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冲绳海槽中部和南部玄武岩的区域性差异及其成因研究 总被引：5，自引：0，他引：5
本文从岩石学和岩石化学角度出发 ,对冲绳海槽中部和南部玄武岩样品进行了对比研究。结果表明中部和南部玄武岩均系亚碱性玄武岩 ,其中前者兼具钙碱性系列和拉斑玄武岩系列两种性质 ,后者则主要属拉斑玄武岩系列。根据岩石化学特征命名 ,中部样品主体为石英拉斑玄武岩 ,南部样品则为橄榄拉斑玄武岩。两区海槽玄武岩岩浆均由下伏地幔岩部分熔融而成 ,但源区地幔性质不均一 ,岩浆演化程度各异。中部样品源区地幔性质为过渡型 ,结晶分异程度较高 ;南部样品源于近亏损或富集型的地幔 ,结晶分异程度较弱 ;另外两区玄武岩样品均受到了不同程度的陆壳物质混染。中、南部海槽玄武岩在岩石学、岩石化学方面的差异与源区地幔性质不均一和岩浆演化程度各异有直接关系。海槽玄武岩构造环境属于过渡洋中脊玄武岩 (张性 )与岛弧玄武岩 (压性 )之间 ,代表的仍是海槽早期的岩浆活动。 相似文献
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冲绳海槽是一个处于弧后扩张作用早期的年轻的弧后盆地,是研究弧后扩张作用早期盆地演化和壳幔过程的天然实验室.随着调查研究工作的逐步展开和深入,也发现了一些新的、重要的、亟待解决的科学问题,而火山岩岩石系列归属的厘定又是其他研究工作的基础.在系统收集和整理迄今已有冲绳海槽火山岩资料的基础上,结合近期分析测试数据, 对冲绳海槽火山岩的岩石系列归属进行了重新厘定,探讨了火山岩的构造环境指示意义和浮岩与玄武岩之间的成因联系.研究结果表明:冲绳海槽火山岩分布具有以基性玄武岩和酸性(流纹)英安岩为主的双峰式特征,中性火山岩稀少,基性的玄武岩属于亚碱性系列的橄榄拉斑玄武岩,酸性浮岩可归属为亚碱性岩系的流纹英安岩或流纹岩;在构造环境判别上,冲绳海槽玄武岩表现出大洋中脊和岛弧构造环境的特点,既有别于大洋中脊扩张中心,也有别于成熟型弧后盆地,呈现出弧后早期扩张阶段盆地独特的构造环境特征;广泛分布于冲绳海槽的酸性浮岩表现出一定的岛弧环境的特点;酸性浮岩与玄武岩具有同源性,酸性岩是基性的玄武质岩浆经不同程度结晶分异和同化混染作用的产物. 相似文献
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《地球科学进展》2020,(7)
海底热液活动一直是当代海洋科学研究的重要前沿领域之一,了解地质构造对海底热液活动的控制作用对于认识热液系统的形成机理及寻找海底硫化物资源具有重要的指示意义。总结了冲绳海槽中部和南部地形与断裂构造、地壳结构、重磁场、热流及岩浆活动等方面的地质构造特征以及海槽热液区分布和热液产物的基本特征。通过比较冲绳海槽与马努斯海盆、马里亚纳海槽、北斐济海盆、劳海盆等基底和扩张阶段不同的弧后盆地构造特征的差异,归纳了冲绳海槽地质构造的特殊性,包括过渡性地壳性质、低扩张程度、高热流值、巨厚沉积层及双峰式火山作用等。冲绳海槽热液活动受到断裂构造、岩浆活动、扩张速率等构造因素的控制,同时受到基岩类型和沉积物盖层等地质条件的影响。海槽中部和南部平行和垂直盆地走向的两组断裂带为流体循环提供了通道,大规模的岩浆活动则为热液系统提供了充足的热量。此外,海槽内广泛分布的酸性火山岩和较厚的沉积盖层与流体相互作用,使得热液产物富含有机质、二氧化碳以及Ag和Au等金属元素。根据冲绳海槽的扩张速率和地质构造特征,推测冲绳海槽仍具有发现新热液区的潜力,其中部和南部两组断裂交汇的部位、轴部火山、受海脊俯冲影响的区域以及靠近岛弧一侧的新火山带是最有潜力的海底热液活动探索远景区。 相似文献
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冲绳海槽是西太平洋沟-弧-盆体系中典型的弧后盆地。其独特的大地构造位置,岩浆、热液活动与沉积记录一直是学术界研究的热点。基于前人的研究成果,本文综述了冲绳海槽的构造活动对岩浆、热液与沉积的控制作用。菲律宾海板块的俯冲导致了冲绳海槽的形成,并发生了弧岩浆、弧后岩浆和斜切弧后岩浆作用,这三种岩浆作用导致了热液活动在平面分布上的三种不同分区。岩浆的发育和菲律宾海板块俯冲造成的断裂系统为冲绳海槽热液的发育分别提供了热源和通道。在~416 ka发生的浙闽隆起带沉降,导致了冲绳海槽北部的沉积物由粗变细。最后针对冲绳海槽的研究现状,文章对未来的进一步研究作了展望。 相似文献
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冲绳海槽以其特有的构造地质环境吸引着众多地质学者的关注。针对冲绳海槽地区岩浆作用过程的研究是其中的核心内容之一。本文综述了近年来冲绳海槽岩浆源区物质特征、岩浆形成演化过程及其控制机制等方面研究取得的主要成果,并在此基础上指出了目前冲绳海槽岩浆活动研究工作中存在的科学问题,提出利用铀系不平衡方法研究冲绳海槽岩浆活动的新思路,同时探讨了今后一段时间内的研究方向应该集中在以下四个方面: ①菲律宾板块俯冲的脱水过程对冲绳海槽岩浆活动的作用;②俯冲过程中深海沉积物对冲绳海槽岩浆的贡献;③冲绳海槽岩浆熔融的控制因素;④冲绳海槽火山活动和海底热液活动的成因关系。 相似文献
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西太平洋典型边缘海盆的岩浆活动 总被引：1，自引：0，他引：1
在发育有全球最大、最复杂的弧—沟—盆体系的西太平洋地区,集中了全球75％左右的边缘海盆(弧后盆地).根据磁异常条带年龄,这些边缘海盆可粗略分为3个扩张幕.主要根据DS-DP,ODP和IODP计划实施以来所获得的成果,结合其他海洋调查航次研究成果,系统阐述了分属3个扩张幕的西菲律宾海盆(第一扩张幕)、南海—四国海盆(第二扩张幕)和冲绳海槽(第三扩张幕)—马里亚纳海槽内的岩浆活动特点.西菲律宾海盆(扩张时代为65～35 Ma BP)从原先的赤道位置迁移至现今的位置,其内存在如似正常洋中脊玄武岩(NMORB)、洋岛玄武岩(OIB)及弧火山岩等多种岩石类型,其地球动力学背景分别与弧后扩张、地幔柱及火山弧等背景有关,其复杂的构造演化样式需要进一步研究;四国海盆(扩张时代为27 ～ 15 Ma BP)是由古伊豆—小笠原—马里亚纳弧(IBM)裂解形成的,其内除发育正常(N)—富集(E)的洋中脊玄武岩(NMORB-EMORB)外,还在扩张停止的同时出现了板内火山作用,形成了中K-超K碱性玄武岩.四国海盆的扩张模式并没有从岩石学和地质年代学角度进行明确制约,板内火山作用的地球动力学背景也不甚清楚.南海(扩张时代为32～15.5 MaBP)是由来自华南地块的一些微陆块向东南裂离后的海底扩张所形成,并在海底扩张后2 ～8 Ma出现板内火山作用,截止目前,并没有获取到洋壳基底样品,主要获取到了南海海山似OIB的玄武岩,未来需要从岩石学和地质年代学角度对南海海底扩张动力学和时代以及扩张期后的板内火山作用动力学背景进行进一步制约.马里亚纳海槽(扩张时代为5 Ma BP至今)为一年青的洋内弧后盆地,其北段处于裂解增进阶段,其内出露有似MORB(中南段)及介于似MORB与似岛弧岩石之间过渡类型的玄武岩(增进端);虽然在扩张时代上与马里亚纳海槽相当,但冲绳海槽(扩张时代为4 Ma BP至今)为一陆缘、初生弧后盆地,从西南往东北方向,不同区段处于不同的伸展发育阶段,西南段出露有似MORB岩石,中段岩石主要为玄武质岩石和流纹质岩石组成双峰组合,而东北段为中酸性火山岩.正在活动的马里亚纳海槽与冲绳海槽的岩浆作用研究应和其伴随的火山岛弧及其相邻的海沟处正在俯冲的洋壳板块结合起来,完整理解板块俯冲输入(subduction input)与弧及弧后输出(volcanic output)之间的关系,这将为揭示西太平洋地区构造演化提供重要证据.即将在西太平洋地区实施的IODP 349 ～ 352航次,为我国科学家提供了研究西太平洋地区构造演化的契机. 相似文献
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冲绳海槽是欧亚板块内大陆地壳的扩张作用所形成的一个弧后盆地。以弹性学原理和库仑—莫尔准则为基础,应用二维(2D)有限单元法模拟大陆岩石圈上部的构造应力场和断层发育状况。模型中使用两种位移边界条件,并采用平面应变条件进行计算。扩张位移边界条件加载于冲绳海槽内大陆地壳的底部,俯冲位移边界条件加载于菲律宾海板块的俯冲带。数学模拟的结果表明,大陆地壳底部的扩张作用使得冲绳海槽内发育正断层,最后导致冲绳海槽这一弧后盆地的形成。菲律宾海板块的俯冲作用引起欧亚板块付加体中形成逆掩断层。 相似文献
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俯冲带地幔演化与岩浆作用是地球各固体圈层之间发生物质和能量交换的重要地质过程.西太平洋雅浦海沟因其极短的沟-弧距离和洋脊碰撞等独特的地质构造特征成为研究复杂条件下俯冲带演化的理想场所.为了探究雅浦海沟地幔演化与岩浆作用,本文将前人对雅浦海沟火成岩的研究数据进行整合,分析了雅浦海沟火成岩的成因,并根据火成岩形成的制约条件,对卡罗琳板块俯冲到菲律宾海板块的地幔演化与岩浆作用过程进行了讨论.结果显示雅浦海沟火成岩均具有与俯冲相关火成岩的典型特征.橄榄岩地球化学特征指示雅浦海沟地幔熔融程度为20%~25%,地幔在部分熔融过程中受到了流体与熔体的双重交代作用.Re-Os同位素特征指示雅浦海沟地幔中存在约1.16 Ga非常古老的残余地幔,表明地幔可能经历过多期熔融事件,从而导致雅浦海沟地幔非常亏损.雅浦岛弧成因至今仍存争议,主要包括:(1)现今雅浦岛弧为帕里希维拉海盆洋壳的一部分,在中新世因卡罗琳洋脊的碰撞导致帕里希维拉海盆洋壳逆冲到原雅浦岛弧之上.(2)雅浦岛弧在不同构造时期经历过多期岛弧岩浆作用,包括俯冲初始阶段(~52 Ma)的弧前玄武岩、俯冲开始后的岛弧玄武岩(~25 Ma)、与卡罗琳洋脊碰撞(21 Ma)后的岛弧拉斑玄武岩(7~11 Ma).其中7~11 Ma的岛弧拉斑玄武岩指示雅浦岛弧岩浆活动并未因卡罗琳洋脊的碰撞完全停止,很有可能在晚中新世短暂恢复活动. 相似文献
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利用中国地震台网和ISC台站记录的P波到时数据,采用球坐标系有限差分地震层析成像方法反演了南海东北部及其邻近地区壳幔三维P波速度结构,并分析了不同地质单元的构造差异及其深部特征。结果表明:南海东北部表现出陆架地区的岩石层特性,属于华南大陆向海区的延伸,岩石层厚度较大,现今不存在大规模的地幔热流活动,推测大陆边缘张裂作用仅限于地壳内部而没有延伸进入上地幔,具有非火山型大陆边缘的深部特点。中央海盆附近上地幔P波速度明显降低,与海盆下方地幔热流活动密切相关。不同的速度异常特征表明:华南大陆暨台湾地区属于欧亚大陆的正常地壳或是与菲律宾海板块相互作用产生的增厚型地壳,冲绳海槽则是弧后扩张产生的减薄型地壳。滨海断裂带作为华南大陆高速异常和南海北部高速异常的分界,代表了一定地质时期华南地块和南海地块的拼合边界。断裂附近的上地幔低速异常揭示了闽粤沿海岩浆作用的深层动力机制。吕宋岛弧、马尼拉海沟、东吕宋海槽的速度异常与其所处的特殊构造位置有密切的关系,清晰地反映出岛弧俯冲带的地壳结构差异;台湾南部至吕宋岛弧的上地幔低速异常揭示了两个重要火山链的深部构造特征,北吕宋海脊下方100 km深度的条带状高速异常有可能代表了俯冲下沉的岩石层板片。 相似文献
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冲绳海槽中部热液活动区构造地球物理特征分析 总被引：10，自引：0，他引：10
对冲绳海槽中部南奄西、伊平屋、伊士名三个现代海底热液活动区的地形、热流分布、地震、地磁场特征进行了初步研究。结果表明,海槽中部的热液活动区都集中于海槽的中央地堑中,或位于火山口的侧坡上,或位于地堑中山脊的侧坡上,热流值高而变化大,地震事件十分上频繁,地磁场曲线变化较大。这一系列特征说明现代海底热液活动区和目前的构造活动带吻合,热液活动和岩浆作用或浅成岩浆房密切相关。板块俯冲在海槽下诱生地幔物质上涌,上涌的地幔物质所携带的热量为热液活动提供了动力源,在海槽拉张过程中形成的断裂为热液流体提供了运移通道. 相似文献
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Yuxiang Zhang Zhigang Zeng Xiaoyuan Wang Shuai Chen Xuebo Yin Zuxing Chen 《地球科学进展》1986,35(7):678-690
Revealing the controlling effect of geological structure on seafloor hydrothermal activities is of great significance in understanding the formation mechanism of hydrothermal system and searching for seafloor sulfide resources. This article summarized the topography and faults, crustal structure, gravity and magnetic field, heat flow and magmatism in the middle and southern Okinawa Trough, as well as the general characteristics of hydrothermal field distributions and hydrothermal products. By comparing the Okinawa Trough with the Manus Basin, Mariana Trough, North Fiji Basin and Lau Basin with different rock basements and extension stages, we generalized some specific geological characteristics of the Okinawa Trough, including the transitional crustal nature, low extension degree, high heat flow value, extremely thick sediments, and bimodal volcanism. The hydrothermal activities in the Okinawa Trough are controlled by fault structures, magmatism, and spreading rate, and at the same time, are affected by basement rock types and sediment covers. In the middle and southern parts of the trough, two group of faults that are parallel and perpendicular to the strike of the back-arc basin promote the fluid circulation, and large-scale magmatic activity provides sufficient heat for the hydrothermal system. In addition, the interaction of fluids with the widespread silicic volcanic rocks and thick sediments leads to the enrichment of organic matter, CO 2, and metals such as Ag and Au in the hydrothermal products. According to the extension rate and geological features of the Okinawa Trough, we believe that the Okinawa Trough has potential to have new hydrothermal fields discovered and we speculate that new hydrothermal fields most possibly exist in the regions influenced by ridge subduction as well as the neo-volcanic zones closed to the island arc. 相似文献
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The Botswana Dyke Swarm is a prominent 800 km long and 100 km wide feature on aeromagnetic maps of southern Africa, but little has been published on its exact age or geochemical composition. New age, trace element and isotope data for this dyke swarm show that is magmatism is indistinguishable from Karoo continental flood basalts. Ar/Ar dating gives an age of 178.9 ± 1.4 Ma. Both high Ti-Zr and low Ti-Zr dolerites occur, but the high Ti-Zr rocks appear to be the dominant type of magmatism. Low Ti-Zr mafic rocks have isotopic and trace element characteristics similar to a combination of a normal mid-ocean ridge basalt source with sedimentary and fluid-enriched components, which are thought to reside in the sub-continental lithospheric mantle. A lithospheric component seen in the high Ti-Zr mafic rocks is similar to that in nephelinites from Zimbabwe. 相似文献
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安徽的地壳演化:Sr,Nd同位素证据 总被引：13，自引：0，他引：13
在地壳(幔)演化和板块构遣的框架内，评述了有关安徽南部(扬子地块东部，包括大别遣山带和江南遣山带)的同位素地质年代学和Nd，Sr同位素地球化学示踪研究的成果。该地区出露地表的中元古界溪口群浅变质岩代表皖南的基底，沿江地区和大别山区的基底包舍太古宇或／和古元古界古老岩石。此格局还影响到从震旦纪到古生代沉积岩的物源区，江南深断裂以北的沉积岩中有古老岩石的贡献，而以南的物源主要来自出露的中元古界岩石。扬子陆块南北缘(大别和江南遣山带)的晋宁期演化可能与罗迪尼亚超大陆演化有密切关系，但有关研究开展很少。三叠纪大陆深俯冲和超高压变质作用研究已成为国际地球科学的热点。晚中生代(120-140Ma)本区发生强烈的岩浆活动，并伴有重要矿床的形成。中酸性岩的形成是一种壳幔物质混合的过程。沿江地区陆下地幔具有富集特征，为扬子型岩石圈地幔与软流圈地幔混合的产物。从晚中生代到第四纪，基性岩指示其源区的地球化学性质有随时间变得越来越亏损的趋势。 相似文献
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为了研究西太平洋弧后边缘海盆地的深部构造特征,于2015年在东海琉球岛弧弧后地区布设了一条穿过东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带、南冲绳海槽地区和琉球岛弧的主动源广角反射/折射深部地震剖面.利用走时正演和反演的方法得到的二维速度结构模型展现了西太平洋边缘弧后地区莫霍面的深度由东海陆架地区的大于30 km显著抬升至南冲绳海槽轴部的约16 km,地壳高度拉张减薄,并存在一系列显著的不连续下地壳高速体,速度达6.8~7.3 km/s,这是地幔上涌的显著表现.模型从深部结构角度展现了新生代以来西太平洋弧后盆地扩张中心的变迁,证实了西太平洋洋陆过渡带内深部上涌的软流圈在弧后拉张过程中不断地向洋跃迁,形成自西向东的构造迁移,并带动岩石圈进行幕式伸展,认为新生代向洋变新的构造迁移是太平洋俯冲带后撤引起的一系列弧后深-浅部地球动力效应. 相似文献
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Chemical and mineralogical data from rocks dredged at six sites along plate boundaries around the Caroline Sea define at least three separate igneous suites. Three sites were located in the Sorol Trough, along the Caroline-Pacific plate boundary, and three sites were located in the Ayu Trough along the Caroline-Philippine plate boundary. Geophysical data suggest that both features have originated through processes of crustal extension.Weathered basalts with mid-ocean ridge basalt (MORB) affinities were recovered from the base of the northern margin of the Sorol Trough. Fresh transitional-to-alkalic pillow basalts from a seamount in the central part of the trough have geochemical and Sr-isotopic characteristics similar to enriched MORB or volcanics associated with off-ridge volcanism. A suite of tholeiitic rocks consisting of high-Mg basalt, ferrobasalt and a variety of mafic to ultramafic rocks dredged from the western section of the Sorol Trough has chemical and mineralogical characteristics of other intraplate tholeiitic suites like those from Hawaii. The ferrobasalts could have been derived from a high-Mg basaltic liquid through fractional crystallization of olivine, clinopyroxene and plagioclase. The geochemical data indicate that both MORB and “hot-spot” type sources have been involved in the generation of magmas beneath the Sorol Trough. Furthermore, the highly metamorphosed and tectonized mafic to ultramafic rocks recovered with the tholeiites suggest that a significant component of shear accompanied crustal accretion along “leaky” transform faults within the Sorol Trough.The chemical and isotopic characteristics of fresh to weathered pillow-lava fragments from the axial rift and eastern margin of the Ayu Trough, suggest that a MORB-type source was tapped during crustal accretion along a central spreading centre. An assemblage of metabasalts, metagabbros and silicic plutonic rocks (plagiogranites), recovered from a scarp along the western margin of the trough, have petrologic and chemical features analogous to rocks from plutonic complexes in ophiolites and some oceanic ridges. The plagiogranites could be differentiates from a relatively hydrous MORB magma, but cannot be related to the slightly LIL-enriched basalts in the Ayu Trough by crystal fractionation. Two separate mantle sources are implicated. Metamorphic features in the plutonic rocks are inferred to be the result of hydrothermal and dynamic events associated with the inception of spreading and to subsequent tectonism which exposed them.The petrochemistry of rocks from the Ayu and Sorol troughs is consistent with the hypothesis that crustal accretion occurred along the northern and western boundaries of the Caroline plate and further suggests that a variety of sub-oceanic mantle sources have been involved in the genesis of the crust in each region. 相似文献
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The Tyrrhenian rift zone has been the site of widespread magmatism since late Tortonian times. A pronounced asymmetrical distribution, reflecting the tectonic structure, characterizes Italian magmatism. Sodic basalts occur on the western Tyrrhenian flank and transitional-MORB basalts occur in the Tyrhenian Sea. The eastern flank, however, is characterized by K-alkaline and HK- to ultra-alkaline (e.g. carbonatites and melilitites) rocks. Major trace elements and isotopic compositions allow two major magmatic lineages to be identified: one relating to a non-radiogenic basaltic end-member and the other to a mantle end-member enriched in Ca, with high LILE/HFSE ratio and high Sr isotopic ratios. Their mantle sources are located within the lithosphere thermal boundary layer (TBL) and the metasomatized phlogopite-carbonate asthenosphere at the base of the TBL, respectively. The composition and spatial distribution of volcanism and relative mantle sources tend to map the geometry of the lithospheric mantle and to define a pronounced increase in depth from less than 60 km to about 100 km across the boundary between the thinned Tyrrhenian lithosphere and the Adriatic lithosphere. A mechanism of intra-continental passive rifting, which drives mantle upwelling, is sufficient to satisfy the petrological and geochemical constraints and the observed tectonic environment without requiring a subduction plane. 相似文献