Evolution of the eastern margin of Korea: Constraints on the opening of the East Sea (Japan Sea)

We interpreted marine seismic profiles in conjunction with swath bathymetric and magnetic data to investigate rifting to breakup processes at the eastern Korean margin that led to the separation of the southwestern Japan Arc. The eastern Korean margin is rimmed by fundamental elements of rift architecture comprising a seaward succession of a rift basin and an uplifted rift flank passing into the slope, typical of a passive continental margin. In the northern part, rifting occurred in the Korea Plateau that is a continental fragment extended and partially segmented from the Korean Peninsula. Two distinguished rift basins (Onnuri and Bandal Basins) in the Korea Plateau are bounded by major synthetic and smaller antithetic faults, creating wide and considerably symmetric profiles. The large-offset border fault zones of these basins have convex dip slopes and demonstrate a zig-zag arrangement along strike. In contrast, the southern margin is engraved along its length with a single narrow rift basin (Hupo Basin) that is an elongated asymmetric half-graben. Analysis of rift fault patterns suggests that rifting at the Korean margin was primarily controlled by normal faulting resulting from extension rather than strike-slip deformation. Two extension directions for rifting are recognized: the Onnuri and Hupo Basins were rifted in the east-west direction; the Bandal Basin in the east–west and northwest–southeast directions, suggesting two rift stages. We interpret that the east–west direction represents initial rifting at the inner margin; while the Japan Basin widened, rifting propagated southeastward repeatedly from the Japan Basin toward the Korean margin but could not penetrate the strong continental lithosphere of the Korean Shield and changed the direction to the south, resulting in east–west extension to create the rift basins at the Korean margin. The northwest–southeast direction probably represents the direction of rifting orthogonal to the inferred line of breakup along the base of the slope of the Korea Plateau; after breakup the southwestern Japan Arc separated in the southeast direction, indicating a response to tensional tectonics associated with the subduction of the Pacific Plate in the northwest direction. No significant volcanism was involved in initial rifting. In contrast, the inception of sea floor spreading documents a pronounced volcanic phase which appears to reflect asthenospheric upwelling as well as rift-induced convection particularly in the narrow southern margin. We suggest that structural and igneous evolution of the Korean margin, although it is in a back-arc setting, can be explained by the processes occurring at the passive continental margin with magmatism influenced by asthenospheric upwelling.     

中朝板块元古宙板内地震带与盆地格局

地史中发生的强地震事件在地层中留下固定的记录 (图 1～ 3) ,这些记录在区域上呈带状分布 ,代表地史中的地震带。中朝板块元古宙目前可识别出两个板内地震带 (图 5 )。中元古代板内地震带 (170 0～ 12 0 0Ma)西起太行山北段 ,经燕山山脉、辽宁西部、穿越辽河平原至辽宁北部的泛河流域分布 ,即燕山—泛河地震带 ,现今呈NEE向延伸。新元古代震旦纪地震带沿吉林南部、辽东半岛、山东中部及苏皖北部现今呈NNE走向分布 ,即古郯庐地震带 (6 5 0～ 6 0 0Ma)。上述两个板内地震带是元古宙不同时期超大陆裂解的响应。中元古代与新元古代两个不同方向的地震断裂带分别控制着两个时期的盆地边界。燕山泛河地震断裂带构成中元古代海盆南界 (指现在的位置 ) ,形成向北开放的海域。古郯庐地震断裂带将中朝板块裂解为华北块体与胶辽朝块体。古郯庐地震断裂带构成震旦纪海域的边界 ,震旦纪海盆通过朝鲜半岛与当时的外海相连接 ,华北块体则为陆源剥蚀区。文内四幅古地理图 (图 6～ 9)是以地震灾变思想为指导 ,以新的地层研究、对比为基础编制的 ,侧重反映了盆地的格局及其变化。根据地震、同沉积断裂新的思路 ,可提供地质学家重新认识与解释某些沉积矿床的成因 ,它们的成矿元素均来自地球深部而非地表风化作用。文中编制     

胶东半岛烟台地区杏山北钼矿床地质特征及其找矿预测

杏山北钼矿床为胶东半岛一典型矽卡岩型钼矿床,位于著名牟平乳山金成矿带和蓬莱栖霞金成矿带之间,区域上位于胶东辽东钼成矿带,具有较好的成矿地质条件。通过对比胶东地区其他典型钼矿床地质特征,认为胶东半岛钼矿床存在两期成矿时代;矽卡岩型矿床主要受近EW向断裂构造控制,斑岩型矿床主要受近EW向与NE向断裂复合构造控制。通过物探异常预测,认为杏山北钼矿床深部是寻找矽卡岩型和斑岩型铜钼矿床的有利部位。     

辽东半岛～2．2 Ga 岩浆事件及其地质意义

本文报道了辽东半岛古元古代胶—辽—吉活动带内辽河群变质火山岩和辽吉花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和地球化学数据。变质安山岩的锆石具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.5),锆石U-Pb年龄为(2 182±6)Ma和(2 229±22)Ma,该年龄可代表安山岩的形成年龄。辽吉花岗岩的锆石同样具有典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U值(0.3),锆石U-Pb年龄为(2 199±10)Ma,代表花岗岩的侵位时代,在误差范围内与辽河群火山岩喷发时代一致,表明辽吉花岗岩并不是辽河群的基底,二者可能为同一次岩浆作用过程的产物。辽东半岛~2.2Ga岩浆事件的识别及性质,对于正确认识古元古代胶—辽—吉活动带的属性至关重要。结合前人有关辽东半岛前寒武纪岩石的研究成果,本文研究认为胶—辽—吉活动带的形成演化可能与弧-陆碰撞有关。     

雷州半岛雾的气候特征及生消机理

利用分别位于雷州半岛北部、中部和南部的湛江站59a、雷州站46a和徐闻站42a的气象资料,分析了雷州半岛雾发生的规律及生消机理。结果表明：三站年雾日数变化趋势基本一致,呈＂W＂状,局部峰值明显升高。三站的年平均雾日数分别为24.7d、30.4d和21.0d。雷州半岛雾日主要出现在每年的1—4月及12月,3月雾日数最多,7月雾日数最少。近10a湛江站夜间雾发生频率为90%;短雾多,持续时间在4h以内的占75%。雾形成的天气形势可分为高压入海型、低压前型、冷锋前型、静止锋前型、鞍形场或均压场型5类,主要是平流雾、锋面雾和辐射雾。3种雾消散的天气形势是新冷空气补充南下、雾滴出现碰并沉降形成小雨或日出后雾滴蒸发。统计雷州半岛三站2000—2009年雾次频数得出,成雾概率最大的气象条件是气温为15～25℃、T-Td≤1.0℃、Δp3在-3.5～-2hPa和1.5～2.5hPa之间、风向为NNE-ESE及风速小于5m/s。L波段雷达探空大雾个例分析表明：雾顶高度在1.5km左右,雾中温度随高度增加而减小;雾中相对湿度大于92%,1.5km之上急剧减小,3km以上保持不变;T-Td为1.2～6.4℃;近地面风速为2～6m/s,风向随高度顺时针旋转,雾中有暖平流。     

辽南上达子堡金矿化区黄铁矿标型特征及意义

上达子堡金矿化区主要出露古元古界辽河群盖县岩组二岩段,是金成矿物质的矿源层。黄铁矿标型特征指示目前区内的剥蚀水平相当于中上部,按黄铁矿垂直分带规律,{210}+{100}、{210}习性晶体向深部有可能逐渐增加,因此,本金矿化区深部含金量可能高于浅部。     

南极半岛邻近海域夏季POC分布特征及其影响因素

海水中的颗粒有机碳(POC)与生物的生命过程、初级生产力关系密切,是海洋食物链中重要的物质基础和能量来源,因此POC的分布特征可以有效反映其生物地球化学环境。利用中国第33次南极考察期间(2016年12月至2017年1月)在南极半岛邻近海域采集的海水颗粒物样品,研究POC的空间分布特征及其影响因素。结果表明,斯科舍海0—200 m的POC浓度范围为7.44—193.52μg·L~(-1),平均浓度为(48.84±35.09)μg·L~(-1);南斯科舍海岭0—200 m的POC浓度范围为9.13—62.17μg·L~(-1),平均浓度为(29.76±14.12)μg·L~(-1);鲍威尔海盆0—200 m的POC浓度范围为5.87—270.72μg·L~(-1),平均浓度为(48.57±38.92)μg·L~(-1)。表层POC高值出现在斯科舍海区和鲍威尔海盆区,而低值出现在海岭区,与叶绿素a(Chla)的变化趋势一致,与营养盐的变化趋势相反。垂向分布上,各个区域POC平均浓度随深度的增加而减少,鲍威尔海盆和斯科舍海POC最高值都出现在25 m层。分析结果表明光合浮游植物是研究海域POC的主要来源, POC的主要影响因素为温度、水团混合以及海冰环境。斯科舍海与鲍威尔海盆整体非生命POC占比高,可能是由于高磷虾生物量、海冰碎屑以及陆源输入的干扰;南斯科舍海岭整体非生命POC占比低。     

朝鲜半岛平南盆地中元古代岩浆事件

朝鲜平南盆地翁津地区发育中元古代黄海群和同时期(称之为瓮津期)花岗岩,花岗岩体侵入于黄海群。本文采用锆石原位微区U-Pb定年技术,对黄海群中的酸性火山岩及花岗岩进行了年龄测试。获得的数据表明,黄海群中下部层位及上部层位的酸性火山岩分别在1235±5Ma和1203±7Ma喷发,由此说明黄海群的沉积时代应为中元古代,而不是传统上认为的古元古代;两个翁津期花岗岩体(翁津和黄衣山岩体)的侵位年龄分别为1251±22Ma和1248±13Ma,为中元古代花岗质岩浆活动的产物。上述1251~1203Ma年龄的获得,表明朝鲜半岛发育中元古代岩浆作用,从而明确朝鲜黄海裂谷与华北东缘裂谷在时间上具有同期性,同时也表明中国华北与朝鲜在中元古代具有类似的发展历史。     

胶东邢家山钼钨矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

邢家山矿床是胶东地区一特大型矽卡岩-斑岩型钼钨矿床,构造位置上处于华北板块东南缘与扬子板块对接地带,在成因上与幸福山似斑状含角闪二长花岗岩密切相关,归属于该区与燕山早期花岗质岩浆作用有关的特大型、大型和中型铜钼多金属矿床成矿系列。本文对该矿床透辉石榴矽卡岩中的辉钼矿进行了Re-Os同位素测年,结果显示,辉钼矿Re-Os同位素模式年龄范围为156.91±1.78Ma至160.70±1.66Ma,加权平均值为158.91±1.91Ma,对应的Re-Os等时线年龄为158.70±2.06Ma;这些年龄数据与区域上的燕山早期花岗岩锆石U-Pb年龄(158.53±0.79Ma)相近,指示区域上该期铜钼多金属矿化与区内花岗岩具有密切的时间和成因关系。中、晚侏罗世华北东部广泛的地壳增厚作用和地壳重熔导致的大规模地壳重熔型花岗质岩浆活动为该区钼钨多金属矿成矿提供了主要成矿物质和流体。结合已有的研究成果,认为胶东地区中生代以来岩浆活动及相应的成矿作用可能主要存在4期,即:约165～155Ma的铜钼多金属矿化期、约137～110Ma的金矿化期、约120～110Ma的铜钼铅锌多金属矿化期、和约100～75Ma的金银铅锌多金属矿化期,分别对应于燕山早期-燕山晚期的各期次花岗质岩浆活动。     

朝鲜~19亿年侵入岩的岩石类型与构造背景初探

朝鲜半岛北部广泛发育~19亿年侵入岩,这些岩浆岩可以分为三个系列,分别为似斑状花岗岩系列(多为I型,以妙香山岩体为代表,年龄1900~1840Ma)、S型花岗岩系列(以嘉山岩体为代表,本文获得1862±5Ma锆石U-Pb年龄)和正长岩系列(以龙浦岩体为代表,本文获得1857±2Ma锆石U-Pb年龄)。似斑状花岗岩系列(I型花岗岩)大致对应朝鲜地质学家定义的Myohyangsan(妙香山)杂岩,以发育钾长石巨斑为特征,与麻粒岩相变质的火山岩-沉积岩系关系密切;S型花岗岩系列大致对应Ryonhwasan(莲花山)杂岩,以发育石榴石和堇青石等矿物为特征,与麻粒岩相变质的副变质岩共生:这说明前者可能与变质火山岩系相关,而后者可能和副变质岩相关。正长岩系列,朝鲜地质学家称为Sakju(朔州)杂岩,分布较为局限,仅见于朔州以及博川-定州之间,也见于邻区辽东,多为岩株。这三个系列岩浆岩稍早或者同期于角闪岩相-麻粒岩相变质(本文获得甑山"群"变质锆石U-Pb年龄1844±2Ma)。邻区辽东-吉南及胶东地区也发育这三个系列岩浆岩,但这两个地区~21亿年岩浆作用更为广泛。朝鲜半岛南部发育大量同期岩浆岩,但岩石类型以似斑状花岗岩为主,并发育紫苏花岗岩和斜长岩。我们推测,朝鲜半岛南北两侧基底属性存在差异,可能对应不同的古陆(华北与华南古陆)。综合分析表明,朝鲜~19亿年前广泛发育I型和S型花岗岩,并有幔源岩浆作用,同时发育正长岩类,并且这些岩浆活动与区域高级变质作用时代接近。考虑到本区存在太古宙基底,我们推测本区在古元古代可能处于类似现今活动大陆边缘弧背景。