边缘海盆地断层差异演化成因的数值模拟：以西湖凹陷平北斜坡带为例

东海陆架盆地中生代以来的成盆过程中,发育了大量陆倾控盆断裂,其发育模式与形成演化与东亚其他边缘海盆地差异明显。前人关注东海陆架盆地迁移特征,而忽略了断层差异演化的形成机制,对断层发育过程控制因素缺少深入研究。西湖凹陷平北斜坡带北部为海倾断层组成的断阶区,南部为陆倾断层组成的半地堑区,断裂差异演化指示着东海陆架盆地的成盆过程。本文通过离散元数值模拟,模拟陆倾和海倾断层的形成及演化,以探讨断层几何发育特征的控制因素。结果表明,岩性差异对斜坡带断层演化有较大影响,较高抗剪强度岩层破裂易产生陆倾控盆断裂,而低抗剪强度岩石则易形成向海倾断层。应力作用方向是区域差异演化的重要控制因素,岩石强度相同,应力作用方向相反时,断层倾向相反。盆地形成过程中发育众多凹陷斜坡,但坡度不是断层差异演化的主导因素。平北斜坡带和边缘海盆地的差异演化可能是由基底强度差异或应力方向差异导致的。本文利用离散元数值模拟平北斜坡带断裂差异演化过程,为东海盆地构造演化机制及边缘海盆地的形成提供了思路和理论依据。     

南海洋脊抽吸作用对其周边新生代玄武质岩浆活动的影响

洋中脊与地幔柱相互作用诱发的洋脊抽吸作用,被认为是产生富集型洋中脊玄武岩以及某些洋岛和海山的重要地质过程。但是,对于边缘海扩张是否同样会产生洋脊抽吸作用并控制其周边的玄武质岩浆活动,目前仍不清楚。南海海盆是世界上最大的边缘海海盆之一,它的扩张时间为~32~16 Ma。由于其周边分布有大量的软流圈来源的玄武岩,因而是讨论这一问题的理想研究区。文章对相对远离南海扩张中心的浙江省新生代玄武岩进行了K-Ar定年工作,发现浙江余姚的新生代玄武岩主要形成于渐新世至早中新世(32.2~21.7 Ma),属于南海扩张期的玄武岩。前人研究发现,南海周边的新生代玄武岩主要是形成于南海盆地扩张结束之后。结合前人数据和此次研究的年龄结果发现,越远离南海扩张中心,中国东南部的南海扩张期玄武质岩浆活动越密集。洋脊抽吸作用可以很好的解释这一时空分布规律,因为上涌的地幔流会汇聚在南海扩张中心的区域。而在浙江地区发现了南海扩张期玄武岩,则表明该区域深部的地幔流并没有受到南海洋脊抽吸作用的显著影响。     

用瑞利面波研究东亚及西太平洋地壳上地幔三维结构

用分布于欧亚大陆及西太平洋地区106个宽频带数字地震台站约20000多个长周期波形记录,挑选出沿10600条大圆路径传播的瑞利面波,采用频散分析及波形拟合反演方法,对东亚及西太平洋边缘海地区地壳上地幔进行高分辨率三维层析成像。高分辨率速度成像表明,从上地壳到70km深,在东亚东部及西太平洋边缘海地区均为高速分布,西部以青藏高原为中心呈极低速分布。从100km至250km深,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽约2500km~4000km,长约8000km的巨型低速异常带。深度为300km~400km的平面图上,速度差异幅度不大,塔里木至扬子地块仍然显示为高速分布。东、西两部份岩石圈与软流圈的结构有着巨大的差异。西部主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区;东部则主要是由于软流圈上涌(地幔热物质上升)引起的岩石圈拉张减薄区。古新世印度板块与欧亚板块的碰撞,岩石圈板片以低角度下插到青藏高原之下,引起高原隆起和地壳增厚,西部地区成为岩石圈汇聚区。中生代中晚期东亚大陆东缘岩石圈解体,软流圈物质上涌,岩石圈减薄张裂,形成巨型低速带,并演化为东亚裂谷系。现今的西太平洋边缘海、沟弧盆体系,是新生代中晚期太平洋板块、澳大利亚板块与欧亚板块相互作用形成的。     

中国新元古代青白口纪早期(1 000~820 Ma)洋陆分布

约1 000~820 Ma的新元古代青白口纪早期,全球罗迪尼亚超大陆汇聚的构造环境是中国该时期洋陆分布的主控因素;华北、扬子和塔里木三大陆块均位于当时地球的北半球,三大陆块的外围被边缘海和洋环绕.华北陆块周缘以稳定型的滨浅海沉积为主;而扬子陆块周缘表现为沟-弧-盆体系;塔里木西北缘发育阿克苏活动陆缘,塔里木北东缘和西南缘分别发育库鲁克塔格被动陆缘浅海碎屑岩建造和铁克里克被动陆缘碳酸盐岩建造.环绕华北、扬子和塔里木三大陆块的边缘海和洋内分布有众多裂离地块,多数地块亲扬子和塔里木陆块,如伊宁、敦煌、阿拉善、松潘、罗霄和武夷等;少数亲华北和西伯利亚陆块,如宝音图、锡林浩特、额尔古纳、韩家园、佳木斯和阿勒泰等.      

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的再矿化作用

大河影响下的陆架边缘海(RiOMars)是陆源有机碳的主要沉积汇,是陆海相互作用最重要的区域,在全球碳的生物地球化学循环中发挥着重要作用。受到RiOMars系统内频繁的物理和生物等改造作用的影响,该区沉积的有机碳并没有得到很好地保存而被永久埋藏,而是发生了显著的再矿化分解。本文首先对目前常用的基于O2消耗速率和CO2产生速率的两类测定RiOMars系统沉积有机碳再矿化速率的方法进行了介绍,分析了各自的优缺点和适用性,进而从碳的形态转化、表层沉积物混合均匀、形成次氧化的氧化还原条件、有机碳保存效率低、发生反风化作用和微生物发挥着重要作用等几个方面对RiOMars系统沉积物发生再矿化作用时的主要过程和特征进行了剖析,以期深入认识边缘海的再矿化作用及其对边缘海碳汇的影响。     

Petrologic perspectives on tectonic evolution of a nascent basin (Okinawa Trough) behind Ryukyu Arc：A review

Okinawa Trough is a back-arc, initial marginal sea basin, located behind the Ryukyu Arc–Trench System. The formation and evolution of the Okinawa Trough is intimately related to the subduction process of the Philippine Sea Plate beneath the Eurasian Plate since the late Miocene. The tectonic evolution of the trough is similar to other active back-arcs, such as the Mariana Trough and southern Lau Basin, all of which are experiencing the initial rifting and subsequent spreading process. This study reviews all petrologic and geochemical data of mafic volcanic lavas from the Okinawa Trough, Ryukyu Arc, and Philippine Sea Plate, combined with geophysical data to indicate the relationship between the subduction sources(input) and arc or back-arc magmas(output) in the Philippine Sea Plate–Ryukyu Arc–Okinawa Trough system(PROS). The results obtained showed that several components were variably involved in the petrogenesis of the Okinawa Trough lavas: sub-continental lithospheric mantle underlying the Eurasian Plate, Indian mid-oceanic ridge basalt(MORB)-type mantle, and Pacific MORB-type mantle. The addition of shallow aqueous fluids and deep hydrous melts from subducted components with the characteristics of Indian MORB-type mantle into the mantle source of lavas variably modifies the primitive mantle wedge beneath the Ryukyu and subcontinental lithospheric mantle(SCLM) beneath the Okinawa Trough. In the northeastern end of the trough and arc, instead of Indian MORB-type mantle, Pacific MORB-type mantle dominates the magma source. Along the strike of the Ryukyu Arc and Okinawa Trough, the systematic variations in trace element ratios and isotopic compositions reflect the first-order effect of variable subduction input on the magma source. In general, petrologic data, combined with geophysical data, imply that the Okinawa Trough is experiencing the "seafloor spreading" process in the southwest segment, "rift propagation" process in the middle segment, and "crustal extension" process in the northeast segment, and a nascent ocean basin occurs in the southwest segment.     

生物标志物重建浮游植物生产力及群落结构研究进展

海洋浮游植物生产力和群落结构在地质年代中的变化对深入理解碳循环的演变规律和机理有着重要的意义.生物标志物方法作为一种较新的研究手段,其含量与比值的变化被广泛用于浮游植物生产力与群落结构变化的重建.讨论了生物标志物方法在各大洋及我国边缘海的应用现状,提出了生物标志物的细胞产生量及其在环境中的保存效率的2种主要不确定因素,使目前多参数生物标志物方法只能够半定量地重建古生产力与群落结构的变化.针对我国边缘海,提出有必要通过现场调查和实验室培养建立生物标志物含量(比值)与浮游植物生产力(群落结构)的定量关系式,以达到能够定量重建生产力和群落结构变化的目的.     

晚新生代全球构造地貌与环境变化研究进展

介绍了晚新生代全球构造地貌与环境变化研究中的一些重要进展 ,这主要集中在大陆的构造隆升、板内造山带与大陆穹隆的形成、全球海平面变化、边缘海的“窗口”作用、水道的开启与关闭等方面。上述研究进展表明 ,地球各圈层的相互作用是塑造现今地球构造地貌格局和驱动全球环境变化的重要因素。从地球的整体行为出发 ,研究长时间尺度 (Ma)岩石圈结构变异与全球环境变化间的耦合反馈关系 ,是今后工作值得注意的一个方向。     

黔南桂北晚二叠世火山碎屑来源、沉积水深及大地构造环境

本文研究的黔南桂北地区属南盘江盆地的一部分。该区晚二叠世具有浅水孤立碳酸盐台地和深水海槽相间的古地理格局。由海槽中沉积的火山碎屑岩系的沉积特征、碎屑组分模式及地球化学等方面的资料综合分析得知,该区晚二叠世是属于主要受古特提斯板块俯冲影响的弧后边缘海环境,火山碎屑物质直接来源于区内多源、频繁发生的海底火山喷发。 根据沉积的、生物的、化学的及物理的资料推断,该区晚二叠世海槽古水深可能为300—500m,不会超过1000m。     

关于弧后扩张机制的新看法

为了探讨弧后扩张的内在机制，计算得出了一些弧后扩张背景下板舌参数及边缘海资料的特征，综合古地磁、地热、重力、地震等信息，认为弧后扩张可能与板舌舌端地质行为有关，具体形成机制可能是：可能已经发生正断的板舌舌端发生熔融分异，低密度部分上升膨胀，高密度部分下沉，在合适条件下形成物质对流环，导致弧后扩张。这种模式可以更好地解释弧后扩张的可能发生过程和演化旋回，还为解释多岛海的形成提供了一个可能的思路。