南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物及火山作用

南海深海表层沉积物中的火山碎屑矿物经鉴定约有15种,本文对其中主要的矿物进行了矿物学方面的研究,根据其分布规律和矿物组合特征,可分为两个矿物群,即基性火山碎屑矿物群和中性火山碎屑矿物群,并确定它们是就地海底火山喷发形成的,圈出5个基性火山喷发中心和2个中性火山喷发中心,喷发的火山岩浆可能属于钙碱质岩浆系列,本文还讨论了该区火山作用方式、喷发时代,并提出南海深海盆自中渐新世海底扩张以来至近代海底火山活动尚未停止.     

冲绳海槽的矿物组合、物质来源及原始岩浆性质的初步探讨

该区的碎屑矿物有以下三个来源:即陆源碎屑物质;海底火山喷发的产物及少量海底自生矿物。其中火山喷发的碎屑矿物晶形完好,常包裹着一薄层火山玻璃,这些矿物以紫苏辉石为主,其次是普通辉石、角闪石、磁铁矿、磷灰石等。此外,还有许多浮岩碎块及火山玻璃碎屑,在浮岩的碎块中含有斜长石(An=30—80)、紫苏辉石、磁铁矿及少量橄榄石的斑晶。根据碎屑矿物的组合特征将该区分为3个矿物区和3个矿物亚区。     

南海海盆中部表层沉积物地球化学特征

分析了南海海盆中部224个站位表层沉积物的常量组分和微量元素组成,结果表明,这些沉积物与大陆上地壳相比,具有相对贫Si和富Fe、Mg、Na、Ca、Mn的特点,微量元素含量总体与大陆上地壳较为相近。表层沉积物化学组分可以划分为4类组合:硅酸盐碎屑组分、钙质生物碎屑组分、火山碎屑组分和自生矿物组分;硅酸盐碎屑组分和钙质生物碎屑组分占绝对优势,两者含量互为消长,自生矿物和火山碎屑含量较低,仅在局部区域起到相对明显的贡献。南海海盆中部表层沉积物化学组成主要受水深、沉积作用和物质来源3个因素控制;水深和底流搬运作用影响钙质生物碎屑分布,深水海盆碳酸盐溶解作用强烈,海盆中部沉积物钙质生物碎屑含量低,而底流作用则将陆坡区钙质碎屑搬运至海盆边缘区域。沉积物地球化学特征指示,海盆中部沉积物陆源碎屑物质主要来自于西部或西南部,火山碎屑物质可能主要来自于吕宋岛弧火山喷发,并堆积于扩张中心以北和海盆东部区域。     

中沙群岛附近海域沉积物中的轻矿物分区及物质来源

海底沉积物中的碎屑矿物(粒级为0.063~0.125 mm)的特征及分布样式对于鉴别沉积物的源区具有重要的指示意义.对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上将本区划分为以下三个矿物组合区:生物碎屑矿物区(Ⅰ)、火山碎屑矿物区(Ⅱ)、混合矿物区(Ⅲ).生物碎屑矿物区(Ⅰ)的矿物组合单一,为生物骨屑矿物.生物骨屑矿物主要来源于中沙环礁,极少量的陆源物质及火山物质可通过悬浮或风等途径搬运进入此区.火山碎屑矿物区(Ⅱ)的轻矿物以褐色火山玻璃为主,火山渣、无色火山玻璃等火山碎屑矿物含量也较高.风化碎屑及陆源碎屑矿物(如石英等)的含量较低.火山渣在本区呈点源式扩散分布.本区矿物组合为褐色火山玻璃-火山渣.此区的物质来源相对复杂,主要来源于原地海山岩石剥蚀风化以及区内可能存在的正在喷发的小型火山物质的风化,周边岛弧火山对其贡献极小.混合矿物区(Ⅲ)的物源丰富,包括生物源、火山源及陆源,该区又可分为两个矿物亚区:东北部混合矿物区(Ⅲ-1),主要的矿物组合包括生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英、长石等,陆源物质来自于我国大陆,陆源物质基本上位于17°N以北;东南部混合矿物区(Ⅲ-2),矿物组合为生物骨屑矿物、褐色火山玻璃、石英以及风化碎屑矿物,其中陆源物质可能来自南海南部及西南部大陆中的碎屑矿物,通过发源于大河口的海底峡谷搬运进深海盆.     

南海深海晚第四纪火山沉积物及其起源探讨

本通过对5个岩心和30个层样品的分析，发现在沉积物中存在着大量的火山物质，有的呈层状，有的则以分散状态存在。电子探针对火山玻璃的测试结果表明，本区的火山物质有两种成分，一种为碱性玄武岩，另一种为岛弧安山岩。从火山灰的形态特征来看，基性火山物质来自海底火山喷发，中性的火山物质来源于陆上的火山喷发。由同位素、碳酸盐含量、孢粉的分析结果推断，317－82－29②岩心是在晚第四纪沉积形成的。此外，^87Sr/^86Sr的比值表明，南海深海的火山物质起源于上地幔。     

南海深海晚第四纪火山沉积物及其起源探讨

本文通过对5个岩心和30个表层样品的分析,发现在沉积物中存在着大量的火山物质,有的呈层状,有的则以分散状态存在。电子探针对火山玻璃的测试结果表明,本区的火山物质有两种成分,一种为碱性玄武岩,另一种为岛孤安山岩。从火山灰的形态特征来看,基性火山物质来自海底火山喷发,中性的火山物质来源于陆上的火山喷发。由同位素、碳酸盐含量、孢粉的分析结果推断,317-82-29②岩心是在晚第四纪沉积形成的。此外,~(87)Sr/~(86)Sr的比值表明,南海深海的火山物质起源于上地幔。     

南海表层沉积物火山玻璃分布特征与源区分析

火山碎屑是边缘海沉积的重要来源,其分布特征对研究沉积作用与构造活动具有重要意义。对南海2 276个表层站位碎屑矿物分析表明,664个站位含火山玻璃,占总站位数的29.17%,其中含量最高达95.8×10-3。表层沉积物火山玻璃主要出现在南海东部海域,往西呈逐渐降低趋势。南海东部主要重矿物磁铁矿和角闪石分布与火山玻璃十分相似,表明可能具有相同的来源。这些特征表明火山玻璃主要来自菲律宾群岛。这与南海东缘的琉球-台湾-菲律宾火山-地震带的吕宋岛大量活火山分布吻合。南海南缘苏门答腊-爪哇岛弧火山-地震带,虽然第四纪火山和地震活动频发,但对表层样火山玻璃贡献不大。南海海域火山可能有少量贡献,但不是主要因素,南海北缘及西缘基本没有贡献火山玻璃。     

南海东部晚更新世以来的火山沉积特征

对取自南海东部的5个沉积岩芯进行矿物学和地球化学研究。结果表明火山碎屑沉积层可分为2种类型：1种具高SiO2低FeO，TiO，MgO和无色玻璃一普通角闪石组合特征，火山玻璃富含微量元素Cu，Sc，Zr，为酸性火山沉积成因；另1种以火山玻璃相对低含SiO2，高MgO，FeO，TiO2为特征，并与褐色玻璃一普通辉石一磁铁矿组合和高V，Ni的沉积层伴生，属中性火山碎屑沉积。晚更新世以来以深海盆为中心曾发生2～5次火山沉积，其性质、强度、频率和分布随区域性的变化而不同，在晚更新世中期(24．1～73．9ka)达到鼎盛。南部海盆属中性火山沉积，北部海盆为中酸性-酸性火山沉积。北部陆坡区和南沙礁台区基本上未受到影响。火山碎屑沉积物主要来自海底喷发，部分源自菲律宾岛弧。     

中沙群岛近海表层沉积物重矿物组合分区及物质来源

对取自南海中沙群岛附近海域114个表层沉积物样品的重矿物含量、分布特征和矿物组合进行了研究,在此基础上划分出3个矿物组合区:混合矿物区(Ⅰ),矿物组合包括金属矿物、云母类矿物(陆源)、闪石类矿物、辉石类矿物以及铁锰微结核。其中云母类矿物主要来自中国大陆,陆源碎屑垂直等深线向深海搬运,影响区域限于17°N以北,其次自生矿物及火山成因矿物对本区有较大影响;自生矿物区(Ⅱ),矿物以自生铁锰微结核为主,南海原地海山的风化剥蚀物、原地可能正在活动的小型火山的喷发物质为铁锰微结核的形成提供了物源;火山碎屑矿物区(Ⅲ),矿物以闪石类、辉石类矿物为主,其次为云母类矿物(火山源),在局部地区出现铁锰微结核及金属矿物的高含量区。重矿物分区与轻矿物分区基本一致,但由于重矿物自身密度大,源区主要为原地海山或正在活动的小型火山等特点,因而,在分区过程中表现出一定的差异。     

南海东部海域的沉积作用和物质来源研究

1998年在南海东部海域采集了195个表层和24个柱状沉积物样,对沉积作用和物质来源研究表明:(1)南海东部海域具有典型的边缘海沉积特征,沉积物主要由陆源碎屑、生物碎屑、火山碎屑、浊流沉积物组成,沉积作用具有多样性;(2)黄岩岛以北海区沉积物中基性岩组分含量为23.2%,陆源硅铝质组分含量为76.8%,这两种组分的理论计算值与海底沉积物实际分布相一致;(3)由碎屑矿物分析得出陆源矿物、混合矿物、自生铁锰矿物和中基性火山矿物四种矿物组合区,矿物组成和含量差异反映了物源和沉积环境的变化;(4)对沉积物中大于0.063 mm的物质全组分分析表明,生源组分占66.97%,其中钙质生物含量为23.43%,硅质生物含量为43.54%,钙质生物高值区主要分布在水深小于3 500 m的海区,硅质生物高值区主要分布在水深大于3 500 m的深水区;(5)南海东部海域火山沉积作用明显,海底扩张区沉积物中铜、钡、铁、锰、钴、镍、砷等金属物质分布与海底构造和海底中基性火山活动密切相关;(6)对沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明北部陆坡区69柱187.5~190.0,287.5~280.0,377.5~380.0 cm,深海平原区149柱157~187,187~194 cm,南部陆坡区323柱280~350 cm在粒度上表现出浊流沉积特征;(7)对锶同位素物源示踪和粒度、矿物的研究表明,北部陆源碎屑向南一直扩散到约17 N,西吕宋海槽是亚洲大陆物质特别是我国大陆物质向南海东部海域输运的主要通道.     

南海东部管事海山铁锰结壳的矿物组成和地球化学特征

对于开阔大洋海山结壳的矿物组成和地球化学特征研究已经比较深入,但对边缘海海山铁锰结壳的研究却较少。以在南海东部管事海山上采集的两块铁锰结壳为研究材料,对其进行了X射线衍射、扫描电镜及电子探针微区的分析,结果显示结壳矿物以水羟锰矿为主,含有少量针铁矿,碎屑矿物主要是石英和长石。结壳的显微结构呈现条带状分布,有10~15μm长的空隙和0.5μm直径大小的孔洞。相对于大洋结壳,结壳的Mn含量较高,与马尼拉海沟附近火山喷发物质有关,但Cu、Co和Ni含量更低,可能与边缘海沉积速率高或有机络合物吸附有关。矿物组成及元素比值表明结壳主要是水成的,但未发生明显磷酸盐化作用。元素比值和相关性表明,Mn主要来源于南海扩张停止后火山喷发、玄武岩风化形成溶解Mn;Fe与Si元素均来自火山碎屑、生源物质和陆源物质,还受到管状蠕虫吸附的影响。南海管事海山结壳是在富氧环境中上升流作用下选择性吸附水体中溶解化学元素缓慢沉积而成。结壳中元素含量随时间变化趋势反映了南海的古环境变化。     

南海东部表层沉积物中轻矿物分布与来源

对南海东部 158个表层沉积物样品的分析结果表明,轻矿物来源多样,生物成因矿物含量高.除去生物骨屑后,沉积物中白云母等碎屑轻矿物的分布规律显示,华南大陆是南海东部陆源碎屑物质的主要来源,其影响可达 17°N线以南.火山玻璃主要分布于 15°N线附近,其中褐色火山玻璃主要来源于本地海山物质,为火山玻璃的主体,而无色火山玻璃含量较低,它可能来自附近火山喷发物.     

鄂霍次克海东南部OS03-1岩心重矿物分布特征及物质来源

对鄂霍次克海东南部科学院隆起区OS03-1岩心碎屑重矿物及火山灰层进行了详细分析。岩心重矿物以紫苏辉石、绿帘石和普通角闪石为主,特征矿物为钛磁铁矿和普通辉石,矿物特征表明本岩心的物质主要来源于冰筏搬运(陆源)和火山喷发。陆源物质大部分来源于鄂霍次克海西部和北部地区,少量来自堪察加半岛冰川携带沉积物;火山物质则来源于堪察加半岛和千岛群岛的火山喷发产物。在岩心中识别出3个火山灰层,各种证据表明火山灰层1与已知的K2火山灰层相同,形成年代为26ka BP;火山灰层3具有明显火山物质与陆源物质混合特征,而火山灰层2则只能通过碎屑矿物的含量特征来判定,外在颜色不明显,已经明显的被陆源物质所稀释。研究表明,碎屑矿物组分参数可以有效地指示物质来源,也是识别火山灰层存在(特别是被陆源物质稀释)的可靠指标。     

南海中东部表层沉积物矿物组合分区及其地质意义

利用油浸系统鉴定法对南海中东部 2 86个表层沉积物样品 63— 1 2 5 μm粒级的矿物鉴定和分析结果表明 ,沉积物中矿物种类丰富 ,有 5 7种 ;矿物组成以轻矿物为主 ,重矿物含量较低 ;与中国其他海区相比 ,以铁锰微结核、磁铁矿、普通辉石和火山玻璃的高含量为特征。根据矿物来源和成因的研究 ,可分为陆源碎屑矿物、自生沉积矿物、火山碎屑矿物、生物骨屑矿物和宇宙来源矿物 5类。为了定量地探讨沉积物中矿物组合及其空间分布 ,根据特征矿物的相似性对 2 86个样品 2 2种矿物变量进行Q 型聚类分析 ,将南海中东部表层矿物分布划分为陆源、混合、自生、火山 4个矿物组合区。各组合区中矿物组成和含量上的变化反映了物质来源和沉积环境的差异。     

马里亚纳海槽57KL和61KL岩芯火山碎屑特征

在马里亚纳海槽(18°N)附近的沉积岩芯中,火山碎屑物质丰富,且夹有数目不等的火山灰层。火山碎屑的组合特征反映了本区主要以基性火山喷发产物为主。原生火山灰层基本上代表着相邻区域的火山喷发次数。同时,在一定的构造部位,浊流沉积对火山灰层的分布有一定影响作用。本文对位于不同构造背景两沉积岩芯的岩屑,玻屑和晶屑进行了鉴定,并对火山灰层的垂向分布规律与火山活动之间的关系,进行了重点讨论。     

冲绳海槽北部的全新世火山碎屑沉积

分析了冲绳海槽北部的CSH1岩芯沉积物中矿物组成、化学元素质量分数和粒度的变化规律,研究结果表明,在全新世期间,日本九州岛发生了2次大规模火山喷发活动,造成大量的火山物质沉积在冲绳海槽北部。从岩芯最上部的沉积物中可识别出2层火山碎屑沉积,它们都具有沉积物粒径突然变粗、SiO2和Na2O等化合物的质量分数突然增加以及粘土矿物、挥发份、Fe2O3、MgO、CaO和Sr的质量分数迅速下降等特征。沉积物粒度数据的端员分析结果表明,冲绳海槽北部全新世沉积物中的硅酸盐碎屑是由陆源碎屑物质和火山灰按不同的比例混合而成的。有火山物质混入的沉积物的粒度分布多呈现双峰模式,粒度众数值分别为74.3和7.81μm。浮游有孔虫壳体的AMS14C测年结果表明,2层火山碎屑所对应的火山喷发年代分别为7 210和10 870 cal.aBP。其中前者与K-Ah火山的喷发时间一致,后者可能与Kuju火山在12~10 cal.kaBP期间的喷发有关。     

渤海、黄海、东海沉积物中矿物组合的研究

本文对黄海、渤海、东海以及长江、黄河、辽河表层沉积物中的轻、重矿物进行了研究。分析资料表明,调查区内共有三种类型的矿物:陆源矿物、自生矿物和海底火山喷发形成的火山型矿物。根据轻、重矿物组合的差异,可把调查区分成8个矿物区。其物质来源主要为黄河与长江。黄河物质主要沉积在黄海、渤海;长江物质沉积在东海陆架区,而冲绳海槽则发现有海底火山喷发物质与浊流沉积。     

琉球群岛以东海区沉积物重矿物分布及来源

琉球群岛东部海区沉积物中富含大量火山碎屑矿物、岛屿岩石遭受风化蚀变形成的普通角闪石以及水生的铁锰微结核,其重矿物种类、特征、组合分区等与火山作用、沉积环境、地形、物质来源等内外生因素密切相关。通过对本区重矿物的种类、特征及组合分区的研究,初步判断位于研究区北部、菲律宾板块向欧亚大陆俯冲而导致的正在活动的的琉球岛弧区为火山碎屑的主要源区,重矿物成分主要为水携成因来源,受同期火山作用控制;少量紫苏辉石来自先期形成的海岭或海底高原(如冲大东海岭、奄美海岭及九州海岭等)上的火山岩系,是经过剥蚀、搬运再沉积的产物;琉球群岛、九州等火山活动产物受海底高地等阻隔而在本区表现为向南或东南影响力逐渐减小;本区地质历史上的及正在进行的岩浆活动主要以基性及中性岩浆为主。此外,流经本区的黑潮对自生铁锰微结核的富集具有重要影响。     

冲绳海槽火山喷发矿物及其地质意义

本文着重阐述冲绳海槽火山喷发矿物特征、含量变化和空间分布格局。通过包裹体测温实验,结合浮岩和矿物的化学成分,分析了海槽火山喷发矿物性质,晚更新世以来往状沉积物中火山喷发矿物分层特点以及影响其分布的控制因素。同时根据微量元素的地球化学特征,初步探讨了喷发岩浆演化的大致趋势。图6,照片4,表5,参考文献6。     

南海中北部表层沉积物的矿物沉积

本文研究了南海中北部500多个样品的矿物学。认为,本区表层沉积物中矿物种类繁多,分布较为普遍,碎屑矿物(含火山物质)、粘土矿物、自生矿物常有出现。以前者为最显著(共60多种,其中重矿物50多种,轻矿物近10种),主要分布于陆架区及深海盆;粘土矿物次之,多分布于陆坡～深海盆;自生矿物较少,陆架～深海盆均有分布。文中根据矿物沉积特征和环境差异,把它划分为6个矿物区。