ODP209航次——沿14°～16°N大西洋中脊上地幔的钻探

ODP2 0 9航次将沿 14°～ 16°N大西洋中脊 (MAR)钻取上地幔的岩心。该区域是 1996年大洋岩石圈科学钻探计划进入 2 1世纪后 ,在低速扩张脊非补偿岩浆部分钻取一系列浅钻获取上地幔岩心的理想地区。在本区 ,火成岩地壳部分缺失 ,地幔的结构和成分可以通过沿走向超过 10 0km的那些站位来确定。大洋中脊跨学科的全球实验 (RIDGE)项目主要是基于地幔流体或地幔熔岩、或是两者学说的研究 ,其焦点是在岩浆活动的大洋中脊区中部 ,至少是低速扩张脊如MAR的 3维趋势。该学说目前已为大家普遍接受 ,但从未有项目直接检验过。在岩浆活动区设定相…     

人类将首次打穿地壳

正打超深钻井,钻穿地壳,直接"触摸"到地壳与地幔的边界,这是全世界地球科学家的理想。美国、英国、中国等12个国家的30名科学家已登上美国"决心"号钻探船,准备在西南印度洋开展打穿地球壳幔边界的第一次大洋钻探。这是国际大洋发现计划的第360航次,也是名为"Slo Mo"计划的第一个航次。"Slo Mo"是"慢速扩张脊下地壳和莫     

大西洋中脊玄武岩岩浆源区性质、潜在温度及其指示意义

洋中脊玄武岩（MORB）的微量元素成分和同位素比值具有变化范围大的特点,这些变化很难简单地用地幔部分熔融和结晶分异等岩浆演化过程来解释。传统观点认为洋中脊玄武岩的地球化学成分的多样性是由其下部地幔成分的大尺度不均一性决定的。这种地幔不均一性则是外来物质的加入造成的,如再循环的地壳物质、下大陆岩石圈、交代的岩石圈和外地核等成分加入到上地幔中。在本研究中,我们对大西洋洋中脊的玄武岩展开研究工作,评估了玄武岩源区的温压条件并综合对比了微量元素和同位素比值。靠近地幔柱的洋中脊玄武岩的地球化学和同位素成分具有较大的变化。地幔柱对洋中脊地区的影响范围可以达到1400公里,但并不是每个地幔柱都能够影响其周围1400km范围内的所有洋中脊脊段。未受地幔柱影响的洋中脊玄武岩成分和地幔潜在温度均没有异常表现。我们认为上述现象是由于地幔柱柱头形状不同造成的。地幔柱的流动形状可以分为管状和饼状两种,饼状地幔柱影响其周围的地幔是没有方向性的,而管状地幔柱对其周围地幔的影响在方向上具有选择性。沿着大西洋中脊的玄武岩的元素和同位素比值变化较大,暗示其源区具有较高的不均一性。我们认为该地区地幔不均一性主要是由于上地幔中加入了俯冲板片和拆沉下地壳造成的。另外,地幔柱的活动也不容忽视,它们影响了其周围部分洋脊段的成分变化。     

南极罗斯海重力场特征及莫霍面深度反演

本文基于中国南极考察第30航次、第32航次所获得的实测重力资料,结合NGDC资料,开展12个航次重力场数据的平差融合工作,全部386个交点平差后标准差减小为±1.53×10^-5 m/s²,与卫星重力差值平均值为1.49×10^-5 m/s²,均方差为±3.81×10^-5 m/s²,并在此基础上采用频率域界面反演法计算莫霍面深度。研究发现,与沉积盆地对应重力异常低值相悖,在罗斯海北部盆地、维多利亚地盆地、中央海槽、东部盆地4个主要盆地腹地却表现为重力异常高值,跨度达100 km以上。莫霍面深度分布整体呈南深北浅之势,范围为10～28 km。伴随着罗斯海西部盆地的多次拉张及岩浆活动,该区域的地壳厚度和莫霍面深度高值和低值相间分布,并表现出越来越大的差异性。综合剖面结果表明,罗斯海重力异常值的长波长变化与莫霍面的起伏呈正相关关系,但是反演的莫霍面深度与区域重力场特征并非完全对应,所以岩浆底侵和地壳侵入仍不足以导致罗斯海盆地的重力异常或盆地几何形状。     

IODP 301航次——Juan de Fuca脊东翼洋壳内水文地质特征

301航次将在东太平洋Juan de Fuca脊东翼545-Fu113站位(水深2611m)实施水文、微生物、地震和示踪研究(图1)。计划在距已有的Cork观察井位1．0～2．4km处钻探一个进入基岩、进入第一个埋藏基岩脊的上升流区的新钻孔，可以对沿     

使命莫霍:大洋岩石圈的形成与演化

大洋岩石圈的形成与演化主要是地球化学变异和物理变化的过程,板块构造每100～200 Ma可以完全更新大洋盆地.而岩石圈则是地球的地幔到地壳、地壳到海洋与大气的物质和能量传递与转换形成的产物,独立的阳光与演变的洋壳提供了生命在独特的海底和次海底的类似地球早期生态系统的生长环境.洋壳的形成到重新俯冲到地幔,始终伴随着海水的相互作用,海水与其他物质最终经循环又重新进入了地幔.     

南海北部海陆过渡带地壳平均速度及莫霍面深度分析

南海北部海陆过渡带是一条深地震探测的空白带,其地壳结构研究不仪可以揭示华南沿海地区地震活动规律和构造活动特征,而且可以将以往在海上和陆上使用深地震探测所获得的地壳结构模型进行有效的衔接.鉴于南海北部海陆过渡带地壳结构的重要性,2004年我们在香港外海域进行了一次海陆地震联测实验.本文以此次实验中广东和香港地区固定地震台网以及担杆岛流动台所获得的数据为基础,对各台站接收到的Pg和PmP震相进行了近似横向均一的二维结构模拟,获得了各台站对应的地壳平均速度和PmP反射点处的莫霍面深度值.其结果显示研究区地壳平均速度普遍为6.2km·s-1左右,比全球地壳平均速度6.45km·s-1要低,这可能与普遍发育于华南沿海地带的中地壳低速层有关.研究区东边的SHW台所获得的地壳平均速度为6.7km·s-1左右,要明显高于全球地壳平均速度,它可能是由于局部异常结构所造成的,其与地幔岩浆的侵入作用可能存在一定联系.研究区莫霍面深度在26-35km左右,变化趋势较为明显,从北西向南东方向逐渐变浅,属于地壳减薄型结构,推测其可能与南海北部边缘的形成演化有密切联系.研究表明南海北部海陆过渡带是一个明显的转换地带,它的深部地壳结构特征应该与南海的扩张演化有密切联系,这些认识推进了华南地区和南海北部陆缘地壳结构和构造属性的深入研究.     

ODP208航次——早新生代极端气候：Walvis脊断面

DP2 0 8航次将在Walvis脊东北侧水深 2 5 0 0～ 4 80 0m处钻探 5个站位 ,目标是获取早新生代沉积的一个深部断面。本区以前的钻探 (DSDP74航次 )已回收古新世 /始新世和始新世 /渐新世界线的深海软泥和白垩 ,本次钻探的目的是获取含有深部端员端位的“关键”层位以及可能的白垩纪 /第三纪 (K/T)界线的完整沉积序列。DSDP74航次站位的已有资料和新的多道地震数据可确定具有早新生代连续沉积序列的站位。在每个站位运用双 /三管先进液压活塞和双管加长岩心管取心 ,高分辨率物性测量以及综合剖面的建立 ,可确保 10 0 %的回收沉积剖面。这…     

海洋钻探计划信息

海洋钻探计划 1 95航次业已结束 ,并于2 0 0 1年 5月停靠中国台湾基隆港进行补给、保养以及 1 96航次人员的更换等。1 95航次任务是在西太平洋台湾东北海域、南冲绳海槽 RS— 1钻位钻 3口井 ,最深钻孔岩心深度达 41 0 km,3口钻孔的岩心总长超过 60 0 km。此航次是首次在台湾邻近海域钻探 ,所钻岩心将首次揭示 :( 1 )过去 2 Ma以来西太平洋黑潮的变化史 ;( 2 )南冲绳海槽南端张裂史 ;( 3 )台湾东北及东海陆架近 2 Ma以来的环境变迁史海洋钻探计划信息@陈颐亨…     

洋中脊与地幔柱热点相互作用研究进展

地表热点是认识地幔柱假说以及地幔柱动力学的窗口,发生在洋脊与热点之间的相互作用则是了解地球上两大动力系统(板块构造和地幔柱)的直接联系的最有利地区。研究洋脊-热点之间的相互作用对于揭示地幔动力学、热点附近洋壳构造的演变以及与热点密切相关的洋中脊处的岩浆热液活动具有重要的意义。在肯定地幔柱假说的基础上,对洋脊-地幔柱(热点)的模拟实验以及三大洋中不同扩张脊与热点相互作用的最新研究作了系统的介绍和评述,指出室内模拟实验以及地质学、岩石学、地球化学和地球物理学(特别是高分辨率的地震技术)的结合研究将是本领域研究的发展趋势。     

南海中北部莫霍面及深部构造

本文用重力资料反演计算了测区莫霍面埋深,试分析了影响莫霍面埋深及其展布形态的深部因素,并以莫霍面等埋深图为依据,结合重磁水深图探讨了南海地壳结构及深部构造,发现与相邻边缘海和大洋相比,南海具有莫霍面埋深浅,布格重力异常值低的特点,究其原因可能与南海复杂的构造活动和低密度地幔的存在有关。     

IODP352航次——伊豆-小笠原-马里亚纳前弧

<正>IODP352航次为揭示伊豆-小笠原-马里亚纳(IBM)的沟弧体系中最早期岛弧地壳的演变而设计,基于IBM前弧为一套完整的火山地层,可提供用于确定后期俯冲引起岩浆成岩演化的基础,来验证俯冲引发地球动力学假说(图1)。IODP352航次钻取熔岩样品将是首要任务,尤其在俯冲开始地壳产生时的前弧地带,这时的地壳生长速率远大于那些研究程度较高的岛弧。地壳生长过程中岛弧发展初始阶段的模式,似乎是延伸和海底扩张     

IODP345航次——哥斯达黎加地震成因A计划

IODP 345航次将是第二次在快速扩张的东太平洋海隆(EPR)的赫斯深断裂处实施钻探(图1),以期进一步研究地壳的增生过程。此次钻探将充分利用第一次井位调查的资料,钻取包括最底层洋壳的年轻的原始火成岩岩心,主要目的是测试在快速扩张洋中脊中岩浆增生的热液过程学说。     

西北印度洋中脊玄武岩源区地幔特征

利用全球岩石地球化学数据库(Pet DB)中有关卡尔斯伯格洋脊(CR)、北中印度洋脊(NCIR)及南中印度洋脊(SCIR)玄武岩的微量元素及同位素组成数据,分析了玄武岩的元素地球化学特征及其沿脊轴的变化,旨在探讨玄武岩源区地幔的(不)均一性及岩浆作用过程的差异。初步研究结果表明:CR、NCIR及SCIR玄武岩组成相近,仅在个别脊段表现有微量稀土元素和同位素组成上的差异,玄武岩整体与N-MORB组成特征相近,与先前通常认为的典型印度洋中脊玄武岩不同。玄武质岩浆主要源自尖晶石二辉橄榄岩地幔的熔融,岩浆源区主要由两个地幔端元构成,即以亏损型地幔(DMM)为主(69%),其次为富集型地幔(EMⅡ,27%)。富集组分可能源自古老陆壳物质的混染。自CR经NCIR到SCIR整个印度洋中脊西北分支玄武岩的Sr、Nd及Pb同位素组成表现出均一性,表明岩浆源区地幔组成相近。在SCIR 19°S附近脊段岩浆源区地幔存在有不均一性,有EMⅡ型地幔端元混入的迹象。在CR 3.5°N附近脊段,玄武岩明显富集K、Ba、La及U等微量元素,但由于缺少同位素数据,源区地幔特征有待进一步研究。在上述研究成果的基础上,提出了该区大比例尺的调查填图及密集采样和精细室内分析是CR深入研究的基础,同时加强Sr、Nd、Pb及Re、Os、Be等同位素分析测试,可提供揭示CR地幔不均一性的可靠依据,而厘清印度洋型地幔对CR的影响程度则有助于深入认识地幔不均一性的成因及地幔动力学过程。     

东太平洋海隆13°N 附近洋中脊玄武岩微量元素特征

对33件采自东太平洋海隆(EPR)13°N附近的玄武岩和火山玻璃样品进行了微量元素分析,以探讨该区域玄武岩的演化过程和物质来源。测试分析结果显示所有样品的微量元素含量比值m(Tb)/m(Lu)(1.74~2.03),m(Sm)/m(Nd)(0.29~0.35)和m(Nd)/m(Y)(0.32~0.48)存在不能忽略的变化,表明它们可能受到了非均一质地幔来源的影响。m(La)/m(Nb),m(La)/m(Sm)和m(La)的线性相关性辨别结果,以及稀土元素分布型式图表现的元素分布特征等均表明东太平洋海隆13°N附近的洋中脊玄武岩可能来自不同的端元组分,也证明研究区域内的玄武岩除N-MORB(常规型MORB)外,还有E-MORB(富集型MORB)。此外,玄武岩m(Ce)/m(Pb)和m(Ce),m(Nb)/m(U)和m(Nb),以及m(Nb)/m(La)和m(La)线性相关性,均显示了这些微量元素比值和微量元素含量的正相关趋势,这可能与双组分地幔熔融有关。m(Nb)/m(Th)和m(Th)线性相关性显示出负相关,显示该区域玄武岩的地幔来源组成可能受到了富集组分的影响。分析显示,样品的Nb*值均大于1,而大部分样品的Ta*值大于1,这表示大部分玄武岩的来源很可能是从俯冲区域循环的物质。     

翁通-爪哇海台基底的性质和马努斯海盆的海底热液系统

极大的火山隆起———翁通—爪哇海台是巨大的岩浆省区之一 ,它们在白垩纪形成于许多海洋被动边缘之上。这些被认为类似于大陆暗色岩省区的构造是在“热点”(即从深部熔化的地幔物质中升起的地表显示 )发育的初始阶段 ,由熔岩在地质上非常短的 (数百万年 )时间内喷出海底而产生的。如果确实如此 ,考虑到翁通—爪哇海台地壳的体积 (5× 1 0 7km3) ,在其范围内熔岩喷出的速度应当与全球洋中脊体系所具有的喷发速度相同。2 0 0 0年 9— 1 1月ODP1 92航次的任务是研究这个极大的火山构造是不是在相对较短的时间内形成的。在本航次中共在 5个测…     

南海西南次海盆与超慢速扩张西南印度洋中脊地壳结构对比

近年来对西南印度洋中脊的研究显示,超慢速扩张(全扩张率:12~18mm·yr~(-1))的西南印度洋中脊包含岩浆增生型和非岩浆增生型两种截然不同的地壳结构。岩浆增生型中脊段表现为轴向的海底隆起,通常具有较低的地幔布格重力异常和较强的磁性,地壳厚度较大;非岩浆增生型中脊段通常水深较深,缺乏转换断层,发育拆离断层和高角度正断层,具有较高的地幔布格重力异常和微弱的磁性,大量蛇纹石化的地幔橄榄岩出露海底,火成岩地壳较薄甚至不存在。南海西南次海盆具有较慢速扩张率(全扩张率:50~35mm·yr~(-1)),其接近消亡洋中脊中央部分的地壳厚度也较薄,也有可能存在蛇纹石化地幔,具有超慢速扩张脊非岩浆增生段的特点。     

IODP 309航次--超速扩张的地壳

IODP 309和312航次（图1）将在ODP1256站位完成一个穿越火山基底和下伏席状岩脉复合体的连续断面,并进入最上层深成岩的钻探任务。该站位的地壳形成于15Ma以前东太平洋海岭的超速扩张期（〉200mm／a）。为深钻做准备,ODP206航次时就已在1256D孔安装复位锥和胶固在基底上的16英寸套管,并完成了在火山层段内的500m超基底的取样。     

大西洋中脊裂谷马尔科夫盆地的超基性岩

俄罗斯科考船“尼古拉.斯特拉霍夫院士”号和“依奥非院士”号在若干航次中,于大西洋中脊裂谷马尔科夫海盆西坡和东坡(5°30.6′—5°32.4′N,塞拉里昂海台)上,采集到海洋岩石圈具有完整剖面特征的岩石:地幔厚地超基性岩、各种辉长岩类、粗玄岩、斜长花岗岩(更长花岗岩)、花岗闪长岩、玄武岩和热液蚀变岩石。这里还在裂谷东翼底部蚀变辉长岩类中见到硫化物矿化———细脉浸染和微密块状含铜黄铁矿型矿石。采用放射性同位素铀—铅法研究了这个地区的闪石化Fe—Ti辉长岩,其结果是结晶年龄为(9740±15)万a。多年来在大西洋岩石的研究中,除了8…     

洋中脊-地幔柱、地幔柱-海沟与海沟-洋中脊相互作用

由热点假说的提出发展到静态地幔柱学说和动态地幔柱模式,到现在研究较多的大型火成岩省、脊-柱相互作用和脊-沟相互作用,海底构造研究取得了巨大进步。柱-脊相互作用可导致洋中脊的分段、跃迁与石化过程,反之,洋中脊的变化也可导致地幔柱的形态与直径等发生变化。洋中脊与地幔柱相遇可以出现不同的柱-脊相互作用。地幔柱除可以出现在离散型板块边缘外,还可以随板块迁移进入俯冲带,并出现柱-沟相互作用。地幔柱在俯冲带出现的位置不同,因而其对俯冲过程的影响和作用效果也相应不同,目前提出了6种地幔柱与海沟或俯冲带相互作用的可能模式。脊-柱相互作用和脊-沟相互作用对传统的板块俯冲作用过程是个重要突破。