马里亚纳海槽热液区岩石矿物学和岩石化学特征研究

马里亚纳海槽中央轴裂谷中的小扩张脊部位 ,广布火山喷发的玄武岩体 ,海底热液硫化物就是从这些岩体的裂隙中喷溢堆积起来的。利用我国“大洋一号”船拖网所获岩样进行了矿物学和岩石化学特征研究 ,认定为高铝低钾的大洋底玄武岩或拉斑玄武岩系列和钙 -碱玄武岩。为进一步弄清马里亚纳海槽区热液活动岩石学条件和探讨海槽区热液物质来源提供科学证据     

马里亚纳海槽热液活动区玄武岩的岩石地球化学特征

对拖网采自马里亚纳海槽热液活动区 (18°N附近 )的 8个玄武质岩石样品进行岩石地球化学初步研究。岩石富集 L IL E和 L REE,稀土分布型式呈右倾图式 ,L a N=10 .6 8～ 2 2 .6 4 ,(L a/Yb) N=1.6 1～ 2 .4 7,并略显 Eu正异常。在相对于原始地幔的标准化微量元素分布图中 ,7个样品具较明显的 Nb亏损和 Zr、Hf富集 ,而 1个样品不具 Nb的亏损 ;HFSE/HFSE、L IL E/HFSE、L IL E/L IL E等微量元素比值大都在 N- MORB和 EMI2个地幔端员组分间变化。这表明岩浆起源于受俯冲组分改造或影响的上地幔 ,且地幔源区存在明显的化学不均一性。与冲绳海槽玄武岩相比 ,马里亚纳海槽玄武岩的 Nb亏损明显减弱 ,暗示俯冲组分对地幔源区的影响程度也随之减弱 ,这反映出处于弧后张裂阶段的冲绳海槽与处于从弧后张裂向海底扩张过渡阶段的马里亚纳海槽 ,在岩浆起源及其动力学背景存在明显差异     

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。     

马里亚纳海槽热液硅质烟囱矿物学及地球化学研究

本文分析研究了马里亚纳海槽扩张中心热液硅质烟囱的矿物组合、分布及化学等特征,并在与其他海区热液烟囱对比的基础上,对该海槽硅质烟囱的形成进行了初步探讨,认为它可能是由初始温度低于300℃的热液所形成的、成分介于“白烟囱”和“纯硅烟囱”之间的一种中-低温型海底热液活动产物.其中,构成烟囱主体的蛋白石可能是在热液扩散过程中,由于热传递冷却和与海水混合而使温度降到140℃以下沉淀形成的.     

马里亚纳海槽玄武岩岩石学

马里亚纳海槽岩石学的研究表明本区岩石属基性的玄武岩,又细分为洋底玄武岩(OFB)和钙碱玄武岩(CAB)。微量元素相对球粒陨石标准化数值特征:除了Sc、Ti,V外,其它过渡元素都有亏损,Cr、Ni出现了明显负异常,Ti相对较富集,稀土元素(REE)表现富集型的型式;同位素测试结果,εNd(0)=6.9。可以认为这些玄武岩是上幔岩的局部熔融形成的岩浆沿着扩张中心喷溢到海底,而形成的新生洋壳。     

马里亚纳海槽玄武岩K-Ar地质年代学及地球化学研究

对马里亚纳海槽弧后扩张脊上所采集的玄武岩样品进行了系统的Ｋ－Ａｒ定年和微量元素及稀土元素地球化学特征研究,指出马里亚纳海槽的张开及其与之相伴的玄武岩浆活动至今仍在进行,海槽的半扩张速率可能为２０～２．５ｃｍ／ａ。同时,海槽玄武岩年龄在空间上具有从南到北逐渐变新的演化规律。地球化学特征指示,地幔岩的部分熔融程度是控制海槽区玄武岩地球化学性质差异的主要机制。岩石学和微量元素地球化学特征及其随纬度的规律     

马里亚纳海槽沉积岩心主要元素的地球化学特征

深海沉积物地球化学的早期研究工作证明,岩性不同的深海沉积物中主要元素的含量差别很大,而且某些深海沉积物所聚集的痕量元素则明显不同于大陆和近岸环境下的沉积[1].本文研究的61KL和57KL岩心是在1988年7～8月,中国-联邦德国马里亚纳海槽和西菲律宾海盆海洋地质联合调查期间取得的.对岩心样品进行了9种主要化学元素的分析.     

马里亚纳海槽区粘土矿物组成及分布特征

根据７个岩芯粘土矿物的研究，马里亚纳海槽晚更新世以来的沉积物中主要粘土矿物是蒙皂石，其次是少量ＦｅＭｇ绿泥石和伊利石，蒙皂石和ＦｅＭｇ绿泥石主要是海底基性火山物质蚀变形成的自生矿物，伊利石主要是来自海槽北面和西北面陆上岩石的风化产物，蒙皂石由海槽北部向南部呈增加趋势，而伊利石则呈减少趋势，此外，在距今大约４５－１０ｋｇ形成的地层中蒙皂石呈减少趋势，伊利石则呈增加趋势，上述粘土矿物组成及分布主要与物     

马里亚纳海槽沉积物中的火山碎屑及火山灰特征

对马里亚纳海槽的５个沉积岩芯进行了火山碎屑矿物分析,讨论了马里亚纳海槽的火山碎屑来源以及不同地质构造环境对沉积物类型分布的影响。同时,对岩芯中火山灰的组成特征及其地质意义进行了初步分析。     

马里亚纳海槽区粘土矿物组成及分布特征

根据７个岩芯粘土矿物的研究，马里亚纳海槽晚更新世以来的沉积物中主要粘土矿物是蒙皂石，其次是少量ＦｅＭｇ绿泥石和伊利石．蒙皂石和ＦｅＭｇ绿泥石主要是海底基性火山物质蚀变形成的自生矿物，伊利石主要是来自海槽北面和西北面陆上岩石的风化产物．蒙皂石由海槽北部向南部呈增加趋势，而伊利石则呈减少趋势．此外，在距今大约４５ｋａ～１０ｋａ形成的地层中蒙皂石呈减少趋势，伊利石则呈增加趋势．上述粘土矿物组成及分布主要与物质来源、火山活动、海底浊流以及古气候变化的影响有关．     

马里亚纳海槽热液烟囱的显微构造及形成温度研究

本文通过对马里亚纳海槽海底热液烟囱体试样进行的扫描电镜(SEM)观测和δ18O值测定,研究了以蛋白石为主的中低温热液矿物类型和形成温度.表明纯硅质烟囱的氧同位素温度低于40℃,与黄铁矿、白铁矿和重晶石共生的热液烟囱氧同位素温度接近100℃,反映了马里亚纳海槽海底热液活动的产生条件和性质.     

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。     

马里亚纳海槽的地球物理特征

本文依据国内外资料,概括性地描述和解释了马里亚纳海槽的地震、重力、磁力以及大地电测诸方面的地球物理特征,即群发地震不断发生,重力异常呈正值分布,磁力异常变化幅度小,线性排列不甚清晰,地热流高而多变,海底热液活动在海槽扩张中心仍在进行.文章最后探讨了海槽的形成机制及演化过程,并认为马里亚纳海槽在整体岛弧系极其复杂的构造运动中,正处于多轴性地向斜的发育和演化阶段,实质上是岛弧系上发育的负向构造,并自始至终属岛弧系的一部分.     

马里亚纳海槽中部、南部火山岩地球化学特征及源区地幔性质

马里亚纳海槽作为正在活动的典型弧后盆地,是研究俯冲作用对岩浆作用和壳幔动力学影响的理想场所。通过对采自该海槽中南部的样品进行系统的岩石地球化学特征对比与研究,并结合前人已发表的岩石地球化学数据,探讨了马里亚纳海槽中南部的地幔富集（亏损）程度、地幔熔融程度、地幔熔融深度以及俯冲物质的加入程度。结果表明：（1）马里亚纳海槽中南部主要发育一套中低钾钙碱性系列玄武岩、玄武质安山岩;（2）海底岩石富集了大离子亲石元素、轻稀土元素,亏损高场强元素、重稀土元素;（3）将马里亚纳海槽沿扩张中心分为三段,对每段地幔熔融的程度和深度进行计算并且消除地幔不均一性的影响,发现在15°N和18°N附近二者呈现负相关关系,其余地区则呈现正相关关系,证明海槽存在两种地幔熔融模式;（4）微量元素比值显示海槽受多种俯冲组分影响,并且马里亚纳海槽南部的南段可能存在另一个富水熔体端元,可能是导致海槽扩张速率较快的原因。对俯冲物质的加入程度进行计算,发现靠近15°N与18°N俯冲组分的影响变弱,这进一步表明,马里亚纳海槽火山岩的变化可能是由于类似N-MORB的地幔源区与类似岛弧的地幔源区混合造成的;俯冲物质是控制地幔熔融程度的主要因素,并且扩张速率与地幔富集/亏损程度等也发挥了重要作用。     

南马里亚纳海槽岩石学特征

南马里亚纳海槽岩性比较复杂：有玄武岩，根据准矿物组合，进一步划分为碱性玄武岩，橄榄拉斑玄武岩和石英拉斑玄武岩；火山碎屑岩，包括凝灰岩和角砾凝灰岩，以及方辉橄榄岩，大部分玄武岩样品是距今五百万年以后形成的，个别岩石样品的形成年龄为八百万年左右，不同类型的玄武岩是含Ｈ２Ｏ的地幔岩块在底辟上升过程中，避部熔融，分离的产物；火山碎屑岩是火山喷发的火山灰，火山被水化学分解的物质胶结而成；方辉橄榄岩是地幔岩浆     

冲绳海槽南部橄榄拉斑玄武岩研究

１９９５年夏季航次冲绳海槽地质，地球物理调查对海底岩石实施拖网取样，在与那国海底洼地西南边缘采集到新鲜玄武岩样品。对岩石样品进行了薄片鉴定，岩石化学分析，稀土微量元素分析以及锶同位素分析等。     

马里亚纳海槽玄武岩中熔融包裹体的初步研究

对马里亚纳海槽玄武岩科长石和橄榄石斑晶中的熔融包裹体进行了镜下观察和均一化测温实验。镜下观察表明,斑晶中结晶质熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体均较发育,具有不同的相态特征和演化程度,反映了岩浆被捕获处不同的地质条件。捕获在橄揽石和斜长石斑晶中的包裹体均一化测温结果分别为1035～1100℃和105C～1145℃,比利用玄武岩全岩化学成分计算的矿物结晶温度结果低100℃左右,反映了斑晶矿物结晶的多期性。根据本次实验结果,结合马里亚纳海槽的构造背景和地质资料,对研究区玄武岩浆的运移过程进行了探讨．     

马里亚纳海槽两沉积岩芯主要化学元素的因子分析

通过对马里亚纳海槽两沉积岩芯中主要化学元素的因子分析,其结果表明,化学元素的共生组合和含量变化,与火山碎屑矿物以及大部分由海底玄武岩和玄武质火山玻璃蚀变而成的粘土矿物密切相关.岩芯的化学成分主要来自火山喷发物,因此,元素的地球化学特征反映了该区火山作用的影响.