冲绳海槽沉积物及其沉积作用的研究

冲绳海槽位于中国东海大陆架钓鱼岛隆褶带和琉球岛弧之间,呈弧形向东南方向凸出,主体水深大于1000米,是西太平洋沟、弧、槽体系中的一个扩张型半深海盆地.因此,研究冲绳海槽的沉积物及其沉积作用对阐明岛弧体系的形成和发展具有重大的意义.从六十年代开始,国内外一些研究单位先后对冲绳海槽开展了地质学、海洋学和地球物理学等方面的调查,陆续发表了一些调查报告和文章,这些成果为以后的研究打下了基础.为了较系统地了解海槽地形地貌及沉积物的分布规律,地质矿产部海洋地质综合研究大队和地质矿产部海洋地质研究所于1980、1981年两次对冲绳海槽进行了地形地貌、沉积物及岩石等方面的调查.范围南起与那国岛东侧,北至宝岛以北一带.测线横穿海槽,其中两条测线穿越宫古岛与久米岛之间的海区,直到琉球岛弧东坡水深1800—2000米一带,调查面积约15平方公里(图1).调查由“东方红”号考察船完成,取样设备有0.25(米)~2曙光型表层采泥器、重力取样管、重力活塞取样管、开口面积为960×360(厘米)~2的铁架底质拖网,测深仪为日产W—33CR—421C鱼探仪(标定精度为<1%),定位仪为日本无线电株式会社SNA—10自动航法装置,定位误差为200米.     

冲绳海槽盆地的地质构造特征与盆地演化历史

冲绳海槽盆地通常指的是东海陆架以东,琉球群岛以西,北起西南日本岸外,南至台湾宜兰附近的一个为海水淹盖的大型沉积盆地,南北长约1200公里,东西宽约100—150公里,分布面积约14万平方公里.由于盆地处在活动大陆边缘的沟-弧-盆体系中,大地构造位置比较特殊(图1),早已引起国内外地质学家们的兴趣.从六十年代开始,日、美、苏等国先后都对冲绳海槽区域进行了一些海洋地质与地球物理的调查研究.七十年代以来我国地质矿产部、国家海洋局、石油工业部及中国科学院海洋研究所等单位,也先后对冲绳海槽地区进行了一些海洋地质与地球物理调查.我们从八十年代开始,对该区进行了比较系统的海洋地质与综合地球物理调查,调查项目有海底沉积物取样、测深、重磁测量及多道地震调查等.本文就是在总结各项调查成果的基础上,对冲绳海槽盆地的地质构造特征与盆地的演化作一些探讨.     

发展中的海洋地质研究所

地质矿产部海洋地质研究所自1979年上级批准恢复以来,在前几年筹备的基础上,经过全所职工的努力,现在科研、实验及生活等设施已基本建成.现有职工234人,其中工程师以上专业技术干部91人.设有海洋沉积、构造地质、石油地质、地球物理、科技情报五个研究室及实验室.地质矿产部区域第四纪地质中心也设在这里.我国著名的海洋地质学家、中国科学院学部委员业治铮教授为第一任所长.建所以来先后与海洋地质调查局合作开展了冲绳海槽地质调查,与南海地质调查指挥部合作编制《南海及周缘地质-地球物理图集》,我所负责编制重力均衡异常图和△T剖面平面图.联合开展珠江口三角洲全新世沉积特征和沉积模式的研究.     

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。     

冲绳海槽沉积物分类和层序划分的初步意见

冲绳海槽是西太平洋边缘海盆地之一,也是琉球群岛与东海陆架间的天然分界.其主体部位的水深大于1000米,物质来源广泛,沉积环境比较复杂,是研究半深海沉积模式的重要海区之一;同时,也是研究沟、弧、盆系有意义的海区.国内对半深海沉积物分类尚无一定方案可循,对海槽松散沉积物层序也从未做过划分,尽管目前资料尚感不足,然做一些初步分析和探讨,对全面了解东海第四纪晚期的地质特征,或许会有所裨益.笔者根据1980年8—9月间海洋地质调查局与海洋地质研究所联合调查的资料,对海槽沉积物和沉积区进行尝试性划分,并对其层序划分提出初步建议,就正于读者.     

冲绳海槽某些海底岩石的初步研究

冲绳海槽位于东海大陆架与琉球岛弧之间,曾被认为是西太平洋边缘的弧后盆地,是研究沟-弧-盆系的一个重要海区,也是研究现代半深海沉积及其沉积作用的有意义海区.国外对冲绳海槽的底质、地热流、地球物理场特征以及其形成与演化,做过大量调查、研究工作,真是众说纷坛,莫衷一是.我国对该海槽也曾做过一些调查,但其内容和范围均受到局限,尤其是对海底岩石的研究报导,就显得更少了.1980年8—9月间,由地质部海洋地质调查局和海洋地质研究所共同组队,对四角座标为:24°51.84′N、123°53.19′E;25°24.69′N、123°42.38′E;29°16.11′N、126°16.25′E;29°29.46′N、128°37.97′E的海区进行了一个航次的地质调查,除采得柱状样品外,还拖获了大量浮岩,并发现早全新世生物碎屑灰岩团块和少量英安岩、安山岩.本文对所获各类岩石的分布和特征进行了描述,对其中浮岩的岩石类型及其形成条件进行了较为系统的探讨,并总结了生物碎屑灰岩团块的特征,提出其归属应为海滩岩的新认识.工作中得到东海水产研究所“东方”号调查船惠赠标本;山东区调队王进聚、刘贵章等同志协助鉴定、照相;陈菊艳同志清绘图件;谢继哲副所长阅改文稿;文成后,承蒙宋叔和教授审阅、指导,均此致谢.     

冲绳海槽沉积物地球化学的基本特征

冲绳海槽是介于东海大陆架和西北太平洋之间的一个现代沉积凹地,其特殊的地理位置吸引着众多的中外学者争相研究。近年来我们曾对冲绳海槽进行了一系列的海洋地质调查研究工作,本文即为该海槽沉积物地球化学特征的初步总结(调查站位见图1)。     

论冲绳海槽的张裂运动

琉球岛弧系向海沟方向的旋张掀斜运动和岛弧-弧后地区地幔流的波动运动是冲绳海槽张裂运动的动力源.在张应力场作用下,自早第三纪以来,冲绳海槽长期为一负向构造.现代海槽是老海槽的继承性、阶段性发展的产物,晚中新世以来冲绳海槽的张裂运动增强与菲律宾海板块的俯冲作用增强密切相关,但它不可能形成大规模的扩张.     

冲绳海槽沉积的孢粉、藻类组合

冲绳海槽又称冲绳舟状海盆,为西太平洋的年轻弧后盆地。国内外不少学者对冲绳海槽进行过地球物理、地质、古生物的研究,但有关孢粉的研究,至今尚未见报道。1975年以来,我们先后对冲绳海槽沉积的孢粉、藻类进行了系统的研究,共分析表层沉积21个站和12个站柱状剖面的100多块样品,鉴定统计15,000多粒孢粉、藻类,为海洋孢粉研究取得了大量资料。     

冲绳海槽热流值的分析及其地质解释

冲绳海槽南起我国台湾省东北角,东临琉球岛弧,西接东海陆架.本文利用冲绳海槽的热流值进行了数理计算,得出该海槽的年龄为5.3百万年.根据海槽及邻区的地质-地球物理资料进行了分析和解释.     

冲绳海槽的形成与发展

冲绳海槽是位于东海大陆架外缘、东海陆架边缘隆褶带与琉球岛弧之间的一个狭长带状弧间盆地.关于它的成因,已有古琉球弧直接张裂和断裂下陷两种观点,而笔者认为,它是由于菲律宾海板块从早中新世末以来,向欧亚大陆板块下俯冲所形成的沟-弧-盆系列的一个组成部分,在其生成和发展过程中,先后经历了拗陷、断陷和扩张三个阶段.然而,扩张刚刚开始.今后它将进一步裂开,琉球弧将更加向菲律宾海方向推进.因受调查程度的限制,本文将以冲绳海槽北半部的资料为主要依据.     

冲绳海槽地壳结构的研究

根据1990年以来对冲绳海槽地质地球物理调查的最新实测资料,包括多道和单道反射地震、海底地震仪折射地震、重磁测量、水深测量、海底岩石拖网,结合国内外学者对冲绳海槽的调查研究成果,对冲绳海槽地壳结构进行了探讨,得出如下初步结论：（1）冲绳海槽是一个典型的发育在大陆地壳边缘、由陆壳张裂而成、处于裂谷作用最高演化阶段、洋壳即将产生、海底扩张即将出现的弧后活动裂谷。（2）根据火成岩发育、沉积层分布和地壳结构分析,冲绳海槽尚缺少已经开始“扩张”的证据,还不能确定海槽中央已经发育了大洋地壳。冲绳海槽目前仍属于拉薄的大陆地壳。（3）冲绳海槽作为一个浅海槽状地貌单元,形成于距今6Ma。作为一个弧后裂谷,自距今2Ma以来开始强烈的张裂活动。海槽中央张裂地堑（槽中槽）距今2Ma以来开始形成并逐渐发展。中央张裂地堑内的火成岩年龄不大于1Ma。因此,冲绳海槽是一个年青的、正在活动的弧后裂谷盆地。     

冲绳海槽现代海底热液活动研究概况

1948年,瑞典“信天翁号”调查船在红海发现高温高盐溶液和多金属软泥,至此揭开了海底热液活动研究的序幕。随着全球范围内大洋调查活动的展开,先后在大洋中脊、断裂活动带、岛弧和弧后扩张盆地发现了众多的海底热液活动区以及颇具经济远景的海底热液多金属矿产资源,从而使海底热液活动的调查与研究成为地区中热点领域。冲绳海槽作为一个年轻的弧后扩张盆地,是环太平洋火山、地震带的一个重要组成环节,构造活动和火山作用频繁。其特殊的地理位置、地质现象引起了各国学者的注意,并从1984年开始在冲绳海槽(主要是中部)发现了多处热液活动区。…     

弧后盆地

有关岛弧的研究,在三十年代早已开始了.1930年时,荷兰一位地球物理学家在研究重力异常时发现,在印尼南部的诸岛形成了一个弧状的构造,称它为岛弧.而且发现了它以南弧形的爪哇海槽,这是个很深的海槽,在它北坡下有个很大的重力异常带.这个海槽发现后,许多地质学家普遍认为岛弧在海洋地质上是个很重要的现象,与造山运动有关.     

冲绳海槽异常地幔与地壳性质的初步分析

东海冲绳海槽,位于琉球岛弧-海沟系的陆侧,为半深海弧后边缘地.近年来,国内外学者作了一系列实际调查和专门研究,极大地促进了对海槽地壳演化的认识.但在探讨海槽深部构造时,均未论证异常地幔的存在;在剖析槽底地壳性质时,认为已出现新生洋壳或认为属过渡型地壳,分歧存疑之处颇多.在板块大地构造框架中,普遍认为边缘盆地是弧后扩张(形成新洋壳)的产物,但在冲绳海槽,地壳厚度明显大于正常洋壳,拖网取样采获大量中酸性岩石,从而对海槽的扩张成因产生了种种疑问.本文将在前人工作基础上,试就上述问题展开讨论,进而确定冲绳海槽在洋盆演化阶段中的特殊位置.     

海洋环境、工程地质讨论会在沪召开

今年三月,中国海洋地质学会在上海召开了海洋环境、工程地质讨论会,参加这次会议的有地质矿产部、石油工业部、国家海洋局和高等院校十余个单位二十余名代表,会议由杨启伦秘书长主持.地质矿产部赴美“海底不稳定性”考查组就美国有关海底灾害地质调查研究的情况作了重点介绍;石油工业部海洋石油勘探局海上工程处的代表介绍了在渤海反承包石油井位工程地质调查的项目,要求和具体做法,并展示了调查报告样本;国家海洋局第二海洋研究所和地质矿产部海洋地质综合研究大队的代表也就此项内容介绍了各自所做的工作,并出示了有关实地调查资料.     

冲绳海槽及邻区火山作用与形成演化

冲绳海槽是新月形的弧后扩张盆地，强烈的构造活动和广泛的火山作用是海槽重要的特征。本文作者主要借助对海槽火山岩的常量元素、微量元素、Sr-Nd 同位素和年龄数据分析，结合火山的时空分布及相关构造地质条件，揭示了海槽火山作用的演化过程及其与本地区构造活动的关系，以便更好地了解海槽和沟-弧-盆体系的形成演化历史。作者通过研究得出:①海槽的火山岩石地球化学特征表明岩石属钙碱性系列，主要包括玄武岩、玄武质安山岩和流纹岩，岩石组成具双峰结构。②在海槽的不同区段内，火山作用具有一定的差异。海槽不同区段内火山带岩浆源区深度的差异，是造成海槽不同区段火山活动性质变化的原因，而岩浆源深度受俯冲带形态和地壳厚度控制。海槽北、中段火山岩以流纹岩和安山岩为主，流纹岩分布在海槽盆地内，形成时代较新( <1Ma)，安山岩大部分分布在岛弧火山带中，形成时代是中、晚中新世。海槽南段火山岩由玄武岩和玄武质安山岩组成，从老到新分布在琉球火山弧(大约13Ma)、台北火山带(3Ma～现代)和南段中央凹陷(晚第四纪)中。③琉球火山弧形成于中、晚中新世(17～6Ma)。但大约12Ma发生的吕宋弧与欧亚板块的碰撞作用改变了本地区的动力条件，而宫古断裂对此次改变起了阻断作用，使海槽南段的张裂要晚于北、中段。另外，中新世琉球岛弧南段的形成确定了海槽南段的弧后盆地性质。 冲绳海槽是年轻的弧后盆地，其岩浆、构造活动发育。对海槽岩浆作用的研究可上溯至20世纪50年代，但由于海水及恶劣气候等条件的制约，几十年来对海槽研究程度仍很有限，且在不同区段有很大差异。特别是对区内岩浆作用的研究，极大地受到样品采集偶然性的限制。作者收集前人资料综合对比海槽不同区段内火山活动的异同，了解海槽火山活动研究中的成就与问题， 为进一步开展此项研究打下基础。     

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...     

冲绳海槽地壳结构性质的初步探讨

冲绳海槽位于东海东部,介于陆架海与琉球群岛之间,是西太平洋边缘岛弧向陆侧的一个弧后盆地。其存在和发展与西太平洋板块运动的动力学特性有着密切的关系,而冲绳海槽地壳的结构性质却是研究这种关系的重要依据。地壳结构性质主要包括莫霍界面的深度(地壳的总厚度),以及地壳各分层的厚度与成分。