伊豆-小笠原海沟之西迁和菲律宾海板块之北移与新生代日本诸岛弧的构造关系

引言新生代的日本列岛经历了三种类型的岛弧构造阶段:科迪勒拉型、弧后扩张型、过渡型。根据现有的基础地质资料,我即将扼要撰写日本新生代构造史。在此前,先在本文,联系日本的新生代构造,重建板块的古位置和运动史。首先,重建日本列岛在日本海张开前的古位置;然后,依据Otsusi(1989b)提出的板块第二会聚速率定律,估算伊豆-小笠原弧-沟     

板块俯冲与日本列岛新第三纪构造

把在日本海沟进行第584钻位的深海钻探时所确立的新第三纪年代划分标准运用于日本及其周围的新第三纪地层的研究之中。结果发现:上述区域新第三纪地层的形成与太平洋板块和菲律宾海板块的俯冲直接有关,作为弧后盆地的日本海和鄂霍茨克海是在中新世中期15—12百万年前开始扩张的。     

日本地质构造概述

<正> 日本地处亚洲大陆与太平洋间,其地质构造发展与东亚大陆和太平洋的地质历史有紧密关系。一、日本的地质构造分区(一)日本及其周围的主要地形日本位于洋壳和陆壳之间。在洋侧一边有深海沟,大陆一侧为边缘海如日本海、鄂霍茨克海和东海所环绕。日本列岛本身由千岛弧、本州弧和琉球弧所组成,大体为北东-商西向延伸,向太平洋呈弧形凸出。从本州中部往南分布着伊豆-马利亚纳火山岛弧(图1)。     

西南日本边缘早中新世演化的另一种板块模式

自晚第三纪以来的西南日本的构造集中了现在在中部日本的海沟—海沟—海沟(TTT)三联点相接的欧亚板块,菲律宾海板块和太平洋板块的相互作用(图1)。菲律宾海板块上的四国弧后盆地与毗邻的日本边缘和太平洋板块的相互作用是了解TTT三联点和西南日本板块边缘演化的关键。伊豆—小笠原弧与九州—帛琉残余弧之间晚第三纪早期的弧后裂谷作用     

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。     

从西太平洋板块构造探讨东海陆架盆地形成机制和类型划分

东海陆架盆地位于亚洲板块东南缘,是西太平洋构造体系的一部分,其形成和发展与西太平洋板块活动有关.白垩纪—古新世,库拉板块和太平洋板块作NNW向运动并俯冲,左旋应力场使亚洲大陆东南缘产生一系列NE向断裂,引起地幔上拱,诱发了盆地西带裂谷式断陷的发展.古新世晚期由于太平洋板块洋脊俯冲,日本海(西部)第一次拉张.地幔面起伏的调整结束了裂陷盆地的发育.始新世晚期,太平洋板块俯冲方向由NNW转为WNW,右旋应力场控制了盆地东部始新世断拗的发育.渐新世初,由于太平洋板块俯冲,日本海(东南部)开始了第二次拉张.东海陆架盆地东部断坳带转为坳陷带.中新世末,太平洋板块运动速度加快,热效应导致前缘隆起拉裂,形成冲绳海槽盆地.向西挤压一走滑使陆架盆地东部坳陷带褶皱回返,结束了盆地发展.可以认为,东海陆架盆地西部古新世裂陷带是大陆边缘裂谷盆地;东部渐新世一中新世坳陷带是大陆边缘前陆盆地(弧后).     

日本附近的新板块边界和50万年前的变动

自板块构造体系建立迄今已约20年。七十年代初在日本列岛附近划分出了几个板块边界,从此,“日本列岛属于欧亚板块、太平洋板块向东北日本之下俯冲,菲律宾海板块向西南日本之下俯冲”的板块边界的基本模式已为人们广泛接受并成为常识。然而,进入八十年代后,对日本列岛附近的板块边界的划分出现了新的假说;认为:日本海已开始向东北日本之下俯冲,这说明处于北海道中轴部的北美-欧亚板块边界已在较近期内向日本海东缘一大地沟带(即系鱼川-静冈带,下同)移动(图1)。据此,东北日本变成为北美板块的一部分,因此该假说简称为东北日本北美板块假说。新假说是通过将北美-欧亚板块边界的延     

从西太平洋板块构造探讨东海陆架盆地形成机制和类型划分

东海陆架盆地位于亚洲板块东南缘，是西太平洋构造体系的一部分，其形成和发展与西太平洋板块活动有关。白垩纪－古新世，库拉板块和太平洋板块作NNW向运动并俯冲，左旋应力场使亚洲大陆东南缘产生一系列NE向断裂，引起地幔上拱，诱发了盆地西带裂谷式断陷的发展。古新世晚期由于太平洋板块洋脊俯冲，日本海（西部）第一次拉张。地幔面起伏的调整结束了裂陷盆地的发育。始新世晚期，太平洋板块俯冲方向由NNW转为WNW，右旋应力场控制了盆地东部始新世断坳的发育。渐新世初，由于太平洋板块俯冲，日本海（东南部）开始了第二次拉张。东海陆架盆地东部断坳带转为坳陷带。中新世末，太平洋板块运动速度加快，热效应导致前缘隆起拉裂，形成冲绳海槽盆地。向西挤压－走滑使陆架盆地东部坳陷带褶皱回返，结束了盆地发展。可以认为，东海陆架盆地西部古新世裂陷带是大陆边缘裂谷盆地；东部渐新世－中新世坳陷带是大陆边缘前陆盆地（弧后）。     

日本岛弧背景中的石油资源

1 构造背景日本位于太平洋的西缘,陆上和近海都发育有与俯冲作用有关的盆地。日本的许多沉积盆地主要含晚第三纪层序。其中,发育于日本主岛的本州岛北部日本海沿岸的沉积盆地对勘探石油特别重要。相对未变形的剖面出现在沿太平洋的弧前盆地内,而变形的剖面则出现在沿日本海的弧后盆地内(图     

日本海南部地区的海底地质和张开后的构造运动

<正> 太平洋西缘拥有75%以上的全球性边缘盆地。位于欧亚大陆和活动日本岛弧之间的日本海是一个典型的与俯冲有关的边缘盆地。可以说此边缘盆地已结束了扩张期,并开始沿东缘会聚。为了解释日本海发育期的转折,必须要了解有关海底地质,特别是日本海上新统和第四系的沉积类型。为此,分析了山阴-北陆地区岸外的日本海中南部的海底地层和构造     

日本的五条典型地质剖面

日本将于1989年内按 GGT(Global Geoscience Transect)委员会计划在日本及邻近海域完成五条剖面,藉以深入研究日本列岛的深部构造,这五条剖面分别为:(参阅附图)1.北海道剖面:该区为现代岛弧与岛弧碰撞区,以往为北美、欧亚板块的边界。在获得碰撞带深部构造资料的同时,亦将获得有关千岛海沟、太平洋板块的俯冲、日本海东缘板块边界的资料,2.东北日本剖面:为“典型”俯冲带地下构造区,剖面拟自边缘海的日本海延至太平洋的沙茨基海隆。     

日本海地壳层的地质结构、组成和演化

日本海是西太平洋的一个弧后盆地,可分为日本、大和和对马三个主盆地,并有两个大型隆起,即中部的大和海隆和西部的朝鲜海台(图1)。对日本海的成因有多种观点,例如,大洋化作用(Beloussov,1968),稳定地向斜(Gnibidenko,1979),以及日本列岛从亚洲大陆漂移出来。     

马里亚纳岛弧的构造近期研究(包括IPOD第60航次)的结果

本文叙述了最近对马里亚纳岛弧系构造活动部位进行的地质和地球物理研究成果。这些新资料中大部分是由国际深海钴探计划协作阶段(IPOD)第60航次以及这一航次以前的一些选择井位的航次提供的。马里亚纳弧前区由帛琉—九州脊 (渐新世裂开)和西马里亚纳脊(晚中新世—早上新世裂开)的残余组成,部分盖有现代岛弧沉积物和火山。弧前被明显的正断层和垂直构遣运动破坏,而最终以为总沉降为主。越接近海沟,断层和沉陷的程度越增加。甚至在海沟的靠近板块会聚处也未观察到挤压特征。也没有找到太平洋板块物质加积到马里亚纳弧前的证据。而是,古岛弧岩石靠近海沟以及马里亚纳弧前明显的整体沉降表明,由于太平洋岩石圈板块俯冲作用它正在受着构造剿蚀。虽然从钴探结果能够说明火山活动的程度有增强或减弱的时期,但是,自从始新世以来马里亚纳岛弧系的火山活动看来一直是连续的。有热液活动的马里亚纳海槽至少在最近5百万年中以1.5—2.0厘米/年的半速率在张开,现在还在近东西方向扩张,所知的一个扩张中心(或转换断层)位于北纬18°附近的轴部地堑处。     

西南和中部日本白垩纪至现代板块边界内的俯冲和增生过程的变化

引言在现代会聚板块边缘进行的DSDPIPOD计划和其它一些研究的最新成果揭示了俯冲、增生和碰撞样式变化很大。沿一些边缘的构造样式随时间和空间明显而快速变化(如墨西哥岸外的中美海沟;危地马拉岸外的海沟;日本海沟)。不管怎样,已有几种完整解释,成功地阐明了陆上弧前带的构造作用,这些解释认为,任一古俯冲系必定明显影响每一     

西北太平洋边缘新生代盆地成因(中):连锁右行拉分裂谷系统

在平面应变等的一级近似假定下,恢复了边缘盆地拉分后印度板块与欧亚板块相对压缩量和南海、日本海盆地的拉分量。得出两板块碰撞时,其间缝合线在现今位置南约26°(沿东经85°方向),南海北岸在现今位置南约14°,日本海北岸相对西南日本在南约4.5°位置,而西南日本岛本身在现今位置南约8.5°位置。印度板块和欧亚板块碰撞后,加速了后者向北退却,西北太平洋边缘发生右行剪切,在老第三纪(或至早中新世末)形成南海、日本海、菲律宾海、苏禄海及苏拉维西海等右行拉分裂谷,它们共同构成巨大的连锁右行拉分裂谷系统,以保持运动学平衡。秦岭和贝加尔-斯塔诺夫左行剪切带为该系统派生的R′断裂。在全球构造上,欧亚板块向北退却与美洲板块南移是和谐的,东太平洋边缘形成诸如圣安德列斯右行平移断裂。     

台湾东部海岸山脉弧─陆碰撞地区短命弧内盆地的构造

<正>1 绪 言 过去几年已积累了大量的资料,为吕宋弧和亚洲大陆之间斜向碰撞带的构造演化提供了新见识(图1,略)。在台湾东部,纵谷代表菲律宾海板块的海岸山脉和欧亚板块亚洲大陆的中央山脉变质岩之间的缝合带(图2)。此板块边界以具有左旋走滑分量的逆断作用为特征。 海岸山脉和纵谷由四个构造地层单元组成(图3)。从西至东,它们为:(1)沿板块缝合带的碰撞后磨拉石层(卑南山砾岩);(2)俯冲复合体(利吉混杂岩);(3)沉积在弧前盆地的沉积物重力流堆积(奇美组、水链砾岩和大港口组);(4)被港口和东河礁碳酸盐岩上覆的都峦山层的岩浆弧层序(图3)。弧-陆碰撞已使俯冲复合体、弧前盆地和火山岛变形并增生在亚洲陆缘,形成台湾东部的海岸山脉(图2)。火山作用和沉积作用的顺序终止导致了向南变年轻,这与弧-陆碰撞(图4,略)的向南推进一致。推进速率大约为85～90千米/百万年。目前,碰撞仍在20°N的台湾南岸外地区进行。 本文报道了发育在增生带的晚第三纪火山岛上的二个短命的上新世-更新世弧内盆地的演化,它们可以与邻近的弧前盆地相区分。弧内盆地(或地块内盆地)为狭长的充填着沉积物的位于沉降的、塌陷的岩浆弧上的地堑。所引证的弧内盆地发育机制包括:火口崩塌引起的沉陷、或与走滑运动、弧后扩张、斜向会聚和弧-脊碰?     

中国大陆东、南缘构造带沉积盆地类型及其成因机制探讨

中国大陆东、南边缘经历了欧亚板块与太平洋板块和特提斯板块会聚作用的复杂过程.大陆东缘,受太平洋板块对欧亚板块的俯冲作用,受区域引张应力作用,地壳发生破裂、扩张和沉陷,形成一系列弧间盆地、边缘海盆地和弧后裂谷盆地;晚期受吕宋和台湾碰撞产生挤压应力的影响,东海盆地形成前陆盆地.大陆南缘,于早第三纪早期,由活动的转换为不活动的大陆边缘,具有典型的不活动边缘的重力效应特征——沿大陆架转折部位出现正负配对伴生的自由空间重力异常带;大陆边缘的张裂活动与海底扩张轴系相关的两个对称磁异常带;以及沿原南中国大陆边缘的火山弧活动在大约85百万年前停息.根据构造演化分析,南缘的陆缘盆地属于不活动边缘拉裂盆地,南海中央海盆则属于边缘海盆地.本文着重阐述了环绕亚洲大陆东南缘的主要转换断层系统,同时对这些断层系统所反映的太平洋-特提斯板块和欧亚板块之间板块边界的应力机制和活动方式进行了讨论.认为在环西太平洋域,它们是左旋剪切带,而在特提斯-印度洋域,从西向东延伸,分别属于右旋和左旋滑移.这些转换断层系统对中国大陆东、南缘含油气盆地和边缘构造带的形成和地质演化起着重要的作用.     

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。     

菲律宾西部民都洛—罗勃朗—巴拉望地区前始新世同变质构造及对东南亚地史的意义

菲律宾群岛位于欧亚边缘和菲律宾海板块间的会聚板块边界处。从台湾至苏拉威西海可区分几个区域(图1),即(1)在台湾的,东亚与吕宋弧北端之间的碰撞带,(2)吕宋弧以西的南中国海沿马尼拉海沟的大洋俯冲区,(3)巴拉望群岛和民都洛—班乃之间具有走向平移运动的复杂碰撞带,(4)苏禄海沿内格罗海沟俯冲在中菲律宾之下的大洋俯冲区,     

日本海对马盆地边缘的构造史

对日本海西部的对马弧后盆地南部边缘一口勘探井的地质史分析揭露了构造力和沉积负荷对古对马盆地的沉降起主要作用,在晚第三纪时期盆地内沉积了很厚的一层碎屑层。最初的沉降很可能是由于与弧后断裂有关的构造力和与会聚作用有关的扩张引起的。南部边缘经历了区域形变(隆起、断层和褶皱),一直到晚中新世。这个事件可能是由于板块运动和会聚带处的俯冲方式,这两方面的变化引起的。