Expansion of the South China Sea basin: Constraints from magnetic anomaly stripes,sea floor topography,satellite gravity and submarine geothermics

The widely distributed E–W-trending magnetic anomaly stripes in the central basin and the N–E-trending magnetic anomaly stripes in the southwest sub-basin provide the most important evidence for Neogene expansion of the South China Sea. The expansion mechanism remains, however, controversial because of the lack of direct drilling data, non-systematic marine magnetic survey data, and irregular magnetic anomaly stripes with two obvious directions. For example, researchers have inferred different ages and episodes of expansion for the central basin and southwest sub-basin. Major controversy centers on the order of basinal expansion and the mechanism of expansion for the entire South China Sea basin. This study attempts to constrain these problems from a comprehensive analysis of the seafloor topography, magnetic anomaly stripes, regional aeromagnetic data, satellite gravity, and submarine geothermics. The mapped seafloor terrain shows that the central basin is a north-south rectangle that is relatively shallow with many seamounts, whereas the southwest sub-basin is wide in northeast, gradually narrows to the southwest, and is relatively deeper with fewer seamounts. Many magnetic anomaly stripes are present in the central basin with variable dimensions and directions that are dominantly EW-trending, followed by the NE-, NW- and NS-trending. Conversely such stripes are few in the southwest sub-basin and mainly NE-trending. Regional magnetic data suggest that the NW-trending Ailaoshan-Red River fault extends into the South China Sea, links with the central fault zone in the South China Sea, which extends further southward to Reed Tablemount. Satellite gravity data show that both the central basin and southwest sub-basin are composed of oceanic crust. The Changlong seamount is particularly visible in the southwest sub-basin and extends eastward to the Zhenbei seamount. Also a low gravity anomaly zone coincides with the central fault zone in the sub-basin. The submarine geothermic distribution demonstrates that the southwest sub-basin has a higher geothermal value than the central basin, and that the central fault zone is defined by a low thermal anomaly. This study suggests that NW–SE expansion of the southwest subbasin is later than the N–S expansion of the central basin with the sub-basin extending into the central basin and with both expansions ending at the same time. The expansion of southwestern sub-basin, similar to the Japanese Sea, is likely caused by left-lateral strike slip on the central fault zone in the South China Sea, which may have significance for finding oil and gas in this region.     

皖南浅变质岩区的构造演化及矿产分布规律

皖南浅变质岩地区由四个不同构造单元拼合而成。中元古早期皖南为一古岛弧;约1000Ma前,华南板块沿江山-绍兴一带俯冲,是岛弧向扬子板块增生;约900Ma前左右,皖南沿祁门-三阳坑一带产生弧后扩张盆地;而850Ma前,华夏古陆沿江山-绍兴一带与扬子板块对接拼合,弧后盆地被动俯冲结束,标志增生的完成,同时深部发生重熔,形成初生陆壳改造型(S型)花岗岩类侵入体,如休宁、许村、歙县等岩体;约780Ma,华南洋壳的俯冲使洋盆逐渐缩小,华南板块和扬子板块发生碰撞,以至祁门-三阳海盆关闭,形成祁门-三阳坑陆壳碰撞地缝合线。这时期的碰撞挤压,使初生陆壳重熔形成板内改造型灵山、莲花山和白际山侵入岩体,最终形成白际岭火山岩推覆席,标志皖南构造格局形成。这些构造演化既奠定了本区的构造格局,又控制着该区的矿产分布。本区主要矿种的成矿期为晋宁期和燕山期,中生代的成矿作用是在晋宁期变质基底上局部演化的结果,即中生代的矿产分布仍反映了基底格局对区域成矿的控制。     

海南岛西北部火山海岸的研究

海南岛西北岸有晚更新世以来二期火山活动,共5次喷发,沿海岸密集的火山喷发孔、岩流堆积,构成了独特的海蚀型火山港湾岸。火山活动改变了沿岸地形、河流流向与沉积环境,使海岸沉积相数次变化。据岩石学研究,该区系洋岛型橄榄玄武岩及大洋中脊型拉斑玄武岩,反映了海南岛—北部湾海底有扩张的迹象。     

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区地壳结构反演及构造解析

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区是南极半岛海域火山、地震等新构造运动最活跃的地区,由于前人对资料处理解释的差异,导致盆地的构造格局仍部分存疑。本文以研究区的卫星重力数据为基础,以多道反射地震和部分岩性资料为约束,采用重震联合反演方法构建了三条横跨研究区的地壳结构剖面,并进一步研究布兰斯菲尔德海峡盆地的地壳结构。研究结果表明布兰斯菲尔德海峡盆地莫霍面深度为33—38km。菲尼克斯板块俯冲消减下沉至南设得兰岛弧之下,导致南设得兰海沟的俯冲带后撤,产生3—4km厚的岩浆混染地壳,密度为2.9g/cm³。分析认为受板块运动和弧后扩张影响,沿布兰斯菲尔德海峡盆地扩张脊分布的海底火山裂隙式喷发,并进一步导致盆地的持续性扩张。     

慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊研究进展

西南印度洋中脊具有慢速—超慢速扩张速率和斜向扩张的特征,是全球洋中脊系统研究的热点之一,也是研究海底构造环境、热液活动、地幔深部过程及其动力学机制的重要区域。在前人工作的基础上较为详细地介绍了西南印度洋中脊的研究历史、地形划分、扩张速率及其构造特征,归纳了西南印度洋中脊热液活动及岩石地球化学特征,探讨了超慢速扩张洋脊和超镁铁质岩系热液系统的特殊性,并认为超慢速扩张洋脊广泛暴露的地幔岩及其蛇纹石化作用、超镁铁质岩系热液系统以及热液硫化物成矿作用是西南印度洋中脊今后研究的重要内容。     

基于数学形态学的高空间分辨率遥感影像几何特征提取

本文结合高空间分辨率遥感影像的特点,利用数学形态学方法,选取具有不同尺度和包含全部方向的结构元素,设计了全方位结构元素多级加权滤波去噪算法和多尺度全方位形态学边缘检测算法,用于高空间分辨率遥感影像的处理;并通过图像边界追踪生成栅格数据对象和矢量数据对象,据此建立了高空间分辨率遥感影像的几何特征提取模型。结果表明:全方位结构元素多级加权滤波去噪算法很好地抑制了图像中的噪声,并保留了图像细节;多尺度全方位形态学边缘检测算法很好地解决了噪声抑制和精细边缘提取的矛盾,检测出的图像边缘比基本的边缘检测算子清晰,而且抗噪性能强。提取的几何特征信息可以结合遥感图像的光谱、纹理、统计等特征用于遥感图像地物识别与分类,也可以在GIS、摄影测量、计算机视觉等领域和气象、农林、地理、海洋、水利、国土资源和环保等行业使用。     

南海北部古俯冲带的位置及其对南海扩张的控制

为了确定南海北部古俯冲带的具体位置,作者利用美国LCT综合反演软件对收集到的重磁数据进行处理解释,结果显示在南海北部从台湾西南部到一统暗沙隆起,即沿南海海盆北部陆坡为一条布格重力异常水平梯度峰值带,指示了古俯冲带的具体位置;其北部的高磁异常代表了与之对应的古火山弧。深反射地震资料也验证了南海北部陆坡位置存在古俯冲带,钻井资料显示俯冲带存在的时代为晚侏罗世到早白垩世。据此绘制了南海地区晚中生代到现今的构造古地理演化图,指出南海的扩张应与晚中生代俯冲带这个先存的软弱带有关,南海海盆正是从古俯冲带的位置开始扩张。     

地球的历史:核-幔磨理论

论述了一个旨在统一板块构造学说和地幔柱学说的地球动力学理论。尽管这个理论基于两个不寻常的假设,它也许揭示了一个系统的地球演化动力学模型。该理论认为：地球的内核是—磁铁,内核的铁磁性已被观察到的地震波速度各向异性所证实。因为由地球和类木行星之间的磁相互作用所引起的扭力矩始终作用于地球的内核,内核象一个旋转发动机,每时每刻趋于改变地球的自转速度和自转轴位置,而地幔的惯性试图阻止地球自转的变化。这两者之间的相互作用导致了流体外核的形成、玄武岩浆的产生、洋壳的形成、以及内核和地幔之间的差异旋转运动。由于核-幔差异旋转运动,位于核-幔边界的岩石被逐步研磨成玄武岩岩浆。洋中脊系统被解释成巨大的岩墙系统,生根于核-幔边界层中某些主岩浆房。该理论认为：全球构造运动的驱动力来自外部空间,无论是洋壳或陆壳中的构造运动均是地球表面的扩散现象,它受地球的背景辐射和地壳中的物质分布两方面因素影响。其中地球两极方向的差异背景辐射决定了洋中脊系统在地球表面的分布样式和全球构造运动模式。目前,地球遭受着较强的向南极之上的背景辐射和相对较弱的向北极之上的背景辐射。由这种极向的差异背景辐射所引起的吹力驱动着大陆朝北漂移,并导致了地球的梨状形态、以及张性变形发育于南半球和压性变形发育于北半球。这种不对称的地球变形产生了当前颇具特征的洋中脊分布样式(因为洋中脊作为扩张中心始终是沿着垂直于最小应力方向发育),并因此决定了现在的海底扩张方式。整个地球历史可分：第一阶段(27亿年之前)以没有洋壳为特征;第二阶段(自27亿年至22．5亿年)以形成洋壳为特征;第三阶段(22．5亿年之后)以陆壳生长为特征。     

液化地基侧向流动引起的桩基础破坏分析

20世纪60年代以来,流动地基中的桩基础的震害现象和抗震设计受到了工程师和研究者的广泛关注。对侧向流动地基中桩基础的一些典型震害现象和其可能震害原因的归纳和分析,显示目前研究仍不能完全解释侧向流动地基中桩基础的震害现象。选取新泻地震中昭和大桥桩基础破坏案例采用p-y方法进行计算,分析地基侧向流动引起的桩基础破坏的影响因素。计算结果显示,合理地描述液化砂土的p-y曲线模型在侧向流动地基桩基础分析中起到关键作用。对于侧向流动地基中桩基础的震害机制的进一步理解和抗震设计,有赖于更为合理和有效地液化砂土中的p-y模型的发展。     

论中国盐湖

中国是一个多盐湖的国家，并有悠久的盐湖开发历史。第四纪盐湖主要分布于我国西部和东北部。笔者将中国盐湖划分为4个盐湖区和13个盐湖亚区。已知的4种盐湖水化学类型在中国均已找到。这些盐湖水化学类型以柴达木－塔里木东部干旱（极干旱）地区为中心，向外围发生有规律的变化。自第四纪以来，中国盐湖带反映出有6次以上干旱扩张期，该发现对于阐明中国乃于东亚第四纪古气候环境演变有着重要意义。