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1.
《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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冲绳海槽宫古段中央地堑的形态与分布 总被引：3，自引：0，他引：3
采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船最近几年在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内中央地堑的形态及空间展布特征。本文给出的成果大大加深了关于冲绳海槽中央地堑各种变化的认识。指出,按照形态,中央地堑分为U型、V型和半地堑三种。其中大部分中央地堑为U型地堑。地堑的深度40～250m,宽度6～14km,长度17～33km。冲绳海槽宫古段的最大水深为2244.4m,位于中央地堑城阳段北端底部靠东的一侧(125°19.3′E,25°49.8′N)。本研究区的中央地堑可分为断续的9段,从东北向西南大致呈右旋雁行排列。但黄岛段相对于崂山段,城阳段相对于莱西段,李仓段相对于城阳段又稍微向西偏出,呈现为左旋雁行排列。地堑的走向一般为N60°E左右,相对于冲绳海槽的走向更偏向于东西方向,偏角在15°左右。各段中央地堑是被NW向断裂错开的。这些断裂在海底表现为明显的海底断崖地貌和陡沟地貌,在地震剖面上表现为明显的地层错位,其错位的幅度往往老地层比新地层要大。根据地震剖面分析,这些NW向的断裂应该是走滑性质的。本文展示的中央地堑在形态上和空间展布形式上都和扩张洋脊类似。莱西段和城阳段中央地堑之间重叠地堑,在形式上也类似于扩张洋脊的重叠扩张中心。从地堑深度较浅并发育重叠地堑来分析,冲绳海槽的扩张速率应当介于慢速扩张和中速扩张之间。本研究区莱西段、即墨段和平度段海底地形相对较高,中央地堑深度变浅,并发育重叠中央地堑,应该相当于快速扩张大洋中脊的轴高,可能是正在孕育岩浆活动的位置。目前我们所观测到的中央地堑的错断和有规律的排列说明海槽的主体演化过程已经在拉张盆地和断陷盆地的基础上上升到一个更高的阶段。本文根据中央地堑的展布形式、重叠中央地堑,及其两侧中央地堑中的海底山推测此区域海底扩张可能正在进行。 相似文献
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4.
东海与泥底辟构造有关的天然气水合物初探 总被引：6，自引：2，他引：4
根据所获得的高分辨率地震资料分析,发现冲绳海槽南部西侧槽坡附近以及海槽内部发育有一系列泥火山（底辟）构造,在地形上表现为泥火山地貌,在穿过泥火山的地震剖面上,表现出典型的泥底辟构造。对穿过泥底辟构造的DMS01-5地震剖面进一步的处理和解释发现,泥底辟构造顶部存在明显的似海底反射（BSR）,其与海底反射波组极性相反,在BSR之上存在振幅空白带,在速度谱上出现速度异常,指示存在与泥火山有关的天然气水合物。从世界广泛发现的与泥底辟构造有关的天然气水合物来看,天然气水合物既可以在泥底辟构造的丘状外围成藏,也可以在其外围的海底沉积物中产出。在泥底辟构造的丘状外围附近,天然气水合物的形成机制类似于传统的矿物低温热液的形成;在泥底辟构造外围海底沉积物中,其形成过程类似于传统的矿物交代形成机制。冲绳海槽泥底辟构造的发育与很高的沉积速率和槽坡的活动断层有关。在冰期期间,长江携带大量的陆源物质直接输送到大陆坡地区,沉积速率达300 m/Ma,产生异常高压,同时张性断层极为发育,为流体的迁移提供了良好的通道,在异常压力以及上覆地层压力作用下大量流体向上运移,从而发育大量的泥底辟构造。富含甲烷的流体易在其外围及外围海底沉积物中形成天然气水合物藏。 相似文献
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冲绳海槽的晚第四纪浊流沉积 总被引：1，自引：0，他引：1
张明书 《吉林大学学报(地球科学版)》1988,(1)
冲绳海槽晚第四纪的浊流沉积发育在海底斜坡带和坡折处静水环境,属阵发性纵向浊流。物质来源于海槽中心斜坡区的滑塌沉积物、岛坡、陆坡和台湾宜兰浇滩的碎屑沉积物。受控于海底地形、滞流环境和构造岩浆活动以及伴生的浅源地震。 冲绳海槽海底表层浊流沉积物,形成在晚更新世末次冰期最盛期、末次冰期末和冰后期三个阶段,以末次冰期最盛期阵发频繁,浊积物最发育,与气候寒冷期有一定的相关性。 相似文献
6.
冲绳海槽位于西太平洋活动大陆边缘,是一个目前正处于弧后扩张作用早期的、年轻的弧后盆地,张性断裂发育,火山活动强烈.岩石类型分布和岩石地球化学特征表明冲绳海槽中部和南部的岩浆作用存在明显差异,但迄今为止人们对于导致该差异的原因尚不清楚.对已有的冲绳海槽玄武岩的资料进行了综合对比分析,并依据冲绳海槽岩浆岩的Pb同位素组成特征,指出冲绳海槽及其所在的沟弧盆体系之下的地幔属于印度洋型地幔,相对于海槽中部的玄武岩岩浆,海槽南部的玄武岩岩浆来自地幔更高程度的熔融;冲绳海槽玄武岩岩浆受到了俯冲板块物质加入的影响,且南部玄武岩岩浆受影响的程度要高于中部,这可能受控于俯冲板块的深度(南部:100~150 km;中部:约200 km);冲绳海槽玄武岩部分属于MORB型,这应是冲绳海槽早期扩张的重要特征和证据之一.在上述分析工作的基础上,提出了今后对冲绳海槽岩浆作用的研究应主要集中在以下几个方面:冲绳海槽基底岩石类型的甄别与分布;岩浆源区地幔的类型及特征;板块俯冲对冲绳海槽岩浆作用的贡献及制约机制;冲绳海槽岩浆作用与海底热液活动的内在联系等. 相似文献
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冲绳海槽中段西陆坡下缘天然气水合物存在的可能性分析 总被引：28，自引：0，他引：28
海洋中的天然气水合物主要发育在有机质供应充分、沉积速率快、热流值较高、水深大于300m的大陆斜坡和活动边缘的增生楔发育区;沉积物类型主要以泥质砂岩、砂质泥岩和浊积岩为主。似海底反射层(BSR)和极性反转是识别天然气水合物层的关键标志。冲绳海槽中段西陆坡下缘水深大于1000m;沉积物类型主要为粉砂质泥和泥质粉砂,在部分层位见浊积层。与东海陆架相比,西陆坡下缘的有机质含量、沉积速率的热流值都较高,其范围分别为0.75%～1.25%、10～40cm/ka和70～437mw/m2;单道地震剖面具有明显的似海底反射层(BSR)和极性反转特征,因此,推断冲绳海槽中段西陆坡下缘可能存在天然气水合物层。 相似文献
8.
现代海底热液活动区的分布与构造环境分析 总被引：8，自引：2，他引：6
对全球490多个热液活动区的三维空间分布和构造背景进行了研究,对发育热液活动的构造环境进行了分类,并对各种构造环境发育热液活动的频度进行了统计分析。根据已有的统计数据指出了现代海底热液活动的三维空间分布规律,并对此进行了理论分析。指出现代海底热液活动区主要沿大洋中脊、弧后盆地和板内火山分布,并主要限于40°N和40°S中、低纬度带之间,水深集中在 1300～3700 m之间。出现热液活动概率最高的水深为 2600 m,其次为 1700 m、1900 m、 2200 m、3000 m和 3700 m,平均水深为 2532 m。扩张轴的中轴谷、海底火山口及不发
育中轴谷的扩张脊是发育热液活动的主要构造背景。并提出,现代海底热液活动总是出现在构造活动的部位,但并不是构造活跃的部位就发育热液活动。热液活动的发育和构造并不直接相关但却和岩浆发育密切相关。热液活动的发育在位置上受控于岩浆活动,在时间上,它发生在岩浆活动结束后,是强烈的热膨胀、热冷缩后的释热形式。 相似文献
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大洋钻探对海底热液活动研究的贡献 总被引：6，自引：4，他引：6
大洋钻探为海底热液活动研究提供了大量数据资料和样品。在此基础上,通过研究流体-沉积物／岩石相互作用,热、物质通量和流体流动,分析构造对海底热液活动的控制作用,使人们对海底热液循环有所了解,并对深部热液成因石油的特征,海底热液沉积物的空间结构和物质组成,以及深部生物与海底热液活动的关系有了一些认识。未来通过实施IODP,海底热液活动研究将会取得更多新的成果。 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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Submarine hydrothermal mineralization in the Okinawa Trough, SW of Japan: an overview 总被引：3，自引：0，他引：3
The Okinawa Trough is a heavily sedimented, rifted back-arc basin formed in an intracontinental rift zone. Submarine hydrothermal activity is located within the six back-arc rifts located in the middle and southern Okinawa Trough and its distribution is controlled principally by tectonic factors. Subduction of the Daito and Gagua Ridges beneath the Ryukyu Arc has resulted in fracturing of the brittle lithosphere beneath the Okinawa Trough. Hydrothermal activity is strongest in the volcanic arc-rift migration phenomenon (VAMP) area plus the JADE site and Southernmost Part of the Okinawa Trough (SPOT) area which form the prolongation of these two ridges. These areas are characterized by extremely high heat flow locally. Submarine hydrothermal fluids from the Okinawa Trough tend to be strongly influenced by interaction of the hydrothermal fluids with organic matter in the sediment resulting in high alkalinity and NH4+ concentrations of the fluids. The fluids also contain high concentrations of CO2 of magmatic origin. Submarine hydrothermal mineralization in the trough is diverse. The CLAM site consists principally of carbonate chimneys. Interaction of the hydrothermal fluid with organic matter in the sediment is particularly strong at this site. This is most probably a sediment-hosted deposit in which sulphide minerals have deposited within the sediment column leaving ‘spent ore-fluids’ to emerge at the seafloor. The JADE site consists of active and inactive sulphide–sulphate chimneys and mounds. The Zn–Pb-rich sulphides at this site contain the highest concentrations of Pb, Ag and Au so far recorded in submarine hydrothermal sulphide deposits. At Minami-Ensei Knoll and Hatoma Knoll, active and inactive chimneys consist principally of anhydrite and barite as a result of phase separation of the hydrothermal fluids beneath the seafloor. An intense black smoker has recently been discovered at Yonaguni Knoll in the SPOT area. If it is confirmed that sulphide mineralization is dominant at this site, this could be a highly prospective area. The most prospective areas for economic-grade minerals in the Okinawa Trough appear to be the JADE site and the SPOT area. 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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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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Mercury Anomaly in the Okinawa Trough Sediments—An Indicator of Modern Seafloor Hydrothermal Activity 总被引：2，自引：0，他引：2
The Okinawa Trough is located between the shelf-sea area of the East China Sea and the deep-sea area of western Pacific Ocean.
More than 60 chemical elements in the sediments from the shelf area of the East China Sea, the Okinawa Trough and western
Pacific Ocean were determined by advanced techniques including neutron activation analysis, X-ray fluorescence spectrometry,
atomic fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrometry. Quantitative comparisons of the element abundances of
the sediments were made in terms of the enrichment coefficients (K) of the elements.K > 1.5 indicates enrichment (K = 1.5–2, weak enrichment; K = 2–4, strong enrichment) andK > 4, anomalous enrichment. The results show that the Okinawa Trough sediments are characterized by Hg anomaly and the enrichment
of such elements as Au, Ag, Se, Te, Sb, Cd, Mn, Mo, etc. Detailed studies show that the excess Hg comes from hydrothermal
solutions rather than from the continent, sea water, marine organisms, cosmic dust or volcanic rocks. Attributed to modern
hydrothermal activities on the sea floor, Hg anomaly can be used as a geochemical indicator of modern seafloor hydrothermal
activity.
This project was granted by the National Natural Science Foundation of China. 相似文献
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冲绳海槽海底沉积物汞异常──现代海底热水效应的“指示剂” 总被引：11，自引：0，他引：11
基于６０余种化学元素丰度的比较，发现冲绳海槽海底存在汞异常，论证了“过剩汞”系源自海底热水，指出汞异常可作为现代海底热水效应的一个地球化学指示剂。 相似文献
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