冲绳海槽构造演化及其与岩浆、热液和沉积作用的关系：研究进展与展望

冲绳海槽是西太平洋沟-弧-盆体系中典型的弧后盆地。其独特的大地构造位置,岩浆、热液活动与沉积记录一直是学术界研究的热点。基于前人的研究成果,本文综述了冲绳海槽的构造活动对岩浆、热液与沉积的控制作用。菲律宾海板块的俯冲导致了冲绳海槽的形成,并发生了弧岩浆、弧后岩浆和斜切弧后岩浆作用,这三种岩浆作用导致了热液活动在平面分布上的三种不同分区。岩浆的发育和菲律宾海板块俯冲造成的断裂系统为冲绳海槽热液的发育分别提供了热源和通道。在~416 ka发生的浙闽隆起带沉降,导致了冲绳海槽北部的沉积物由粗变细。最后针对冲绳海槽的研究现状,文章对未来的进一步研究作了展望。     

冲绳海槽岩浆作用的区域性差异

冲绳海槽位于西太平洋活动大陆边缘,是一个目前正处于弧后扩张作用早期的、年轻的弧后盆地,张性断裂发育,火山活动强烈.岩石类型分布和岩石地球化学特征表明冲绳海槽中部和南部的岩浆作用存在明显差异,但迄今为止人们对于导致该差异的原因尚不清楚.对已有的冲绳海槽玄武岩的资料进行了综合对比分析,并依据冲绳海槽岩浆岩的Pb同位素组成特征,指出冲绳海槽及其所在的沟弧盆体系之下的地幔属于印度洋型地幔,相对于海槽中部的玄武岩岩浆,海槽南部的玄武岩岩浆来自地幔更高程度的熔融;冲绳海槽玄武岩岩浆受到了俯冲板块物质加入的影响,且南部玄武岩岩浆受影响的程度要高于中部,这可能受控于俯冲板块的深度(南部:100~150 km;中部:约200 km);冲绳海槽玄武岩部分属于MORB型,这应是冲绳海槽早期扩张的重要特征和证据之一.在上述分析工作的基础上,提出了今后对冲绳海槽岩浆作用的研究应主要集中在以下几个方面:冲绳海槽基底岩石类型的甄别与分布;岩浆源区地幔的类型及特征;板块俯冲对冲绳海槽岩浆作用的贡献及制约机制;冲绳海槽岩浆作用与海底热液活动的内在联系等.      

冲绳海槽地质构造对热液活动的控制机理

海底热液活动一直是当代海洋科学研究的重要前沿领域之一,了解地质构造对海底热液活动的控制作用对于认识热液系统的形成机理及寻找海底硫化物资源具有重要的指示意义。总结了冲绳海槽中部和南部地形与断裂构造、地壳结构、重磁场、热流及岩浆活动等方面的地质构造特征以及海槽热液区分布和热液产物的基本特征。通过比较冲绳海槽与马努斯海盆、马里亚纳海槽、北斐济海盆、劳海盆等基底和扩张阶段不同的弧后盆地构造特征的差异,归纳了冲绳海槽地质构造的特殊性,包括过渡性地壳性质、低扩张程度、高热流值、巨厚沉积层及双峰式火山作用等。冲绳海槽热液活动受到断裂构造、岩浆活动、扩张速率等构造因素的控制,同时受到基岩类型和沉积物盖层等地质条件的影响。海槽中部和南部平行和垂直盆地走向的两组断裂带为流体循环提供了通道,大规模的岩浆活动则为热液系统提供了充足的热量。此外,海槽内广泛分布的酸性火山岩和较厚的沉积盖层与流体相互作用,使得热液产物富含有机质、二氧化碳以及Ag和Au等金属元素。根据冲绳海槽的扩张速率和地质构造特征,推测冲绳海槽仍具有发现新热液区的潜力,其中部和南部两组断裂交汇的部位、轴部火山、受海脊俯冲影响的区域以及靠近岛弧一侧的新火山带是最有潜力的海底热液活动探索远景区。     

冲绳海槽北、中段火山岩地球化学特征及其地质意义

为去除非火山物质对样品化学性质的影响，得到火山岩真实的地球化学及同位素组成数据，作者对采自冲绳海槽的酸性火山岩样品严格的前处理，其中海槽北段火山岩同位素数据以前还未见公开报道。根据所得U系同位素组成数据及其分布规律分辩混染物中俯冲板片的成分，结合Sr-Nd同位素组成，本文对海槽火山活动的岩石种类、物质来源和岩浆演化过程作了一些初步的讨论。结果表明，冲绳海槽酸性火山岩分布广泛，为钙碱性系列岩石，碱性弱（里特曼指数〈1．8）；海槽岩浆主要源于地幔，源区同位素组成类似PREMA地幔，结晶分异作用是演化过程中最主要的地质作用，但岩浆也受到了不同程度地受到上地壳与／或俯冲板片物质的混入；根据混合模拟结果将海槽火山岩大致分成以上地壳物质混染为主和上地壳-俯冲板片混染两类，且认为上地壳混染发生在岩浆演化的晚期，此时岩浆体系SiO2含量要高于混染物。     

冲绳海槽中部热液活动区构造地球物理特征分析

对冲绳海槽中部南奄西、伊平屋、伊士名三个现代海底热液活动区的地形、热流分布、地震、地磁场特征进行了初步研究。结果表明,海槽中部的热液活动区都集中于海槽的中央地堑中,或位于火山口的侧坡上,或位于地堑中山脊的侧坡上,热流值高而变化大,地震事件十分上频繁,地磁场曲线变化较大。这一系列特征说明现代海底热液活动区和目前的构造活动带吻合,热液活动和岩浆作用或浅成岩浆房密切相关。板块俯冲在海槽下诱生地幔物质上涌,上涌的地幔物质所携带的热量为热液活动提供了动力源,在海槽拉张过程中形成的断裂为热液流体提供了运移通道.     

应用有限单元法恢复冲绳海槽和付加体古构造应力场及其意义

冲绳海槽是欧亚板块内大陆地壳的扩张作用所形成的一个弧后盆地。以弹性学原理和库仑—莫尔准则为基础,应用二维(2D)有限单元法模拟大陆岩石圈上部的构造应力场和断层发育状况。模型中使用两种位移边界条件,并采用平面应变条件进行计算。扩张位移边界条件加载于冲绳海槽内大陆地壳的底部,俯冲位移边界条件加载于菲律宾海板块的俯冲带。数学模拟的结果表明,大陆地壳底部的扩张作用使得冲绳海槽内发育正断层,最后导致冲绳海槽这一弧后盆地的形成。菲律宾海板块的俯冲作用引起欧亚板块付加体中形成逆掩断层。     

冲绳海槽火山岩中流体包裹体特征及板块活动与金属成矿作用

<正>1冲绳海槽现代地震构造冲绳海槽位于位于中国东海大陆架—琉球群岛之间、菲律宾板块西侧俯冲构造带中。冲绳海槽区发育了许多至今仍在不断喷发的火山,特别在海槽东坡发育了—列火山岛,在海槽中心张裂地堑内发现了大量更新世以来的岩浆岩,发现的许多双峰态高铝系列玄武岩,其K-Ar年龄仅为42±0.19 Ma B.P.,因此冲绳海槽是一条     

冲绳海槽火山岩岩石系列的厘定及构造环境意义

冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物.      

中国东部大陆边缘晚新生代构造演化及板块相互作用过程重建

晚新生代中国东部大陆边缘的构造活动主要集中于东海东缘。中新世以来菲律宾海板块俯冲、冲绳海槽弧后张裂、台湾弧-陆碰撞等一系列重大构造过程,塑造了现今琉球沟-弧-盆体系、台湾碰撞造山带和南海东北部的构造-地貌格局。本文基于对重磁和多道地震资料的解译,并结合前人研究成果,恢复了冲绳海槽构造演化史,阐明了冲绳海槽弧后张裂和台湾弧-陆碰撞之间的关系。在此基础上,重建了中新世以来欧亚板块、菲律宾海板块、南海板块之间的相互作用过程模型。本研究有助于进一步理解板块汇聚背景下东亚大陆边缘深部动力-热力过程对浅部构造格局变迁的制约和影响。     

岩浆流体对冲绳海槽海底成矿热水系统的可能贡献

海底火山活动区成矿热液流体来源长期存在争议,尽管海水来源说更为流行,但本文提供的下列证据表明,来自长曲质岩浆的流体对冲绳海槽现代活动热水成矿系统有较大贡献：（１）冲绳海槽ＪＡＤＥ热水区出现异常高热流,其下方１￣２ｋｍ处存在浅位长英质岩浆房;（２）ＣＯ２、烃类、Ｈ２等气体在热水成矿体系中极度富集甚至形成独立气流,与热水流体共存。气体的碳、氦同位素资料表明其来自长英质岩浆本系;（３）ＪＡＤＥ成矿热水系     

国际埃迪卡拉系年代地层学研究进展与发展趋势

埃迪卡拉系为国际地层表新增的新元古界最上部的系级年代地层单位,层型剖面被确定为南澳大利亚弗林德斯山脉依诺拉马河剖面,其底界点位（GSSP）选定为埃拉逖那冰成杂砾岩（Elatina diamictite）之上盖帽碳酸盐岩努卡利那组（Nuccaleena Formation）的下界（Gradstein et al．,2004;Knoll et al．,2004）。我国修定后的震旦系与埃迪卡拉系完全相当,底界以南沱冰碛岩之上盖帽碳酸盐岩的下界为界。本文综合国际地层委员会新元古代地层分会以及相关国家和地区近年来在埃迪卡拉系年代地层学领域研究的新进展、存在问题以及未来发展趋势作一概要介绍,以期引起国内晚前寒武纪地层古生物学者的广泛关注。     

塔里木盆地奥陶系层序地层格架

在不同沉积相区典型露头、钻井及地震层序综合分析基础上,将塔里木盆地奥陶系海相地层划分出8个可全盆地对比的三级层序(OSQ1～OSQ8),首次建立了综合露头层序、钻井层序及地震层序划分的层序地层格架,建立了年代地层、牙形石生物地层、岩石地层与层序地层之间的相互关系(表1)。首次提出海相碳酸盐岩全岩或生物化石壳的碳同位素值可作为全球海平面变化的良好指标。在相似气候带及沉积环境具备相近的碳酸盐沉积速率的假设条件下,当沉积相分析所得到的相对海平面变化趋势与全岩碳同位素分析反映的全球海平面变化趋势总体一致时,说明碳酸盐层序的发育主要受控于全球海平面变化,反之则主要受控于区域构造沉降运动。鉴于这样的分析原理,我们认为塔里木盆地下奥陶统层序OSQ1及层序OSQ2属于主要受控于全球海平面变化的稳定加积型层序,而中、上奥陶统层序OSQ3～层序OSQ8则属于全球海平面总体上升背景下主要受区域构造运动控制形成的构造淹没型层序。     

“青藏高原南部空白区基础地质调查与研究”计划项目新成果、新进展

通过2 0 0 4年度各相关图幅的大力工作,在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料,综合研究区域构造地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等,取得重要进展和新认识,在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

燕山地区中元古代常州沟组潜穴化石

在燕山地区中元古代常州沟组中发育有大量的潜穴化石，潜穴产于常州沟组中部的泥质粉砂岩中。潜穴呈个体较大的直管状，垂直层面保存。这是我国迄今为止发现的最古老的遗迹化石，表明在距今近1800Ma前就已出现古老的后生动物，这对于研究后生动物的起源及演化具有重要意义。     

黄骅坳陷歧北次凹古近系沙一下亚段地质体精细刻画

综合运用钻井、测井、地震等资料,将黄骅坳陷目前的勘探热点地区——歧北次凹的主要勘探目的层段,即沙一下亚段划分为4个四级层序和8个五级层序,建立了沙一下亚段高精度层序地层格架。结合属性提取和测井约束反演等地球物理方法技术,在高精度层序地层格架约束下对歧北次凹目标层内单个地质体进行多层次多角度的精细刻画,研究其空间展布,并剖析其内部结构特征,分析地质体的控制因素。研究发现:物源供给、断裂陡坡带及断裂转换带对地质体的发育具有重要的控制作用,最后提炼出地质体发育模式,为研究区隐蔽油气藏的勘探和开发提供科学依据。     

"青藏高原南部空白区基础地质调查与研究"计划项目新成果、新进展

通过2004年度各相关图幅的大力工作，在基础地质、矿产和资源等方面取得了大量实际材料，综合研究区域构造．地层格架、青藏高原地质图和青藏高原南部火山岩及其地球动力学意义等，取得重要进展和新认识，在矿产资源、旅游和人文景观等方面也取得重要阶段性成果。     

环境中硒形态分析方法的研究进展

硒的形态研究是了解环境中硒的毒性、生物可利用性、迁移和生物地球化学循环等方面的基础,其研究方法一般分为直接和间接法。本文总结了环境中硒形态的研究方法,特别是对环境样品中常用的硒形态分析技术——连续化学浸提技术作了全面详细的讨论,并综述了其它硒形态分析方法的最新动态。     

北羌塘盆地中部上侏罗统研究新进展

北羌塘盆地腹地自然条件恶劣 ,地层研究难度极大。经在北羌塘盆地腹地东湖、河湾山、长水河及半岛湖等地进行了详细的岩石地层及生物地层研究工作 ,依据岩石特征和生物化石特征 ,将上侏罗统二分 :下部灰岩层为索瓦组 ,含 L acunosella triobatiformis- Pentithyris vulgaris、Radulopecten fibrosus- Gervillella aviculoides组合 ,其时限为牛津期 ;上部灰岩、碎屑岩互层为白龙冰河组 ,具 Radulopecten scarburgensis、R.moondanensis、Cladophylliaqeibulaensis、Stylosmilia chaputi化石 ,其主体时限为基默里奇期—提塘期 ,顶部可能跨入早白垩世。白龙冰河组的确立 ,是北羌塘盆地上侏罗统岩石地层与生物地层研究上一个新进展     

Paleogeography of the Bureya Foredeep (in the Far East) in the Jurassic

Using the standard methods of paleogeographic analysis, small-scale paleogeographic sketch maps of the Verkhnyaya Bureya and Gudzhik depressions of the Bureya Foredeep are compiled for the Pliensbachian, Bajocian-Bathonian, Callovian, and Tithonian ages of the Jurassic. Marine sedimentation settings that existed during the Late Triassic and the major part of the Jurassic are characterized.