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。     

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     

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。     

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。     

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。     

弧盆成因探讨

弧前盆地和弧后盆地有着同样的成因,是俯冲洋壳2次脱水的产物。第一次是洋壳的孔隙水脱出导致弧前盆地的形成,第二次是洋壳的晶间水脱出导致弧后盆地成盆。根据物质的热胀冷缩原理,用岩石膨胀因素分析弧盆的成因,实测了6种火成岩的膨胀率。根据膨胀率,模拟计算了弧盆的三维膨胀长度、一维弦张长度和沉降幅度。讨论了脱水过程、陆陆俯冲、岛弧弧形的成因和盆地的成因等问题。认为弧盆的形成和演化是3种力作用的结果:一是岩石体积膨胀作用的三维膨胀力,二是重力沉降作用的一维弦张力,三是洋壳俯冲作用的挤压力。     

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。     

岛弧形态形成机制

岛弧的形态是由于弧后盆地长轴方向岩石膨胀,导致弧后盆地轴线形变,推动岛弧向俯冲带方向弯曲,形成弧状岛弧.弧后盆地长轴方向的岩石膨胀,是由于俯冲洋壳脱水,导致脱水带之上(弧后盆地长轴方向)陆壳底部熔化(底侵),形成拱形熔化面,导致熔化面之上的岩石差异化升温和差异化膨胀.弧后盆地长轴方向岩石膨胀长度与岛弧的弧度成正比,岛弧的弧长等于弧后盆地长轴的长度与岩石膨胀长度之和.根据岩石膨胀长度可以计算岛弧的偏移距离和弧长,反之,根据岛弧的偏移距离或弧长也可以计算岩石膨胀长度.根据岩石膨胀长度和岩性,可以推算出熔化面之上岩石的温度增加值、陆壳底部熔化(底侵)的厚度和弧后盆地的沉降深度.     

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     

西南琉球弧是一个迁移的微板块(弧前断块)

引言琉球群岛是一个连接相距约1200km的九州和台湾的活动弧-沟系。琉球弧是菲律宾海板块在琉球海沟俯冲形成的,将该岛弧进一步分成东北段、中段、西南段,它们分别以吐噶喇水道和宫古坳陷为界(Konishi, 1965) 。西南琉球弧在某些特征方面不同于东北琉球和中琉球。例如出露在西南琉球弧的前中中新世基岩类似于西南日本的内带,相反,外带可以由东北琉球追踪到中琉球(Kizaki,1978)。东北和中琉球的第四纪火山链(活动和休眠的)很明显,而在西南琉球已知只有少数几个     

根据Nd-Sr同位素数据的岛弧分类法

根据火山岩中的 Nd 同位素数据,将岛弧分成两种类型:eNd 平均值高的(8.1)A 型和(?)_(Nd)值不定的 B 型。A 型岛弧火山岩或许是由可能带有少量海洋沉积物和海水的俯冲洋壳派生的。这种类型相当于具有弧后扩张的“幼年”岛弧。根据(?)_(Nd)-~(87)Sr/~(86)Sr 关系图,B 型岛弧又可分成 B-1和 B-2两组。B 型火山岩的 Nd 和 Sr 的同位素成分图与地幔的数组一致,表明这种岩浆中包含了少量原始同位素成分与A 型岛弧岩浆相似的地壳组分。这种类型的火山岩可能是在弧后盆地的张性应力场条件下发育良好的岛弧的特征。B 型岛弧的熔岩含有大量陆壳组分,可以在发育良好的大陆弧内发现,该处左弧后盆地中见有挤压应力条件。     

日本海扩张所引起的西南日本弧的变形和水平压曲

伴随弧后海盆的扩张而旋转的岛弧发生了变形。最近在西南日本外带发现的巨膝折带是西南日本弧旋转的根源。基于通过对巨膝折带调查而推测出古区域应力场、缩短量的分布,来研讨日本海扩张的力学过程。然而,通过复原日本海扩张前、后的西南日本弧的变形过程,以研究其扩张运动的面貌。     

印尼东部弧陆碰撞带内碰撞后拉张

南班达弧的碰撞后拉张在印尼东部发现有许多关于年轻弧陆碰撞的最佳例子,在该处,澳大刊亚北缘在整个晚第三纪一直在和继承性岛弧系碰撞。班达弧 (图1) 是这些碰撞带中最年轻的一条,并形成了此地区欧亚扳块和印度—澳大利亚板块问的现代板块边界。图2为通过班达弧东南部丹尼巴附近的一条地震横剖面,表示了1963年班达海地震及其余震的一个解释。此剖面表示印度     

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     

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。     

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     

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     

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,     

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     

菲律宾群岛地质构造发育史

1984年至1987年,实施了 ITIT 特别研究即油气田区域新生代层序对比研究。该研究弄清楚了菲律宾群岛新第三系的地层层序和地质构造,通过与日本列岛的对比,探讨了开发菲律宾群岛深部石油,天然气矿藏的可能性。菲律宾群岛位于东南亚,占据着菲律宾与印度尼西亚相连的岛弧的一角,其北部经过台湾与日本列岛相连。日本列岛也占据着自东北部的千岛列岛,西南部的琉球群岛与台湾相连岛弧的一角。岛弧以前缘的海沟与海洋相连,弧后为边缘海发育的弧状列岛,第四纪火山列