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     

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。     

弧-陆碰撞开始时吕宋火山弧的塌陷:来自台湾东部中新世-上新世不整合的证据

1 前言台湾岛位于菲律宾海板块和欧亚板块之间复杂的会聚板块交界处,北向的吕宋火山弧沿着此边界现今与北东向的欧亚大陆边缘发生了向南推进的弧-陆碰撞(图1)。台湾碰撞作用的特点是欧亚大陆边缘的俯冲、活动的褶皱-逆冲带中地壳的巨大加厚、区域性变质作用和迅速的隆起,后者受到迅速侵蚀的平衡。自早上新世以来,与碰撞有关的造山作用伴有在台湾增生楔西翼(前渊)和东翼(向洋翼)之上同构造深沉积盆地的发育。在东翼盆地(碰撞盆地)中盆地形成和沉降的详细记录在台湾东部海岸山脉的中新-更新世火山岩和沉积岩中被保存     

东海中、新生代盆地成因机制和演化(上)

文章宏观地论述了东海中、新生代盆地成因机制和构造演化。该文对盆地成因机制和构造演化的动力学背景、盆地演化的动力学特征、冲绳海槽的地质特征、冲绳海槽盆地成因机制以及太平洋板块向欧亚板块俯冲所产生的火山弧等作了详细的探讨 ,认为东海岩石圈是西部陆地华南岩石圈向海区的延伸 ,冲绳海槽是一个地壳和岩石圈急剧变薄的地区。海槽最引人注目的特点是热流值异常高且热流值高低相差悬殊 ,菲律宾海的构造演化影响冲绳海槽北段的形成 ,中国台湾东部的弧陆碰撞影响冲绳海槽南段的形成 ,而东海大陆架上的龙井运动又是冲绳海槽拉张的产物。作者通过研究得出以下结论 :( 1 )东海盆地的发生、发展和演化是欧亚板块与太平洋板块的碰撞、俯冲和弧后拉张的结果 ;印度板块与欧亚板块之间的碰撞、楔入、隆升成山的远程效应和中国台湾与菲律宾之间的弧陆碰撞所产生的构造动力场在东海地区形成叠加、复合 ,从而在东海产生了不同时期 ,不同力学性质和不同发展历史的盆地 ;( 2 )东海海域内有两个不同时代、不同类型、不同结构、不同成因机制和不同演化历史的沉积盆地 ;( 3)冲绳海槽是欧亚板块东缘上的一个独具地质风格的构造单元 ,是太平洋板块向欧亚板块俯冲所造成的一个弧后盆地 ,属陆缘上的一个发展到高级阶段?     

东海中、新生代盆地成因机制和演化(下)

文章宏观地论述了东海中、新生代盆地成因机制和构造演化。该文对盆地成因机制和构造演化的动力学背景、盆地演化的动力学特征、冲绳海槽的地质特征、冲绳海槽盆地成因机制以及太平洋板块向欧亚板块俯冲所产生的火山弧等作了详细的探讨,认为东海岩石圈是西部陆地华南岩石圈向海区的延伸,冲绳海槽是一个地壳和岩石圈急剧变薄的地区。海槽最引人注目的特点是热流值异常高且热流值高低相差悬殊,菲律宾海的构造演化影响冲绳海槽北段的形成,中国台湾东部的弧陆碰撞影响冲绳海槽南段的形成,而东海大陆架上的龙井运动又是冲绳海槽拉张的产物。作者通过研究得出以下结论(1)东海盆地的发生、发展和演化是欧亚板块与太平洋板块的碰撞、俯冲和弧后拉张的结果;印度板块与欧亚板块之间的碰撞、楔入、隆升成山远程效应和中国台湾与菲律宾之间的弧陆碰撞所产生的构造动力场在东海地区形成叠加、复合,从而在东海产生了不同时期,不同力学性质和不同发展历史的盆地;(2)东海海域内有两个不同时代、不同类型、不同结构、不同成因机制和不同演化历史的沉积盆地;(3)冲绳海槽是欧亚板块东缘上的一个独具地质风格的构造单元,是太平洋板块向欧亚板块俯冲所造成的一个弧后盆地,属陆缘上的一个发展到高级阶段的裂谷;(4)冲绳海槽的北     

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。     

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。     

台湾地质界对外合作现状

台湾虽属“弹丸之地”，但它处于环太平洋岛弧带的西侧，是“板块学”，“地体构造”研究的难得窗口。更因它位于欧亚大陆板块与菲律宾海板块碰撞带上，地震活动特别频繁，板块运动中的俯冲与碰撞作用使其拥有重要的地质科学研究环境，除马尼拉海沟及琉球海沟两个俯冲带外又有岛弧与大陆的碰撞作用进行着，因此就引起中外地质界的重视和极大兴趣，针对台湾地质特性，开展以弧陆碰撞、地体构造运动等为主要议题的合作研究。自1995年至1996年底已进行过的国际地质研讨会就有：1995年4月台湾的活动碰撞研讨会；1995年4月海峡两岸地质学术研讨会…     

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。     

南华北中生代火山岩与前渊盆地

运用地球化学理论和方法对南华北中生代火山岩研究后得知:火山岩的岩石类型为安山玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩类,为碱钙性和碱性,高钾,稀土总量高,富轻稀土;火山岩的形成构造环境既不是板块俯冲碰撞,也不是裂谷作用;火山岩形成于板块俯冲碰撞期后,与地幔柱活动有关;在白垩纪,合肥盆地和周口盆地的形成大地构造环境应是与岩石圈的热伸展有关。构造格局由地幔柱活动—伸展热窿作用(140～85 Ma)所主导,空间上各单元组成热窿核—剥离断裂带—下滑系统配置样式,盆地形成于下滑系统,盆地类型为前渊盆地。      

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     

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。     

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。     

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。     

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。     

安第斯型大陆边缘与岛弧系的构造侵蚀作用

近几十年来,岩石圈板块在岛弧及安第斯型大陆边缘(边缘系)下相互会聚的概念,已成为多方面愈益详细研究的对象,基于广泛流行的增生棱柱体的概念,浊流和远洋沉积物在海沟的岛弧或大陆一侧揉成褶皱的现象,可作为俯冲作用的反映。进一步发现,与俯冲有关的环境具有越来越明显的复杂性和多样性。海沟的研究表明,增生棱柱体可以缺失。计算和实际观察均证明了未固结沉积物俯冲的可能性。最后,还揭示了越来越多的标志,表明某些俯冲带之上的悬翼遭受构造侵蚀。显然,有赖于岩石圈板块接合处应力的性质和附加的地质     

台湾东南部弧-陆碰撞带的海洋地质对新第三纪晚期海岸山脉演化的影响

1 前言南中国海、亚洲大陆和菲律宾板块在台湾和吕宋地区之间发生相互作用(图1,何,1986)。南中国海的洋壳沿吕宋西部岸外的马尼拉海沟俯冲于朝西运动的菲律宾海板块之下。这一会聚构造朝台湾方向变为弧-陆碰撞。自新第三纪晚期以来,菲律宾海板块前缘的吕宋弧与亚洲大陆发生碰撞。Suppe(1984)指出,所产生的碰撞已朝南推进,扩大到台湾东南岸外地区(图1)。     

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。     

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     

海洋、大陆和造山带

本文探讨与俯冲和造山有关的过程,并提出了若干新模式和新概念。在所知的全部地质时期内,地球表面主要由移动板块及巨大的岩石圈活动带(为10000×20000公里数量级)组成,因此俯冲及地壳熔蚀表现为复杂的构造型式。这些造山带以岛弧开始,而后随时间发展成为褶皱山脉。岛弧带的建成和所处地点表明与裂谷同大陆边缘间的斜度有关,也即,与板块相对侧向运动有关;所产生的扭力偶使弧通过次生弧机制得以凸出。这可解释由弧-沟或抬升-沉陷对(uplift-subsidence couple)的垂直变形而积累挤压应力时,在弧后盆地以引张为主的原因。当达到断裂极限,就出现切向构造变动期。本文认为,能量的输出(热流)随顶部(弹性的)岩石圈对下伏地慢的压力而发生变化。由于构造应力通过抬升—沉陷对造成压力改变,在内热流与构造应力间就有建立补偿的趋势。因此,这些情况可能与成对变质带的产生有关。本文概述了从岛弧到完整的褶皱山脉的演变过程,对蛇绿岩和结晶基底推复体给予了特别注意,同时也注意到了走滑断层,它们是相对侧向运动的最终表示。