弧后盆地

有关岛弧的研究,在三十年代早已开始了.1930年时,荷兰一位地球物理学家在研究重力异常时发现,在印尼南部的诸岛形成了一个弧状的构造,称它为岛弧.而且发现了它以南弧形的爪哇海槽,这是个很深的海槽,在它北坡下有个很大的重力异常带.这个海槽发现后,许多地质学家普遍认为岛弧在海洋地质上是个很重要的现象,与造山运动有关.     

冲绳海槽的几个沉积特征

近年来,随着“板块构造”学说的兴起,西太平洋岛弧区的沟、弧、盆成因机制的研究亦随之大力开展。国际性联合调查研究,正方兴未艾。同样,对年轻的弧后盆地——冲绳海槽的研究,也越来越引起了学者们的兴趣和重视。 冲绳海槽位于东海大陆架和琉球岛弧之间,为琉球岛弧漂离亚洲大陆而张开的弧后边缘海盆。海槽呈北北东——南南西方向延伸,并呈弧形向东南方向凸出。从地形上看,它是一个北浅南深的狭长条带,地形复杂多样,两侧断裂褶皱发育,出现了边缘沟(裂隙谷)、阶梯状断裂、地垒式隆脊。槽底有许多海岭和呈孤峰突起的小海山。海槽的最深处可达2700余米,浅处仅600米左右。在构造上,它属年轻并仍在扩张着的弧后盆地,张裂构造明显,断块构造发育,火山活动强烈。再从水动力条件看,黑潮暖流沿海槽西侧约200米等深浅自西南流向东北,沿途逐渐分支,流势减弱。如到北纬29°30′附近,主干线折向东,经奄美大岛北部的吐噶喇海峡入太平洋。另一分支——对马暖流继续北上,至北纬32°附近,又分支为黄海暖流转向黄海,而另一股则流向对马海峡。     

冲绳海槽北部的构造活动性硏究

西北太平洋各个边缘海盆虽同处于环太平洋构造活动带,但构造特征、形成机制和构造演化各不相同。例如南中国海发育在东亚大陆边缘,经过多次扩张形成了中央海盆,发育了大洋地壳,但洋陆壳边缘无火山弧发育,亦无明显的构造活动特征,地磁场平静,因此属于大西洋型边缘海盆。另一类边缘海盆如马里亚纳海槽,发育在两个海洋板块的汇聚带上,发育了活动的火山弧(马里亚纳弧)和残留弧(西马里亚纳弧),两列弧在北端合并为小笠原弧。四国海盆和帕里斯维拉(Parece Vela)海盆也属此类。 冲绳海槽与以上两类海盆不同,它发育在东亚大陆边缘地壳上,由陆壳张裂而成。在冲绳海槽和琉球海沟之间既发育了活动的火山弧(吐喀喇火山弧),也发育了大陆地壳性质的非火山弧(琉球弧主体)。东南亚地区的日本海、苏禄海槽(Sulu Trough)、班达海(Banda Sea)、安达曼海(Andaman Sea)属于这种类型的边缘海盆。但是如果把具有复杂的斜向张裂的安达曼海除外,冲绳海槽是世界上唯一一个典型的发育在大陆边缘,由陆壳张裂而成,处于裂谷作用最高阶段,海底扩张即将出现的弧后活动盆地。因此,冲绳海槽的现代构造演化将是这类边缘海盆演化的典型例证,对冲绳海槽构造活动性的深入分析研究将具有全球意义。 世界各国学者对冲绳海槽进行了许多调査研究,但主要集中在海槽的南部和中部,对海槽北部调查研极少,研究程度也最差。本文根据中国科学院海洋研究所自1988年以来在冲绳海槽北部完成的大量实测地质、地球物理资料,结合国内外其它单位的洋洋地球物理调查资料(包括海洋反射地震测量、海洋重力测量、海洋地磁场测量和水深测量),对冲绳海槽北部进行了较为详细的地质构造学研究。结果表明,冲绳海槽北部表现出强烈的构造活动特征,而不同于国内外本研究领域内流传的“冲绳海槽构造活动性南强、北弱”的观点。     

论冲绳海槽的张裂运动

琉球岛弧系向海沟方向的旋张掀斜运动和岛弧-弧后地区地幔流的波动运动是冲绳海槽张裂运动的动力源.在张应力场作用下,自早第三纪以来,冲绳海槽长期为一负向构造.现代海槽是老海槽的继承性、阶段性发展的产物,晚中新世以来冲绳海槽的张裂运动增强与菲律宾海板块的俯冲作用增强密切相关,但它不可能形成大规模的扩张.     

冲绳海槽及邻区火山作用与形成演化

冲绳海槽是新月形的弧后扩张盆地，强烈的构造活动和广泛的火山作用是海槽重要的特征。本文作者主要借助对海槽火山岩的常量元素、微量元素、Sr-Nd 同位素和年龄数据分析，结合火山的时空分布及相关构造地质条件，揭示了海槽火山作用的演化过程及其与本地区构造活动的关系，以便更好地了解海槽和沟-弧-盆体系的形成演化历史。作者通过研究得出:①海槽的火山岩石地球化学特征表明岩石属钙碱性系列，主要包括玄武岩、玄武质安山岩和流纹岩，岩石组成具双峰结构。②在海槽的不同区段内，火山作用具有一定的差异。海槽不同区段内火山带岩浆源区深度的差异，是造成海槽不同区段火山活动性质变化的原因，而岩浆源深度受俯冲带形态和地壳厚度控制。海槽北、中段火山岩以流纹岩和安山岩为主，流纹岩分布在海槽盆地内，形成时代较新( <1Ma)，安山岩大部分分布在岛弧火山带中，形成时代是中、晚中新世。海槽南段火山岩由玄武岩和玄武质安山岩组成，从老到新分布在琉球火山弧(大约13Ma)、台北火山带(3Ma～现代)和南段中央凹陷(晚第四纪)中。③琉球火山弧形成于中、晚中新世(17～6Ma)。但大约12Ma发生的吕宋弧与欧亚板块的碰撞作用改变了本地区的动力条件，而宫古断裂对此次改变起了阻断作用，使海槽南段的张裂要晚于北、中段。另外，中新世琉球岛弧南段的形成确定了海槽南段的弧后盆地性质。 冲绳海槽是年轻的弧后盆地，其岩浆、构造活动发育。对海槽岩浆作用的研究可上溯至20世纪50年代，但由于海水及恶劣气候等条件的制约，几十年来对海槽研究程度仍很有限，且在不同区段有很大差异。特别是对区内岩浆作用的研究，极大地受到样品采集偶然性的限制。作者收集前人资料综合对比海槽不同区段内火山活动的异同，了解海槽火山活动研究中的成就与问题， 为进一步开展此项研究打下基础。     

冲绳海槽异常地幔与地壳性质的初步分析

东海冲绳海槽,位于琉球岛弧-海沟系的陆侧,为半深海弧后边缘地.近年来,国内外学者作了一系列实际调查和专门研究,极大地促进了对海槽地壳演化的认识.但在探讨海槽深部构造时,均未论证异常地幔的存在;在剖析槽底地壳性质时,认为已出现新生洋壳或认为属过渡型地壳,分歧存疑之处颇多.在板块大地构造框架中,普遍认为边缘盆地是弧后扩张(形成新洋壳)的产物,但在冲绳海槽,地壳厚度明显大于正常洋壳,拖网取样采获大量中酸性岩石,从而对海槽的扩张成因产生了种种疑问.本文将在前人工作基础上,试就上述问题展开讨论,进而确定冲绳海槽在洋盆演化阶段中的特殊位置.     

马里亚纳岛弧系的垂向旋转运动与海槽的形成

处于垂向旋转应力场作用下的马里亚纳岛弧系发生了垂向旋转运动,岛弧表面张裂而一分为二,形成东海脊和西海脊.东海脊的旋张掀斜运动使早期形成的岛弧向海沟轴方向不断迁移、沉降,同时导致马里亚纳海槽形成. 马里亚纳海槽新月形形态的形成是由于沟-弧系水平方向的差异性运动和岛弧系向东的差异性旋张掀斜运动所致.马里亚纳海槽实质上是岛弧系中发育的负向构造,始终属岛弧系的一部分.     

中国近海的基本构造特征与力学成因

本文从地质力学观点出发简述了中国近海及邻城地质构造体系空间展布特征与时间演变规律,进而根据海陆主要构造形迹和区域应力场,着重论证了东亚岛弧—海沟带及新华夏海形成的力学机制,特别对南海和冲绳海槽的成因问题,提出了不同于海底扩张说与弧后扩张说的新见解。     

冲绳海槽晚更新世—全新世沉积物的初步研究

关于岛弧体系的形成和发展,一直是举世瞩目的重大地质问题之一.板块学说问世以来,其重要性越发显得突出.冲绳海槽位于中国东海大陆架钓鱼岛隆褶带与琉球岛弧之间,地处弧后,呈弧形向东南方向凸出(图1),是环太平洋弧、沟体系中的一个扩张型半深海盆地.其沉积作用、火山活动和地史演化,与岛弧的发育过程关系密切,因此具有重要的研究价值.多年来,国外的许多研究单位和科学家,曾先后开展了包括地质学、海洋学和地球物理学等多方面的调查研究.我国的一些单位也开展了综合性的地质调查.本文仅就地质矿产部组织的两个航次的调查资料,对海槽沉积物的主要类型及其特征作一简略报导.所有资料,均由地质矿产部海洋地质调查局和海洋地质研究所联合组成的冲绳海槽地质调查队提供.调查工作是由《东方号》考察船完成的.使用W-33-CR-421IC型垂直探鱼仪测     

南冲绳海槽及其邻域的基底断裂构造

EW、NEE和NE向基底断裂沿主构造线方向展布,多属张性断裂.基底大断裂宏观上形成和控制了各主构造带的基本构造格架和各具特色的地质构造发育.它们的形成与弧后地慢流上涌和岛弧的旋张掀斜运动而出现的海槽张裂运动密切相关.NW、NNW和NW向基底断裂多属张扭性平移断层.它们对主构造带分割断错,形成和控制了次一级构造区块各具特色的地球物理和地质构造特征.宫古断裂带长期活动,作用十分强烈.它们的形成是由于受来自菲律宾海方向的水平应力作用,地壳作破坏性应力调整的结果.     

冲绳海槽南部海底热液活动区地形地貌特征及成因分析

为了进一步理解构造地质过程对弧后盆地热液活动及成矿作用的影响和控制,以实测和收集的多波束资料为基础,对冲绳海槽南部多个海底热液活动区的地形地貌特征进行了精细刻画。结合前人研究成果,从构造地质学的角度分析了热液区地形地貌的成因机制。结果表明,冲绳海槽南部热液区均为海底火山成因地貌,不同热液区的海底地貌分属于不同类型岩浆作用的产物:D海丘受岛弧和弧后盆地岩浆作用的双重影响,A海丘群由岛弧为主的多源岩浆作用产生,C海丘和B海丘群属于琉球火山岛弧,雨花海丘形成于造山期后地壳伸展导致的岩浆上涌。冲绳海槽中央地堑与琉球火山岛弧的交汇处有利于形成大规模岩浆和地热活动。琉球火山岛弧的岩浆活动存在时空迁移,与海槽构造演化过程中由分散式裂陷向中心式裂陷的转换有关。唐印热液区的存在表明台湾北火山带在槽底北缘及陆坡区仍具有较强的岩浆和地热活动性,是未来冲绳海槽南部海底热液调查的重要靶区之一。     

冲绳海槽弧后扩张证据及关键问题探讨

在冲绳海槽区采用国内最新勘测的多波束数据构建高分辨率的DTM(Digital Terrain Model),选择典型海区绘制了相应的三维海底形态图件,并在此图件基础上定量分析了冲绳海槽典型构造地貌形态：海底峡谷、海山、构造洼地和构造台地,统计分析表明冲绳海槽存在近似平行和近似垂直海槽轴向两种走向的构造地貌单元。对构造地貌的成因机制进行了推测,认为菲律宾板块和欧亚板块间的相互作用是产生与海槽走向垂直的构造形态和弧后扩张的动力源,而弧后扩张则产生了沿海槽走向分布的线性海山和雁行排列的构造洼地。在中部和南部海槽这两种作用力交织在一起,产生两类海底地貌形态共存的构造格局。对目前关于冲绳海槽构造研究的几个关键问题进行了探讨,阐述并支持了冲绳海槽弧后盆地扩张成因的观点;定量估算了冲绳海槽三幕构造运动的方向、扩张量和半速率;从动力学角度阐述了沟-弧-盆体系的形成演化过程;阐述了冲绳海槽三幕构造运动的演化过程和特征：中新世的拱顶、断陷,上新世—早更新世的被动拉张,晚更新世—全新世后的主动弧后扩张。三幕构造运动的方向、特征和动力机制明显不同,运动方向的多次改变导致海槽内多种走向构造地貌的存在。近代的海槽扩张有明显活跃和加速趋势。     

东海陆架外缘隆褶带的形成与构造演化

东海陆架外缘隆褶带是菲律宾海板块俯冲带陆侧弧后裂陷盆地(陆架盆地与冲绳海槽)之间的水下残留火山弧.其地球物理特征、地层组成、岩浆活动及地质构造等均具有“东西分带、南北分块”之特征.本隆褶带的形成始于第三纪初,当时为陆缘弧;中新世末以后,由于琉球弧后冲绳海槽的张裂作用,遂成为古琉球弧的残留弧.其形成机理受东海构造格局控制,与菲律宾海板块的俯冲作用及俯冲带的东向迁移有关,东海隆褶带的形成和构造演化大致经历了四个阶段:(1)断隆火山弧(E₁₊₂)、(2)褶隆火山弧(E₃)、(3)褶隆残留弧(N₁)和(4)消亡残留弧(N₂～Q).最后一个阶段隆褶带与陆架盆地整体沉降,接受了厚约1500m的上新世-第四纪浅海相沉积.     

冲绳海槽沉积物及其沉积作用的研究

冲绳海槽位于中国东海大陆架钓鱼岛隆褶带和琉球岛弧之间,呈弧形向东南方向凸出,主体水深大于1000米,是西太平洋沟、弧、槽体系中的一个扩张型半深海盆地.因此,研究冲绳海槽的沉积物及其沉积作用对阐明岛弧体系的形成和发展具有重大的意义.从六十年代开始,国内外一些研究单位先后对冲绳海槽开展了地质学、海洋学和地球物理学等方面的调查,陆续发表了一些调查报告和文章,这些成果为以后的研究打下了基础.为了较系统地了解海槽地形地貌及沉积物的分布规律,地质矿产部海洋地质综合研究大队和地质矿产部海洋地质研究所于1980、1981年两次对冲绳海槽进行了地形地貌、沉积物及岩石等方面的调查.范围南起与那国岛东侧,北至宝岛以北一带.测线横穿海槽,其中两条测线穿越宫古岛与久米岛之间的海区,直到琉球岛弧东坡水深1800—2000米一带,调查面积约15平方公里(图1).调查由“东方红”号考察船完成,取样设备有0.25(米)~2曙光型表层采泥器、重力取样管、重力活塞取样管、开口面积为960×360(厘米)~2的铁架底质拖网,测深仪为日产W—33CR—421C鱼探仪(标定精度为<1%),定位仪为日本无线电株式会社SNA—10自动航法装置,定位误差为200米.     

南冲绳海槽岩石圈构造动力作用机制探讨

由最新获得的重磁、地震和多波束地形数据 ,结合多尺度的地幔流动力分析 ,展示了南冲绳海槽岩石圈构造动力的多样性特征和其内在的联系。从上新世开始的三幕张性断陷活动是在以前的压性断裂构造的基础上发展起来的 ,向岛弧侧迁移 ,岩浆、火山活动主要集中在正断层与平移断层的交汇处。深部动力源可归结为上地幔对流产生的菲律宾海板块俯冲 ,引起岛弧岩石圈挤压褶皱而向海沟旋张掀斜 ,产生弧后岩石圈的张性构造 ;进一步引起弧后软流圈挤压隆起 ,岩石圈与软流圈耦合作用导致海槽断陷张裂、岩浆活动。冲绳海槽仍是一个软流圈在汇聚的弧后盆地。全球性左旋压扭滑移背景 ,琉球海沟南段俯冲受阻小、强度大 ,台湾—吕宋的北向挤压 ,使海槽表现为剪张性 ,由平移断层调控使张性断裂左旋雁行排列 ,整个海槽张性构造由北往南推进 ,张应力方向由NW过渡到NNW。     

西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动与硫化物特征

基于国内外研究成果对西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动的分布规律、扩张速率、水深以及热液硫化物的矿物组成与金属品位等特征进行探讨。西太平洋岛弧-弧后盆地热液硫化物区以活动型热液区为主,受扩张速率的影响明显主要分布在20～60 mm/a地区;水深分布规律主要受所处构造单元的水深特征控制,而非由热液硫化物区的形成特征所决定;研究区内的热液产物主要为富Zn-Cu、富Ba-Zn以及富Fe-Cu型硫化物;热液硫化物中冲绳海槽具有最高的Ag、Pb含量,劳海盆具有最高的Zn含量,马努斯海盆和伊豆-小笠原-马里亚纳海槽具有较高的Au含量,北斐济海盆具有最高的Cu含量。本研究将进一步为西太平洋岛弧-弧后盆地地区热液硫化物资源的勘探与潜在资源量的估算提供参考。     

中国东部海区及邻域区域构造图的编制方法及地质构造单元划分

我国东部海区及邻域1:1 000 000地质地球物理系列图将于2008年底出版,区域构造图是其中的主要专业图件之一。讨论了该专业图件的编图方法、地质构造单元的划分方法和主要地质构造单元。首次对黄海东海区进行了全面剥皮编图,剥去了Q+N₂地层。对于沉积盆地用等厚度线表示出了新生界的厚度。地质构造单元划分方法是以板块构造理论为指导并以现今的构造特征为主要划分依据。板块内构造单元的划分是在总结国内外多种构造单元划分方法的基础上进行了修改完善,完成了对我国东部海区及邻域的地质构造单元的划分。区内一级构造单元为板块(太平洋板块、欧亚板块和菲律宾海板块),二级构造单元为构造域(东亚大陆构造域、东亚大陆边缘构造域和西太平洋构造域)。西太平洋构造域主要包括太平洋板块的西部及菲律宾海板块。欧亚板块在该区的部分可分为东亚大陆边缘构造域和东亚大陆构造域。东亚大陆边缘构造域由日本琉球岛弧、冲绳海槽弧后盆地、日本海弧后盆地等次级构造单元构成。东亚大陆构造域在该区内由中朝地块、扬子地块、华南地块等次级构造单元构成。各地块又可划分出盆地、隆褶带、隆起区等多个次一级地质构造单元。最低一级的地质构造单元为凸起和凹陷。     

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     

论东亚大陆的陆缘弧问题

陆缘弧是太平洋西北岛弧背后大陆陆地与内海间的弧形构造.这些陆缘弧的特点是:1.陆缘弧彼此形态相似,均一致突向大洋,它们在几何学上与相对应的岛弧相同;2.它们具有大致平行海岸线的断裂弧,其断裂面经常倾向大陆;3.沿弧存在着主要为新第三纪以来的基性火山活动;4.沿弧发生近期浅源张裂地震活动;5.它们切割大陆内所有中生代构造,是最新的活动构造带.作者还探讨了东亚陆缘弧的形成机制.     

冲绳海槽现代海底热液活动研究概况

1948年,瑞典“信天翁号”调查船在红海发现高温高盐溶液和多金属软泥,至此揭开了海底热液活动研究的序幕。随着全球范围内大洋调查活动的展开,先后在大洋中脊、断裂活动带、岛弧和弧后扩张盆地发现了众多的海底热液活动区以及颇具经济远景的海底热液多金属矿产资源,从而使海底热液活动的调查与研究成为地区中热点领域。冲绳海槽作为一个年轻的弧后扩张盆地,是环太平洋火山、地震带的一个重要组成环节,构造活动和火山作用频繁。其特殊的地理位置、地质现象引起了各国学者的注意,并从1984年开始在冲绳海槽(主要是中部)发现了多处热液活动区。…