琉球弧和冲绳海槽发育史——尤其是冲绳海槽的形成年代

1 前言琉球弧和冲绳海槽是发育于菲律宾海西北边缘的岛弧和弧后盆地(图1)。从地形上看,琉球弧可划分成北琉球弧、中琉球弧和南琉球弧,分别以吐噶喇海峡、庆良间海底断裂(宫古凹陷)为界线(小西等,1986)。冲绳海槽水深由北东向西南逐渐加深,在地形上用吐噶喇海峡和庆良间海底断裂的西北延伸线可划分成北部、中部和南部。南部的八重山海底地堑(图1)是冲绳海槽最深部位,约为3300米。冲绳海槽及其周边海区的最新研究有力地表明:冲绳海槽处在大陆岩石圈裂谷作用阶段;并且现在仍然在继续活动。其依据见下述。海槽地壳地震波速度结构大体上为大陆性     

冲绳海槽——沿大陆边缘发育的弧后盆地的成因

在亚洲大陆上由地壳拉张而张开的冲绳边缘盆地与台湾碰撞带以北的菲律宾—亚洲板块边界平行(图1)。它位于琉球海沟俯冲带和琉球活动火山弧后面(图)。如果除去具有复杂斜向张开的安达曼海及第勒尼安海,那么冲绳海槽是世界上活动边缘弧后盆地类型中仅有的一个沿大陆边缘的、处于年青演化阶段的例子。现在冲绳海槽北部处     

伊豆-小笠原弧与琉球弧——比较岛弧论初探

<正> 1 前言最近,在琉球弧的弧后区,发现了“黑烟囱”及二氧化碳的喷发现象(中村等,1988;等)。同时在伊豆-小笠原弧亦发现了烟囱喷发(春日等,1991)。这就意味着在该两岛弧的弧后区开创了弧后区裂谷作用可相互对比的新时期。从裂谷的性质来区分,琉球弧是大陆裂谷(木村,1989)而伊豆-小笠原弧是为岛孤裂     

弧后盆地中热水气体的生成

海水中的He和CH_4异常己被广泛用于确定和表征海洋中经常发生的地方(如洋中脊和海山)中现代热水活动区。本文描述了冲绳海槽中与明显的δ~3He异常相伴的极高的CH_4浓度,给出了陆内弧后盆地中一个受地幔影响的热水系统的第一手资料。 1988年夏季,德国调查船“太阳号”在SO55—56航次中对冲绳海槽中段进行了热水活动和伴生矿化的调查研究。通过测定海水样品中的CH_4和~3He,确定并描述了热水活动地点和类型。冲绳海槽是一个位于琉球沟—弧系统和中国东海大陆架之间的陆内弧后盆地。琉球岛弧由一条非火山外弧(构成主岛链)和一条位于北部的内弧(代表现代火山前沿)构成。冲绳海槽中的弧后扩张可由中央地堑     

日本列岛的弧前地质构造

在日本列岛岸外弧前区下面,从大洋板块直到加积棱柱体底部的声波基底表面上,可探测到一个明显的底部声波反射面。新近的研究表明,这一反射面不可能是俯冲大洋板块的上部界面,而只能是大洋玄式岩基底(或燧石层)的上部层位。和达—贝尼奥夫带的构造活动似乎是切割大洋基底与上覆沉积物边界的一种逆断运动,这些逆断层切断了底部反射面,並延伸进入了加积棱柱体之内。在大陆架与大陆坡之下中等及较浅深度上发生的大地震,是这些逆断运动的直接显示。在以往的地质年代中也发生过逆断活动。酸性和碱性岩浆(可能产生于中等深度的地震带)沿逆断层或伴生的正断层而上升。西南日本弧前区15—16百万年前,东北日本从22百万年前发生过侵入活动。接着,盆地在侵入体的向陆侧沉降。在一些情况下,弧前火成岩中还含有陆壳或洋壳的捕虏岩。这种弧前火成岩(包括捕虏岩在内),在日本列岛的二叠纪和三叠纪构造带中可以找到很好的例子。本文所举模式是日本列岛弧前区特有的模式。我们认为,在其它的弧前区,不同的构造参数(如会聚速率和沉积物供给)会引起不同的构造作用。     

有关琉球弧形成的新资料和新观点—菲律宾海西缘的若干问题

目前,有关琉球弧的陆域资料掌握的甚少。要详细研究琉球弧的形成史,需充分考虑近海海底地质,并掌握近海陆域地质资料。为了探讨琉球弧的形成史,笔者曾分别在1980和1983年就陆域、海域两者间的相互关系提出了一些假设,其中部分假设正在被证实,另外,又提出了一些新假设。本文介绍的仅是其中的一部分。正如笔者(1985c)所叙述的那样,[地球]杂志1985年12期的专题为小笠     

弧—弧结合区的构造:以日本九州岛为例

<正>弧-弧结合区不仅地貌上特殊而且有各种构造特征,如走滑断层、山脊和槽地。这些构造的发育归因于弧内横推断层端部内的局部应力集中。然而这些解释一般缺乏详细的陆上地质和地球物理论证的基础。我们将评述位于西南日本弧和琉球弧结合处的九州岛的最近研究（图1）,着重于九州所经历的三次不同地质事件:弧内走滑断层位移、火山构造凹陷的形成和反时针构造旋转。所有这些事件发生在最近的6Ma期间和自菲律宾海板块俯冲在九州之下以来。本文将提出一个构造模式,把这些事件归因于菲律宾海板块俯冲的开始,并把重点放在相对这两岛弧的俯冲方向的差异。     

台湾晚新生代弧-陆碰撞的构造演化

台湾有一个由吕宋岛弧和亚洲大陆碰撞而构成的活动造山带(Biq,1973)。在过去的20年里,对琉球-台湾-吕宋区域进行了大量地球物理和地质研究,这些研究对了解台湾的碰撞作用提供了重要的基础资料(Bowin等,1978)。尽管已普遍接受岛弧-大陆碰撞的观点,     

据洋底地震记录资料得到的横穿中琉球的地壳构造

1引言琉球沟-弧-弧后体系是菲律宾海板块西北缘处的一条活动大陆边缘。琉球海沟从九州岛到台湾岛延伸约1000km长（图1）。海沟的最大水深在冲绳岛附近为7000m以上。海沟朝北变浅变宽。由100多个小岛组成的琉球弧位于琉球海沟以西100km。此弧被吐噶喇水道和庆良间谷道分成三段。此两水道被认为是左旋走滑断层（Kobayashi，1985）。在最近的三十年期间主要在琉球沟-弧-弧后体系的冲绳海槽内进行了一些地震反射和拆射研究（如Ludwig等，1973；Lee等，1980；Nagumo等，1986；Sibued等，1987;Hir－ata等，1990）。由于这些研究，冲绳海槽的结…     

伊豆和小笠原弧北部可能有热液活动

目前,伊豆和小笠原弧的面貌类似于约15百万年前西黑泽期的东北日本弧。位于伊豆和小笠原北部火山前沿后部的弧后凹地是被正断层切割而形成的沉降性凹地。该弧后凹地可能有热液活动。进而,本文将它与在东北日本弧北鹿区域所形成的黑矿矿床条件的类似性进行了比较和研究。     

东南亚地球动力学:台湾弧-弧碰撞模式

1前言台湾山脉是世界最年青山脉之一。关于该碰撞带已提出三种主要假说：1）Suppe（1981）的薄皮构造模式，在该模式中，吕宋弧与欧亚陆缘碰撞。2）Lu和HSS（1992）的模式，该模式是指一外来块体首先与欧亚陆缘碰撞，接着吕宋弧与已经增生的外来决体第二次碰撞。3）Hsu和Sibuet（1995）的弧一派碰撞模式，意指台湾造山运动之前，琉球俯冲系延伸到了现今台湾位置之西。在这一假说中，台湾山脉的形成是由吕宋弧与先前的弧和弧后盆地系碰撞引起的。本文旨在讨论先前假说，并根据台湾陆上和近海的地质制约条件探究Hsu和Sibuete（1995）的新…     

软流圈贯入——日本海弧后盆地张开机制

地幔楔底部被下曳的榄橄岩中闪石和绿泥石的脱水反应控制着岩浆弧中火山前锋的位置,这些脱水反应主要与压力相关(约3.5GPa)。这样,根据古火山前锋的位置就可以估计其下俯冲板块的深度。本文评估了日本东北弧自渐新世以来的火山活动,并参照火山前锋的迁移情况,探讨了日本海弧后拉张期间地幔楔中的物质运移。渐新世期间(约30Ma)火山前锋位于现代日本东北弧的西岸,在23Ma日本海弧后盆地张开之前它向海沟方向迁移了约2000km,因软流圈贯入地幔楔的触发,使俯冲带在30—23Ma间变得越来越陡,而在21—14Ma间日本海弧后扩张则是由于软流圈贯入动力作用的体现。所贯入的软流圈地幔的温度高于其周围的上地幔或岩石圈的温度。这就导致了23—22Ma的特征火山活动:(1)在近海沟地区发育高镁安山岩;(2)火山岩成分横跨岩浆弧不变;(3)火山岩总量向弧后方向增多。15Ma以来火山前锋向内迁移了一段距离(小于100km),这可能是由于地幔楔冷却的结果,因为闪石和绿泥石在较低温度下需要稍高些的压力才能分解。贯入地幔楔并引起弧后扩张的上地幔物质在Sr—Nd同位素组份上与洋中脊玄武岩源相同,因为30Ma以来日本东北弧弧后地区的火山岩的同位素组份具有一个从富集状态到亏损状态的长期变化特征。     

西太平洋内弧后盆地扩张方式

<正>1 引 言 对弧后盆地的形成已提出了几个模式。可是看来还没有一个关于弧后盆地形成的统一解释(Tamaki和Honza,1991)。在西太平洋内与弧有关的大多数弧后盆地似乎是第三纪来形成的(表1)。弧后盆地看来与俯冲活动有紧密关系,俯冲活动也对应于边缘盆地形成的持续时间。这种关系在位于太平洋板块中部和西南缘的第三纪弧链的弧后盆地内得到很好证实 (Honza,1991)。 在弧后盆地内,扩张轴的方向通常不能用来寻找欧拉极,它与转换断层外交。这与洋中脊完全不同,在那里脊在大环内垂直于转换断层走向;可是,起伏出现在大多数脊内。斜向扩张可归因于与张开初期侵入作用有关的低的软流圈粘度,这正如在雷克雅内斯脊内所表明的,在那里该脊与冰岛火山中心相关。 据认为,在大西洋陆缘,在初始大陆裂谷作用期间有岩石圈的拉张,在那里岩石圈拉张通过被动上涌的较流圈的去压作用引起了部分熔融。在弧后盆地的初始裂谷阶段,也被认为有一些拉伸陆块的残余体,如在日本盆地所指出的(Tamaki等,1992)。这些碎块正如在大西洋边缘所认为的有侵入作用。 第二期是洋壳侵位在与扩张作用有关的盆地中心区。在这时期的大多数弧后盆地通过大     

关于日本海形成和大地堑带的讨论

原始西南日本弧和原始伊豆弧的联结目前正在热烈讨论日本海形成的时代、扩张模式、机理等,由于匮乏直接来自海底的资料,只有在获得1989年ODP于日本海海域的航次成果报告后才能作出定论,但至少可以肯定,约在中中新世初完成扩张,并构成现在本州弧(西南日本—东北日本)的基本形态。这一事实告诉我们,日本海的形成无疑是新第三纪后的日本列岛构造的首要基本条件。     

菲律宾海西北边缘——琉球海沟

菲律宾海西北边缘的琉球弧,以庆良间海底断裂为界,分为南、北两部分;其基底分布格局及地形上的差异,是揭示琉球海沟活动的重要证据。     

陆弧火山活动向岛弧火山活动位移——东北日本弧第三纪火山活动的时间变迁

<正> 1 前言 以K-Ar法测定了广泛发育于东北日本弧的第三纪火山岩年龄,与以往的资料相比,可以与(以往)许多不能确定时代的火山岩进行比较,这种对比对于建立有关东北日本弧火山活动较真实的历史起了重要的作用。 可是,若仔细研究这些资料,即可弄清在比约22Ma更古老的,以及约16～13Ma,约12Ma以后的各时代火山岩中,它们各自火山活动的类型及火山岩岩石学的各种性质方面有     

论弧后扩张的原因

弧后扩张是活动的洋内俯冲带的共同的特征。此过程应与汇聚板块边界上许多复杂的地质情况有关;因此了解其原因可加深对构造过程的了解,并有助于解释老造山带中板块边界的轮廓。Taylor 和 Karner(1983)在最近的一篇评论中认为弧后扩张的驱动机制是由附近的俯     

巽他海沟和弧前地区的沉积作用

巽他海沟和弧前地区的沉积作用主要是陆源碎屑的搬运,这些陆源碎屑物来自印度洋东北部周缘的造山和火山区。喜马拉雅石英质碎屑物被搬运进入孟加拉湾并沿巽他海沟轴部向南分布远至巽他海峡。在外弧脊发育以前,大多数岛弧来源的沉积物越过前弧盆地沉积在海沟中。几乎所有在新第三纪时期来自爪哇和苏门答腊弧的沉积物都被截阻在弧前盆地内。没有达到海沟区。     

日本弧-沟体系的第四纪沉积作用

引言日本列岛为西太平洋地区复杂的弧-沟体系的一部分。主岛的太平洋-侧为地震活跃的海沟。日本海沟中太平洋板块与亚洲板块间的会聚速率据估计为每年8—10厘米,南海海槽(西南日本海沟)中菲律宾海板块与亚洲板块间的会聚速率为每年1—2厘米。日本与亚洲大陆主体之间隔着一个大型的弧后盆地或称边     

南菲律宾海残余弧和弧后盆地的间发性活动

从“格洛玛·挑战者号”59航次的钻探资料所推断的南菲律宾海岛弧—弧后盆地复合体的渐进演化对可能发生在具有弧后扩张体系特征的会聚板块边界上的构造过程给出了重要的边界条件。正如先前已认识到的,现代马里亚纳弧的前驱残余弧及介于其间的弧后盆地是自西向东渐进发展的,依次形成了帛琉—九州脊,帕里西维拉盆地和西马里亚纳脊,最后形成了现代马里亚纳海糟和马里亚纳弧。新的资料说明,弧后扩张的初始时期与其说如同先前认为的与岛弧火山活动的主要时期相一致,倒不如说与岛弧火山活动最小的时期相一致。依据火山碎屑岩岩屑的极快速堆积和在脊上的钻孔所穿过的岛弧拉斑玄武岩流可以识别出,32百万年前的渐新世末在帛琉—九州脊上发生了一次较大的火山脉动。其后不久,即30百万年前,岛弧火山活动减弱,似乎与岛弧沿其岩浆轴的分开及形成帕里西维拉盆地的海底扩张作用的开始相一致。在中新世早期到中期,在帕里西维拉盆地内的扩张作用停止以前,岛弧火山作用又一次开始影响老的帛琉—九州弧的向东开裂的弧前地段。这次火山活动产生了新的西马里亚纳弧,它是由一条新的活火山带连结在老的帛琉—九州弧前区的西沿上形成的,并继续到中新世的晚期。在西马里亚纳脊上的钻孔中发现的大量的火山碎屑岩岩屑表明,这第二次火山脉动在11—9百万年前达到了高潮。稍后,火山活动减弱,它再一次地与岛弧沿岩浆轴的分开和海底扩张作用的开始相一致。在这第二次扩张事件期间,在马里亚纳海槽内,另一条新的活火山带开始出现在向东开裂的弧前地段的盆地边上,这一次发生在西马里亚纳弧的东移弧前区后面。这一最新的活火山带与老的西马里亚纳弧前区一起组成了现今的马里亚纳弧。因此,虽说活动的马里亚纳弧的每个残余弧的西部都只包含着岛弧火山活动的部分记录,但是活动弧的弧前区(它合并了西马里亚纳弧的老的弧前区和老的帛琉—九州弧的弧前区)却包含了岛弧从大约40百万年前到现在的渐进演化和发展的全部记录。火山活动最小期的分布是与初始弧后扩张事件相一致的。对这种间发性活动的解释可能在于象对全球的弧后扩张体系不对称向东迁移的解释一样,是岩石图之下的一种向东流动过程。这种1—1.5厘米/年数量级的向东流动可能足以使西倾的板块变形,以至使板块断裂、俯冲、中断,并因此而需要一个恢复俯冲的时期,从而遣成了在岛弧火山活动和弧后扩张中观察到的间发性。