太平洋边缘地带的地壳构造和软流圈的关系

本文是研究边缘海和活动边缘褶皱建造地区岛弧的深部构造与表面构造的地质问题。由于岩浆运移,故这里最为充分地呈现了可视为具有部分熔融区域的软流圈。预计在构造活动地区软流圈较厚。在岛弧之间盆地内以现代的拉斑玄武岩为特征。异常地幔直接伸至地壳。深水盆地地区的软流圈埋深由30km(Пapece-Beлa盆地)到60-80km。拉斑玄武岩的年龄为由中新世到第三纪,以至到晚白垩纪,在构造活动地区,以及岛弧,边缘海、年青的山脉—褶皱建造地带热流值高,而在太平洋深水盆地和大陆地盾地区则热流值低,故表明其内力作用的机制是不相同的。含软流圈在内的上地幔过程取决于过渡带中的内力作用。过渡带中软流圈的形成是以低密度物质为先决条件的,同时导致体积的增大,过剩体积的出现促使岩石圈上升和拉伸,形成边缘海和岛弧区的深水盆地。拉斑玄武岩沿断裂溢出,软流圈隆起的过程伴随着强烈的矿化作用。山间岛弧之间的盆地和岛弧背部的构造过程与通过大洋中脊的过程相似,在大洋中脊处发现具有锌、铜和铁的硫化物沉积层的热液现象。例如在北纬13°和21°附近的东太平洋轴部地区的胡安德福卡中脊。所以,在过渡带地区古老的古裂谷构造可能是有用矿产的远景地区。     

岛弧-海沟地区浅源强震分布和地球自转

本文初步研究了全球某些岛弧海沟构造系统中浅源强震的震中位置和地球自转速率变化的相关关系（简称ER关系）。汤加-克马德克、印尼爪哇、日本和阿拉斯加-阿留申等的岛弧海沟地段的ER关系表明,在海沟及其附近的重力负异常地区内,地震多在地球自转加快的年份中发生;而在岛弧及其附近的重力正异常地区内,地震主要发生在自转相对减慢的年份中。这种特征可能不仅和海洋与大陆板块汇聚边界的岛弧海沟上的基本应力状态有关,而且与自转速率不均匀产生的附加应力状态有关。     

从板块构造观点论南海的成因

南海是亚洲东部的一个边缘海。从板块构造观点看来,南海及其周围整个东南亚大陆边缘恰好位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋-澳大利亚板块交汇处,即处于一板块“三叉点”上。 根据此区域内已有的地球物理及地质资料,作者认为南海海盆是新生的边缘海板块而不是沉没的古老地台。 南海的形成是由于新生代早期在其两侧存在一背离式的板块“三叉点”所致,此“三叉点”的位置在海南岛南侧和印支半岛东侧。“三叉点”以东的地壳因局部海底扩张而被推向东,至菲律宾群岛一线,导致南海深海盆（所谓“中国盆地”）的张开和上地幔物质的上涌。 根据资料分析,作者认为南海海底扩张轴是北东向平行于大陆边缘的,扩张的时代是从渐新世晚期至中新世。     

琉球-马尼拉海沟的构造背景及发震能力评估

琉球-马尼拉海沟属于西太平洋板块俯冲带,2011年3月11日日本地震的震中同样位于西太平洋板块俯冲带,前者是否与"3·11"地震具有相同的构造背景和条件,是评估琉球-马尼拉海沟是否同样具备发生9级地震潜在能力的关键因素。文中对大量资料进行了分析,对琉球-马尼拉海沟的构造背景、分段特征及最大潜在发震能力进行了评估,认为琉球海沟属于海沟-岛弧-弧后盆地俯冲构造体系,岛弧与海沟处于向E后退的状态,表现为弱耦合特征,构造上可分为6个破裂段,最大潜在地震为8.5级;马尼拉海沟受古扩张洋脊形成俯冲板块中的"板片窗"影响,长度及规模远小于目前已发生9级以上地震的俯冲带,构造上可分为6个破裂段,最大潜在地震为8.8级。综合结果分析认为,琉球-马尼拉海沟无论是在构造背景还是规模上都与日本"3·11"地震的构造样式存在较大差异。     

福建长乐—诏安活动构造带的成因模式

位于福建省东南沿海地区的长乐—诏安构造带(以下简称长—诏带),是一条自中生代形成以来经历过多期次强烈活动的深大断裂构造带,亦是一条强震活动带。由于本断裂带地处我国东部活动大陆地壳的边缘地带,同时又紧邻西太平洋巨型岛弧—海沟系中的台湾岛弧——现代构造运动最强烈的构造带,因而使长—诏带的地壳结构、岩浆活动、岩石—构造变动及其演化、地震地质等均有许多独特之处。本文仅就其新构造活动特征的成因机制作一初步分析与探讨。     

琉球海沟的构造和运动特征

琉球海沟是欧亚板块与菲律宾海板块之间的边界，海沟西坡是大陆性质的琉球岛弧，东坡是大洋性质的菲律宾海地壳．海底地震反射探测和地震震源定位表明，菲律宾海板块沿海沟向琉球岛弧下俯冲，俯冲角度与深度沿海沟走向变化．有证据显示，由于俯冲板前缘的横向移动，海沟和岛弧正朝大洋方向后退，弧后盆地-冲绳海槽发生拉张变形．最近一次的海沟后退与冲绳海槽扩张可能是从上新世末(2Ma前)开始的，岛弧的后退移动和弧后拉张在南部与海沟走向垂直，在中部和北部与海沟走向斜交，总体上向南的运动分量占优势、与海沟后退相关的弧后拉张集中在冲绳海槽，没有证据表明对其西侧的中国东海陆架盆地产生影响、海沟后退的原因可能与俯冲板的动力不平衡以及它与周围地幔的相互作用有关．     

小笠原岛弧

小笠原岛弧(Bonin Arc)是一个发育良好的岛弧,与其共生的有一条深海沟、一条活火山链和一个弧后盆地,小笠原岛弧大约有1100km长,南北向延伸,其范围在北纬35°—25°、东经139°—145°之间,前边面临太平洋板块,后边是四国海盆(见图1),在其北端,小笠原弧形成了与东北(Tohoku)弧和Seinan(西南)日本弧之间海沟-海沟-转换断层或海沟-海沟-海沟的三联点的一部分,马里亚纳岛弧沿着小笠原弧线继续向南延伸,小笠原弧和东北弧之间没有明显的地貌界限,但人们凭借相模(Sagami)海槽的凹陷可以推断出来,比起北缘来,小笠原弧的南部边界更不明确。小笠原岛弧作为从北到南的同一形态     

华北地台基底弱化带及其与地震的关系

在分析华北地台结晶基底形成演化的基础上,重点论述大型古老的韧性剪切带,以及它们作为主要的基底弱化带在后期的继承性活动。结合现今位移调整的总趋势和地震活动规律,讨论了沿基底弱化带的再活动与地震的联系     

欧亚东边缘的双向板块汇聚及其对大陆的影响

自3 Ma至现今,在欧亚东缘太平洋、菲律宾海板块以较大速率朝NWW方向运动,并沿海沟向欧亚大陆俯冲;同时欧亚板块以较小速率朝SEE方向移动,构成双方向的板块汇聚格局.沿日本岛弧东侧,海洋板片以较小的倾角插入欧亚大陆下面,在浅部产生的挤压变形扩展到日本海东边缘.琉球岛弧的中、北部,菲律宾海俯冲板片的倾角较大,其西南段由NE向转变为EW向,正经历活动的海沟后退与弧后扩张.台湾是3种板块汇聚的交点:欧亚沿马尼拉海沟向东俯冲,吕宋弧与台湾碰撞,使台湾岛陆壳东西向缩短与隆升,形成年轻的造山带,菲律宾海板块沿琉球海沟的西南段向北俯冲到欧亚下面.位于南海与菲律宾海之间的菲律宾群岛是宽的变形过渡带,两侧被欧亚向东、菲律宾海向西俯冲夹击,中间是大型左旋走滑断层.总体上,现今时期的太平洋、菲律宾海板块的西向俯冲运动所产生的变形主要分布在俯冲板片内部及岛弧,未扩散到弧后地区,可能这种俯冲运动产生的水平应力较小,不能阻挡欧亚大陆的向东移动,对大陆内部的现今构造没有明显的影响.     

钻探日本海

参加海洋钻探计划(ODP)的科学家们已拼成了一幅边缘海的古地质记录图。由于使用最新的技术,他们可探测到地壳的深部以监测由板块运动引起的现代活动性。这项试验是在日本海进行的;日本海将日本列岛与中国大陆分开,是环太平洋边界最大的边缘海链。象菲律宾海、Sula海、Celebes海、Bamda海和南中国海一样,日本海古海洋地壳插入地球内部的深海沟边缘。由于地壳融化,在海沟与边缘海之闻形成了火山弧。火山密布的日本列岛及     

西太平洋俯冲带对中国东部构造的影响

本文在对西太平洋海沟—岛弧—弧后体系与中国东部中新生代构造进行对比的基础上,分析了大洋板块俯冲对大陆构造影响的几个不同阶段。始新世太平洋板块运动方向的改变影响了中国东部的应力场,使左旋剪切变为右旋。中新世前后海沟东撤之后,俯冲对华北的影响变小了。虽然诱发对流消亡了,过剩的重力势引起了地幔物质由洋向陆的侧向流动。蠕变流的数值模拟结果表明中国东部引张与挤压交替的格局是地幔侧向流动的结果。西北太平洋地区的地震旋回可能与这样一种流动的周期性有关。     

俯冲带断层粘滑运动机制数值模拟研究——以日本俯冲带为例

在新生代,西太平洋岛弧和边缘海地区已成为强烈的构造活动区。至晚第三纪以来,在西太平洋岛弧带上还发生了强烈的火山作用。在西太平洋岛弧的外侧发育着地球表面上最深的地沟带,即深海沟带。西太平洋板块向西俯冲,在日本海形成俯冲带,称为日本海俯冲带。日本俯冲带构成了西太平洋边缘俯冲带的重要组成部分。该俯冲带处于环太平洋火山地震带上,地质构造复杂,地震活动频繁,地震发生数量占全球20％。     

中国大陆东部地震区的纬向划分和地震活动幕的分析

本文对中国大陆东部(107.5°E 以东的大陆地区)的地震活动性差异进行了纬向划分,并对比了西太平洋岛弧—海沟系统地震活动空间分布的差异,表明大陆东部地震活动并非随机分布,各地震区之间的地震活动特征具有明显的差异。着重讨论了华北和长江中下游地震区几十年尺度地震幕演变过程的时空特征。     

南秦岭巴山弧两河-饶峰-五里坝岛弧岩浆带的厘定及其大地构造意义

最新的研究结果表明,在南秦岭巴山弧两河－饶峰－石泉－高川－五里坝地区残存 一典型的岛弧岩浆带,带内以弧内裂陷双峰式火山岩和陆缘弧岛弧安山岩岩片为标志． 它们指示南秦岭泥盆－石炭纪期间存在并发育的一个有限洋盆,表明南秦岭勉略结合带 向东至少已延伸至巴山弧地区．而原西乡群孙家河组火山岩形成于典型的岛弧环境, 在区域上应与本区岛弧岩浆活动带相联．     

中国边缘海岩石层结构研究

本文以中国边缘海——东海与南海为研究对象，在体波与面波数据层析成像结果基础上，结合重磁及莫霍深度反演结果，对中国边缘海的地壳分布特点、岩石层结构进行了研究．同时对东海从陆区一直到琉球岛弧的地壳变化进行了总结与讨论，并提交了层析成像与位场反演的结果．认为中国东海地区的重力场具有“东西分带”的特点源于深部结构，而冲绳海槽盆地的形成应与大洋板块的俯冲后撤作用有密切关系．同时认为，菲律宾岛弧具有较特殊的结构，莫霍面下凹，上地幔顶部有较低速度的片状体存在，根据判断，南海与太平洋板块沿菲律宾岛弧在这里呈现出对冲的特点。     

华北地区岩石圈类型: 地质与地球物理证据

根据华北地区的地质和地球物理特征, 区分出华北地区的克拉通型、造山带型和裂谷型3 种岩石圈类型, 依据岩石学方法以及地震波速与成分的关系, 建立了华北地区克拉通型、造山带型和裂谷型岩石圈的壳幔岩石学结构和化学结构. 研究表明, 华北地台具有与全球典型克拉通一致的特征, 鄂尔多斯为经历了中新生代地台“活化”和“改造”后残存的克拉通岩石圈, 陆壳主体成分由TTG构成, 岩石圈地幔主要由强亏损的方辉橄榄岩构成, 它于晚太古宙-早元古宙最终形成以后, 一直保持至今, 其壳幔岩石学结构可以作为华北乃至中朝地台克拉通型岩石圈的一个参照. 中生代时期, 华北地台中东部地区在燕山造山过程中被“活化”, 大量对流地幔物质与热输入使该区原来的TTG陆壳组分被改造成为花岗质陆壳, 岩石圈地幔被燕山期形成的方辉橄榄岩-二辉橄榄岩所代替. 燕山-太行山是华北东部地区新生代发育裂谷作用后残留的造山型岩石圈, 因为经历了新生代的伸展减薄, 现今的厚度不能代表燕山期造山时的地壳和岩石圈地幔厚度, 但岩石圈地幔和陆壳的物质及其结构仍然是燕山运动期间造山时形成的. 新生代时期, 华北东部的大陆裂谷作用形成以华北东部平原为代表的裂谷型岩石圈; 随着裂谷发育, 大量玄武岩喷发, 使燕山期的“酸性化”陆壳又被“基性化”, 燕山期形成的岩石圈地幔被破坏形成以二辉橄榄岩为主体的喜山期岩石圈地幔; 裂谷型地壳和岩石圈地幔经历了岩石圈尺度上伸展减薄和热侵蚀, 现今地球物理探测的岩石圈地幔和陆壳的物质和结构是新生代形成的. 华北地区岩石圈形成和演化表明, 大量对流地幔物质与热输入是不同类型岩石圈形成的关键, 壳幔岩石学结构是岩石圈演化的综合记录, 它们是中新生代中国大陆动力学系统与华北地台东侧的太平洋板块共同作用的结果.     

马尼拉俯冲带北段增生楔前缘构造变形和精细结构

马尼拉俯冲带是南海的东部边界,记录了南海形成演化的关键信息,同时也是地震和海啸多发区域.本文利用过马尼拉俯冲带北段的高分辨率多道地震剖面,分析了研究区内海盆和海沟的沉积特征,精细刻画了区内增生楔前缘的构造变形、结构以及岩浆活动特征.研究区内增生楔下陆坡部分由盲冲断层、构造楔和叠瓦逆冲断层构成,逆冲断层归并于一条位于下中新统的滑脱面上,滑脱面向海方向的展布明显受到增生楔之下埋藏海山和基底隆起的影响;上陆坡的反射特征则因变形强烈和岩浆作用而难以识别;岩浆活动开始于晚中新世末期并持续至第四纪.马尼拉俯冲带北段增生楔的形成时间早于16.5 Ma,并通过前展式逆冲向南海方向扩展;马尼拉俯冲带的初始形成时间可能在晚渐新世,而此时南海海盆扩张仍在持续.南海东北缘19°N-21°N区域为南海北部陆坡向海盆的延伸,高度减薄的陆壳的俯冲造成马尼拉海沟北段几何形态明显地向东凹进.     

晚始新世以来台湾-吕宋-民都洛地带的地球动力学演化

本文基于三个主要断面描述了台湾-吕宋-民都洛地带(或称为花彩弧)的构造格局。这三个断面是:(1)俯冲和岛弧均活跃的吕宋断面;(2)以碰撞活动为主的台湾断面;以及(3)以俯冲活动为主和碰撞不活跃的民都洛断面。基于地质研究和可利用的地球物理资料,并通过重建晚始新统和现代沉积层序,提出了菲律宾海和欧亚板块边界地区的地球动力学演化模式。其主要地球动力学事件为:(1)早渐新世时期中国南海(S.C.S)开始扩张,与此同时随Zambales和Angot蛇绿岩间吕宋岛俯冲;(2)自晚渐新世到早中新世,中生界(?)海洋盆地沿原马尼拉海沟俯冲;(3)在中新世中期(14—15×10~6年)南海扩张结束,与主要的运动学重建相关的中国南海海洋地壳向中国和Reed海岸-Calamian不活动边缘俯冲;(4)在晚中新世(～7×10~6年)时期,吕宋微地块与中国南海两个边缘开始碰撞;在上新世时期台湾的碰撞仍然活跃,但在民都洛的碰撞停止了。     

岩石圈俯冲挠褶流变演化

大陆边缘海沟、岛弧、弧后盆地和外隆等构造,是海洋岩石圈和大陆岩石圈聚敛过渡带内相伴发育的构造体系.海沟和外隆的发生、发展和活动,与海洋岩石圈的俯冲过程密切相关.建立岩石圈俯冲、挠褶、流变、演化的广义解析理论,可得到具有普遍意义的解答.     

欧亚大陆地震面波层析成像(摘要)

本文介绍了利用宽频带瑞雷波和勒夫波频散对欧亚大陆的地壳和上地幔进行层析成像系统研究的结果。多数周期的分辨率为 5°～ 7 5°。解释结果表明 ,塔里木盆地、四川盆地以及西藏高原的地壳显示低速异常 ;以乌拉尔山脉为界的东欧地台和西伯利亚地盾之下有延伸到上地幔的大陆根 ,它们以高速异常为特征 ,在几个较小的地盾或岩石圈地块之下也是高速异常的上地幔 ,如波罗的海地盾、塔里木地块、哈萨克地台、印度地盾、华南地块等。亚洲大陆东部边缘的上地幔具有突出的低速异常特征 ,西藏北部的上地幔是低速异常区。欧亚大陆地震面波层析成像(摘要)@Michael H.Ritzwoller @Anatoli L.Levshin