冲绳海槽浮岩研究

目前国内外对冲绳海槽槽底火山岩的研究尚处在初级阶段。笔者对槽底八个样点的浮岩进行了系统的矿物岩石学研究。本文首次对酸性浮岩的中、基性火山岩包体进行了研究,揭示了酸性浮岩下部有相当面积的玄武岩及安山岩存在的事实。旨次提出海槽浮岩具有由基性→酸性较完整的火山活动旋回的认识。提出酸性浮岩是基性熔浆演化到后期的产物的观点,从而解释了存在多年的关于冲绳海槽构造问题争议中的焦点问题之一——“冲绳海槽既为弧后盆地,何以有大量酸性火山岩分布”的质疑。提出冲绳海槽浮岩属于岛弧火山岩的观点,对冲绳海槽构造的科学认识起了一定的积极作用。     

冲绳海槽宫古段中央地堑的形态与分布

采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船最近几年在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内中央地堑的形态及空间展布特征。本文给出的成果大大加深了关于冲绳海槽中央地堑各种变化的认识。指出,按照形态,中央地堑分为U型、V型和半地堑三种。其中大部分中央地堑为U型地堑。地堑的深度40～250m,宽度6～14km,长度17～33km。冲绳海槽宫古段的最大水深为2244.4m,位于中央地堑城阳段北端底部靠东的一侧(125°19.3′E,25°49.8′N)。本研究区的中央地堑可分为断续的9段,从东北向西南大致呈右旋雁行排列。但黄岛段相对于崂山段,城阳段相对于莱西段,李仓段相对于城阳段又稍微向西偏出,呈现为左旋雁行排列。地堑的走向一般为N60°E左右,相对于冲绳海槽的走向更偏向于东西方向,偏角在15°左右。各段中央地堑是被NW向断裂错开的。这些断裂在海底表现为明显的海底断崖地貌和陡沟地貌,在地震剖面上表现为明显的地层错位,其错位的幅度往往老地层比新地层要大。根据地震剖面分析,这些NW向的断裂应该是走滑性质的。本文展示的中央地堑在形态上和空间展布形式上都和扩张洋脊类似。莱西段和城阳段中央地堑之间重叠地堑,在形式上也类似于扩张洋脊的重叠扩张中心。从地堑深度较浅并发育重叠地堑来分析,冲绳海槽的扩张速率应当介于慢速扩张和中速扩张之间。本研究区莱西段、即墨段和平度段海底地形相对较高,中央地堑深度变浅,并发育重叠中央地堑,应该相当于快速扩张大洋中脊的轴高,可能是正在孕育岩浆活动的位置。目前我们所观测到的中央地堑的错断和有规律的排列说明海槽的主体演化过程已经在拉张盆地和断陷盆地的基础上上升到一个更高的阶段。本文根据中央地堑的展布形式、重叠中央地堑,及其两侧中央地堑中的海底山推测此区域海底扩张可能正在进行。     

南冲绳海槽沉积物中淡水硅藻的发现及1000年以来台风降雨的重建

利用主成分分析法对冲绳海槽南部MD05-2908孔近1000年来沉积物硅藻数据进行研究发现, MD05-2908孔各样品在主成分一上的得分情况与该孔淡水硅藻含量、夏季海水表层盐度变化以及台湾近1000年来的降水异常有良好的相关性, 因此, 各样品在主成分一上的得分可作为台湾东北部台风降雨指标, 用来指示台风强降雨事件对南冲绳海槽海洋环境的影响情况。近1000年来台湾东北部台风强降雨事件波动增加, 在1500~1800A.D. 期间达到峰值; 此外, 5次典型的强台风降雨记录, 分别发生于1040A.D.、1310A.D.、1530A.D.、1690A.D. 和1900A.D., 其平均重现周期为215年(160~270年)。利用MD05-2908孔各样品在主成分一上的得分重建的台风记录与广东、台湾等地已有的台风记录有较好的对应关系, 进一步验证了硅藻作为研究工具重建古台风记录的可行性。     

冲绳海槽地区地壳结构与岩石层性质研究

用冲绳海槽地区地质、地球物理、地球化学数据与资料，对横跨大陆边缘—大洋板块的中国东部—冲绳海槽—琉球岛弧地区进行综合研究. 根据地震体波、面波成像结果，空间与布格重力异常及磁力异常的综合解释等结果，利用调和系数法对该研究区的地壳厚度进行了计算，并对地壳属性进行分析. 同时，选择中国东部东北地区的宽甸、华北地区的汉诺坝、华南的闵溪和台湾海峡的澎湖列岛与冲绳海槽和日本岛弧的新生代玄武岩开展元素—同位素对比研究. 结果认为冲绳海槽岩石层明显减薄，上地幔低速层已达到莫霍面，在地幔中已形成交代软流层. 元素—同位素研究表明：它不同于中国东部，与琉球岛弧地区的特点也不相同. 综合分析认为：冲绳海槽地壳属于过渡型地壳，与大洋地壳的许多特点颇为相似.     

冲绳海槽表层沉积物放射虫属种空间分布特征及其影响因素

为探究冲绳海槽放射虫属种的空间分布特征及其海洋学意义,对采自冲绳海槽北部、中部和南部3个海域的34个表层沉积物中的放射虫群落组成特征进行了系统研究。总体看来,冲绳海槽表层沉积物放射虫丰度较高,群落组成以热带-亚热带暖水放射虫属种为主,其中优势种为Tetrapyle octacantha group、Spongodiscus resurgens和Euchitonia furcata。结果表明冲绳海槽放射虫属种存在明显的区域差异性,除T.octacantha group以外,其余暖水指示种含量总体上均呈现南高北低的变化趋势。冲绳海槽北部陆架-陆坡区受长江冲淡水的影响,温度和盐度变化较为剧烈,因此可能不利于大多数放射虫暖水指示种的发育,但T.octacantha group却因自身适宜生存的温度范围较大,进而得以在冲绳海槽北部陆坡区呈现出高值。较高的中层水温度可能是抑制亚北极中层水指示种Cycladophora davisiana在冲绳海槽分布的主要因素,而冲绳海槽的高海槛则限制了太平洋深层水种Carpocanistrum papillosum和Cornutella profunda的入侵。冲绳海槽放射虫的空间分布对区域海洋环境特征有着很好的响应,因此可以为古环境重建研究提供重要依据。     

冲绳海槽海底地形的补偿模式研究Ⅱ.冲绳海槽均衡响应函数的地质解释

本文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.结合其他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.     

700年以来冲绳海槽西南部粘土矿物来源及其对沉积环境的响应

利用X射线衍射（XRD）技术对冲绳海槽南部HOBAB4-S2站700年以来的黏土矿物组成以及结晶学特征进行了研究和分析,并对该区的沉积特征、物质来源以及黏土矿物所记录的东亚季风的演化历史进行了探讨。研究发现冲绳海槽南部HOBAB4-S2站黏土矿物组合总体是以伊利石（59–77 %,平均含量69 %）和绿泥石（11–17 %,平均含量14 %）为主,而蒙脱石（5–23 %,平均含量12 %）和高岭石含量（2–6 %,平均含量4 %）则相对较低。通过黏土矿物研究对物源进行分析,发现冲绳海槽南部研究站位的黏土矿物中,蒙脱石主要是来自于长江或者东海大陆架的再沉积。伊利石,绿泥石以及高岭石主要来自于台湾河流,尤其是兰阳溪。蒙脱石/（伊利石+绿泥石）比值的大小可以用来指示东亚夏季风的强弱变化。1320 AD以来的黏土矿物组合的变化较好地记录了部分中世纪暖期后期、小冰期以及现代暖期3个时期在百年时间尺度上的气候波动。该指标显示,相对于中世纪暖期后期,东亚季风强度在小冰期（1405–1850 AD）和在现代暖期（1955 AD）均存在明显的减弱,指示该时期台湾东北部-冲绳海槽南部地区处于相对湿润强降雨的气候环境。     

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。     

Study on topographic compensation model of the Okinawa Trough I. Calculation of theoretical isostatic response function

INTRODUCTIONTo study the compensation model of sea topography and isostatic states by using toPOgraphicand gravity data, is an imPOrtant mean for further researching deep structures as elastic structure,stress state of lithosphere, and so on. Since Airy and Pratt proPOsed local isostatic model in the1850' s, greater development on the theoretical study has been attained. Veining Meinesz (1941 )introduced regional compensation mechanism by considering it as floating crust in elastic fie…