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。     

菲律宾海东缘构造——马里亚纳弧和小笠原弧

在过去约四千万年间,菲律宾海东缘区是欧亚、太平洋、菲律宾海等各板块相互作用的场所。马里亚纳弧和小笠原弧就位于该作用场中。两弧的起源虽然一样,但由于岛弧与岛弧或岛孤与浮动脊的碰撞,至使两弧发育生长为今天这种不同的状态。     

雅浦海沟北段的地球物理观测：地震、重力和热流

雅浦海沟位于马里亚纳海沟西南(图1略,图2)。雅浦海沟的海底地貌与西太平洋的其他俯冲带明显相似。雅浦海沟的西邻是一个岛弧(雅浦岛弧)和一个弧后盆地(帕雷塞贝拉盆地)。尽管在雅浦海沟地区进行的地球物理工作很少,但已报道了一些有意义的特征。岛弧与     

菲律宾海海底的构造单元(沿北纬18°地学断面)

东起太平洋板块的麦哲伦海山,经马里亚纳弧沟系,帕里西维拉海盆、九州—帛琉海岭和西菲律宾海盆,西至琉球海沟的地学断面地带,通过国际合作,运用地质地球物理方法已作了很好的研究。沿该地学断面,在第6、31、59、60航次期间,《格洛玛·挑战者》号船已钻了20口钻井(图1)。关于沿该断面地带所汇集的地球物理情报,海斯已作了很全面的总     

俯冲带的发生:对岛弧演化和蛇绿岩发育的涵义

海沟相对于大陆边缘的原始位置对弧前区性质及其后来的演化,以及对蛇绿岩的解释,都是关键性的因素。尽管近年来对古大陆边缘和已高度演化的岛弧的研究表明,一些宽广的洋壳带往往被捕获于海沟与火山弧之间,但对年轻活动岛弧的考察却并不支持这一结论。晚第三纪的海沟绝大多数是紧靠着洋壳与陆壳或较老的岛弧壳的分界面形成的。为数不多的岛弧是沿着转换带发育起来的,但没有一个可以认为是由于大洋板块破裂而成的。很显然,正常的大洋岩石目的强度很大,从而导致初始断裂只能沿着诸如被动边缘一带的下弯和破裂的地壳分界面而产生。因此,初始断裂作用形成园滑及半径很大的岛弧,并同时把洋壳捕获于凹部的说法看来并无物理基础。而且相邻于大陆或岛弧边缘产生的洋壳或蛇绿岩,应该由其上覆沉积物中陆源及火山碎屑成分含量很高而暴露出这种继承性关系。在大洋扩张带斜切弧前区而具有较特球板块几何形态的地区,可能发育一些堪称弧前板状体的席状大型蛇绿岩体。在许多情况下,破裂的蛇绿岩可能代表加积于大洋岛弧并引起大洋岛弧增长的洋壳和上地幔的板片。根据马里亚纳弧加积板片的形迹和大洋岛弧的各种弧前几何形态,可以确立一个演化序列,其中,初始的陡而窄的海沟形状被大洋壳片的断续加积分成了上下两部分。因此,就象在中美弧南部所表现出来的那样,上部海沟的坡裙向岛弧方向旋转,并可能上升而形成盆地。     

俯冲带和弧后盆地(述评)

在板块构造格架中,海沟—岛弧—弧后体系中发生的基本机制据信是大洋岩石圈的俯冲作用。然而,这种模式多少是作为海底扩张的必然结果而发展起来的。现在的问题是这种俯冲模式能否解释海沟—岛弧—弧后体系的全部主要特征。很多特征是容易解释的,例如逆断型板内地震及和田—贝尼奥夫带上的深震。但要解释弧后区广泛扩张和高热流的发生,以及弧系的火山活动则是十分困难的。解决这类问题的途径或许可在所谓的“比较俯冲学”里找到,所谓“比较俯冲学”,即存在两种基本的俯冲方式:一种是智利型的,其在岛弧和弧后区造成挤压应力体制;另一种是马里亚纳型的,其造成的是引张应力体制。本文根据这两种俯冲方式,对全球俯冲带进行了分类,并讨论了这两种俯冲方式的构造含意和成因。     

中国—菲律宾海—太平洋地学断面

本文概述了苏、日、中三国学者就国际地学断面计划所完成的研究成果。本断面穿过华北平原—中国东海—琉球半岛孤—菲律宾海—马里亚纳岛弧—西北太平洋海盆中的东马里亚纳海盆(图1)。选择这一断面的理由是,本区通过多次国际合作计划曾做过广泛的地质地球     

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     

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。     

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。     

俯冲带:比较俯冲学简介

在一定程度上,海沟—岛弧—弧后体系的俯冲模式是作为海底扩张的逻辑结果推导出来的。用该俯冲模式,可以轻易地解释该体系内的许多特征。例如,逆断型板内地震和沿和达—贝尼奥夫带的深震。但有些特征,如弧后区的广泛扩张和高热流的发生,以及弧系的火山活动,用该模式却很难解释。解决此类问题的一种途径或许可在“比较俯冲学”中找到。所谓“比较俯冲学”,即承认存在两种本质不同的俯冲方式:1)智利型,其在岛弧和弧后区造成挤压应力体制;2)马里亚纳型,其造成的是引张应力体制。本文参照最近DSDP在活动边缘的钻探成果,讨论了这两种俯冲方式对于某些构造问题(如垂直运动和海沟内的沉积加积)的含意。在探讨出现两种俯冲方式的原因时,本文提出,弧后区大规模的热体制和应力体制可能不是简单俯冲的直接产物,而是一些包含有大得多能量的附加因素(如与主要板块的运动有关的地幔流)所造成的。最后,本文还强调指出了俯冲带的各种碰撞、加积和侵蚀活动所可能具有的意义。     

西北太平洋边缘新生代盆地成因(下):后裂谷期构造演化

西北太平洋边缘形成连锁右行拉分裂谷系统后,在后裂谷期它们虽然基本上继承了原来盆地格架,但遭到一定程度的改造。其中改造作用最显著的盆地是菲律宾海盆地。在中新世,由于北移澳大利亚板块新几内亚块体的楔入,菲律宾海盆地反转成转换挤压型盆地;与菲律宾海沟断裂公轭剪切而形成的西菲律宾海盆中央断裂,小角度切割原NW-W向密集的R′断裂;四国海盆和帕里西维拉海盆转为“撞击”裂谷;马里亚纳海盆则为马里亚纳洋脊弯曲裂开的产物;班达海盆受到近NS向挤压而变形;东海盆地也随琉球岛弧形成受压而变形。中新世末台湾岛开始形成。在上新世至第四纪,太平洋板块向西的挤压较澳大利亚板块向北的挤压强烈,新几内亚海沟具明显左行位移;印度板块强烈推挤欧亚板块,大多数盆地叠加有弱右行拉分作用(由西向东减弱)。全球构造上,新第三纪和第四纪澳大利亚板块和欧亚板块北移均可造成东太平洋边缘圣安德列斯断裂等右行平移。     

岛弧系的沉积

岛弧系的主要地貌单元包括:海沟,隆起或岛弧,以及弧后凹地或边缘海。隆起包括火山脊和弧—沟过渡带。并非所有的边缘海都属于岛弧系。P.J.Coleman(1975)说的对,大多数边缘海在     

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。     

《海洋地质译丛》一九八七年总目录

一九八七年第一期(总第33期)菲律宾海板块构造研究述评滑脱断层作用与被动大陆边缘的演变日本海扩张前后的“岛弧”岩浆活动新生代时期大洋盆地的演化太平洋盆地12500。年前的古地理中太平洋盆地的沉积盖层构造南大洋大西洋海域中新世后假整合和古海洋学中国南海和苏禄海的中生代和新生代拖网岩样 及其对板块重建的意义富有机质沉积的浊流搬运:阿尔卑斯和地中海 的实例泰国湾北大年盆地砂岩储集层的成岩作用大西洋中脊的黑烟、块状硫化物和喷口生物沉积扩张中心上的海洋磁异常为何受抑?论弧后扩张的原因琉球岛弧的地质构造中国的大地构造:大…     

小笠原海区采集的拖网岩样:海底岩样研究之一例

小笠原海区的概要介绍目前,从海山与岛弧的碰撞或海山与海沟的相互作用的观点,对伊豆—小笠原海沟与马里亚纳海沟的衔接处进行了许多地球科学调查研究,但尚未对该区作全面阐述。在该海区内,从西向东依次为:七岛—硫黄岛海岭、小笠原海槽、小笠原海岭、小笠原—马里亚纳海沟,基本呈南北向平行分布。而且,在小笠原海沟和马里亚纳海沟的衔接处的东侧,分布有     

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     

复合转换-会聚板块边界:说明和讨论

1 前言板块的相对运动方向与海沟轴走向斜交的会聚板块边界是沿太平洋盆地边缘的主要板块边界类型。板块运动的斜交角变化较大。一种极端是,大洋边缘的区域走向近乎与会聚方向垂直(例如,马里亚纳、汤加和东阿留申)。另一个极端是,斜交角很大,以致沿边缘很少有弧火山作用。绝大部分板内应力是由长而深的贯穿性转换断层的剪切作用引起的。本文阐述的重点是这种边缘,即那里的斜会聚的水平分量至少部分地在横向上分段成连续的走滑断层系,其主要位移方向平行或亚平行于边界。Jarrard(1986a)估计,百分之五十以上的活动俯冲带伴随着平行于板块边界的走滑断层。     

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     

西南日本俯冲带的热状态:俯冲板块年龄史的影响

<正>在西南日本的南海海槽,菲律宾海板块正以约正交于大陆边缘的方向俯冲到欧亚大陆之下(图1)。尽管其东北部的区域构造即涉及在太平洋板块处上述两板块(菲律宾海和欧亚板块)的相互作用和海沟-海沟-海沟三连点的区域构造极其复杂,但是,南海海槽现在的构造背景是比较简单的。近海中四国盆地的一重要特征是一个古扩张脊,其走向大约相当于板块会聚的方向(图1)。该扩张脊在15-12Ma时停止活动(Qkino等人,1994)。由于它和邻近的大洋地壳已消亡,它们在海沟处的年龄变老,因此俯冲板块是冷的。与俯冲大洋板块年龄有关联的俯冲带的短暂热状态是此次模拟研究的重点。