东巽他弧的龙自弧前盆地的新生代演化和地震地层

<正> 1 前言 在活动大陆边缘和大洋岛弧内可见到由板块消减作用导致的岛弧—海沟系的弧前区。会聚边缘体系的各种形态是由初始地质背景和在俯冲过程期间构造演化的差异引起的。 增生柱的构造演变主要受俯冲大洋层的厚度、性质、时代、海沟和陆坡沉积物的不同厚度、板块会聚速率和斜交度以及轻浮壳块的碰撞所控制。这些因素也决定了板块构造体制是     

台湾上新世利吉混杂岩:试论其为板块构造和重力滑动成因

台湾上新世未岩化的利吉混杂岩是在吕宋岛弧与稳定的中国大陆边缘碰撞的初期阶段形成的。该混杂岩由剪切的鳞状泥岩基质组成,其中含有长几毫米到上千米的外来岩块和板片。这些外来岩块大都是深水砂岩和页岩以及蛇绿岩。深水砂岩和页岩解释为南中国海现已消亡部分的陆隆和深海平原沉积物,而蛇绿岩则被解释为沿着Suppe、Liou和Ern-st(1681)所讨论的中国海盆-海岭系现已消亡的转换断层的沉积产物。该混杂岩显示出1-10米的原始分层,证明大都是外来沉积岩的滑乱层并央有较薄的蛇纹岩滑乱央层和非外来的泥岩及含砾石泥岩。虽然利吉混杂岩大部分是由海相物质的外来岩块所组成,但是这种混杂岩并不是在海沟或俯冲带中形成的,因为它包含在火山岛弧的地层序列中。该混杂岩沉积上覆于晚中新世和上新世大港口层泥岩和砂岩之上。大港口层又上覆于台湾东部的吕宋火山弧西翼火山岩之上。混杂岩与大港口层之间为呈某种犬牙交错的半整合接触,混杂岩中含有大港口泥岩剥落的岩块。紧接在混杂岩接触面之下,大港口层呈现海底沉积滑动褶皱,表明该混杂岩来源于西北部。利吉和大港口含砾泥岩中所含曾受到地表侵蚀的蛇绿岩屑表明,其来源地区曾部分出露于海面以上。根据底栖有孔虫和古地理环境估算的水深表明,利吉-大港口沉积盆地就是吕宋海槽弧前盆地现已受到破坏的北延部分,它位于火山岛弧与加积带(外侧的非火山岛弧)之间。利吉混杂岩被解释为,在大陆碰撞初期阶段弧前盆地塌陷期间吕宋海槽西翼沉积的大港口层断层崖的重力滑动相。混杂岩的来源是西面扩展着的加积带。在台湾以南100公里处岛弧与大陆的碰撞目前刚刚开始,现在该处的测深海结果与晚上新世利吉-大港口沉积的推测深度很相似。与利吉混杂岩相似的混杂岩预计可在地史上的岛弧-大陆碰撞过程中广泛形成,而且不应与海沟-俯冲带的混杂岩相混淆。     

岩石圈板块对俯冲带的运动:边缘海和活动大陆边缘的形成

具有深地震活动的俯冲带与地幔对流的下降支有关,而且附属于对流下降支。因此,俯冲带的位置对于对流稳定体系来说是相对固定的。上悬于俯冲带上的岩石圈板块可以移离俯冲带,也可以移向俯冲带之上。在前一种情况下,俯冲带后面发生引张作用,形成弧后盆地新洋壳。在后一种情况下,可以见到安第斯型活动大陆边缘。在大多数火山岛弧后面,沿着边缘海盆地边界可找到独立的浅震带。这些浅震带与贝尼奥夫主震带平行,构成岛弧微板块的边界。岛弧微板块可以作为计算消亡板块和上悬板块相对运动的参考系。对千岛等岛弧前沿的浅震带,计算了太平洋板块对西太平洋岛弧微板块的旋转极的位置。根据板块运动的全球闭合度确定,在过去1千万年时间里,欧亚板块和印度板块各自反时针旋转移离西太平洋岛弧体系,为弧后盆地张开提供了条件。与此同时,南美在向俯冲带上移动。有些“热点”如夏威夷等十分缓慢地相对于岛弧体系移动。据推测,西太平洋俯冲带和各个“热点”形成一个独立的参考系,一般可以用来分析板块的绝对运动。     

弧后盆地形成时地壳引张程度的变化

智利南部的蛇绿岩杂岩代表白垩纪弧后盆地盆底镁铁质部分的残余,此盆地自北而南显著变宽,其长度超过600公里。对呈楔状的原始弧后盆底的北端(萨莱托杂岩)和南端(托图加杂岩)蛇绿岩的详细的野外及地球化学方面的研究表明,在盆地形成期间玄武岩浆侵位到先存的大陆地壳的方式,南北间存在着重大的差异。在原始盆地狭窄的北端,镁铁熔浆侵入到大陆壳的扩散构造带内,造成硅锅质大陆壳的广泛再活化和改造。而在原始盆地的较宽的南部,在所确定的海洋扩张中心的位置上看来已有镁铁岩浆侵入。所观察到的这种北—南变化,造成了从具有洋陆中间型地壳到典型洋壳特征的弧后盆地的形成。这些变化被解释为代表弧后盆地的不同演化阶段。它是由导致弧后盆地地慢对流的俯冲作用与会聚板块边界一边的应力释放之间的微妙作用而形成的,可能与洋脊俯冲作用有关。在应力释放前,热从地幔底辟体传递到地壳底部,引起了南美普遍的硅质火山作用。随着应力的释放,从地幔衍生的熔浆顺着构造通道喷发到地表,导致了岛弧后面断裂带广泛地玄武岩质火山活动和硅质火山作用的终止。起初,玄武岩浆侵入陆壳的扩散带中,引起硅铝质地壳岩石的改造。后来不断形成自地幔来的镁铁岩浆的侵入带,最终导致发育了大洋型扩张中心。在南部智利和另一些地方的观察表明,会聚板块边界一边的水平应力的变化,可能是确定大陆壳区域性响应引起弧后对流的俯冲作用的主要因素,因此是镁铁质地幔熔浆侵位到地壳的机制。可推测,在南部智利观察的各种岩石也可在大洋盆的张开阶段形成,而目前已下伏于大西洋型大陆的边缘。     

太平洋西北部与亚洲大陆边缘构造事件的对比

大洋中脊、大陆边缘和岛弧是地球上最大的构造和岩浆活动带。它们的演化决定着导致年轻洋壳生成,其后“花岗—变质”岩层生长和大陆形成的最重要的构造过程。这些活跃的构造过程只与建设性的和破坏性的大岩石圈板块的边界有关吗?板块水平运动和俯冲潜没的规模各有多大?板块俯冲在安山质岩浆活动的产生和陆壳的生成中起什么作     

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     

板块构造和岛弧(上)

60年代晚期快速发展起来的板块构造概念使得有可能认识岛弧。此前,活动论概念发展缓慢,停滞不前,特别在美国受到了保守的地学团体阻碍。岛弧火山岩带形成于俯冲板块之上约100千米处。会聚板块边界随时间复杂演化,时常沿其长度方向变化很大,地震活动确定了消减岩板的位置,但不能确定消减过程。岩板下垂陡干倾斜,并被推进的上部板块驮覆。俯冲作用每次仅发生在内部刚性的板块一侧之下。在地表加积楔后面的上驮板块内的一般体制是引张,但在碰撞的地方除外,弧后盆地岩石图形成于长度和曲率都在增长的迁移岛弧后面或附近。碰撞可涉及两个活动孤,在这种场合,相间的岩石圈沉降于弧之下,或活动边缘和被动边缘之下。任何类型碰撞一般在轻的地壳组成物质下继以出现新俯冲,在碰撞集合体的外侧形成新海沟,新的俯冲系通常是碰撞副产品。在很多场合,在前沿新海沟内,贴近碰撞集合体遗留着弧后盆地地壳带,成为弧前盆地的基底,由于混杂岩充填其下,其前缘被抬起。海沟内的沉积作用主要是纵向沉积,可来自很远源区。加积楔是动态的,在前端和底部因构造加积而加厚,并因重力向前流动而减薄。混杂岩大部分是构造叠瓦作用和这些作用导生的流动的产物,它不是海底滑动的产物。高压变质岩形成于上驮板块之下,而不发生于上驮板块前沿的楔形体内。弧岩浆通过岩石圈上升,从中并进了很多物质,并随所涉及的岩石圈的组分相应变化。弧壳因侵入岩和热膨胀而隆起成地背斜。海底岛弧火山岩是大规模溢出的,并因与海水发生热水作用使 Na 富集,Ca 亏损。成熟岛弧的下部地壳由镁铁质、中性和长英质—中性组分的麻粒岩相岩石组成。莫氏不连续面可能主要是一个构造界面,代表超镁铁质组分或缺斜长石矿物的巨大岩体结晶的上界限。     

日本海沟内的俯冲和加积

迄今,在弧前区辨认出的基本地貌单元有:火山链、基底高地、俯冲复杂体和海沟。基底高地的背后或前沿可能存在沉积盆地。这些地貌构造无论就其发育方式还是所处部位都是变化多端的。东北日本边缘的地貌和构造反映了渐新世晚期以来俯冲作用的累积效应。日本海沟弧前区(东北弧前区)的晚白垩世基底之上覆盖着厚达几公里的新生代晚期沉积。弧前区内诸如盆地、断层、沟轴的走向,以及海沟外坡地垒和地堑等构造特征揭示出了一种块状构造,其每个单元的宽度是有限的。弧前区主要受向着岛弧并向岛弧下俯冲的运动所导致的水平挤压应力所控制。然而,弧前区的地表特征又表明有局部的水平引张力。俯冲复杂体主要受逆断层控制,这些逆断层也切割着复杂体下的下冲大洋基底,这表明不存在使俯冲复杂体消亡到大陆板块之下的俯冲带更深部位的方式。     

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。     

不同大地构造格架的大陆边缘含油气组合

按地质结构,大陆和海洋间的过渡带是各式各样的,一些过渡带为大陆边缘,其部分下沉到海平面下,并被分成大陆架、大陆坡和坡麓(深海槽)。除大陆边缘外,另一些过渡带则含有火山弧或整个弧系(活动的和残余的)及小洋盆(边缘海)。活动的火山弧和深海沟使这些小洋盆与大洋分隔开。前一类过渡带称大陆边缘,其中,可再划分为被动大陆边缘和活动     

冲绳海槽新生代构造演化讨论

文章宏观地论述了冲绳海槽新生代以来的岩石圈的构造演化,提出了冲绳海槽是欧亚板块东缘的独具地质风格的构造单元,一个俯冲型弧后盆地;琉球岛屿是欧亚分离出来的一部分,不是火山岛屿,而吐噶喇火山带则是火山岛弧,钓鱼岛隆褶带是残留火山弧;冲绳海槽的北段形成早、为被动拉张,而南段形成晚、为主动拉张;冲绳海槽未形成洋壳。     

IPOD日本海沟横剖面上的新生代构造史概述

国际大洋钻探计划(IPOD)沿日本海沟横剖面的调查表明:在早白垩世——早第三纪板块聚敛俯冲期和晚第三纪晚期板块聚敛俯冲期之间曾存在一个没有岛弧火山活动的新生代中期构造作用时期。白垩纪至早第三纪早期聚敛的证据是与一大型向斜(或许为一弧前盆地)有关的安山质火山活动。该盆地向海—翼是一套因构造作用而增厚的沉积层系,推断为一套加积复杂体。这些弧、向斜和增厚的沉积层系的大小和构造,类似于加利福尼亚由大峡谷弧前盆地和弗朗西斯科加积复杂体组成的弧—沟体系,它们可能是虾夷地槽的延伸部分,与其有关的层系还向北出露于北海道。该弧—沟体系与毗邻的东京湾西南面的四万十弧—沟体系是同期形成的。早第三纪早期,火山活动停止,白垩纪至早第三纪增厚沉积层系的部分边缘出露呈一个160公里宽的陆块,在地震记录上可看出该陆块为早第三纪晚期的沉积物源。早第三纪末期,该陆块开始下沉,火山再次开始活动。但是火山活动起先短暂地位于东部,然后出现于本州北部现代火山弧一带的白垩纪弧以西。在多道反射地震记录上,陆块的侵蚀表面呈—清晰可见的角度不整合面;笔者根据深海钻探计划取得的岩芯,研究了晚第三纪沉积物的层系、火山喷发作用和底栖有孔虫组合所记录的从陆地条件到现代半深海这一沉降过程。白垩纪的俯冲作用似乎遣成了非常广泛的加积复杂体,而晚第三纪俯冲的结果则似乎是:在弧前地区几乎没有形成有效的加积,但却在聚敛边缘的前锋引起了大幅度的沉降和一定的侵蚀作用。     

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)。     

新疆三大盆地边缘古推覆体的形成演化与油气远景

板块构造理论认为,当驮着大陆块体的岩石圈板块向某一大陆块体边缘发生俯冲、消减活动时,其前缘的大洋地壳岩石圈随着俯冲作用不断消亡,大洋不断变窄,直到洋壳岩石圈全部消亡后,将导致大陆间碰撞的停止和大洋的封闭,同时由于俯冲盘大陆块体浮力大,不能俯冲、消亡,产生的强大挤压应力形成喜马拉雅型造山带和推覆体构造带,其演化模式如图1所示。     

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.     

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,     

台湾大南澳片岩杂岩的构造演化

<正> 本世纪60年代都城(1959)首先提出了成对变质带(即高 T/P 带对高 P/T 带)。根据板块构造的概念,成对变质带被认为是大洋板块下冲到岛弧或大陆边缘之下而形成的。高压型变质带被认为是代表了一个古老的俯冲带,而低压型变质带据信系代表了岩浆弧。在这种格     

横贯日本、马里亚纳、中美洲会聚边缘的IPOD剖面成果总结

沿国际海洋钻探计划协作阶段(IPOD)各剖面对会聚边缘进行的研究,证实了弧后盆地内洋底扩张以及会聚边缘前沿有构造加积沉积体的看法,但监非所有会聚边缘都有巨大的加积复杂体,而且在解释这些会聚边缘时还需要有其它不经常使用的概念。如果承认目前板块会聚的速率的话,那么,进入所研究的海沟中的大部分沉积物很可能被俯冲了而不是被加积了。在某些实例中,大陆基底被构造削蚀作用截断而发生位移。有些会聚边缘,在俯冲过程中曾有较大的沉降,贝尼奥夫带以上的地壳看来已由壳下侵蚀而变薄,或者和田—贝尼奥夫带的形状(Wadati—Benioff)已经改变。不管怎样,由于仅一部分沉降可以用侵蚀作用来解释,因而俯冲速率变化引起的热结构改变可能就成了主要的原因。为了区分与俯冲有关的各种过程,通常需要有从钻探样品获得的时间地层资料来复原大陆边缘的动力学历史。     

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。     

朝鲜-日本区域中生代发育史

尽管朝鲜与日本的领土是分隔的,但地质资料的综合分析表明,朝鲜-日本地区存在着一个横向上统一的古生代和中生代构造体系,在其中重建了大陆板块和具有洋—陆火山带的微板块,以及其中发育着岛弧火山带的大洋板块。一些构造缝合线的确立表明,碰撞过程对中生代太平洋西部边缘的形成有很大的作用。这些构造缝合线是伴有褶皱—推覆变位、滑积层—磨拉石沉积物的堆积、具有深熔花岗岩类熔融的高压变质带等所形成不同时代洋盆关闭的痕迹。