马里亚纳俯冲系统的构造特征

西太平洋马里亚纳俯冲带具有典型的"沟-弧-盆"体系,是由太平洋板块向西俯冲到菲律宾海板块之下形成的洋-洋俯冲带。前人研究成果为理解该区上覆板块地壳结构、弧前蛇纹岩化过程、岛弧及弧后岩浆作用、俯冲板块形态及其相关俯冲动力学过程提供了良好的约束。本文对马里亚纳地区现有研究成果,特别是构造研究内容,进行了总结,发现马里亚纳俯冲带的三维精细构造特征并没有得到很好的厘定,导致马里亚纳弧后扩张的动力学机制存在较大争议。这主要是因为缺乏观测数据以及反演方法的局限性。为此,未来围绕马里亚纳俯冲带的构造特征研究,应首先开展长期系统的海底观测。     

西太平洋边缘构造特征及其演化

西太平洋边缘构造带是地球上规模最大最复杂的板块边界,以台湾和马鲁古海为界,自北往南大致可以分为3段。北段是典型的沟-弧-盆体系,千岛海盆、日本海盆及冲绳海槽均为典型的弧后扩张盆地。中段菲律宾岛弧构造带为双向俯冲带,构造复杂,新生代经历大的位移和重组,使得欧亚大陆边缘的南海、苏禄海和苏拉威西海成因存在很大的争议。南段新几内亚—所罗门构造带是太平洋板块、印度—澳大利亚及欧亚板块共同作用的结果,既有不同阶段的俯冲、碰撞,也有大规模的走滑与弧后的扩张,其间既有新扩张的海盆,又有正在俯冲消亡的海盆。台湾岛处于枢纽部位,欧亚板块在此被撕裂,南部欧亚大陆边缘南海洋壳沿马尼拉海沟俯冲于菲律宾岛弧之下,而北部菲律宾海洋壳沿琉球海沟俯冲欧亚大陆之下。马鲁古海是西太平洋板块边界又一转折点,马鲁古海板块往东下插于哈马黑拉之下,往西下插于桑义赫弧,形成反U形双向俯冲汇聚带,其洋壳板块已基本全部消失,致使哈马黑拉弧与桑义赫弧形成弧-弧碰撞。     

中亚造山带东段古生代山弯构造

中亚造山带东段位于西伯利亚和华北克拉通之间，经历了多构造体系叠加和多旋回洋陆转换的复杂演化过程，目前大量研究均以构造带为核心来限定区域构造格局，但一直争议较大。本文以构造单元的构造属性及其形成过程为主线，结合区域构造带演化，重新厘定了中国东北地区基本构造格局，建立了中国东北山弯构造演化模型。研究表明，古生代时期中国东北地区的主要构造单元由两个具前寒武纪基底的古老地块——额尔古纳地块和佳木斯地块及其张广才岭陆缘弧与两个古生代增生地体——兴安增生地体和松辽增生地体组成，其间由古亚洲洋分支新林- 喜桂图洋、贺根山- 嫩江洋、龙凤山洋和索伦洋分割。早古生代，西部额尔古纳地块东南部为西太平洋型活动陆缘，发育有嘎仙- 吉峰- 环宇洋内弧和头道桥等洋岛，~500 Ma随着新林- 喜桂图洋的关闭，这些洋内弧和洋岛拼贴增生至额尔古纳地块东南缘。随后贺根山- 嫩江洋的俯冲和后撤形成了一系列沟- 弧- 盆体系，持续的俯冲导致弧陆碰撞和陆缘增生，形成兴安增生地体的主体。同时，东部佳木斯地块西侧发育有龙凤山洋的安第斯型俯冲活动陆缘，形成了张广才岭陆缘弧。伴随着各大洋的俯冲和陆缘增生，额尔古纳地块和佳木斯地块以及它们的陆缘增生带构成了一个早古生代近东西向展布的地块链。南部以锡林浩特- 龙江微地块为核心发生陆缘俯冲，形成松辽增生地体雏形。索伦洋发生双向俯冲，并通过弧陆碰撞产生陆缘增生。晚古生代，伴随着古亚洲洋的北向俯冲和后撤，早期形成的地块链逐渐发生向南弯曲。二叠纪末期—中三叠世古亚洲洋俯冲消减闭合以及西北部蒙古- 鄂霍茨克洋和东部泛大洋的俯冲挤压，导致地块链进一步弯曲，同时，早期的古老地块、增生地体、弧岩浆岩、沉积建造等发生汇聚，最终形成一个以额尔古纳地块和兴安增生地体为西翼，佳木斯地块和张广才岭陆缘弧为东翼，松辽增生地体为核心的大规模山弯构造——中国东北山弯构造。     

南海东部马尼拉俯冲带的地壳结构和俯冲过程

全球汇聚板块边缘是产生8级以上大地震和破坏性海啸的地方,一直以来是全球科学家关注的焦点和热点区域。马尼拉俯冲带位于南海东部,也是许多地震、海啸和活火山活跃的区域。本文依据以往穿过马尼拉俯冲带的多条多道反射地震测线和海底地震仪剖面数据,分析了马尼拉俯冲带海沟沉积物充填厚度变化、增生楔宽度变化、海底变形特征以及地壳速度结构变化,提出马尼拉俯冲带具有明显的分段特征,分为北吕宋区段、海山链区段和南部西吕宋区段。不同区段的俯冲过程明显不同,提出俯冲增生和俯冲剥蚀(构造剥蚀)两种机制分别控制了该俯冲带的南、北区段。北段主要受到俯冲增生机制的控制,在海沟和弧前盆地之间形成巨大的增生楔构造,在南海北部大陆边缘10~15km厚的减薄陆壳不断俯冲作用下,引起许多与俯冲有关的地震活动和构造变形。南段海山链区段海底地形复杂和粗糙,在俯冲增生、剥蚀或构造剥蚀的联合控制下,5~6km厚大洋板块不断俯冲形成较小的增生楔结构,部分沉积物可能随着板块的俯冲被拖曳到板块边界的深部。     

祁连山蛇绿岩带和原特提斯洋演化

位于阿拉善地块和柴达木地块之间的祁连造山带记录原特提斯洋扩张、俯冲、闭合、大陆边缘增生和碰撞造山的完整过程。从南向北,祁连造山带发育有三条平行排列、不同类型的蛇绿岩带:(1)南部南祁连洋底高原-洋中脊-弧后蛇绿岩混杂带;(2)中部托勒山洋中脊型蛇绿岩带;(3)北部走廊南山SSZ型蛇绿岩带。南部南祁连蛇绿混杂岩带以拉脊山-永靖蛇绿岩为代表,为典型的洋底高原型蛇绿岩,是大洋板内地幔柱活动的产物,形成年龄为525～500Ma;中部托勒山蛇绿岩带沿熬油沟-玉石沟-冰沟-永登一线分布,为大洋中脊型蛇绿岩,蛇绿岩形成年龄为550～495Ma;北部蛇绿岩带包括弧前和弧后两种类型,弧前蛇绿岩以大岔大阪蛇绿岩为代表,形成时代为517～487Ma,反映初始俯冲/弧前扩张到弧后盆地的过程;弧后蛇绿岩以九个泉-老虎山蛇绿岩为代表,为典型的SSZ型蛇绿岩,是弧后扩张的产物,形成时代为奥陶纪(490～445Ma)。三个蛇绿岩带分别代表了新元古代-早古生代祁连洋演化历史不同环境的产物,对了解秦祁昆构造带原特提斯洋的构造演化过程有重要意义。蛇绿岩及弧火山岩的时空分布特征限定了原特提斯洋的俯冲极性为向北消减俯冲。     

滇西羊拉地区构造——岩浆——成矿作用分析

金沙江缝合带的洋－陆转换过程（洋盆扩张、洋壳俯冲、洋盆闭合）,在羊拉地区引发了三期构造－岩浆事件,分别形成海西期裂谷洋盆洋脊－洋岛型火山岩、印支期陆缘弧同熔型花岗岩、燕山早期同造山碰撞型花岗岩及与之相对应的海底喷流－热水沉积型、矽卡岩型和斑岩型矿床。     

关于南海北部特提斯的讨论

南海及邻区处于欧亚大陆与冈瓦纳古陆拼合带的东南端,是特提斯构造域和濒太平洋构造域交汇的重要地区.特提斯缝合带沿金沙江-哀牢山构造带进入南海,人们从而认为南海可能存在特提斯洋遗迹,并认为缝合带存在于磁静区中.本文通过对南海北部陆坡地球物理资料的解释结果,包括重力、磁力、海底地震和深反射地震数据,以及区域地质特征分析,研究了南海北部陆缘高磁异常带和磁静区的成因.结果表明高磁异常带是中白垩世时期古太平洋板块转向俯冲形成的陆缘火山弧,当时存在古俯冲带.磁静区经历了后期大陆边缘张裂和古南海和南海的打开,并经历了高温热物质的底辟作用,使得地壳拉张减薄,居里面抬升形成磁静区.经历了南海的扩张后,原始的俯冲带可能已经向南迁移到南海南部或者已经俯冲消失,其中也不存在缝合带.      

西太平洋地球动力学问题与未来大洋钻探目标

西太平洋区域是全球地质构造和海陆相互作用最活动的区域,经过50多年的大洋钻探研究,人们对西太平洋弧后海底扩张成因、俯冲工厂的动力学机制、地幔演化过程、发震带、热点岩浆活动、沉积古环境等都有了深入研究和分析,但是西太平洋边缘海盆具有很大的构造多样性和复杂性,仍然有很多的科学目标和科学问题有待进一步开展研究.本文详细分析了边缘海盆的大洋岩石圈演化特殊性,原位上地幔蛇纹岩化的程度,初始俯冲与初始扩张的形成机制,海台、海山、海岭、洋脊、洋隆的属性,洋中脊水热循环活动的强度及其对大洋岩石圈演化的影响,岩石圈共轭张裂与破裂模式与机制,大洋红层与异常沉积这7个方面的科学问题,并建议就流体地球化学剖面、海山岩浆剖面、穆绍海沟与加瓜海脊、Ayu海槽、卡罗琳海岭系统、Eauripik海岭、冲绳海槽、莫霍面这8个关键具体目标开展详细的地球物理刻画并提出具有全球意义的钻探建议,为今后实现中国领导的全球大洋钻探工作提供思路.      

日本的综合大洋钻探计划(IODP)

对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m,钻达发震带和上地幔,实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标,三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化,地壳作用过程和地球系统演化,俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原,认识核—幔作用过程;②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物,详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程;③钻探大洋岛弧,认识大陆地壳形成过程;④钻探扩张的弧后,认识洋壳岩石圈形成过程;⑤钻探亚洲边缘海及陆坡,认识陆壳—洋壳—大气圈关系;⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈;⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环;⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。     

南海成因及其演化模式探讨

尽管南海已进行深入的调查与研究,提出多种成因模型,包括挤出模型、弧后扩张模型、古南海俯冲拖曳模型等,但因其所处构造位置特殊,周边构造环境经历了复杂的改造,所有成因模式均未能得到广泛的认可。本文从三大板块相互作用入手,结合南海实测数据,提出南海形成的弧后扩张—左旋剪切模型。认为南海是古南海往北俯冲的弧后盆地,菲律宾海板块往北漂移形成的大规模左旋走滑是南海扩张的触发因素。印度—欧亚碰撞产生中南半岛挤出主要影响西南海盆扩张方向,使得扩张轴从近东西向转为北东向。南海及邻区晚中生代以来的演化可以分为以下阶段：1）早白垩世开始澳大利亚板块往北漂移,新特提斯洋往北俯冲消亡,导致弧后扩张,形成古南海;2）晚白垩世末—始新世,古南海往北俯冲,导致弧后拉张形成陆缘裂谷;3）早渐新世,受菲律宾海板块西缘大型左旋走滑影响,在原有裂谷的基础上从东往西海底扩张,形成南海;4）渐新世末,受俯冲后撤的影响,扩张中心往南跃迁,同时受西缘断裂左旋活动的影响,扩张轴从近东西西逐步转为北东向;5）早中新世晚期,南沙地块—北巴拉望地块与卡加延脊碰撞,南海扩张停止。     

南海南、北陆缘中生代构造层序及其沉积环境

新生代海底扩张,使南海陆缘分为南、北两部分。南部礼乐地块与南海北缘在扩张之前构成了统一的活动陆缘。通过对南、北陆缘的钻井研究和井旁地震剖面解释,发现二者的中生界均具有4 个地震层序及3 个构造层。南北陆缘构造层序及物源分析表明,早白垩世礼乐地块与南海北缘曾发生碰撞拼贴。早白垩世的南海北缘地区沉积环境由海陆过渡相向陆相演化,相应的礼乐地区是由浅海相向滨海相演化,二者反映出相同的向上变浅旋回,说明在南、北陆缘拼贴之后,两者具有了统一的构造沉积背景。到晚白垩世末,两区均隆升为陆,且遭受剥蚀; 南海北缘地区上白垩统部分被剥蚀,而距俯冲边界更近的礼乐地区上白垩统则被剥蚀殆尽。     

南海北部陆缘盆地形成的构造动力学背景

摘要：南海北部陆缘盆地处于印度板块与太平洋及菲律宾海板块之间,但三大板块对南海北部陆缘盆地的影响是不同的。通过对三大板块及古南海演化的研究,可知南海北部陆缘地区应力环境于晚白垩世发生改变。早白垩世处于挤压环境,晚白垩世以来转变为伸展环境并且不同时期的成因不同。晚白垩世-始新世,华南陆缘早期造山带的应力松弛、古南海向南俯冲及太平洋俯冲板块的滚动后退导致其处于张应力环境。始新世时南海北部陆缘裂陷盆地开始产生,伸展环境没有变,但因其是由太平洋板块向西俯冲速率的持续降低及古南海向南俯冲引起的,南海北部陆缘盆地继续裂陷。渐新世-早中新世,地幔物质向南运动及古南海向南俯冲导致南海北部陆缘地区处于持续的张应力环境;渐新世早期南海海底扩张;中中新世开始,三大板块开始共同影响着南海北部陆缘盆地的发展演化。     

南海新生代碳酸盐台地淹没事件记录的海底扩张

本文通过对南海4个碳酸盐台地及其淹没事件的分析来阐明南海海底扩张的演化史.南海碳酸盐台地出现在最大海底扩张期,淹没事件出现在海底扩张和地壳下降速率进一步加快时期,因而它记录了海底扩张的阶段性和不均一性.南海共经历了早中新世晚期(距今17±0.5 Ma)、晚中新世早期(距今10.0～8.2 Ma)和上新世早期(距今3.4～3.0 Ma)等3次大的淹没事件,表明南海经历了3次大的海底扩张,短暂淹没事件是与海底扩张有关的各种地质事件的反映.     

南海西缘新生代沉积盆地形成动力学探讨

通过对南海西缘新生代沉积盆地伸展作用、沉降、构造变形等特征分析,检查印支地块多条近北西向走滑断裂时间、幅度等特征以及与盆地之间联系,结果表明印度-欧亚碰撞引起的逃逸作用与南海西缘新生代盆地没有直接的成因联系;两个与俯冲有关的不同扩张机制与南海西缘新生代盆地有成因联系,即(1)太平洋板块在古新世到始新世的滚动后退,太平洋-欧亚板块汇聚速率的降低驱使这些盆地产生初始伸展作用;(2)渐新世到中中新世古南海南倾俯冲板块的拖曳力,进一步驱使这些盆地的伸展及接着的南海扩张.     

Deep structures in the Maritime Territory-Sea of Japan continental margin from seismic data

This paper discusses the results of interpreting seismic profiles on the Earth’s crust of the Maritime Territory and Sea of Japan performed during the 20th century by the Sakhalin Integrated Research Institute and by the Schmidt Joint Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. The seismic profiles confirmed the presence of structural features under the Maritime Territory and the Sea of Japan that were revealed previously from geological data, such as spreading zones, rifts, deep-seated faults, overthrusts, and subduction zones, suggesting an active type of continental margin in the Far East region. We assumed that a high occurrence of the asthenospheric layer enclosing magmatic chambers explains the high activity of tectonic processes in the Far Eastern continental margin. The identified system of rifts and spreading centers supports this assumption.     

Formation and evolution of the South China Sea since the Late Mesozoic: A review

The existing genetic models of the South China Sea(SCS) include an extrusion model of the Indochina Peninsula, a back-arc extension model, and a subduction and dragging model of the Proto-South China Sea(PSCS). However, none of these models has been universally accepted because they do not fully match a large number of geological phenomena and facts. By examining the regional tectonics and integrating them with measured data for the SCS, in this study, a back-arc spreading-sinistral shear model ...     

南海北部陆缘地壳结构特征及其构造过程

根据“北部湾大陆缘地壳结构ＰＳ转换波测深”等地球物理测量结果,本文研究了南海北部陆缘的地壳结构特征,讨论了其白垩纪以来的构造过程。地球物理测量表明,由陆向海,南海北部陆缘地壳由陆壳、过渡壳变为洋壳,厚度由３４ｋｍ减薄至８ｋｍ左右。垂向上地壳为３层结构模式。陆壳、过渡壳和洋壳的下地壳Ｐ波速度普遍较高。地壳伸展系数的计算表明南海北部陆缘伸展主要发育于陆坡地区。结合区域地质研究,本文认为：南海北部陆缘及     

华南和南海北部陆缘岩石圈速度结构特征与沉积盆地成因

新近地震层析资料表明, 华南和南海北部陆缘岩石圈及下伏的软流层中存在规模宏大的低速异常带, 它们在研究区新生代演化历史中曾发挥重要的控制作用.其中, 岩石圈底面及内部的巨型NW向异常低速带表明中生代末至新生代早期的神狐运动不仅在华南与南海北部陆缘产生NE向张裂构造体系并催生出内陆-陆架-陆坡沉积盆地, 还导致南海海盆的早期扩张.软流层NNW向的异常低速带则反映岩石圈SSE向的蠕动直接导致南海中央海盆的海底扩张及陆缘地区的持续裂解.研究区深部速度结构特征是历史动力过程所残留的痕迹, 华南陆缘和南海北部新生代沉积盆地的形成和发展, 与岩石圈及软流层的结构和运动方式密切相关.