海底热液矿床及沉积物的分类

本文按不同的产地,将每种热液起源的重金属富集体的产状、性质等分门别类地列入表内。Rona(1978a)曾经对块状硫化物矿床发现以前的洋中脊及洋盆底的热液金属富集体进行过总结,而本文又增加了以后所发现的洋中脊外侧海底火山和岛弧系海底火山的重金属富集例子。各个区域的重金属富集体和产地本身的特征,用表1对此作了概括。     

在Juan de Fuce洋脊东侧3.5百万年的洋壳中发现的温泉

引言据信，在洋中脊侧翼，温暖交替的海水，大规模地通过基岩循环流动，以致于整个海洋的容量穿越地壳仅需几十万年（MotifWheat，1994；ElderI3eld和Schultz，1996），这种大规模的水热循环作用移走流过海底总热流量的20％（Stein等，1994）并且能有效地影响海洋地球化学物质平衡（Wheat等，1996）和洋壳的烛变（Jacobson，1992）。然而，因为在洋中脊侧翼面积广大和水热循环作用的扩散性，几乎尚未发现确切的排水口位置，我们在这里报道了几处有清楚排水口温泉的发现，它们是沿着靠近BabaBare顶点一条断层的25．OC的闪亮交替的海水。…     

用倾角时差校正方法压制海底散射能量:在洋中脊环境中的应用

多道地震(MCS)图像常常会受到来自海底的平面内、外散射的影响。海底起伏剧烈的洋中脊环境下这个问题尤为突出。来自非沉积的玄武岩海底地层的能量使诸如来自莫霍面的一次反射变得模糊,深海丘陵和断崖等狭长的海底构造的散射在地震数据上     

扩张脊俯冲的构造岩浆响应

扩张脊俯冲在上驮增生柱中留下的地质特征应该有别于一般的会聚板块边界。在四国岛室户崎四万十增生柱的晚渐新世—早中新世岩石记录了一个与典型的增生柱反常的构造岩浆组构,这些增生地层具有一种带有异常晚期事件的印痕,它包括(1)近海沟的岩浆作用(2)增生柱内的区域性弯曲类似于挠折构造(3)广泛的断层作用。该事件与四国弧后盆地的开通的时间(大约26—14Ma)相吻合。四国盆地扩张脊的走向与该增生柱的走向垂直、并位于现在室户崎近侧的近海。增生柱内这种区域性挠折的构造趋向影响到了白垩纪的岩石。这种挠折和透入性断层系的运动学分析表明,该挠曲很可能是由于具刚性特征的增生柱内的楔入作用所造成。在室户崎,位于挠折核部的镁铁质岩墙,其岩化特征与四国弧后盆地的一些洋中脊玄武岩相同。早先的古地磁资料示意这些岩墙侵入于挠折发展的晚期。鉴于这些资料,结合该区15Ma前的板块重建,表明增生柱的侵入很可能是由于早中新世室户地区四国盆地扩张脊地形抬升的正交俯冲引起的,挠折核部的洋中脊玄武岩(MORB)看来源于俯冲期间的活动扩张块。     

洋壳中的犁式断层

<正> 1 前言通过挖掘样品和在远离断裂带的洋中脊上和外侧的许多井位进行浅基底钻井采集了辉长岩和蛇纹石化橄榄岩。通过这些岩样对洋壳浅层位深成岩的侵位机制展开了热烈讨论,一个最难以捉摸的机制是,在拉张构造环境中沿犁式断层出现露头。正如Varga和Moores(1990)和Karson(1990)所提出的,倘若岩浆供给不能与拉张作用同步,那么,下地壳和上地幔可能蚀顶,并出露于“核心杂岩体”,这与Wernicke(1981)针对盆地和山脉所提出的情况一样。数条测线剖面证明,这一机制沿古代和现代扩张脊都在起作用:(1) 在洋脊顶部观察到的深层岩一般地出露于沿中央峡谷岩墙出现的正断层下盘。这一现象在中大西     

冲绳海槽弧后盆地中活动的热液堆积体

引言日本海洋科技中心的“SHINKAI 2000”号潜水器分别在1984年9月和1986年7月的航次中,在冲绳海槽中段的轴部裂谷,于一座底火山(夏岛84-1海丘)的火山口内发现了一些热液堆积体和伴生的烟囱状构造的活动喷口系统(图1)。黑烟囱之类的活动热液喷口现象予太平洋和大西洋的扩张中心早已有报导。由于其岩浆补给和扩张过程类似于洋中脊,故人们认为弧后盆地也有活动的热液喷溢系统;且据报导,某些弧后盆地有热液多金属硫化物和伴有     

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。     

随机空槽界面产生的反射:超声模拟和有限差分运算

应用超声水箱模型考察了简单3D界面构造绕射地震能量所产生的一些复杂现象。我们用室内水箱完成了超声实验室模拟。以铝块模拟了极简单海底地形。地形为平行凹陷,它可模拟与洋中脊平行的峡谷。研究结果表明,海底一次反射的振幅和相位随传播方     

大洋岩石圈研究的主要成果及问题

在有关研究大洋岩石圈的众多问题中,目前最重要的是获取关于岩石圈的深部结构和厚度及其下伏软流层参数的实验地球物理资料,并加以综合。按当前的概念,岩石圈形成于洋中脊的裂谷区,其厚度随着远离裂谷区、地幔物质的冷却与结晶和年龄的增长而逐渐增大。计算的大洋岩石圈厚度的一般变化规律很好地反映在等(1977)综合地质-地貌和地球物理资料所编制的图件上。根据计算,大洋岩石圈在洋中脊轴部的厚度小于10—15     

新的洋壳地震图像

<正> 我们如何知道海底之下大洋扩张中心的情况呢?这里可提供几种方法。扩张轴的地貌必定能反映沿洋脊发生的各种地质作用。因此,通过编制详细的海底水深图,就有可能推测下伏洋壳结构的某些情况。扩张中心处的重力和磁场变化也可用来测定洋壳和上地幔的特性,喷发到海底上的熔岩的化学特性,以及从陡峭的海底断崖上挖掘到的岩石成分,为研究扩张中心提供了不同类型的窗口,但是,所有这些方法都是间接的,都不能使我们看到扩张脊的内部结构。     

于洋中脊发现新火山岩

美国海洋及大气管理局(NOAA)和州立俄勒冈大学的科学家们在远离俄勒冈海岸约300英里的太平洋洋底发现了一系列新火山岩。 NOAA所属太平洋海洋环境实验室的R.Embley认为:该发现是洋中脊系统中过去火山喷发的第一手证据和资料。由最近十年的海底喷发,构成高度大于100英尺,宽度为0.5英     

玄武岩的气孔率——弧后盆地火山作用的标志

弧后盆地玄武岩的化学成分与洋中脊的拉斑玄武岩非常相似,但它与后者的区别是具有高含量的挥发组分。因此在弧后盆地的剖面中观察到含大量气孔的岩石类型和较近似于岛弧拉斑玄武岩分异、鲍文方式岩浆分异。     

西南日本和东亚大陆边缘中生代─早第三纪时与脊俯冲有关的火成活动的迁移

<正>1引言在西南日本(当时它是东亚大陆边缘的一部分)自晚白垩世至早第三纪显著地发生了活跃的岩浆作用。这些时期的火成岩沿中央构造线以NEE-SWW至NE-SW方向广泛分布(图1)。为了研究这次岩浆活动的机制已进行了许多地质学、岩石学或年代学的研究(Mara-kami,1979;Hayama,1982a,b)。关于西南日本内的岩浆作用的可靠资料已收集到,但它的机制还没有清楚解释。Uyeda和Miyashiro(1974)首先指出,白垩纪岩浆作用是因脊的下潜而发生的,因为此岩浆作用的分布面积大大地大于仅由简单俯冲引起的。Kinoshita等(1986,1988)主要根据年代提出了西南日本岩浆作用的新的动力学模式。然而,关于矿物年代和岩体冷却史之间关系的一些问题还是一个留待讨论的课题。 本文中,对西南日本花岗岩体年代详细地作了再检查,并还考虑了岩体的冷却史。所采用的年代资料是仅用一种方法(黑云母K-Ar年代法)并从具有小于50％大气~(40)Ar的未蚀变岩石样品中选出的。然后,我提出了岩浆作用迁移概念和与脊俯冲有关的某些现象。这个概念还被应用于中生代岩浆作用,这岩浆作用沿东亚大陆边缘向东北延伸了7000km以上。     

海洋的成矿作用

由于发现和查明一系列重要矿产,海洋成为了成矿作用研究的重要对象。海洋是全球规模的最年轻的地质构造单元。研究海洋的构造,要重视其地动力的迁移性,重视在形成大洋基底、海底地貌、不同级别断裂系统、海底火山链及导致磁异常线状分布的玄武岩脉动喷发时,内动力因素起决定作用。而上述这些在海洋成矿作用中都能得到反映。可把全球分布的洋中脊系统分三段:印度洋-太平洋段、印度洋-大西洋段和印度洋-阿     

日本板块造山理论研究历史和日本列岛新的地质构造体划分

日本列岛主要由晚古生代到新生代的增生杂岩组成,这些杂岩原来形成于东亚大陆边缘(即20亿年的扬子克拉通(华南)和450Ma的弧前蛇绿岩)的俯冲带内。最近利用微化石和放射性测年的研究已区别出一些主增生杂岩,其中包括一些高P/T变质部分和次蛇绿岩。特别是,对每种增生杂岩的大洋板块地层和与俯冲有关的变质作用年代的认识,使得日本列岛的大地构造单元的划分得以用新定义的大地构造单元和它们间的共同边界来修正。除掉与弧有关的岩浆作用和由微板块活动造成的二次构造改造的影响,如弧后盆地张开,弧前碎块运动和弧碰撞,可看出在这些增生杂岩之间明显地向洋变年青。这种增长方向在西南日本可很好见到,那里存在几个不同单元,即从日本海一侧到太平洋一侧:400～300Ma的高P/T片岩,二叠纪(250Ma)增生杂岩,230～180Ma的高P/T片岩,侏罗纪(180～140Ma)增生杂岩,100Ma的高P/T片岩,晚白垩世(80Ma)增生杂岩,第三纪(50～20Ma)增生杂岩。这些大地构造界线的弯曲地表行迹和普遍的构造飞来峰及构造窗表明,这些杂岩,包括高P/T片岩,都表现为近水平(或平缓倾向北的)薄层构造单元,即推覆体。因此,日本列岛形成为一个巨大堆叠推覆体,这些推覆体在构造上向下变年青,直至现代南海增生杂岩。在这种近水平的造山带内,构造上最明显的是高P/T单元夹在低压单元间,如100Ma的三波川蓝片岩位于侏罗纪和晚白垩世葡萄石—绿纤石相增生杂岩之间。三波川高P/T单元的上升似乎与库拉—太平洋扩张脊到达海沟有关,这表明这种高P/T增生杂岩可能是因海沟处扩张脊的浮力俯冲而被挤入低压地区并被抬升的。那时的脊俯冲的证据得到了复原的古板块运动和同时期的与弧有关的伴有低压区域变质的领家岩浆作用高峰的佐证。夹在低压单元内的高P/T蓝片岩推覆体的形成也可这样来解释。主扩张脊的俯冲不仅对近水平的高P/T推覆体,而且对大陆花岗岩带的幕式向洋发育似乎也是很重要的。这些看法表明,在大陆和主大洋间的会聚型造山带的主要构造是随洋中脊的幕式到达形成的。根据这种观点,在日本列岛的450Ma的地质历史期间内可分出四个造山旋回,即根据日本四大地质学家名字命名的:Naumann(瑙曼)造山运动(450～300Ma),Kobayashi(小林)造山运动(300～220Ma),Miyashiro(都城)造山运动(220～75Ma)和Kanmera(勘米良)造山运动(75Ma—现代)。这四次造山运动对应于四次大洋板块的俯冲,即最老的未命名的板块,法拉隆板块,伊次那岐-库拉板块和太平洋板块。这些造山运动以洋中脊幕式到达东亚大陆边缘来划分。例如,都城造山运动,它以明确的白垩纪对变质带为特征,不仅得到陆上地质,而且还得到太平洋内的古板块运动极好证实。本文对主大洋的板块俯冲于大陆边缘下所引起的总地质过程,提出了称为“都城型造山运动”的新概念。文中对日本造山带研究史作了回顾,重点则在八十年代的重大进展。     

北大西洋中部洋壳的长期剥蚀作用

1前言众所周知，火成岩壳的剥蚀作用是在大洋之下发生的。例如，沿大西洋洋中脊的水下晚相观察结果表明断崖和火山构造已经退化，其岩屑广泛地分布在它们的基底。对裂谷0～1Ma年龄的地壳所作的深部拖曳旁侧声纳研究也证实断崖中发育着沟谷、沟槽和坚固沟壁。但是，这些观察结果以及大部分其它的近海底观察结果都是涉及非常年青的洋壳的。因此，长期的海底剥蚀机制和断崖形态特征均没有作出很好地说明。而且，如果剥蚀作用明显，则将会影响断层参数的可现值，这些参数是根据诸如多光束海底测深之类的遥感数据所测得的，这些参数在确定洋壳的…     

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     

边缘盆地火山沉积作用的模式

边缘盆地环境的起源与演化目前普遍认为,大多数边缘盆地是经由多少与洋中脊扩张中心产生新洋壳相类似的扩张作用形成的。Karig(1971)将扩张盆地划分为活动的与不活动的两类。活动盆地现时正在经历着形成新洋壳的扩张过程,例如,汤加、克马德克、马里亚纳、小笠原、新赫布里底以及斯科舍岛弧系的弧后区。不活动盆地是在过去扩张而成的,据地壳热流可进一步分为两类。     

南海的幕式裂谷作用和沉降

自早白垩世以来南海至少经历了三个裂谷作用阶段和两个间隔的海底扩张阶段。其演化过程可用幕式构造作用模式解释。亦即由时空有限的热事件引起的一种热冷却和沉降过程。该区域的地质和地球物理资料分析结果表明,裂谷作用和伴生的热活动幕起始于晚白垩世、晚始新世和早中新世晚期。与第一个裂谷作用幕相对应的裂谷系为北东-南西走向,而与第二和第三个裂谷作用幕相对应的裂谷系均为东-西走向。这两种走向与盆地内主要构造线的走向相一致。据热流和测深资料估计的年龄表明,西南次盆地的大洋地壳(55百万年)比西北次盆地(35—36百万年)和东次盆地(32百万年)要老得多。盆地沉降史分析结果支持幕式裂谷作用模式。根据该区钻井资料求得的沉降曲线尤其是沉降速率曲线表明,与典型的大西洋型被动边缘不同,南海的热沉降是由在地质年代上与裂谷作用幕一致的快速沉降事件引起的。就油气潜力而言,裂谷作用和漂移幕有助于发育叠覆构造和沉积数套独立的、间隔大范围不整合的海侵性生油母岩和储集岩。受到幕式裂谷作用和热沉降影响的沉积物有机质的热成熟度,比没有受到再加热作用且年龄相同的完全被动边缘的预计热成熟度要大得多。     

大西洋中脊凯恩地区沿洋脊轴海底扩张的各种变化

最近采用“阿尔文”号载人深潜器和由“安格斯”深拖曳照相系统进行调查所取得的成果大大加深了人们对大西洋中脊轴部地区海底扩张的各种变化的认识。扩张中心的5条横断面位于北纬24°凯恩断裂带以南,各自的间距为10—20千米。这些剖面均表明,构造延伸规模和类型、新火山带的发育、热液喷口的形态、中央裂谷的地貌和岩石出露型式等都发生了巨大的变化。