西南印度洋洋中脊热液活动区综合地质地球物理特征

西南印度洋洋中脊(SWIR)是超慢速扩张洋脊的代表,是海洋地学研究热点.本文从SWIR多波束水深数据、重、磁数据和地震结构等几方面,阐述了SWIR热液活动区(49°39′E)的综合地质地球物理特征.SWIR热液活动不仅与扩张速率有关,构造作用更是一个重要控制因素;热液活动区位于Indomed和Gallieni转换断层之间,从水深地形上看,该区段洋脊是SWIR上水深最浅的区域之一,水深与MBA存在良好的镜像关系,MBA和RMBA低值意味着较厚的地壳厚度与较高的地幔温度,洋脊段27地壳厚度大于9km,可能是受到Crozet热点的影响;磁条带数据表明,此区段洋脊南北两翼呈不对称扩张,形成南翼的浅离轴域比北翼宽;在洋脊段28发现的活动热液喷口刚好位于热液蚀变形成的低磁强区内,具有良好的硫化物资源.这些认识必将为在该区首次实施的三维地震探测研究的地质地球物理解释及活动热液喷口的动力学机制研究打下坚实基础.     

南海扩张期岩浆流体对洋壳厚度的影响：数值模拟

扩张期洋中脊热液循环系统的热排出与岩浆系统的热注入共同控制着洋壳厚度的生成,而岩浆流体是热液循环系统的流体成分之一,往往与下渗海水混合参与各圈层能量和物质传递,但其能量传递对洋壳厚度的影响机制目前还不清楚.利用有限元的数值模拟手段,对扩张期热液循环系统中岩浆流体与洋壳厚度的关系进行研究.结果表明：(1)相较于只有海水参与的对流循环,含有岩浆流体的热液循环造成的洋壳厚度的减薄量更大、热液喷口温度更高.(2)岩浆流体对洋壳厚度的二次减薄作用随其含量的增大而减弱,热液喷口温度随其含量的增大而升高.(3)南海岩浆水、地幔水含量和洋壳厚度的分布具有非均质性,东部次海盆的地幔水、岩浆水含量高于西南次海盆,前者的平均洋壳厚度也大于后者,并且在海盆残余扩张脊附近存在异常薄洋壳.结合模型结果分析认为,残余扩张脊附近的薄洋壳可能受到扩张期热液循环或后期岩浆流体的影响,而东部、西南次海盆的洋壳厚度差异可能是由于前者的岩浆流体含量高于后者而造成的.     

西南印度洋中脊49.5°E离轴地壳结构

超慢速扩张西南印度洋中脊岩浆的集中供给在空间维度上表现为岩浆扩张段（NVR）与相邻的非转换断层不连续带（NTD）地壳结构的差异,而在时间维度上表现为离轴与沿轴地壳结构的差异.为了进一步揭示岩浆集中供给的时空分布特征,本文选取西南印度洋中脊热液区2010年海底地震仪深部探测中平行于洋中脊距轴部偏北约10 km的离轴测线d0d10,使用射线追踪正演和反演的方法,得到了NVR和NTD北侧离轴区域的地壳及上地幔P波速度结构,并与轴部速度结构进行了对比分析.研究结果表明：（1）NTD北侧离轴区域的地壳厚度约5.2 km,其厚度明显大于轴部NTD下方地壳厚度（~3.2 km）,由此推测洋脊轴部NTD区域形成的地壳在不断减薄;（2）NVR北侧离轴区域的地壳厚度约7.0 km,其厚度亦大于轴部NVR地壳厚度（~5.8 km）,表明在洋中脊演化过程中洋脊轴区域的岩浆供给在不断减少,其活动性在不断减弱.     

超慢速扩张西南印度洋中脊硫化物成矿模型

洋中脊多金属硫化物已经成为人类重要的战略资源,科学的成矿模型是对其调查研究和勘探的重要依据.相较快速、慢速扩张洋中脊,超慢速扩张洋中脊在岩浆供给、构造和围岩等特征均存在明显差异,但目前对其热液循环及硫化物成矿模型缺乏系统梳理,制约了其资源勘探评价与研究的有效进程.本文系统总结了超慢速扩张西南印度洋中脊热液活动分布以及典型热液区的构造、热源、热液通道、围岩类型、流体性质和硫化物等特征,根据其成矿地质背景的差异性特点将该洋中脊赋存的热液系统分为局部强岩浆控制型、单向拆离/高角度大偏移距断层控制型以及双向拆离控制型三类,根据岩浆供给率(M值)的大小进一步将其划分为五种类型,从而建立了超慢速扩张西南印度洋中脊的局部强热供给-深大断裂控制硫化物成矿模型.超慢速扩张西南印度洋中脊扩张速率整体变化不大(14～18mm/a),岩浆供给呈分段不均匀性.通过近20年的调查研究,发现其发育类型多样的热液系统和硫化物.在岩浆供给充足的洋脊段,发育局部强岩浆供给条件下的深部岩浆房(4～9km).而在岩浆供给贫瘠的洋脊段,发育长期持续活动的深大拆离断层(可达13km),并沿拆离断层形成成矿带.因而超慢速扩张洋脊具...     

洋中脊构造及地震调查现状

介绍了洋中脊的全球分布和构造特征,对全球主要的、不同扩张速率的洋中脊进行了分类和列表描述;对洋中脊的构造特征,如地形特征、地壳厚度与扩张速率的关系及扩张轴下的岩浆房的特征、洋中脊与地幔柱的相互作用进行了阐述。回顾了海底地震仪在洋中脊构造调查中的应用及取得的主要成果。简要介绍了我国将用海底地震仪开展洋中脊构造调查的技术路线。     

粘弹性应力转移延迟了1999年赫克托矿地震的触发

在某些情况下,由地震引起的地壳应力转移可以加快邻近断层的破裂,并引起地震序列的发生(Stein,et al,1992;King,et al,1994;Deng and Sykes,1996;Harris,et al,1995;Stein,1999)。1999年南加州赫克托矿地震(震级7.1)在1992年兰德斯地震(震级7.3)的7年后,在距其震中仅20km处发生。这表明赫克托矿地震是以某种方式被     

2000年伊豆群岛震群应力加载率控制地震活动的证据

岩浆侵入和喷发通常会使远离岩浆通道处地震活动发生突然改变(Weaver et dl,1981;Mori et al,1996;Bjornsson et al,1977;Dvorak et al,1986),而这些岩浆通道与孔隙流体或热量的传播扩散并没有联系(Delaney,1982)。这种群发地震活动也随时间发生迁移,经常呈现出“狗骨”状分布(Bjornsson et al,1977;Dvorak et al,1986;Hill,1977;Klein et al,1977;Ukawa and Tsukahara,1996;Aoki et al,1999)。震群中最大地震所产生的余震服从大森类型(指数型)时间衰减规律(Watanabe,1989;Kisslinger and Jones,1991;Gross and Kisslinger,1994),但余震序列的持续时间相对于正常的地震活动急剧减少(Klein et al,1977;Walter and Weaver,1980)。在这里我们使用记录到的一个最活跃的震群来研究这些性质对岩浆侵入所传递应力的依赖性(Ukawa and Tsukahara,1996;K...     

东太平洋北部洋中脊上地壳精细结构地震探测

海洋多道反射地震成像是研究大洋岩石圈结构、岩浆系统和热液活动等信息的重要手段.受限于缆长、水深和采集方式等因素,水听器拖缆接收到的用于速度建模的壳内折射震相通常仅出现在较远偏移距,同时仅利用走时信息反演获得的速度模型只含有长波长的结构信息,严重制约了速度模型分辨率与地震成像效果.本文在传统初至波走时层析成像方法的基础上,加入地震波场的向下延拓、全波形反演和逆时偏移成像,发展了一套能显著提高洋中脊浅部结构分辨率的地震数据处理、建模与成像流程,并成功应用到东太平洋北部洋中脊五条垂直于洋脊轴的代表测线中.速度模型显示上地壳2A和2B层分别表现为高和低速度梯度特征,上地壳速度结构呈现不连续的低速异常特征,且与断裂或热液活动信号具有较好的空间对应关系.同时,地震成像也显示了2A/2B层存在明显的非均质性,表明上地壳结构受到岩浆-构造-热液作用的共同影响.本研究不仅为建立快速扩张洋中脊三维岩浆-构造-热液地质模型提供了支撑,同时为这套流程在其他研究区的应用提供了方法基础.     

洋中脊动力学研究现状

对最近几年洋中脊动力学研究之进展给予综述.研究包括:(1)脊轴处中央U 形(?)谷的成因:(2)洋脊下地幔对流、熔融和熔体迁移之格局;(3)洋脊处上升流的流动结构与洋脊分节的关系;(4)岩石层对洋脊分节的影响:(5)洋中脊断裂带与热应力之关系等五个方面.对上述五问题之地质、地球物理或地球化学背景仅作简要说明.主要介绍洋中脊动力学之理论研究状况,即着重介绍几年来所提出的解析的、数值的以及物理实验的各种模型之基本思路及主要结论.     

20 Ma以来Mohns洋中脊的非对称扩张速率与地壳结构

超慢速扩张的Mohns洋中脊共轭两侧的地球物理场与地壳结构具有显著的非对称性.利用我国第五次北极科学考察采集的水深、重力与磁力数据,结合历史资料,我们计算了14条垂直Mohns洋中脊剖面的扩张速率、剩余水深、剩余地幔布格重力异常（RMBA）、地壳厚度和非均衡地形.对洋中脊共轭两侧以上计算结果的进一步对比发现,Mohns洋中脊两侧整体（下文均指同一地质时刻各剖面的平均值）的非对称性呈现明显的两段性：20~10.5 Ma,相比Mohns洋中脊东侧,西侧的扩张速率更慢、地壳更厚、非均衡地形更低;10.5~0 Ma,扩张速率、地壳厚度和非均衡地形的非对称的极性与20~10.5 Ma期间完全相反.后一阶段,整体扩张速率在西侧更快、剩余水深更浅,但是对应更薄的地壳和更高的非均衡地形.我们推断前者为冰岛沿Kolbeinsey洋中脊的作用增厚了Mohns洋中脊西侧地壳并使得洋中脊向西侧跳动,而后一阶段反映了岩浆供给减少后西侧集中的构造活动导致的更多的拉伸与隆升.沿各剖面上,10.5~0 Ma期间构造活动集中的洋中脊西侧均具有薄地壳和高非均衡地形,但构造拉伸的增加并不总是对应增快的扩张速率.岩浆在浅部更多地向东侧的分配以及洋中脊向西侧的跳动可能使得东西两侧具有相近的扩张速率.