冲绳海槽北部CS1孔岩石磁学特征及其早期成岩作用的影响

以2～4cm为间隔，对冲绳海槽北部的CSH1孔岩心（17．36m）进行了岩石磁学研究．根据岩心上部的两个特征火山灰层和浮游有孔虫组合分析建立了钻孔的时间框架，沉积物底部年龄可能为50ka．除了在三个火山灰层和近表层向下的快速降低外，整个钻孔磁学参数的变化甚小，未能反映出50ka来的气候变化．与大多数沉积物不同，该钻孔大多数层位的S值（S=-IRM-0.3T/SIRM，它代表了低矫顽力磁性矿物的含量）小于0.9，指示钻孔沉积物中存在相当比例的高矫顽力磁性矿物．代表性沉积物样品的磁化率-温度（K-T）曲线除了存在580℃磁铁矿的居里温度之外，还显示200-350℃的居里温度，指示样品中存在铁硫化物（胶黄铁矿-磁黄铁矿）．这与加热过程中有刺鼻的臭味、加热后的沉积物变黑对铁硫化物的指示相吻合．自生成因的铁硫化物的存在以及表层磁性参数的快速降低，都明确表明沉积物遭受了早期成岩作用．除了三个火山灰层以外钻孔的其他层位无特征磁学变化，表明沉积物后来受到的改造作用强烈，磁学参数所蕴含的原始气候信号被破坏．在这一系列氧化-还原过程中消耗了沉积物中的有机质和水溶液中的硫酸盐，造成了沉积物中铁、锰元素的重新溶解和沉淀等．     

冲绳海槽北部稀土元素沉积地球化学研究

本文对冲绳海槽北部海底表层沉积物和４个柱将苦芯沉积物样品的稀土元素沉积地球化学特征进行了系统的分析。研究结果表明：调查区表层沉积物ＲＥＥ的分布主要与沉积物的物质组成有关，特别是海洋生物沉积物组份的比例不仅影响ＲＥＥ总量的分布，而且影响标准化ＲＥＥ分布模式的形态。     

冲绳海槽北部CSH1孔岩石磁学特征及其早期成岩作用的影响

以2~4 cm为间隔,对冲绳海槽北部的CSH1孔岩心(17.36 m)进行了岩石磁学研究.根据岩心上部的两个特征火山灰层和浮游有孔虫组合分析建立了钻孔的时间框架,沉积物底部年龄可能为50 ka.除了在三个火山灰层和近表层向下的快速降低外,整个钻孔磁学参数的变化甚小,未能反映出50 ka来的气候变化.与大多数沉积物不同,该钻孔大多数层位的S值(S=-IRM-0.3T/SIRM,它代表了低矫顽力磁性矿物的含量)小于0.9,指示钻孔沉积物中存在相当比例的高矫顽力磁性矿物.代表性沉积物样品的磁化率-温度(K-T)曲线除了存在580℃磁铁矿的居里温度之外,还显示200~350℃的居里温度,指示样品中存在铁硫化物(胶黄铁矿-磁黄铁矿).这与加热过程中有刺鼻的臭味、加热后的沉积物变黑对铁硫化物的指示相吻合.自生成因的铁硫化物的存在以及表层磁性参数的快速降低,都明确表明沉积物遭受了早期成岩作用.除了三个火山灰层以外钻孔的其他层位无特征磁学变化,表明沉积物后来受到的改造作用强烈,磁学参数所蕴含的原始气候信号被破坏.在这一系列氧化-还原过程中消耗了沉积物中的有机质和水溶液中的硫酸盐,造成了沉积物中铁、锰元素的重新溶解和沉淀等.     

冲绳海槽中南部柱状沉积物氧化还原敏感元素赋存机理与环境指示意义

沉积物中氧化还原敏感元素（Redox Sensitive Element,RSE）含量变化是上覆水体氧化还原环境良好的替代指标。本文通过冲绳海槽中南部两个柱状沉积物（深度：30 cm）粒度、总有机碳、总氮及其同位素含量和氧化还原敏感元素含量等指标,探究复杂环境背景下冲绳海槽柱状沉积物中RSE的赋存机理与环境指示意义。研究发现,柱状沉积物中除了Cr亏损,其他RSE均显示有不同程度的富集。“粒控效应”对冲绳海槽柱状沉积物的RSE含量影响较小;分析可知,海水表层生产力是影响沉积物氧化还原环境的主要因素,通过Mn（氢）氧化物的吸附或解吸附作用实现RSE的富集与亏损。δCe、V/Cr、Ni/Co和V/（V+Ni）等指标指示沉积物整体处于氧化−弱氧化环境。沉积物中Mn元素通过还原作用以Mn²⁺形式向上扩散,在25～30 cm处被含氧间隙水氧化富集形成锰峰,指示柱状沉积物0～25 cm处为氧化环境,25～30 cm处为弱氧化环境。     

冲绳海槽北部表层沉积物中放射虫的分布与环境

对冲绳海槽北部80个表层沉积样品中放射虫进行的定量研究表明，其丰度和分异度西北部低，东南部高，由西北向东南递增；从西北陆架到东南海槽放射虫分布可分为陆架低值区，海槽边缘中值区和中央高值区，放射虫的组成以泡沫虫目占绝对优势，总体面貌为热带大洋暖水动物群，沉积物中放射虫的分布与现代表层海水温度，盐度的分布和变化趋势一致，但与营养盐和实级生产力的分布呈负相关关系；同时，放射虫的分布又与研究区的海流和水团有密切关系，其中黑潮对其有控制性影响，沉积物类型极大地影响着放射虫的分布，放射虫的丰度和分异度明显地随粒度的增大和陆源物质含量的增加而减小，此外，放射虫的分岂有此理也显示了与沉积物中火山物质含量的密切相关性。     

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。     

冲绳海槽沉积物混合作用的研究

介绍了利用方向性同位素＾２１０Ｐａ活度在岩芯中的垂直分布，根据沉积作用的数学模式，结合有关资料对冲绳海槽海水－海底界面沉积物的混合作用强度进行了了探讨。＾２１０Ｐｂ资料表明冲绳海槽表层沉积物中，＾２１０Ｐｂ放射性活度存在空间差异，介于２６．２６－９２．４０ｄｐｍ／ｇ，沉积物混合系数个于０．５１－６．８８ｃｍ＾２．ａ，这反映了研究海区不同的混合作用强度和沉积环境。     

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。     

冲绳海槽中部的火山口

冲绳海槽位于中国东海大陆架的东部,与东海陆架相连,是一个新生的孤后盆地,海底火山活动和地震频繁,断裂体系十分发育,沉积了十分丰富的火山碎屑沉积物,根据海底沉积物中的浮岩与磁铁矿含量变化,结合水深资料推测了海底火山口的位置,结果表明Z 14—5测站(27°18′N、127°12′E)附近是一个火山口。     

Holocene tephra deposits in the northern Okinawa Trough

1 Introduction Volcanic activities have played an important role in the process of global climatic changes. Being good stratigraphic markers, widespread tephra layers in ma- rine sediments can provide reliable evidences for the regional paleoceanographic …     

Rock magnetic property of gravity core CSH1 from the northern Okinawa Trough and the effect of early diagenesis

Detailed rock magnetic investigations were undertaken at 2~4 cm interval for the gravity core CSH1(with a length of 17.36 m) from the northern Okinawa Trough.Time-scale of the core was constructed by two characteristic tephras and foraminferal assemblages,indicating an age of 50 ka for the bottom of the core.Except for three tephras and abrupt decrease in surface,there are little changes in all kinds of rock magnetic parameters that can be correlated to the climate change for the last 50 ka.Different from the common sediments,most S-ratios(S equals the negative ratio of IRM-0.3T to SIRM,which is an indicator of low coercivity content)of the sediments are smaller than 0.9,which implies a substantial amount of magnetic minerals with high coercivity.The existence of iron sulphide(greigite or pyrrhotite) is revealed by representative susceptibility-temperature curves showing 200~350 ℃ Curie temperature in addition to 580 ℃ of magnetite,and also by awful smell during heating and dark heating products.Both the occurrence of authigenic iron sulphide and quick decrease of magnetic parameters near the surface clearly show that sediments from Core CSH1 have undergone early diagenesis.The featureless magnetic changes of the whole core except for three tephras mean that the post-depositonal alteration is so strong that most original signals have been destroyed.For the same reason,the organic matter in sediment and sulphate in pore water must have been consumed along with dissolution,precipitation of iron and manganese happening sequencially during the redox reaction series.Great caution must be taken when using these altered chemical parameters for the interpretation of climatic changes.     

Back-arc rifting in the Okinawa Trough

Geological and geophysical data reveal that the Okinawa Trough shows incipient continental rifting, and crustal separation started from about 2 Ma. The early extensional movements in the trough are probably of Miocene age. In addition to the Miocene phase, two main periods of extension are recognized: a Pleistocene phase between 1.9 and 0.5 Ma and the present day phase. During the stage short central rifts (Central Grabens) were formed. The opening however, may have occurred only in the southern part of the trough basin having an average half spreading rate of 2 cm yr^?1 since Early Pleistocene time, producing its present width of several tens of kilometres. These activities were well represented by igneous intrusions, sedimentary facies and sedimentary structures in and around the Okinawa Trough. The width of the zone affected by back-arc extension (defined as Greater Okinawa Trough) is larger than the present Okinawa Trough, whose width is 200–250 km. The present form of the Greater Okinawa Trough started to form at the same time as that of the Okinawa Trough.     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

冲绳海槽沉积演化的时空特征

冲绳海槽是晚中新世(9～6Ma)以来形成的与板块俯冲作用密切相关的弧后盆地。将冲绳海槽的沉积演化分成3个阶段：中新世晚期(9～6Ma)-上新世末期(2Ma)、上新世末期-晚更新世(130ka)、晚更新世-现在。研究分析表明,冲绳海槽北段发育最早(中新世晚期),但盆地演化程度最低;中段发育次之而演化程度高;南段发育晚(上新世末期)而演化程度高。现阶段的冲绳海槽,其北段处于衰退期,而中段和南段处于扩阔期。构造活动在盆地的演化中占主导作用,它首先为海槽相当长的地质时期内提供宏观的初始沉积格局,其次为盆地沉积提供部分沉积物质(火山物质和热液)。在构造活动强烈的时期,地壳拉伸对沉积层序的影响大于沉积作用,当构造活动趋于缓和时,相对海平面变化控制了盆地内部沉积结构的变化。     

冲绳海槽北部的全新世火山碎屑沉积

分析了冲绳海槽北部的CSH1岩芯沉积物中矿物组成、化学元素质量分数和粒度的变化规律,研究结果表明,在全新世期间,日本九州岛发生了2次大规模火山喷发活动,造成大量的火山物质沉积在冲绳海槽北部。从岩芯最上部的沉积物中可识别出2层火山碎屑沉积,它们都具有沉积物粒径突然变粗、SiO2和Na2O等化合物的质量分数突然增加以及粘土矿物、挥发份、Fe2O3、MgO、CaO和Sr的质量分数迅速下降等特征。沉积物粒度数据的端员分析结果表明,冲绳海槽北部全新世沉积物中的硅酸盐碎屑是由陆源碎屑物质和火山灰按不同的比例混合而成的。有火山物质混入的沉积物的粒度分布多呈现双峰模式,粒度众数值分别为74.3和7.81μm。浮游有孔虫壳体的AMS14C测年结果表明,2层火山碎屑所对应的火山喷发年代分别为7 210和10 870 cal.aBP。其中前者与K-Ah火山的喷发时间一致,后者可能与Kuju火山在12~10 cal.kaBP期间的喷发有关。     

冲绳海槽中部表层沉积物的地球化学特征和物原判识

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.对表层沉积物的地球化学数据的因子分析和典型化学组分的相关分析结果表明,冲绳海槽中部表层沉积物主要包括陆架来源、生物源和火山热液源组分,且以陆源组分为主;运用修正的富集团子(EF)分析结果表明,沉积物中陆源、生物源、火山热液源组分在不同区域的相对分布是显着不同的.     

冲绳海槽南部表层沉积中的浮游有孔虫及其地质意义

对冲绳海槽南部53个表层沉积样品中大于0.154mm的浮游有孔虫进行系统鉴定和定量统计,并采用Q型因子分析,求得浮游有孔虫各属种和组合的分布特征:N.Dutertei－p.Obliquiloculata组合主要分布在离大陆和台湾岛较近的地方,而G.Glutinata－G.Ruber组合则主要分布在冲绳海槽的中央及靠琉球岛的一侧,且发现浮游有孔虫丰度、属种组合和碎壳率等的分布和变化主要受控于水深、碳酸盐溶跃层、温跃层以及水团等各类环境因子.