冲绳海槽地区地球物理场特征及地壳结构分析

利用冲绳海槽地区最新的调查资料,系统地总结和分析了冲绳海槽地区地震波场、重力场、磁力场、热流场的特征,通过居里面的反演和莫霍界面的计算,结合编绘的图件对该地区的居里面深度和莫霍面深度的分布特征进行了研究。居里面的深度为4~15 km,莫霍面深度在4~28 km之间,综合分析以往OBS的调查结果和地震资料解释成果,对该地区的深部地壳结构进行了探讨。     

冲绳海槽中段磁异常特征

磁异常显示在东海陆架坳陷带以降低负磁异常为主 ,而陆架边缘隆褶带异常区则以跳跃升高的正磁异常为主 ,冲绳海槽异常区表现出 2种磁异常面貌 :在西部陆坡表现为较平缓的负磁异常 ,而冲绳海槽底部则表现为高频跳跃变化升高异常。琉球岛弧异常区则表现为降低平缓负磁异常 ,只有在靠近冲绳海槽一带表现为高频升高正磁异常。磁力异常在这几个构造带显示出明显的条带状分布特征。在测区的中南部 (2 7°4 0′ N ,12 7°0 0′ E附近 ) ,磁异常呈现出明显的磁条带特征 ,与海底地形吻合很好 ,说明海槽中段已经进入了扩张阶段     

冲绳海槽现代张裂的地球物理特征

位于东海陆架与琉球岛弧之间的冲绳海槽为板块俯冲作用形成的弧后断陷盆地,具有独特的构造地貌特征。自中新世末以来历经了4个强烈拉张的演化时期,目前已达到张裂的高级阶段。地球物理资料显示,海槽中的现代拉张作用仍在进行,表现在海槽轴部快速沉降形成地堑槽,对称分布的张性断裂,晚更新世—全新世以来的岩浆活动,从老至新排列的磁异常务带以及高地热流、频繁的地震活动等,充分体现了冲绳海槽的现代扩张特点。     

冲绳海槽北段的重磁场特征及地质意义

１９９２年之前,国内对冲绳海槽的调查研究主要集中在海槽的中部和南部,而对其北段的调查研究工作却很少。根据实测的重磁异常,较深入地分析了海槽北段的地球物理场特征,构造活动地壳结构及应力状态,结果表明冲绳海槽北段同样具有强烈的地壳构造活动。     

冲绳海槽火山岩地球化学特征及岩浆源区地幔性质探讨

冲绳海槽是因菲律宾海板块俯冲于欧亚板块之下,在陆壳上发育起来的一个初始的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化、岩浆作用和壳幔过程的天然实验室。尽管迄今对冲绳海槽已经做了大量的调查研究工作,但仍存在一些颇有争议或亟待解决的科学问题,如：冲绳海槽酸性浮岩与基性玄武岩之间的成因联系,冲绳海槽不同区段构造背景对岩浆作用的控制,冲绳海槽岩浆源区地幔的特征,俯冲板块组分(流体+熔体)对地幔楔部分熔融的贡献等。本文在系统收集和整理(剔除了一些存疑数据)了迄今已有冲绳海槽火山岩主量元素、微量元素(包括稀土元素)与Sr-Nd-Pb同位素数据的基础上,通过对资料的系统分析,进一步确认了酸性浮岩与基性玄武岩的岩浆同源性;认为在冲绳海槽北段与中段主要分布有酸性浮岩和中性安山岩,应该是两段区域目前正处于裂谷阶段的反映,而南段广泛分布的基性玄武岩说明在构造性质上已接近成熟性弧后盆地;冲绳海槽的火山岩岩浆源区具有II型富集地幔（EMII型）Dupal异常特征,岩浆源于流行地幔（PREMA）和EMII型地幔端元混合的源区地幔,其中EMII约占比15%,PREMA贡献率在85%左右;源于俯冲的菲律宾海板块(俯冲洋壳或沉积物)的流/熔体的加入是导致冲绳海槽下伏地幔具有EMII型特征的原因,这一点不同于Dupal异常源于壳幔相互作用的观点。     

冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质地球化学特征——对热液活动的指示

通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),分析了冲绳海槽北部柱状沉积物中有机质的分布和组成特征。样品中正烷烃显示出明显的双峰分布,其中高分子正烷烃显示出明显的奇数碳优势;低分子的正烷烃显示出偶数碳优势,其丰度最大值位于C16和C18处。该柱状沉积物中120～140cm层样品(样品S10-7)中沥青、正烷烃以及脂肪酸的含量都要远高于其他层位样品,且该层位样品中正十八烷酸质量比(16.915μg/g)要高于其他层位样品1～2个数量级。S10-7样品中3个成熟度参数也高于其他样品,预示该层位样品受到明显的热蚀变。S10-7样品中有机质的分布和组成情况预示该柱状沉积物样品周围可能存在未被发现的热液区。本研究旨在揭示该柱状沉积物中有机质的来源,同时评估该区热液活动的可能性。本研究的开展可为该区沉积物中有机质来源及热液活动研究提供研究基础和依据。     

冲绳海槽中部岩心沉积物中浮岩的物理性质和地球化学特征差异及其对岩浆活动的指示

为进一步了解冲绳海槽浮岩的物理性质和地球化学特征差异,对冲绳海槽中部岩心沉积物S9中的浮岩进行了微观结构和地球化学组成分析。结果显示,冲绳海槽中部存在白色、灰白色及棕色3种浮岩,其中灰白色浮岩又可以根据构造特征分为气孔构造和流动构造浮岩两个亚类。浮岩的地球化学组成表明白色、灰白色及棕色浮岩都是由玄武质岩浆经过充分的分离结晶作用形成的流纹质或流纹英安质火山岩。玄武质岩浆在演化的过程中发生了斜长石、角闪石、辉石、Fe-Ti氧化物、磷灰石等矿物的结晶分离。结合有孔虫14C年龄,认为浮岩是冲绳海槽中部距今13.1 ka左右的长英质火山活动的产物。演化程度相对较低的棕色浮岩具有比白色浮岩高的TiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, CaO含量,且棕色浮岩具有相对低的稀土总量和轻稀土总量。根据浮岩的物理性质及地球化学组成差异推测,岩浆的黏度和压力是影响浮岩构造特征的主要因素。黏度大、连续减压的岩浆易于形成具有流动构造和密集气孔的浮岩,黏度小、阶段性减压的岩浆易于形成气孔大而疏松的浮...     

末次盛冰期以来冲绳海槽中段岩心中黏土粒级沉积物地球化学特征及物质来源的阶段性

测定了冲绳海槽DGKS9603孔21个样品中黏土粒级沉积物的常、微量元素组分,利用因子分析的方法,识别出对冲绳海槽中段沉积物物源有重要影响的陆源成因因子、生物成因因子及火山作用和海底热液因子.陆源成因因子的元素组合为Fe₂O₃,Al₂O₃,V等惰性元素及K₂O,MgO等氧化物;生源因子的元素组合为CaO,Sr,Ba,Mn,P;火山和海底热液成因因子的元素组合为Na,Co,Ni.据样品的因子得分将柱样由上而下划分出物源的4个不同阶段:A段生物成因因子得分高,沉积物质主要是本地生物沉积,但也有富含生物成因物质的陆源物质的贡献;B段火山作用所产生的沉积物质特征显著,Na,Co,Ni呈现高含量;C段以陆源物质和生源物质沉积混杂为特征,元素垂向上变化不大;D段主要为陆源物质,其他来源物质相对较少,且可能主要来自在末次冰期最盛期所出露的陆架沉积.提出了冲绳海槽物源具有阶段性的论点.由于末次盛冰期以来全球气候呈现冷暖交替的阶段性变化,本区物源的阶段性变化是这一时期气候和古环境阶段性变化的良好反映.     

构造地质过程对冲绳海槽热液活动及成矿作用的控制研究综述

在对冲绳海槽及邻区构造地质学和热液地质学调查研究成果进行全面总结的基础上,将深部地球动力学机制、冲绳海槽形成演化、岩浆作用过程、热液系统结构、流体循环模式和成矿作用特征等多方面的问题,纳入到统一的框架下,探讨了冲绳海槽构造地质过程对热液活动和成矿作用的控制机理。分析认为,区域中尺度地幔流引起了东亚大陆边缘岩石圈向东的蠕散,并驱动了菲律宾海板块沿琉球海沟向欧亚板块之下的俯冲。在弧后小尺度地幔对流、岩石圈减薄、板片反卷和俯冲后退的共同作用下,冲绳海槽发生弧后张裂。张裂作用在岩石圈内形成了网状破裂系统,为岛弧和弧后岩浆上涌提供了通道,并且引起了不同来源岩浆的干扰和混合。侵位到地壳浅部的岩浆为热液活动提供了热源和主要成矿物质来源,是影响热液活动分布的主要因素。沉积层覆盖改变了流体的浅部循环结构和原始流体成分。热液区内普遍存在的流体相分离过程,导致了广域成矿作用的发生。     

冲绳海槽中部的火山口

冲绳海槽位于中国东海大陆架的东部,与东海陆架相连,是一个新生的孤后盆地,海底火山活动和地震频繁,断裂体系十分发育,沉积了十分丰富的火山碎屑沉积物,根据海底沉积物中的浮岩与磁铁矿含量变化,结合水深资料推测了海底火山口的位置,结果表明Z 14—5测站(27°18′N、127°12′E)附近是一个火山口。     

ODP与冲绳海槽海底热水活动研究

本文简要介绍了ＯＤＰ与海底热水活动研究，冲绳海槽中部现代海底热水活动区热水活动研究简况及其热水活动特征；就冲绳海槽中部热水活动研究中存在的问题与ＯＤＰ在冲绳海槽热水区钻探的科学目标进行了讨论。     

南冲绳海槽海域微震活动的初步探讨

通过解析在南冲绳海槽海域投放的海底地震仪（ＯＢＳ）记录到的天然地震资料，得到近垂直海槽走向的微震震中分布．根据震中分布与海底地形、地质构造的对比，提出：南冲绳海槽海域的微震活动频繁且多数集中于海槽轴部的地堑和琉球岛弧中部．     

冲绳海槽海底热液活动区玄武岩的矿物学和岩石化学特征及其地质意义

１９９２年５月－１９９２６月对绳海槽热液活动区进行调查采样，对拖网采到的新鲜的玄武岩样品做了斑晶矿物学及岩石化学研究。结果表明，冲绳海槽玄武岩的斑晶矿物主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石组成，副矿物有铬铁尖晶石和磁铁矿，因而将样品定为橄榄玄武岩。     

冲绳海槽轴线地质特征

冲绳海槽位于东海大陆架与琉球岛弧之间，海槽中发育着一系列平行轴向延伸的地堑型正断层。穿越海槽的地震剖面证实了海槽扩张中心的存在，扩张轴沿海槽轴线方向延伸。由于地堑构造中心的扩张速率较大，由某引起的海槽中心下陷的速率大于沉积作用的补偿速率，使海槽中心海底出现明显的下陷。在轴线的大陆坡一侧，陆源沉积占绝对优势；轴线的岛坡一侧，以火山坡碎屑、浮岩、有孔虫软泥为沉积特征。     

冲绳海槽海底地形的补偿模式初步研究

从区域补偿模式和实验均衡理论出发,利用重力和地形资料计算了冲绳海槽的均衡响应函数,结果表明：冲绳海槽南段弹性板有效厚度和补偿深度明显大于中段,结合其它地质地球物理资料解释认为,产生这种差异的原因主要是南,中两段岩石圈温度和补偿机制的不同所致。     

冲绳海槽中部表层沉积物的重矿物分布和来源

根据冲绳海槽表层沉积物的重矿物含量变化、物源、成因、地貌和沉积特征划分出东海陆坡、琉球岛坡和海槽槽底三个矿物组合区以及六个矿物组合亚区，并对其物质来源和影响范围作了讨论。     

冲绳海槽中部南奄西海丘海底热液活动的若干特征

冲绳海槽中部南奄西海丘海底热液活动为弧后盆地型热液活动。在水深 ６５０～７７０ｍ处发育有活烟囱，喷出的热液温度（２７０℃）临近当地沸点（２７５℃），热液 中富含ＣＯ２气泡。稳定同位素研究表明，热液活动与岩浆活动有关。根据热液沉积 物的矿物学及化学特征可将其划分为４种类型，它们是富硅热液沉积物、富硫酸盐 热液沉积物、块状富硫化物热液沉积物和碎屑状富硫化物热液沉积物。热液沉积物 中至少含有２７种矿物，并富集了Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｕ，Ａｇ等成矿元素。     

冲绳海槽岩浆性质的变化特点:斜方辉石提供的信息

对冲绳海槽18个表层样品和11个柱状样品的156个层次中的火山成因斜方辉石进行了电子探针分析,计算了斜方辉石的FS值。结果表明,其FS值具有南高北低的特点,反映出在冲绳海槽从北向南岩浆性质由基性向酸性的变化。各沉积物岩芯中,斜方辉石的FS值自下而上的变化,则反映出冲绳海槽的岩浆性质从早期到晚期,具有由酸性向基性、由基性向酸性、稳定型和波动型四种变化形式。