冲绳海槽构造演化及其与岩浆、热液和沉积作用的关系：研究进展与展望

冲绳海槽是西太平洋沟-弧-盆体系中典型的弧后盆地。其独特的大地构造位置,岩浆、热液活动与沉积记录一直是学术界研究的热点。基于前人的研究成果,本文综述了冲绳海槽的构造活动对岩浆、热液与沉积的控制作用。菲律宾海板块的俯冲导致了冲绳海槽的形成,并发生了弧岩浆、弧后岩浆和斜切弧后岩浆作用,这三种岩浆作用导致了热液活动在平面分布上的三种不同分区。岩浆的发育和菲律宾海板块俯冲造成的断裂系统为冲绳海槽热液的发育分别提供了热源和通道。在~416 ka发生的浙闽隆起带沉降,导致了冲绳海槽北部的沉积物由粗变细。最后针对冲绳海槽的研究现状,文章对未来的进一步研究作了展望。     

冲绳海槽地质构造对热液活动的控制机理

海底热液活动一直是当代海洋科学研究的重要前沿领域之一,了解地质构造对海底热液活动的控制作用对于认识热液系统的形成机理及寻找海底硫化物资源具有重要的指示意义。总结了冲绳海槽中部和南部地形与断裂构造、地壳结构、重磁场、热流及岩浆活动等方面的地质构造特征以及海槽热液区分布和热液产物的基本特征。通过比较冲绳海槽与马努斯海盆、马里亚纳海槽、北斐济海盆、劳海盆等基底和扩张阶段不同的弧后盆地构造特征的差异,归纳了冲绳海槽地质构造的特殊性,包括过渡性地壳性质、低扩张程度、高热流值、巨厚沉积层及双峰式火山作用等。冲绳海槽热液活动受到断裂构造、岩浆活动、扩张速率等构造因素的控制,同时受到基岩类型和沉积物盖层等地质条件的影响。海槽中部和南部平行和垂直盆地走向的两组断裂带为流体循环提供了通道,大规模的岩浆活动则为热液系统提供了充足的热量。此外,海槽内广泛分布的酸性火山岩和较厚的沉积盖层与流体相互作用,使得热液产物富含有机质、二氧化碳以及Ag和Au等金属元素。根据冲绳海槽的扩张速率和地质构造特征,推测冲绳海槽仍具有发现新热液区的潜力,其中部和南部两组断裂交汇的部位、轴部火山、受海脊俯冲影响的区域以及靠近岛弧一侧的新火山带是最有潜力的海底热液活动探索远景区。     

冲绳海槽火山岩中流体包裹体特征及板块活动与金属成矿作用

<正>1冲绳海槽现代地震构造冲绳海槽位于位于中国东海大陆架—琉球群岛之间、菲律宾板块西侧俯冲构造带中。冲绳海槽区发育了许多至今仍在不断喷发的火山,特别在海槽东坡发育了—列火山岛,在海槽中心张裂地堑内发现了大量更新世以来的岩浆岩,发现的许多双峰态高铝系列玄武岩,其K-Ar年龄仅为42±0.19 Ma B.P.,因此冲绳海槽是一条     

鄂尔多斯盆地中央古隆起板块构造成因初步研究

运用板块构造理论,对鄂尔多斯盆地西缘和南缘的地质背景和构造变形特征进行分析,认为鄂尔多斯盆地中央古隆起在早古生代由祁连海槽与鄂尔多斯盆地碰撞拼贴产生的近东西方向的侧向挤压应力作用而形成。盆地西缘近南北向的青铜峡－固原断裂是碰撞拼贴带,断裂带与中央古隆起延伸方向平行,同时,秦岭海槽由南向北推挤以及渭北构造带北界的近东西走向的草碧－老龙山－圣人桥断裂的左行走滑使中央古隆起的南端向东转折,导致中央古隆起在平面上呈现“Ｌ”形展布。     

冲绳海槽火山岩岩石系列的厘定及构造环境意义

冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物.      

东海陆坡及邻近槽底天然气水合物成藏条件分析及前景

在西太平洋边缘海中,东海是唯一没有获得天然气水合物样品的边缘海。利用已有的地震资料、海底温度资料等,从沉积物来源、沉积地层厚度、烃源岩条件、沉积速率、海底温度—压力条件等方面对东海水合物成藏条件进行了分析。认为冲绳海槽沉积物源丰富,沉积厚度大,且发育烃源岩地层。冲绳海槽较高的沉积速率主要分布于冲绳海槽槽底沉积中心,以及西部陆坡连接海底峡谷底部的三角洲区域。根据冲绳海槽实测的海底温度数据,整个冲绳海槽地区600m以深的范围都能够满足水合物发育的温度、压力条件。以温度梯度为30℃/km计算,冲绳海槽中水合物稳定域的最大厚度为650m。冲绳海槽盆地中普遍发育的底辟构造、背斜构造等局部构造,以及网格状断裂系统,为烃类气流体的向上及侧向运移创造了有利条件,成为天然气水合物发育的有利区带。根据已经发现的BSR特征来看,东海地区天然气水合物前景广阔。     

安徽张八岭隆起区金矿床构造控矿规律

安徽张八岭隆起区内成矿期构造是郯庐断裂带长期性、多阶段活动的产物。以该区西张郢和瓦屋刘金矿床为研究对象,根据野外地质测量,共厘定出4种与成矿有关的断裂构造,分别为NWW向、近SN向(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)、NW向和NNE向断裂构造。其中NWW向断裂与近SN向断裂(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)规模较大,为郯庐左行走滑断裂带的派生构造,前者为右行扭压断裂,后者为左行扭张断裂;二者控制了矿床(点)的区域分布,是主要的导矿构造。NW向断裂主要分布于西张郢矿区,为NWW向断裂的次级断裂,成矿期受扭张性应力作用,使张八岭群片理构造发生活化,形成顺层滑动破碎带;NNE向断裂主要分布在瓦屋刘矿区,为近SN向断裂(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)的次级断裂,成矿期在扭压性应力作用下形成挤压破碎带。NW向断裂及NNE向断裂均为成矿提供了有利空间,是张八岭隆起区内重要容矿构造,控制了矿体的空间展布、形态及产状,使矿体在平面上具有平行斜列,近等距性分布特征,垂向上具有南西向侧伏,尖灭再现、尖灭侧现规律。在对张八岭隆起区断裂构造特征分析的基础上,探讨了断裂构造对成矿的控制作用,总结了控矿规律,建立了张八岭隆起区构造控矿模式。     

中国东部陆缘中区中-新生代区域断裂系统时空分布特征、迁移规律及成因类型

中国东部陆缘中区中-新生代深大断裂十分发育.根据断裂的时空分布规律,可划分出4个断裂系:燕山造山带断裂系、秦岭-大别-苏鲁造山带断裂系、郯庐断裂系及东海陆架盆地-冲绳海槽断裂系.4个断裂系具有各自不同的断裂迁移规律:燕山造山带印支-燕山期断裂具有从早至晚从EW→NE→NNE向偏转迁移规律;秦岭-大别造山带北麓逆冲推覆作用的强度在印支-燕山早期表现出南强北弱、东强西弱和东断西褶趋势,同时具有由东向西由早到晚穿时迁移演化特征,燕山末期-喜山早期则相反,表现出北强南弱、西强东弱的构造特征;郯庐断裂系的活动对盆地的控制作用具有由早到晚由西向东、由南向北迁移规律;东海陆架盆地-冲绳海槽断裂的形成时代具有明显的从西向东越来越新的迁移规律.4个断裂系及构造迁移规律分别是板块碰撞-陆内俯冲、陆内造山、走滑、板块俯冲后退4种不同地球动力学背景中的产物.     

冲绳海槽岩浆作用的区域性差异

冲绳海槽位于西太平洋活动大陆边缘,是一个目前正处于弧后扩张作用早期的、年轻的弧后盆地,张性断裂发育,火山活动强烈.岩石类型分布和岩石地球化学特征表明冲绳海槽中部和南部的岩浆作用存在明显差异,但迄今为止人们对于导致该差异的原因尚不清楚.对已有的冲绳海槽玄武岩的资料进行了综合对比分析,并依据冲绳海槽岩浆岩的Pb同位素组成特征,指出冲绳海槽及其所在的沟弧盆体系之下的地幔属于印度洋型地幔,相对于海槽中部的玄武岩岩浆,海槽南部的玄武岩岩浆来自地幔更高程度的熔融;冲绳海槽玄武岩岩浆受到了俯冲板块物质加入的影响,且南部玄武岩岩浆受影响的程度要高于中部,这可能受控于俯冲板块的深度(南部:100~150 km;中部:约200 km);冲绳海槽玄武岩部分属于MORB型,这应是冲绳海槽早期扩张的重要特征和证据之一.在上述分析工作的基础上,提出了今后对冲绳海槽岩浆作用的研究应主要集中在以下几个方面:冲绳海槽基底岩石类型的甄别与分布;岩浆源区地幔的类型及特征;板块俯冲对冲绳海槽岩浆作用的贡献及制约机制;冲绳海槽岩浆作用与海底热液活动的内在联系等.      

应用有限单元法恢复冲绳海槽和付加体古构造应力场及其意义

冲绳海槽是欧亚板块内大陆地壳的扩张作用所形成的一个弧后盆地。以弹性学原理和库仑—莫尔准则为基础,应用二维(2D)有限单元法模拟大陆岩石圈上部的构造应力场和断层发育状况。模型中使用两种位移边界条件,并采用平面应变条件进行计算。扩张位移边界条件加载于冲绳海槽内大陆地壳的底部,俯冲位移边界条件加载于菲律宾海板块的俯冲带。数学模拟的结果表明,大陆地壳底部的扩张作用使得冲绳海槽内发育正断层,最后导致冲绳海槽这一弧后盆地的形成。菲律宾海板块的俯冲作用引起欧亚板块付加体中形成逆掩断层。     

塔里木盆地构造格架和构造应力场分析

以区域构造背景为基础,分析塔里木盆地的基本构造格架是本文的主要宗旨。塔里木盆地中部存在一规模较大的近于E-W向的构造带,谓中塔里木构造带或中塔里木断裂带,平面上它大致和塔里木中央隆起带相对应,东延,和阿尔金造山复合体的一组规模较大的、近于直立的E-W向韧性剪切带和断裂带相连,西延,插入西昆仑造山带和南天山造山带的结合部位。在剖面上具有背冲式(断背状)断裂组合,其形成始于早古生代,强烈活动期在三叠纪后。断裂带具有逆冲、走滑和垂向挤出性质,是目前塔里木盆地的主要含油带。中塔里木断裂带和塔中隆起带属于同一动力学系统中不同构造阶段的产物,在空间上是互为一体的,在早古生代为一强烈坳陷带,晚古生代以后逐渐转化为隆起带。大致位于北纬39°30'~40°的E-W向高正磁异常带,为一以基性麻粒岩为代表的结晶基底、基性岩墙和花岗质类岩石,并叠加晚元古-早古生代活动陆缘岩浆弧的大型东西向构造杂岩带。中塔里木断裂带(塔中隆起带)以南至塔南前陆盆地的塔南地区,以E-W向构造岩浆岩带上叠NEE向断裂构造(断隆和断凹)为基本特征,其断裂组合完全可以与南阿尔金断裂以南的南阿尔金地体的断裂组合相类比。中塔里木断裂带以北至塔北前陆盆地的塔北地区以长期坳陷为特征。西昆仑-塔里木盆地盆山结合带表现为西昆仑山体的北向逆冲推覆和山前带的强烈挤压及塔南前陆盆地的急剧沉降,而西天山-塔里木盆地盆山结合带则表现为由于塔里木地块向天山复合造山体的强烈北向俯冲导致的南天山的南向逆冲推覆和塔北(前陆盆地后的)隆起。塔里木盆地处于南北两侧向盆地挤压、东侧左旋走滑和西侧右旋走滑的复杂构造应力状态,塔里木盆地现今构造格局的形成基本上是上述4类不同性质的构造应力场对先存的E-W向构造经多次强烈改造、叠加的结果。     

钦防海西-印支海槽西界断裂新探

本文主要根据二维地震剖面并结合野外露头的分析认为,十万大山盆地东南缘的基底断裂是钦防海槽向北西冲断-推覆的前锋断层,断裂两侧的中、古生界在地层层位与厚度上存在明显差异。钦防海西-印支海槽的西界不应是灵山断裂,而应是十万大山盆地东南缘的基底断裂,其范围远大于现今博(白)—罗(定)—广(宁)断裂与灵山断裂之间的范围。基底断裂为一无根的推覆构造带,其下掩覆了十万大山盆地东南缘的许多区域,是下一步油气勘探的重要领域。     

东海盆地钓鱼岛隆褶带构造演化分析及对西湖凹陷油气勘探的意义

钓鱼岛隆褶带位于东海陆架东部,是分隔东海盆地东部坳陷带和冲绳海槽盆地的构造单元.结合东海周缘地质分析,认识到钓鱼岛隆褶带曾经是东海陆架外缘隆起的一部分.该隆起形成于白垩纪,基底为元古宙变质岩,其上还存有晚古生代—中生代残余地层,中新世分解为钓鱼岛隆褶带和琉球隆起两部分,具有“早成型晚改造”的特点.基于这一认识,认为西湖...     

南冲绳海槽构造沉降的回剥和正演耦合分析

冲绳海槽是研究边缘海盆地动力学的理想区域。本文在对南冲绳海槽的地震剖面进行层序划分的基础上应用回剥法和正演法研究了海槽的构造沉降特征。利用回剥方法对南冲绳海槽进行构造沉降史的定量模拟分析表明：南冲绳海槽具有发育时代晚而演化程度高的特点,0.1Ma以来的构造沉降量占到总构造沉降量的60%以上;南冲绳海槽北端是一个持续拉张沉降的过程,而由于台湾弧 陆碰撞,在接近台湾北部的南冲绳海槽南端则有一个明显差异沉降（相对隆升）的过程。通过对比分析应用正演法模拟得到的理论构造沉降量与回剥得到的实际沉降量,发现南冲绳海槽处于早期的初始沉降阶段,南北两端均存在异常构造沉降,南端早期的异常沉降是台湾弧 陆碰撞造成的,晚期的异常沉降和北端的异常沉降是动力沉降造成的。构造沉降幅度和出现动力沉降时期的对比表明海槽具有从北至南的演化进程。     

山西沁水盆地东缘太行大断裂构造变形特征及其成因探讨

太行大断裂是山西沁水盆地与太行山隆起的分界,也是华北克拉通内部重要的构造变形带。通过对断层破碎带、断层相关褶皱及共轭节理的野外详细测量,研究了太行大断裂的构造变形特征,探讨其形成的古构造应力场。研究认为,太行大断裂可能经历了3期构造应力作用:(1)印支期在华南、华北板块碰撞的远程效应作用下表现出近N—S向挤压构造应力场。(2)燕山期表现为E—W向至NWW—SEE向挤压构造应力场。(3)喜马拉雅期由NWW—SEE向挤压转换为NE—SW向挤压(或NW—SE向伸展)。太行大断裂由北至南可分为:(1)北段,由3条呈右阶斜列的大型逆断层组成,基岩出露,以逆冲推覆为主。(2)中段,地表出露斜歪褶皱和逆冲断层组合。(3)南段,发育强烈的挤压破碎带,该带中广泛发育构造角砾岩和构造透镜体,构造挤压带内的构造透镜体陡立,显示近水平方向的挤压。     

塔里木盆地库车坳陷西秋古隆起的形成及其演化

重力异常资料显示,库车坳陷南缘西秋构造带深层发育有基底隆起。本文通过地震资料解释确认了西秋构造带深层占隆起的结构,分析了占隆起的形成和演化过程。西秋构造带南侧边缘存在一条区域性基底断裂,断裂北侧新生界下伏中生界、古生界明显减薄或地层缺失,总体上表现为断背斜形态的古隆起构造。结合区域构造演化分析认为,泥盆纪~石炭纪(D-C)塔里木克拉通边缘隆升、二叠纪-三叠纪(P-T)受南天山负荷影响产生的克拉通边缘压陷的构造演化过程中,西秋构造带处于"跷跷板"式地壳升降运动的"支点"部位,发育古隆起和基底卷入高角度断层,晚期南天山隆升向南斜向推挤的挤压剪切应力场使古隆起边界断层复活,基底断裂活动并在新生界之下形成冲断隆起。     

湖南邵阳县龙山金锑矿区构造控矿规律及找矿方向

龙山金锑矿床处于华南板块之江南地块南东部,往南与南华活动带相邻,区域构造兼具隆起带和活动带的特点。白马山-龙山EW向构造隆起带控制了区域钨锑金矿带的展布,龙山穹窿控制了龙山金锑矿床的就位。龙山地区经历了四次主要构造运动,雪峰运动形成EW向龙山穹窿雏形,加里东运动形成NE向复式褶皱,印支运动主要表现为NNE向劈理(硅质条带充填)叠加,燕山运动以NNE向断裂为主要特色,经历了由塑性到脆性、由褶皱为主到断裂为主的形变过程。龙山倒转复式背斜控制了龙山金锑矿床的就位及矿脉(体)的展布,核部发育的多组断裂控制了矿体的就位,其中与区域劈理大角度相交的NWW组断裂为主要容矿构造,与NNE、NE向断裂及密集的轴面劈理相交部位成矿有利,沿其交线附近往往有板柱状矿体分布,矿体倾向延深大于走向长,一般延深为走向长的1~5倍,并明显向北西侧伏,与褶皱轴面倾向大体一致。NWW向矿脉是下一步找矿的重点。     

东营凹陷盐底辟作用与中央隆起带断裂构造成因

华北渤海湾盆地济阳坳陷的东营凹陷中央隆起带同生断层非常发育,断层数量较多。主干正断层的下降盘上形成“逆牵引”构造,组成“负花状”地堑断裂系。这些断裂系将中央隆起带分割为一系列小断块。本文将这些断裂系和相关的小断块划分为3个构造,分别称为辛镇、东营和郝家—现河庄(简称郝—现)构造。研究证明,复杂断裂与断块组合构造主要为盐底辟作用的结果,伴生的逆牵引作用形成“包心状”的复杂断裂构造形态,总体上,东营凹陷中央隆起带构造成因是区域北北西—南南东向伸展作用下局部底辟作用和逆牵引作用共同形成的,而不是走滑成因。据强度,底辟构造可分为低幅度隆起和隐刺穿构造。其形成时期主要为沙河街组三段沉积期开始持续到馆陶组沉积前。底辟物质由盐岩为主的塑性层组成。     

斜向聚合及弧后伸展作用对台湾北部—琉球地区的构造影响——砂箱模型实验的启示

台湾造山带位于欧亚板块和菲律宾海板块交界处, 由于两板块斜向聚合作用, 使得台湾造山带构造极其复杂并具有分段性: 南部尚处于碰撞造山初期, 而北部已处于碰撞后期, 构造环境已从挤压转变为张裂。前人利用三维砂箱模型对造山带进行研究时, 主要关注于斜向聚合作用对造山带的影响, 较少考虑到冲绳海槽张裂作用。本文在前人基础上通过添加砂纸带机器模拟张裂作用, 探讨挤压-张裂同时作用下砂体的变形模式, 解释台湾造山带北部—琉球地区的构造现象。通过分析实验图像和粒子图像测量(PIV)数据, 并与地震剖面、GPS速度场测量和古地磁数据进行对比后认为: 台湾岛北部顺时针旋转主要与斜向汇聚作用有关; 宜兰平原东西至东北—西南向的运动, 及南北有别的运动模式主要与冲绳海槽张裂作用有关; 琉球地区形貌主要受控于俯冲的菲律宾海板块形状, 在斜向聚合作用下造成地层褶皱和挤压。之后在由东向西发展的弧后伸展作用下, 形成冲绳海槽东宽西窄的凹陷区及一系列正断层, 并伴随琉球岛弧的顺时针旋转。     

柯坪塔格推覆构造几何学、运动学及其构造演化

大量野外构造地质调查和深部构造解释表明柯坪塔格推覆构造由多组倒转复式背斜、复式箱状背斜构成的推覆体及其前缘逆冲断裂组成 ,由寒武系—第四系组成的推覆体由北向南逆—斜冲 ,平面上构成向南凸出的弧形推覆构造 ;普昌断裂由各不相连的逆冲斜冲断裂段组成 ,而不是完整的一条走滑断层 ,各推覆体前缘逆冲断裂与各推覆体的普昌断裂段共同构成统一的前缘逆冲斜冲逆冲断裂和推覆构造系统 ;普昌断裂段以西的推覆体具有向东抬升、向西倾覆的鼻状构造特征 ,普昌断裂段以东的推覆体具有向西抬升、向东倾覆的鼻状构造特征 ,普昌基底隆起带是巴楚隆起隐伏在柯坪塔格推覆构造之下的部分。各推覆体前缘断裂在深部均归并于统一的寒武系底部的滑脱面 ,其南浅北深 ,东浅西深 (普昌隆起带以西 )或西浅东深 (普昌隆起带以东 ) (6 10km ) ,埋深较大区发育多组滑脱面。柯坪塔格推覆构造的形成时期为晚第四纪 ,为现今活动的推覆构造系统。文中认为各推覆体向南西的倾覆端基底滑脱面和中新生界内部的滑脱面没有贯通 ,是未来 6级以上地震的发震构造部位。