动模型,板片的汇聚速率与俯冲结构的空间差异性有着较好的对应关系,因此本研究认为板片的汇聚速率是影响该地区空间差异性的重要因素,而更系统的成因有待进一步研究。综合分析千岛-勘察加俯冲带的俯冲特征对于丰富研究区板块构造理论,深入理解俯冲带动力学过程具有重要意义。     

滇西腾冲新生代火山岩岩石地球化学特征

腾冲新生代火山岩位于印度板块和欧亚板块碰撞带附近,但是喷发时大洋已经闭合,属于大陆板内火山岩。对其进行地球化学研究,可以用来划分构造属性和推测岩浆来源。采用XRF和ICP-MS对典型岩石样品进行了较系统的岩石地球化学研究,结果表明,岩石类型有玄武质粗面安山岩、粗面安山岩和玄武安山岩,属高钾钙碱性系列;岩石化学显示高K2O、CaO和低TiO2,Mg#较高,平均约为46;稀土元素分布呈右倾,显示明显的Eu负异常;相对于原始地幔富集大离子亲石元素和高场强元素,并具有明显的Th正异常;地球化学组成总体上与岛弧岩浆岩相似,推测其成因与印度板块向欧亚板块俯冲引发的岩浆活动有关。特征元素比值显示岩浆可能来源于与俯冲作用相关的EMⅠ型地幔。     

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。     

南黄海灵山岛附近残留沉积及其沉积环境分析

在灵山岛东南水深大于25m海域的表层,发现大片砂砾、砾砂类沉积。根据对此类沉积物特征、成熟度、粒度分布、概率累积曲线、粒度参数、贝壳种类和沉积物展布特征的分析,发现此类沉积与现今海洋动力环境和海相沉积特征不相符合,推知此类沉积可能为残留沉积,其沉积环境为陆相洪积扇沉积。     

冲绳海槽浮岩中岩浆包裹体岩石化学成分特征

系统地分析了冲绳海槽酸性浮岸中玻璃质岩浆包裹体的岩石化学成分，探讨了包裹体的岩石化学成分特征及其在岩浆起源及结晶演化过程中的指示意义，并结合前期及前人工作讨论了冲绳海槽不同岩石类型之间的成因联系及演化关系。结果表明，斑晶结晶时岩浆熔体为钙碱性英安质或流纹质岩浆，是来自地幔的拉斑玄武质岩浆充分结晶分异作用的产物。尽管各斑晶矿物中玻璃质岩浆包裹体的化学成分有所差异，但根据包裹体的岩石化学成分特征可以断定包裹体所代表的岩浆具有同源性，其差异只是反映了岩浆结晶演化的不同阶段或不同矿物结晶期，为进一步详细研究浮岩岩浆的结晶演化过程提供了最直接的资料。对比冲绳海槽酸性浮岩与玄武岩等不同岩石类型的岩石化学特征，可以证明这些岩石类型之间存在着密切的成因联系，包括同源性与继承性，它们分别是岩浆作用不同阶段的产物。另外，包裹体的成分主要取决于包裹体所在斑晶矿物的种类与成分，分析中未发现岩石化学性质明显不同的岩浆包裹体共存的现象，也没有在中酸性矿物中发现基性玻璃质岩浆包裹体，因此可以推断基本不存在不同性质的岩浆之间的直接混合作用。     

南海现代沉积地质学的若干问题

本文根据大量实际调查资料,从地质学和海洋沉积学角度,论述南海现代沉积地质学7方面的规律问题,获得初步认识是:(1) 沉积物有8种沉积成因类型,5种沉积环境和相,及具有3次海退、海进旋回的沉积演化模式;(2) 沉积成因类型以陆源碎屑和生物源为主;(3) 生物沉积是判别沉积环境和相的重要标志。沉积物粒度特征,是反映主要水动力作用的可靠标志;(4) 海洋有用砂矿物和锰结核的沉积,受沉积成因类型和沉积环境所控制。     

灵山岛典型崩塌地质灾害成因机理分析及危险性评价

灵山岛是山东省青岛市西海岸新区南部黄海近岸海域中的一个小岛,位于苏鲁造山带内,岛上最典型地层为早白垩世深海相复理石,发育了大量软沉积物变形现象.分析了灵山岛省级自然保护区地质灾害成因机理,总结了其坍塌特征及评价方法,划分其崩塌地质灾害等级,最终对研究区进行危险性评价.研究发现,灵山岛老虎嘴崩塌威胁危害程度为中等,灵山岛...     

闽台地区新生代玄武岩的对比

台湾海峡两岸的闽台地区,分布着新生代的玄武岩。本文从玄武岩的岩石学特征出发,探讨了福建内地、福建沿海和台湾、澎湖玄武岩之间的差异,初步把它们划分为三种类型,并对其岩浆成因与构造环境进行分析。     

江苏潮流砂的粒度特征及其沉积环境的研究

砂是大陆架上最主要的一种沉积物类型,按其形成时间有现代砂和残留砂之分.按作用的营力,可分为河流砂、波浪砂、风成砂和浊流砂等.不同成因的砂具有不同的特点,并组成相应的不同地貌形态.由于一定的沉积物是一定沉积环境的产物,所以,研究不同类型砂的分布形态、粒度、矿物、化学成分及沉积构造等特征,可以了解其形成时的沉积环境,这是目前迅速发展的石油地质的迫切需要,也是沉积动力学、动力地貌学和岩相古地理研究的重要内容.其沉积物的粒度特征是作用营力的性质和强度的良好指示.对上述各种成因砂的粒度特征,沉积学家已作了大量的研究,这里涉及的是另一种外营力——潮流形成的潮流砂的粒度特征及其相应的地貌形态.     

冲绳海槽火山岩地球化学特征及岩浆源区地幔性质探讨

冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下,在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室.尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作,但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题,如:冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系,冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控...     

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。     

灵山岛地质遗迹特征与旅游开发

灵山岛地质遗迹资源丰富、极具代表性,具有重要的科学研究和旅游开发价值.前人对该地区的研究多侧重于地学科研,少有从地质遗迹方面进行详细介绍.通过系统的地质遗迹和旅游地质资源综合调查,查明地质遗迹30余处,划分为3大类、9类、10亚类,并通过对比分析、专家鉴评方式,对地质遗迹进行了评价分级.在详细介绍灵山岛地质遗迹类型特征...     

东北印度洋85°E海脊的性质和起源:综述和新认识

85°E海脊是东北印度洋一条重要的线性基底隆起,形成于中生代印度板块北漂过程中的构造和岩浆活动。海脊的结构、性质和起源蕴含了东印度洋扩张和印度板块北漂过程的关键信息,然而目前对其构造属性和形成演化的认识存在较大争议。分析了85°E海脊及邻区的重磁异常特征,结合前人对海脊外部形貌、内部结构、深部构造以及东印度洋板块重建的研究成果,探讨了海脊的性质和起源。结果表明,85°E海脊的形成是热点活动、洋脊扩张、转换断层、扩张中心跃迁以及板块汇聚远程效应等多种地质过程综合作用的结果。海脊呈现明显的构造分段性,不同分段的结构、性质和成因机制不同。12°N以北的海脊形成于板内热点型岩浆作用;2°～12°N的海脊与NW-SE向和N-S向两期海底扩张的边界高度吻合,是白垩纪东印度洋扩张中心调整和板块重组的产物;2°N以南的阿法纳西-尼基廷海山是随着海底扩张逐渐侵位的热点型海脊,可能与2°N以北的海脊不存在成因上的关联。分析认为,2°～12°N的海脊中段是未来部署地球物理测量、进一步确认海脊性质和成因的关键区域。通过深海钻探揭示海脊不同分段的物质组成和形成时代,是破解85°E海脊的性质和起源、白垩纪印度洋板块重建事件以及热点-洋中脊相互作用机制等重大地质问题的关键途径。     

西太平洋侏罗纪海洋地壳断裂特征及其成因机制*

侏罗纪洋壳为现存最古老的海洋地壳, 残留在地球表面上很少, 目前对于侏罗纪洋壳的断裂特征和构造变形了解很少。本文利用高分辨率的反射地震剖面精细解释了位于西太平洋的侏罗纪洋壳基底、沉积地层和断裂结构, 发现在研究区存在基底断层、沉积断层和垮塌断层三种类型的断裂构造, 并对其走向、倾角、断距等几何参数与变形特征进行了推测和定量研究。研究还发现, 基底断层是洋壳受到板块伸展拉张而产生的, 在后期海底沉积过程中持续发育并错断上覆沉积物, 在海底形成明显的断层陡坎。沉积断层是沉积地层自身重力作用的产物,受到沉积地层岩石性质的控制。垮塌断层是岩浆侵出或者侵入形成海山, 导致洋壳及其上覆沉积局部抬升并向两侧推移, 引起先存的基底断层和沉积断层重新错动产生的。研究区内切断洋壳基底和上覆沉积的活动断层的推测走向大体符合侏罗纪洋壳基底面起伏、重力异常骤变界面以及地磁异常条带等的走向, 表明这些断裂从侏罗纪洋中脊的海底扩张中演变而来, 并且持续活动至今。这些发育在古老洋壳上的断层能够长时间让水进入岩石圈并进入俯冲带及地球内部, 从而促进地球水循环。尽管目前尚未发现这些断裂产生大地震, 但这些断层可能随着板块俯冲而演变成俯冲带地震大断裂, 今后研究应该关注这类断层在靠近海沟之前的演化规律和潜在地震风险。     

东海陆架中北部沉积物粒度特征及其沉积环境

通过对东海陆架表层沉积物粒级组成、粒度参数、14C年龄和微体古生物组合的综合分析,绘制了东海陆架的沉积物类型分布图;运用Folk等(1970)沉积物分类方法将东海表层沉积物分成砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥5种类型,其中粉砂质砂分布最广,砂质泥分布最少;沉积物由陆向海粒度变粗,反映沉积过程中的物源和沉积动力控制作用。根据沉积环境及成因分析,可将东海陆架沉积分为3类:分别是长江口外席状砂沉积区、现代泥质沉积区和陆架中部砂质沉积区。长江口外砂质沉积是全新世冰消期晚期潮流作用及风暴潮流共同作用的产物,是高海平面以来太平洋潮波系统作用下的潮流沙沉积,沙波地貌仍在发生变化。现代泥质沉积区包括长江前三角洲沉积、浙闽沿岸流沉积和济州岛西南泥质沉积三个区域,不同沉积区的成因机制不同。陆架中部砂质沉积是末次冰盛期之后海侵作用下发育的砂质沉积物,在海侵的不同阶段中沉积物被冲刷改造,具有不等时性特征,沉积环境与现代陆架海洋环流的动力特征不一致,现代沉积作用较弱,仅接受悬浮体细粒沉积。     

西太平洋若干沟-弧-盆体系及板内岩浆成因研究进展

板块俯冲和板内岩浆作用都是导致地表和地球内部物质大规模循环的重要地质过程。但是,两个地质过程的岩浆成因机制,以及成因上的内在联系都存在很大争议。西太平洋是全球沟-弧-盆体系最发育的地区,也是全球板内火山作用(海山和洋底高原)分布最集中的场所。为阐明西太平洋海盆的上地幔软流圈性质、岛弧岩浆形成的控制机制、以及板块内部火山作用(碱性火山岩)的成因机制,在中国科学院战略性先导科技专项(A类)"热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响"项目的资助下,本文对西太平洋马里亚纳-雅浦俯冲系统、汤加-科玛迪克俯冲带及其俯冲前缘海盆的成因机制、南中国海扩张期海盆玄武岩和板内火山作用、西太平洋海盆上地幔的Dupal异常分布和成因机制等展开了系统的岩石学和地球化学研究,并取得了新的科学认识和成果。主要认识包括:(1)雅浦岛弧主要由变质岩-角闪岩组成,其形成于3—6Kbar温压条件下,代表岛弧下部来自帕里西维拉海盆的变质基底;(2)加洛林洋脊主要由玄武岩组成,其不是一个岛弧,而可能是一个地幔柱形成的洋底高原;(3)汤加-科玛迪克岛弧岩浆组成体现了西南太平洋俯冲板片俯冲速率的直接影响;(4)厘定了汤加-科玛迪克俯冲前缘板块的年龄(103.7Ma),并认识到其代表古太平洋扩张中心并消耗了Ontong Java超级地幔柱的组分;(5)首次在南海发现了碳酸盐化的硅酸岩岩浆向碱性玄武岩转化的现象,提出了板内碱性玄武岩成因的新链条;(6)西太平洋海盆的地幔广泛存在Dupal异常,该异常从西太平洋岛弧俯冲带一直延伸至南海海盆,其中南海海盆的Dupal异常主要受到大陆裂解和海南地幔柱作用的双重影响。通过以上认识,进一步揭示了西太平洋沟-弧-盆体系和板内岩浆体系作用机制,以及俯冲板片物质与板内火山活动之间的成因关联,这对于深刻理解板块构造导致的地球内外物质循环规律有一定的推动作用。     

南海中北部沉积成因类型

本文根据沉积物的粒度、生物、矿物、化学等特征,和沉积环镜、来源的不同,把本区沉积物分为四大类八种沉积成因类型。这些类型沉积的规律有:①沉积成因类型以陆源沉积为主,生物源次之,伴有火山源沉积;②沉积作用环陆分带性明显;③浅海残留砂是海岸变迁的反映;④放射虫泥和褐粘土是深海沉积的印证;⑤重砂矿物和锰结核的富集,受沉积成因类型和沉积环境的控制。