冲绳海槽岩浆物理化学性质及其地质意义

借助冲绳海槽火山岩地球化学分析结果,讨论了海槽不同区段岩浆的温度、压力、密度和黏度等物理化学参数,以确定海槽岩浆的物理性质及其对海槽不同区段岩浆演化过程的影响.海槽北段的岩浆相对于中段表现出高压力、低温度的特征.由于海槽岩浆挥发分含量较高,北段岩浆的密度和黏度要高于中段的.但总的来说,海槽岩浆具有低密度、低黏度的特点,因此岩浆更容易穿透岩石圈,而且有利于岩浆结晶分异作用的进行.对海槽岩浆相对运移速度的研究显示,在外部条件及含水量相同的前提下,在海槽中段岩浆上升速度要大于北段的,这从岩浆物理化学性质的角度解释了为何海槽中段火山活动要强于北段的.     

冲绳海槽黑色与白色浮岩特征及其对岩浆演化的指示

为了认识黑色与白色浮岩的岩石特征及成因,使用人工重砂、元素地球化学等分析技术,研究冲绳海槽两类浮岩中元素及矿物组成特征。研究显示,冲绳海槽黑色和白色浮岩具有相似全岩化学组成,都落入流纹岩区,稀土配分曲线明显呈右倾,具负Eu异常,富集不相容元素,岩石物理性质差别是导致其颜色差异的主要因素。两类浮岩岩石学特征的不同主要体现在:(1)白色浮岩锆石和辉石都具有两种类型,黑色浮岩仅具有其中一种;(2)黑色浮岩中发育钛铁矿、钛磁铁矿与基质构成的珠状构造,且基质玻璃中密集分布磁铁矿雏晶,而白色浮岩不具备上述岩石学特征。综合分析海槽两类浮岩岩石学特征所蕴含的岩浆演化信息,推测两类浮岩具有相同的玄武质岩浆源区,富挥发组分的玄武质母岩浆上升进入地壳,形成初级岩浆房,房内结晶分异后残留的酸性岩浆,沿海槽构造薄弱带向上运移,岩浆运移过程中有少部分进入分支断裂系统形成次级岩浆房,期间初级岩浆房接受多次基性岩浆注入;初级和次级岩浆房中的酸性岩浆分别独立喷出海底,前者形成白色浮岩,后者形成黑色浮岩。此外,演化过程中岩浆性质逐渐由氧化性向还原性转变。     

南黄海中部的低能沉积环境

利用沉析法和筛板法及显生微镜等方法，对１９８８年以来采自南黄海表层和浅孔样品进行粒度，矿物及生物组合等多种分析，应用沉积物的粒度参数来判别沉积环境。研究结果表明，南黄海陆架的沉积环境十分复杂。在其中部，有一个低能量的沉积动力活动区，它的各种属性都与南黄海冷水团密切相关。     

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     

冲绳海槽的深源矿物碳硅石

在冲绳海槽南部海底沉积物中，首次发现了颗粒状α－碳硅石晶体，产地水深为１５００－２０００ｍ，地表变化复杂，有海底山存在，当地沉积物为灰褐色软泥，伴生有较多的火山喷发型碎屑矿物，其中钛铁矿，辉石等晶形完好，表面有熔蚀现象，不同世代晶体的连生现象也较普遍。此外还有钩鱼岛石，刚玉，石榴石，磁铁矿，磁黄铁矿等。     

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。     

北黄海表层沉积物常量元素分布特征及其控制因素分析

为探讨北黄海表层沉积物中常量元素分布特征,并进一步分析其控制因素和物质来源,以常量元素为依托,对304个站位表层沉积物常量元素含量分布特征及控制因素进行统计分析,结果表明:沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、P2O5、TiO2七种元素含量的空间分布具有明显的区域性。其中,SiO2、K2O具有相似的空间分布;Al2O3、Fe2O3、MgO、P2O5、TiO2具有相似的空间分布,但与SiO2、K2O的分布趋势相反;CaO、MnO、Na2O在区域内分布较为均匀,未显示出明显的高低变化趋势。聚类分析显示,表层沉积物的常量元素分布主要受粒度效应的控制。主因子分析提取出3种控制常量元素分布的主成分,分析表明,粒度控制效应、源区风化作用和不同物源输入是影响表层沉积物常量元素空间分布的主要因素,贡献累计方差总和达77.12%。以K2O、CaO、TiO2为指标,通过FD函数识别出北黄海不同海域内的主要物质来源,其主要物源包括黄河、鸭绿江和黄海暖流携带的长江物质。对北黄海沉积物物质来源进行分析,不仅在海洋矿产资源勘探、航道开发、沿岸港口建设与整治等方面具有实际意义,而且在认识海洋环境变迁等方面同样具有理论意义。     

Formation of the modern current system in the East China Sea since the early Holocene and its relationship with sea level and the monsoon system

The Okinawa Trough is a natural laboratory for the study of air-sea interaction and paleoenvironmental change. It has been demonstrated that present offshore export of particles in the bottom nepheloid layer occur primarily with downwelling from the northeast winter monsoon, which is inhibited by a transverse circulation pattern in summer. This current system was very different during the Last Glacial Maximum owing to low sea level(-120 m) and exposure of a large shelf area. We collected sediment core Oki01 from the middle Okinawa Trough during 2012 using R/V K exue No. 1 to elucidate the timing and cause of the current system transition in the East China Sea. Clay mineral, dry density, and elemental(Ti, Ca) composition of core Oki01 was analyzed. The results indicate that clay minerals derived mainly from the Huanghe(Yellow) and the Changjiang(Yangtze) Rivers during 16.0–11.6 ka, and the modern current system in the East China Sea formed beginning in the early Holocene. Therefore, mixing of East China Sea continental shelf, Changjiang River and partially Taiwan Island sediment are the major contributors. The decrease of log(Ti/Ca) and alternating provenance since the early Holocene indicate less sediment from the East China in summer because of resistance of the modern current system, i.e., a "water barrier" and upwelling. Conversely, sediment delivery persists in winter and log(Ti/Ca) indicates the winter monsoon signal since the early Holocene. Our evidence also suggests that sediment from Taiwan Island could be transported by the Kuroshio Current to the middle Okinawa Trough, where it mingles with winter monsooninduced export of sediment from the Changjiang River and East China Sea continental shelf. Although the present research advances understanding of the evolutionary history of paleoenvironmental change in the Okinawa Trough, more sediment cores should be retrieved over wide areas to construct a larger scenario.     

冲绳海槽北、中段火山岩地球化学特征及其地质意义

为去除非火山物质对样品化学性质的影响，得到火山岩真实的地球化学及同位素组成数据，作者对采自冲绳海槽的酸性火山岩样品严格的前处理，其中海槽北段火山岩同位素数据以前还未见公开报道。根据所得U系同位素组成数据及其分布规律分辩混染物中俯冲板片的成分，结合Sr-Nd同位素组成，本文对海槽火山活动的岩石种类、物质来源和岩浆演化过程作了一些初步的讨论。结果表明，冲绳海槽酸性火山岩分布广泛，为钙碱性系列岩石，碱性弱（里特曼指数〈1．8）；海槽岩浆主要源于地幔，源区同位素组成类似PREMA地幔，结晶分异作用是演化过程中最主要的地质作用，但岩浆也受到了不同程度地受到上地壳与／或俯冲板片物质的混入；根据混合模拟结果将海槽火山岩大致分成以上地壳物质混染为主和上地壳-俯冲板片混染两类，且认为上地壳混染发生在岩浆演化的晚期，此时岩浆体系SiO2含量要高于混染物。     

新矿物——钓鱼岛石的研究

钓鱼岛石是在我国台湾省钓鱼岛附近海域海底表层沉积物中发现的一种新矿物。钓鱼岛石为无色淡绿色到,薄板状,一轴晶负光性,晶体很小,一般在0.4×0.2×0.03mm~3以下,D=3.30,H_(v15)=1392.8kg/mm~2。电子探针定量分析(以相应氧化物为标样)结果(％):Na_2O4.54、Al_2O_3 93.00、Cr_2O_31.95、MgO0.10、CaO 0.10、SiO_2 0.23、K_2O 0.12,总量100.04。以氧为17计算的化学式为(Na_(0.87) K_(0.02) Mg_(0.02) Ca_(0.01);)_(0.92)(Al_(10.84)Cr_(0.15)Si_(0.02))_(11.01)O_(17)。经四圆单晶衍射证明,该矿物为六方晶系,空间群为P6_3/mmc,a=b=5.602(1)Ac=22.626(5)A,α=β=90°,γ=120°。