冲绳海槽北段的重磁场特征及地质意义

１９９２年之前,国内对冲绳海槽的调查研究主要集中在海槽的中部和南部,而对其北段的调查研究工作却很少。根据实测的重磁异常,较深入地分析了海槽北段的地球物理场特征,构造活动地壳结构及应力状态,结果表明冲绳海槽北段同样具有强烈的地壳构造活动。     

冲绳海槽海底地形的补偿模式初步研究

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,结合其它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。     

冲绳海槽轴线地质特征

冲绳海槽位于东海大陆架与琉球岛弧之间，海槽中发育着一系列平行轴向延伸的地堑型正断层。穿越海槽的地震剖面证实了海槽扩张中心的存在，扩张轴沿海槽轴线方向延伸。由于地堑构造中心的扩张速率较大，由某引起的海槽中心下陷的速率大于沉积作用的补偿速率，使海槽中心海底出现明显的下陷。在轴线的大陆坡一侧，陆源沉积占绝对优势；轴线的岛坡一侧，以火山坡碎屑、浮岩、有孔虫软泥为沉积特征。     

冲绳海槽浮岩包裹体的测温试验

对浮岩中斜长石斑晶中的包裹体及玻璃基质中的包裹体首先进行双面光薄片的镜下观察，然后进行了系统的均化法与爆裂法测温试验。观察与试验结果表明：(1)斜长石中的包裹体均为玻璃质+气泡的两相包裹体，未发现气—液包裹体。固化包裹体为玻璃质，非晶质的固化包裹体外即是大量的气泡，特别是基质当中气泡更为发育，说明熔浆中含有丰富的挥发性组分，同时也说明包裹体形成于较浅的地质条件下。(2)长石中包裹体的均化温度不受包裹体特征不同的影响，均化温度分布范围从910—1250℃，峰值明显，计算的均化温度为Tz=(1081.4±177.9)℃，但还存在有高于1250℃的均化温度峰。包裹体均化法测试结果说明浮岩中斜长石的形成过程至少有两个阶段：第一阶段的岩浆温度在1200—1300℃左右，在此温度下形成的是An值较高的基性斜长石，同时结晶的还有辉石等矿物，斜长石结晶第二个阶段时的熔浆温度在1100℃以下，这一阶段持续的时间长，跨越的温度范围大，应是岩浆在近地表和岩浆喷出过程中的岩浆快速冷却期，同时伴随有矿物大规模晶出。(3)包裹体中的气相部分均聚合成圆形或近圆形，说明温度下降速度较快。斑晶斜长石中部分包裹体与基质玻璃中包裹体的形成温度是连续变化的，这一事实应该与冲绳海槽特殊的地质条件有关     

Submarine canyons on the north of Chiwei Island: influenced by recent extension of the southern Okinawa Trough

Based on new multibeam bathymetric data and about 300 km long single seismic profiles, three topographic units were identified:the canyons, fractural valley and submarine terrace on the north of Chiwei Island where is a structural transition zone between the southern trough and the middle trough. The Chiwei Canyon and the North Chiwei Canyon are two of the largest canyons in the East China Sea (ECS) slope. Topographic features and architectures of them are described. The study shows that both of them are originated along faults. The evolution and spatial distribution of topographic units in the study area are controlled mainly by three groups of faults which were formed and reactive in the recent extensional phase of Okinawa Trough. The Chiwei Canyon was initiated during the middle Pleistocene and guided by F4 that is a N-S trending fault on the slope and F1, a large NW-SE trending fault on the trough. The pathway migration from the remnant channel to the present one of Chiwei Canyon is the result of uplift of tilted fault block that is coupled to the recent extension movements of the southern trough. The submarine terrace is detached from the ECS slope by the NEE-trending fault. The North Chiwei Canyon, developing during the late Pleistocene, is guided by F5, a N-S trending fault, diverted and blocked by the submarine terrace.     

东海陆架外缘区构造特征及其成因机制

东海陆架边缘的构造特征记录了有关冲绳海槽张裂过程的关键信息,对于进一步理解海槽的形成演化以及弧后张裂与弧-陆碰撞之间的相互作用至关重要。本文基于多道地震和重磁资料,分析了东海陆架边缘的地形和构造特征,并对冲绳海槽早期张裂过程、北西向断裂带的分隔控制作用、钓鱼岛隆起带南北构造差异和冲绳海槽的向西前展等问题进行了探讨。结果表明,冲绳海槽西侧陆坡存在的分段性,各分段在地形地貌、地层展布和构造特征等方面的不同,体现了其构造演化和现今构造活动性的差异。冲绳海槽中—北段的张裂始于陆架前缘坳陷,在晚中新世向东扩展至整个海槽,晚中新世至今以分散式张裂为主。北西向断裂带对东海陆架边缘不同分段的构造特征和构造活动起到了分隔控制和转换协调作用,控制了不同类型陆坡的形成和发育。受冲绳海槽在全宽度上向西前展的影响,钓鱼岛隆起带南段的基底隆起及其支撑的陆架边缘发生了破坏和沉降,形成基底起伏较大、地形崎岖不平的陆坡。     

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。     

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。     

论冲绳海槽在东海大陆架划界中的意义——以自然地理特征为视角

东海大陆架与中国东部大陆是一个完整的地理单元,东海大陆架是中国大陆在水下的延伸,连续延伸至冲绳海槽。冲绳海槽位于亚欧板块与菲律宾板块的交界处,地质运动活跃,已经逐渐脱离大陆的性质具备洋壳或准洋壳的性质,成为中日大陆架的天然分界线。在东海大陆架划界问题上日本主张"等距离中间线原则",但是"等距离中间线原则"不具有普遍适用性,也不能达到公平的结果。而应当适用"公平原则",考虑多种因素。"自然延伸原则"是大陆架制度的权利依据,而且我国是大陆架自然延伸超过200海里的国家,所以应将大陆架的自然延伸作为中日东海大陆架划界的主要考虑因素。