南海地质、地球物理调查研究及研究方向

南海是西太平洋最大的边缘海之一。它东邻台湾、菲律宾群岛，西界中南半岛，北靠华南大陆，南至加里曼丹岛，面积约３５０ｘ１０４ｋｍ２，约为渤海、黄海和东海总面积的３倍，经济和地理位置十分重要。南海与台湾、菲律宾岛弧－海沟构成酉太平洋边缘最完整的沟－弧－盆构造体系，既具有西太平洋边缘沟－弧－盆构造体系的同一性，又具有其本身的独特性。因此，研究台湾－菲律宾及南海沟－弧－盆构造体系，对深入了解和认识西太平洋边缘沟－弧－盆构造体系的特征和演化规律具有特别重要意义。南海位于欧亚板块、太平洋板块和印度－澳大利亚板…     

台湾增生楔的构造单元划分及其变形特征

台湾增生楔位于欧亚板块、菲律宾海微板块和南海的结合部位,是现代弧陆碰撞研究的理想场所。通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,对该增生楔进行了构造单元的划分,并分析了变形特征。认为台湾增生楔是由3个部分,即弧陆碰撞产生的增生部分、洋内俯冲产生的增生部分和增生楔后端在恒春海脊和北吕宋海槽之间的构造楔组成,研究区的高屏斜坡、恒春海脊和北吕宋海槽西端变形带分别是3个部分的反映。自中中新世以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海微板块俯冲,形成增生楔中洋内俯冲增生部分;与此同时菲律宾海微板块开始向NW方向移动,前缘的吕宋岛弧自6．5Ma B．P以来与亚洲陆缘斜向碰撞,形成增生楔中弧陆碰撞增生部分。碰撞首先发生在台湾岛的北部,由于弧陆强烈的挤压作用,增生楔后端部分向北吕宋海槽倒冲楔人,使得上部的北吕宋海槽的沉积发生隆升变形。滨海的各个地貌单元可以和台湾陆上的地貌单元相联系,它们具有相似的地质特征,但是由于陆上部分增生历史久,不仅抬升为陆,而且地层的年代也更老。     

台湾利吉混杂岩中蛇纹岩岩石学和U-Pb年代学及其地质意义

台湾利吉混杂岩位于吕宋岛弧与欧亚大陆发生碰撞(弧陆碰撞)关键地带,是菲律宾海板块和欧亚板块结合带重点研究的区域,其中出露的蛇纹岩可以为研究弧陆碰撞造山过程提供重要细节信息。利吉混杂岩中蛇纹岩岩块原岩为橄榄岩,通过锆石U-Pb年代学分析,得到代表洋壳年龄的橄榄岩形成年龄为17.7±0.5Ma,结合南海洋壳、菲律宾海洋壳年龄和构造背景,判断利吉混杂岩中的蛇纹岩(蛇纹石化橄榄岩)来自马尼拉俯冲系统的弧前盆地,是在利吉混杂岩形成过程中经第二次逆冲混入利吉混杂岩系统的。明确蛇纹岩岩块来源可以为利吉混杂岩形成提供细节信息,为研究弧陆碰撞造山活动和板块运动提供可靠依据。     

菲律宾海板块东南边界地质过程与研究展望

晚中生代期间,由于古太平洋俯冲板片俯冲于欧亚板块之下,从而在欧亚大陆东缘存在一条巨型的类似于现今太平洋东侧的安第斯型俯冲带。岩浆活动记录显示,70 Ma左右,可能由于外来的正地形地体拼贴上该俯冲带,从而导致这条巨型安第斯型俯冲带逐渐消失,欧亚大陆东缘逐渐从主动大陆边缘变为被动大陆边缘。然而,新生代早期以来,伴随着菲律宾海板块从赤道北移,该被动大陆边缘又重新活化,变为主动大陆边缘,并逐渐形成了巨型的沟-弧-盆系统,期间西太平洋地区大致经历了三期的弧后扩张,即始新世、渐新世—中新世、上新世以来,且菲律宾海板块正好包括了这3个扩张期的弧后扩张盆地：西菲律宾海盆、四国海盆-帕里西维拉海盆以及马里亚纳海槽。本文详细总结了太平洋板块与次级的板块—菲律宾海板块及卡罗琳板块的地质演化历史,且详细探讨了以上3个主要板块之间相互作用的典型区域（菲律宾海板块东南侧）的地质学和岩石学特征以及尚存在的重要科学问题,并展望了未来该区域的研究方向。     

中国海域含油气盆地的基本特征

从中新生代以来,中国大陆东部边缘属于构造变动的活跃区.第三纪,尤其是始新世—渐新世,太平洋板块的俯冲方向从北北西转为北西西,在中国的东部海域形成了琉球海沟、琉球岛弧、冲绳海槽的沟、弧、盆体系;在中国东部陆上,郯庐断裂带从中生代的左行平移转变为新生代的右行平移,使断裂带两侧北西—南东向的受力性质从挤压转为拉张;在中国大陆南部,印度板块和欧亚板块的碰撞,雅鲁藏布江的缝合线以及南海小洋盆的形成,使南海大陆边缘的裂谷进一步发展成为拗陷,以上这些构造活动,是形成中国海域含油气盆地的基本因素.至今,沿着盆地的外缘,这种构造活动仍然很活跃.     

台湾西南近海地区构造特征

台湾岛位于沿菲律宾海西缘展布的琉球岛弧和吕宋岛弧的结合处．台湾岛以南，南海岩石圈向东俯冲到吕宋岛弧之下．台湾岛以东，菲律宾海板块向北俯冲到琉球岛弧之下．晚新生代，由于吕宋岛弧与亚洲大陆的碰撞，形成了台湾山带，台湾山带的构造走向为NNE－SSW，其弧凸向亚洲大陆．台湾岛内，西缘一系列的叠加精皱和推覆体很好地显示了造山构造特征，这些造山构造特征被认为向南延伸至台西南近海地区．然而，由于它们被较厚的第四纪沉积物所覆盖，台西南近海地区的构造模式多数尚属未知．据最近的一项海洋地球物理调查，马尼拉海沟沿NNW向…     

菲律宾海构造地貌特征

菲律宾海地处西太平洋边缘,位于两大俯冲带之间,四周被深海沟所环绕,陆源物质较少汇入,海底保存了较为原始的构造地貌特征。通过收集的精细水深测量数据,结合已有研究成果,以板块构造为基础对该区域划分四级构造单元,并对主要构造地貌进行系统研究。研究结果表明,菲律宾海地貌的形成、分布受构造活动控制,西菲律宾海盆因以中央裂谷带为中心的海底扩张形成了一系列NW—SE向的大型构造地貌;其东侧因太平洋板块的俯冲形成了近南北走向的"沟-弧-盆"体系。西菲律宾海盆中央裂谷带线状海岭、海山,海盆内不断转向的海岭,帕里西维拉海盆雁形裂谷等特殊地貌形态的存在,都与其形成过程中的特殊性有关,能与其复杂发育史相印证。     

琉球海沟构造地貌

琉球海沟位于西北太平洋,与琉球岛弧和冲绳海槽同属于一个沟弧盆体系。它紧贴琉球岛弧东侧,与琉球岛弧平行延伸,长约１３５０ｋｍ,水深５０００～６０００ｍ,最大水深７８８１ｍ。其地貌明显地受构造因素控制。中新世以来,西北菲律宾海板块插入亚洲板块之下,琉球岛弧隆起,形成不对称的“Ｖ”型深海沟。海沟西坡（岛坡）陡,并受众多的横断裂切割,坡上有众多的北西—南东向的海底沟谷,还有北东—南西向的陡崖。坡间水深１５００～４０００ｍ之间为宽阔的由玄武岩质火山岩构成的阶地面,其上有浊流沉积。岛坡经多个陡崖,急倾至海沟底。东坡（洋坡）缓,是西北菲律宾海板块向琉球岛弧下插的一边,与大洋盆地相连。海沟的轴部是菲律宾海板块和欧亚板块俯冲会聚边界。由于断裂的割切,致使海沟底地貌复杂化。只在琉球海沟的中段,海沟深度超过６０００～７０００ｍ处深海沟构造地貌特征最为典型。     

菲律宾蛇绿岩及其大地构造意义

菲律宾出露有20余套规模各异的俯冲带上板块(SSZ)型蛇绿岩,它们的时代以晚中生代为主,仅少数为新生代。大多数菲律宾蛇绿岩出露相对完整,包括由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩等组成的变质地幔岩,和堆晶辉石岩、辉长辉绿岩等深成岩,以及枕状玄武岩、熔岩等喷出岩,甚至燧石岩等上覆沉积物,部分发育席状岩墙群和与蛇绿岩相关的构造混杂岩及变质基底。其中喷出岩在地球化学特征上整体表现出类似MORB和IAT的REE配分模式,具LILE富集和HFSE(如Nb、Ta相对La、Th)弱到中等程度亏损的特征。通过对菲律宾蛇绿岩的形成年代、岩石组合、地球化学特征及构造环境的分析,并与东南亚地区其他同时代蛇绿岩和周缘边缘海进行对比,将菲律宾蛇绿岩分为两部分。(1)菲律宾活动带蛇绿岩,该蛇绿岩带自西向东出露晚中生代弧前、新生代弧前扩张盆地和晚中生代岛弧、弧后盆地的残留,推测晚中生代蛇绿岩来自中特提斯洋向古太平洋板块俯冲所形成的沟-弧-盆体系,是菲律宾新生代岛弧岩浆活动的基底,而夹于晚中生代蛇绿岩之间的始新世蛇绿岩来自老的岛弧基底之上由于新特提斯洋俯冲形成的弧前扩张盆地。(2)菲律宾陆块蛇绿岩,其中巴拉望微陆块晚中生代蛇绿岩来源于古南海,而构造叠置于它们之上的新生代蛇绿岩则来源于古南海俯冲对应形成的边缘海,如苏禄海和南海;三宝颜微陆块或可能是古南海的南部被动大陆边缘,其蛇绿岩可能是古南海的残片,抑或三宝颜微陆块可能是婆罗洲南部东爪哇-西苏拉威西地体的延续,故该蛇绿岩又可能是新特提斯洋的残片。     

南海围区中、新生代古地磁特征与南海地质构造演化

南海的形成和构造演化的研究表明:早—中三叠世,印支微板块与华南微板块相隔约8个纬度,两者于晚三叠世碰撞成统一大陆。古新世—早渐新世,华南微板块向南漂移了约9.5个纬度;中渐新世一早中新世,它则向北漂移了约8个纬度。此一漂移对南海的第二期S—N向扩张起了重要的控制作用。菲律宾岛弧的两期大规模的逆时针旋转(40多度和20多度)恰好分别与太平洋板块运动方向的改变和南海海盆洋壳向东发生俯冲相对应。南海的扩张活动与周缘块体的相互运动有关。     

中国东南大陆边缘带岩石圈三维结构-动力学型式

通过中国东南大陆边缘至菲律宾海域太平洋间过渡带人工地震测深和天然地震面波层析成像的构造解析,发现大陆至大洋间的过渡带岩石圈存在不同的结构样式和动力学型式,结合地质学、构造地质学、地球化学和地球物理学其他标志的综合研究,建立起中国东南大陆边缘带岩石圈3种结构-动力学型式：盆岭结构伸展动力学型式（南海北部式）、弧陆楔状结构-碰撞楔入动力学型式（台湾式）和沟弧盆结构-俯冲动力学型式（东海式）。在论述中国东南大陆边缘带岩石圈3种三维结构特征的基础上,探讨了该区岩石圈3种基本动力学型式及其地质意义。     

板块地层断裂是台湾俯冲极性反转的机理

构造背景台湾造山带位于欧亚板块和菲律宾海板块边界处。自早第三纪以来菲律宾海板块即向北至北西向移动,在台湾北部俯冲于欧亚板块之下,但台湾南部仰冲于欧亚板块之上,这两个板块之间的会聚产生了台湾北部东南面向的琉球岛弧和台湾南部北西面向的吕宋岛弧,台湾位于这两个相反面向岛弧间的转换带上。中新世时（碰撞之前）,吕宋岛弧位于它现在位置的东南方约５００ｋｍ之外,与菲律宾海板块一起沿北至北西向移动。琉球岛弧位于石垣-季马（Ｊｉｍａ）岛的北东方向,俯冲的菲律宾海板块的西边缘位于琉球岛弧南部北至北西向直线延伸。这个边界的西…     

南海断裂与断块构造

南海及围区的断裂构造可分为印支期特提斯碰撞陆缘断裂体系,燕山期华夏活动陆缘断裂体系和喜马拉雅期东亚扩张陆缘断裂体系。后者又再分为南海陆缘地堑断裂系与台湾菲律宾沟弧断裂系。南海是由岩石圈断裂所围限的陆缘地堑断块。按地壳性质和断裂切割深度,可再分为陆架陆壳断块、陆坡过渡壳断块和中央海盆洋壳断块。     

冲绳海槽地质构造学研究的回顾与展望

冲绳海槽位于东亚大陆东南边缘,北起日本九洲,南达我国台湾,为一NNE向朝太平洋凸出的弧形舟状盆地。由于受欧亚、太平洋、印度洋三大板块的相互作用,形成了独特的构造格局。研究其地质构造特征和形成演化历史,对于揭示洋、陆壳的过渡转化规律,查明沟弧盆体系的构造特征,弄清边缘海盆的发生发展特性有重要的科学意义。所以,中外学者对这一     

西菲律宾海盆的构造沉积特征及对海盆演化的指示——来自地球物理大断面的证据

菲律宾海发育了全球最典型的沟弧盆体系,新老俯冲系统众多,是研究大洋板块扩张过程的理想场所。本文主要利用2015年中科院海洋所在西菲律宾海采集的1400km地球物理大断面,并结合最新的重力数据,对比、分析了西菲律宾海内部古扩张中心(中央海盆裂谷)和残留弧(九州-帕劳海脊)的沉积地貌和地壳结构特征。研究表明:(1)中央海盆裂谷内部发育远洋沉积为主的沉积物,沉积层序分布不均,局部盆地内沉积物厚度可达300m。九州-帕劳海脊附近发育与火山碎屑物源有关的厚层沉积物;(2)以129°30′E处的转换断层为界,裂谷东西部洋壳结构分别体现"慢速"和"快速"扩张特征,东部洋壳岩浆供应较少,厚度较小,断裂较为发育,其附近可能发生水岩作用;西部洋壳岩浆供应较多,厚度较大,结构相对均一;盆地西部的小规模地幔柱可能控制了裂谷东西部不同洋壳结构的发育;(3)九州-帕劳海脊内的角度不整合面代表岛弧裂解事件,张裂与挤压构造共同发育反映了裂解过程的复杂性。     

我国台湾及其相邻海域构造特征

台湾岛位于亚州东海陆架边缘。是现代西太平洋沟-弧-盆系的组成部分,居于琉球弧与菲律宾弧的联接处,也是屹立在我国大陆的海岸山脉。从构造部位来看,它北接日本-琉球,南联菲律宾沟-弧-盆系。因此它是西太平洋活动大陆边缘的重要地区。     

东亚大汇聚与中—新生代地球表层系统演变

东亚长期处于古亚洲洋、特提斯洋和古太平洋三大构造域的大汇聚构造背景之下。印支运动后,东亚东缘形成了统一的被动大陆边缘,随着晚三叠世古太平洋板块俯冲的启动,东亚东缘的被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,发育了与俯冲相关的蛇绿岩、I型花岗岩。晚三叠世—中侏罗世,古太平洋俯冲带持续向西迁移,板块俯冲产生的挤压应力影响到了东亚内部,发生广泛构造变形,构造体制从受E—W向特提斯构造域和古亚洲洋构造域控制逐渐向受NE向的古太平洋构造域控制转变。晚侏罗世—早白垩世早期(160~135 Ma),古太平洋板块继续西进,东亚被挤压-走滑的应力场控制,安第斯型主动大陆边缘和华北东部高原最终形成,发育少量的埃达克岩。早白垩世晚期(135~90 Ma),古太平洋俯冲带向东后撤,东亚陆缘由挤压-走滑应力场转变为拉张-走滑应力场,安第斯型大陆边缘被破坏,华北东部高原开始垮塌,伴随大量的埃达克岩、变质核杂岩的出现。在晚白垩世,随着俯冲带的后撤,东亚内部伸展作用减弱。新生代东亚发生了巨型的地形倒转,印度板块与欧亚板块碰撞最终导致中国西部的青藏高原隆升,相反,中国东部渤海湾盆地和海区的盆地群形成;构造-盆地-岩浆带体现出自西向东迁移的特征,盆地群起始时代主要在古近纪,形成了新生代西高东低的台阶式地貌格局。在新近纪盆地群由断陷转为快速拗陷,同时东亚内部的伸展构造主要受青藏高原隆起制约。     

新几内亚-所罗门弧俯冲体系动力过程:板块起始俯冲的制约

新几内亚-所罗门弧(PN-SL)位于印度-澳大利亚板块与太平洋板块汇聚边界、新特提斯构造域东端。晚白垩世以来,逐渐演化形成复杂的沟-弧-盆-台、俯冲时序完整的俯冲构造体系。受多期次、多类型板块俯冲起始作用的制约,PN-SL俯冲体系深部结构呈现出明显的空间差异性:板块俯冲深度由500 km减小至不足100 km,板块俯冲角度则由70°减小至30°。俯冲体系东侧毗邻的翁通爪哇海台作为世界上最大的海台,其显著的"凸起"构造以及低密度结构,重新塑造了PN-SL俯冲体系的构造格局,但不同于低密度结构俯冲诱发海沟位置后移、俯冲极性反转二元经典模式,弧后所罗门海盆发生反向俯冲的同时,中新世以来呈现出NW向、NE向和SW向的多向俯冲过程。这意味着翁通爪哇海台与PN-SL俯冲体系汇聚形变过程并非仅依据板块密度变化来简单解释,需要考虑其复杂的构造环境和诸多的构造要素。特别是作为岩石圈强度的重要影响因子—俯冲体系流体活动,导致岩石圈强度减弱、熔点降低的同时,伴随板块俯冲向地球深部运移,促使板片脱水并与地幔楔发生水化交代作用,进而改变壳幔物质组成及流变学性质,诱发地幔楔部分熔融和岛弧岩浆活动,是理解板块俯冲构造动力的关键切入点。     

南海东部古扩张脊的俯冲机制

南海东部古扩张脊处于欧亚板块和太平洋板块的汇聚地带,其东侧为马尼拉海沟、北吕宋海槽和西吕宋海槽,由于受到多个构造单元的相互作用,使其处于复杂的构造环境中。南海东部古扩张脊俯冲过程的研究对深入理解南海海盆构造演化、火山及地震活动等具有重要意义,同时也是今后南海构造研究的重要方向之一。在总结前人研究基础之上,探讨南海东部古扩张脊俯冲时间、俯冲深度及动力学过程。南海板块在16 Ma之后,由于菲律宾板块NW向仰冲的作用,使南海东部古扩张脊被动地沿马尼拉海沟进行俯冲,形成了现今马尼拉海沟中段的构造格局。古扩张脊俯冲深度为200~300km,并且在约100km处发生板片撕裂,造成古扩张脊两侧俯冲角度的不同。     

喜马拉雅前渊和孟加拉湾盆地形成演化

通过区域地质、地球物理、板块重建及地球动力学背景综合研究,揭示了喜马拉雅前渊和孟加拉湾盆地形成演化及动力学背景。喜马拉雅前渊与孟加拉湾盆地被西隆(Shillong)高原分隔。喜马拉雅前渊位于西隆高原北侧,主要以拉萨地块前白垩系为基底,晚白垩世—早始新世为新特提斯洋向洋内岛弧、拉萨板块俯冲形成的弧前和弧后盆地;中始新世—中新世早期,新特提斯洋逐渐俯冲消亡,印度板块与拉萨地块的陆陆碰撞逐渐加剧,形成前陆盆地;中新世中期以来,随着印度板块与欧亚板块陆陆碰撞的加剧,喜马拉雅前陆盆地隆升、剥蚀,只保留了前陆盆地的前渊。孟加拉湾(Bengal)盆地位于西隆高原南侧,其西北部以印度板块的前寒武系为基底,石炭—二叠纪为裂谷盆地,三叠纪为剥蚀区,侏罗纪—早白垩世以火山作用为主,晚白垩世—早始新世为被动大陆边缘盆地,中始新世以来随着印度板块向拉萨板块俯冲加剧,印度洋板块向缅甸大陆俯冲,孟加拉湾盆地演化为陆缘碎屑供应逐渐增强的残留洋盆。孟加拉湾东南部的基底为前古近系洋壳,始新世以来形成巨厚的残留洋盆充填序列。