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。     

日本列岛大地构造史

<正> 1 中古生代 日本列岛的最老地层为志留纪时代。在西南日本志留纪岩石出露于飞弹边缘断裂带和黑濑川带,并与泥盆纪岩石相伴。志留-泥盆纪岩石也分布于东北日本北上山脉南部的长坂地带及阿武隈台地的松大罗地区。     

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)。     

日本中部弧—弧相交区及其周围弧前褶皱带的构造特征

<正> 在日本的中一新生代本州弧的西南部,并列着几条自晚中生代以来形成的增生褶皱构造带,成为对海沟和弧前作地质构造分析最合适的地区(Kanmera等,1980)。增生褶皱带是由来源于弧或大陆的复理石沉积构成的,其下伏地层为整合的或构造接触的前复理石(深     

日本列岛周边的海底地壳结构

了解日本列岛周边的海底地壳结构对于研究千岛、东北日本、西南日本、伊豆-小笠原和琉球五大俯冲带的结构具有特别重要的意义。因此,自六十年代后半期以来,在日本列岛周边进行了长期的海底地壳结构勘探。进入八十年代以后,勘探手段有了更新,普遍采用了海底地震仪(简称OBS,下同),使地壳结构调查的精度得以飞跃提高,并逐步阐明了日本周边各岛弧系的构造特征。本文主要讨论最近约10年间采用OBS折射法地震勘探对日本列岛周边海区的地壳调查。     

俯冲形态、岩浆弧位置和弧—弧后区地质构造的控制因素:讨论

<正> Jacob等(1977)曾认为毗邻东阿留申海沟的聚敛边缘上的陆架和陆坡完全为晚第三纪和第四纪的增生沉积物所覆盖。Cross和Pilger(1982)以及Pilger(1981)曾使用过这个年代,并论证了科迪亚克—布伊海山链曾引起链沟交切处弧沟间隙的变宽。本文论述了他们作出的该大陆架上不存在老于晚第三纪的岩石的假设,以及他们提出的晚第三纪时,科迪亚克—布伊海山链曾对该陆缘产生影响的观点。当Jacob等(1977)企图估算阿拉斯加湾     

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。     

采自日本和马里亚纳弧前、弧后区DSDP的砂和砂岩的来源及其岩石学

地质学家曾作了许多努力以提高关于砂的成分与反映其自身所处的大地构造位置之间具有密切对应关系的准确性。本文通过对马里亚纳和日本弧前与弧后地区的砂/砂岩的岩石学研究、对比,以确定砂的组分与位于陆壳和洋壳部分上的弧前、弧间、弧后盆地等大地构造位置之间的对应关系。文中的重点是确认弧前,弧后盆地之间的组分有差异。除了这个大问题之外,还通过日本弧前地区研究了砂的组分随时间的变化。     

碰撞、加积构造和日本地质构造的发育

大陆边缘演化的基本过程是地质体的相互碰撞、加积体的形成和由于横向构造带作用而引起的各地质体的重新排列。日本列岛的地质构造便是这种演化的典型例子。日本列岛因此而成为研究造山作用实质的最重要地区之一。     

从古生物地理观点来看日本列岛前晚第三纪构造

<正> 1 前言 在整个东亚构造史的框架中,需要弄清楚日本列岛前第三纪构造。根据中、古生代动植物化石资料,从古生物地理学来研究日本列岛前第三纪构造是一种有效的方法。探讨日本列岛前第三纪地体构造及其形成史时如何解释东北日本和西南日本构造上的不连续性,成为争议的焦点。问题的关键是要判明北上和阿武隈及飞弹山地的地质。     

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。     

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。     

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     

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     

日本列岛晚第三纪年代地层学和生物事件

南日本太平洋一侧的晚第三纪海相地层的整个层系中产有丰富的浮游有孔虫,它可与世界热带直接对比。在北日本和日本海一侧,温水生物成分限于上第三系下部,冷水栖居动物在较新层位内占优势,这里可主要根据硅藻,并辅以放射虫和钙质超微浮游生物化石来进行地层对比。本文提出了利用浮游微化石最近建立的日本晚第三纪典型地层的生物地层和年代地层的对比关系。根据用浮游微生物地层学、与生物地层相联系的放射性年代测定、磁性地层学和地磁性年代表等建立综合的基准层已得到了年代框架。对比结果发现了一条较精确的底栖动物的年代层序界线。本文对晚第三纪陆架软体动物在时空上的分布作了归纳。最显著的生物事件之一是,在早中新世末期或中中新世初期(约1600万年前),几乎在整个日本列岛,旺盛地发育着热带和亚热带海相软体动物和大型有孔虫。这一气候所控制的晚第三纪中期的生物事件也见于太平洋区。因此,这一改进了的生物年代格局为日本列岛晚第三纪事件的全球性对比提供了基础。     

东北日本弧内俯冲带的磁性模式

1 前言为估算磁性边界深度,现已创造了几种磁力谱分析方法。Speetor等(1970)提出了估算磁性体组合表面起伏的平均深度的方法,Bhattacharyya等(1977)介绍了磁力资料谱矩用于计算单体几何形状的方法。这些计算法是根据Bhattacharyya(1966)介绍的三维模式推导出的。海洋磁异常通常是在一维线形体中测得的。因此,在计算洋壳磁源的几何形状时,一个水平方向上长而薄的磁化体模式是十分有用的。由于居里转变深度(居里深度)与最深存在的铁磁性矿物有关。因此,运用大量数据通     

中新世东北日本的快速弧内裂谷作用

大陆裂谷作用通常持续几千万年。由于地壳和/或岩石圈(地壳加上地幔)的颈缩,裂谷作用引起地表的垂直运动。因此,地质年代表中的拉张作用和岩石圈变形反映在地层记录中。 Mckenzie(1978)把裂谷作用期间的拉张构造与岩石圈冷却引起的裂谷后沉降联系在一起,从而加速了裂谷作用的研究。他的模式首次应用于弧后拉张并圆满地解释了被动大陆边缘和陆内盆地的演化;然而,对弧内裂谷作用和内陆裂谷作用之间的差异很少考虑。内陆裂谷作用能够阐明大陆岩石圈热机制的特性,而对于大陆岩石圈不能简单地应用刚性体模型。     

本州北部日本海沟弧前区的沉降

深海钻探计划(DSDP)的钻探结果表明,晚第三纪期间本州东北部的襟裳陆架在439号孔位处下沉了近3000米。这些钻探资料结合地震反射资料表明曾发生过广泛的沉降,局部沉降幅度达到6000米。我们认为这种沉降是由25百万年至30百万年前在襟裳边缘中生代岩石圈开始初次俯冲所造成的。弧前区下面的地幔的短暂变冷引起了收缩和沉降。笔者为估算这种沉降的速率提出一个简单的模式。     

菲律宾吕宋中央谷地弧前盆地的演化

十四公里厚的吕宋中央谷地地层的新生代历史说明了弧前盆地的发育状况。弧前盆地作为大型沉积物捕留地和烃类聚积的场所是十分重要的。吕宋盆地向海(西)一侧的盆底为洋壳,向弧(东)一侧的盆底为较老的增生区。洋壳上的初始沉积发生于早第三纪时蛇绿岩那样的地壳沿走滑或斜滑断层带向北移动和侵位的时期。底部沉积物由被砂质浊积岩上覆的远海灰岩和薄火山灰层组成,这些砂质浊积岩来自隆起和不断削蚀的蛇绿岩。在早第三纪晚期至第四纪时,沿吕宋西缘会聚时期至少有8公里厚的来自弧的沉积物流入到了盆地的东(弧)侧。到了中中新世时期,中央谷地成了一个连续的狭长盆地,其边缘无论是沿已隆起的向海的一侧还是弧侧都有广阔的陆架沉积物。来自盆地两翼的碎屑充填了沉降盆地,並使盆地水深逐渐变浅。上新世时期盆地中心部开始了陆相沉积。並逐渐沿盆地轴部往南、北迁移。晚中新世至全新世沿菲律宾断层带的构造运动使盆地的毗邻地区隆起并褶皱。中央谷地勘探模式预测,在盆地中心部易气烃的产生时间与形成构造圈闭和地层圈闭的时间为同时或其后。先前在盆地内的钻探要么是在未成熟的油源岩区,要么未到达所推测的成熟层段。所以,中央谷地的油气远景量至今没有适当确定。