- 孙珍;刘思青;庞雄;姜建群;毛爽;
深地震探测、大洋钻探及野外露头观测等技术方法的联合运用,极大地推动了对大陆边缘地质过程的认识。目前对大陆边缘,尤其是对被动大陆边缘的结构、演化和发育机制的认识,正在经历一场前所未有的变革。文章从基本的概念和分类开始,综述了全球已探测到的几种主要大陆边缘类型的盆地结构、深地壳?岩石圈结构、圈层速度、沉降特点和破裂方式的研究进展,讨论了被动大陆边缘的发育和演化的机制。综合已有研究进展,指出富岩浆型和贫岩浆型陆缘在裂前和裂陷期具有相似的岩石组成和裂陷结构特征,只是在破裂前后由于岩浆量的不同而发生了结构的分异。贫岩浆型陆缘中的全岩石圈断裂型、上地壳过渡型、下地壳剥露型、上地幔剥露型,甚至下地壳+上地幔剥露的组合类型陆缘,是被动陆缘在张裂期由于岩石圈各层流变结构等因素的差异发生分异演化的结果。贫岩浆型陆缘下地壳高速体主要来源于地幔蛇纹岩化,而富岩浆型陆缘则主要来源于高温地幔熔融产生的底侵或侵入,局部可能继承了前张裂期的高速变质岩体。上述大陆边缘研究成果为研究南海的结构和演化提供了很好的对比和借鉴。
2016年01期 v.35 1-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K] - 宋晓晓;李春峰;
西太平洋聚集了地球上大量的边缘海盆和俯冲带,在全球地球动力学研究中占有举足轻重的地位,一直以来都是大洋钻探的重点区域。文章通过归纳过去40年来科学大洋钻探在西太平洋的地球动力学成果,分析当前大洋钻探的现状,进而探讨仍然存在的问题及未来钻探的区域。钻探成果揭示了边缘海盆的演化过程,包括日本海盆的弧后海底扩张成因,菲律宾海的弧后扩张和残留弧的形成模式及南海构造演化过程。深海沉积物的研究及玄武岩的地球化学分析为海盆的扩张成因提供依据,同时为了解海盆扩张过程中的地幔演化过程提供重要信息。大洋钻探成果表明,俯冲倾角大小不仅影响俯冲工厂的动力学机制,而且对俯冲板块耦合性具有控制作用。目前日本南海海槽发震带钻探项目的最大钻探深度为3056米,未来几年有望获得发震带的岩石样本。对于西太平洋的两个重要构造单元-Shatsky海隆和翁通—爪哇海台的成因机制问题,大洋钻探获取的依据仍不能单一地支持某一个假说。在南斐济海盆及赫布里斯海盆发现的大洋红层的形成主要受控于海盆的海底扩张事件。苏拉威西海和南海发现的大洋红层直接发育在大洋玄武岩之上,可能为海盆的扩张起标定作用。虽然过去进行了大量的钻探工作,但因西太平洋边缘海盆具有很大的构造多样性和复杂性,仍然有很多科学问题有待进一步开展研究。
2016年01期 v.35 17-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K] - 李付成;孙珍;张江阳;
文章通过物理模拟和数值模拟相结合的方法,探讨了海山在俯冲过程中自身出现的变化特征。结果表明,海山在增生楔体中俯冲时,主要变化特征表现为其上覆的大洋沉积物的刮落,唯有海山尾部的洋壳有小部分大洋沉积物得以保存;当海山开始进入俯冲通道时,海山逐渐由向陆壳之下硬挤入变为向地幔挠曲,而向地幔的挠曲变形为海山进入俯冲提供了充足的空间并使俯冲洋壳的俯冲角度增加。俯冲挠曲过程有效降低了陆壳与海山之间的耦合度,从而降低大震的发生概率。此外,文章也对多手段研究俯冲带变形的尝试进行了探讨。
2016年01期 v.35 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1488K]
- 刘青松;刘建兴;段宗奇;
古地磁学在20世纪极大地促进了板块构造理论的诞生和全球大洋钻探计划的发展。对洋壳的磁性研究是这场地学革命的突破点之一。从磁学性质上,洋壳磁性包括洋壳中所含磁性矿物本身的性质以及这些矿物携带的古地磁信息。从介质性质上,洋壳包含下部岩石层(包括枕状玄武岩、辉长岩和橄榄岩)和上部沉积物。文章首先总结洋壳的磁性结构,并对其代表的动力学意义进行深入探讨,主要包括应用磁异常条带进行年代学、地球深部动力学、大洋洋壳的板块运动学以及热点演化等研究,详细总结了国内相关研究中南海洋壳的磁性研究进展。最后对研究中遇到的相关难点和关键科学问题进行了回顾与展望。
2016年01期 v.35 38-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K] - 赵明辉;贺恩远;孙龙涛;徐亚;游庆瑜;郝天珧;杜峰;丘学林;
综述了马里亚纳海沟俯冲带二维(2D)和三维(3D)深地震探测的研究进展,要点如下:1)伊豆—小笠原岛弧下方玄武质火山岩的物质成分基本一致,中地壳的速度特征与陆壳相似,岛弧底部镁铁质到超镁铁质的壳幔过渡层(crustmantle transition layer,CMTL)通过拆沉(delamination)等作用返回地幔,实现由岛弧到陆壳的演化;2)不同年龄的洋内岛弧具有不同的速度结构特征,说明它们的地壳密度不同,可用不同的模型来解释;3)岛弧体系中速度结构及演化历史在时间和空间上的特征变化,揭示了俯冲开始时洋壳和地幔的属性以及俯冲开始的原因。马尼拉海沟与马里亚纳海沟相比,虽然地质背景不同,但研究方法可以借鉴。今后的马尼拉海沟俯冲带探测的重点包括海底地震仪2D/3D联合探测、海底电磁探测,以及天然地震的长期观测等。马尼拉海沟项目的实施将加深对俯冲带运行机制的认识。
2016年01期 v.35 48-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3048K] - 张莉;赵明辉;丘学林;王强;
通过挖掘海底地震仪记录的转换横波信息,可以促进对地壳岩性、均质性的认识。以南海南沙地块OBS973-1剖面上18个台站的数据为实例,阐明了海底地震仪横波震相识别的方法。首先对三分量OBS(Ocean Bottom Seismometer)地震数据进行带通滤波、维纳滤波、极化滤波等去噪处理,然后利用能量扫描法求得极化角进行水平分量坐标旋转,求取最佳径向分量。数据处理结果表明,相对于OBS记录的磁罗盘方位角,能量扫描法求取的极化角更为准确可靠。最后通过OBS973-1地震剖面垂直分量与径向分量上的纵横波走时对比、质点运动轨迹、速度模型试算等手段,进一步确定了转换横波震相的类别。在南沙地块OBS探测中成功地在10个台站中识别出了PgSs、PnSc、Pms等震相,不仅可以为下一步横波速度结构模拟提供坚实的数据基础,而且可以为今后OBS转换横波在其他地区的有效应用与推广提供借鉴。
2016年01期 v.35 61-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 4533K]
- 杨亚力;杜岩;
采用国际海—气综合数据集(The International Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set,ICOADS)船舶观测资料及简单海洋同化分析数据(Simple Ocean Data Assimilation,SODA),研究了厄尔尼诺(El Ni?o-Southern Oscillation,ENSO)和印度洋海盆模态(Indian Ocean Basin,IOB)对南海海表温度(sea surface temperature,SST)影响的年代际变化,并着重讨论了不同时期海洋平流输送对SST异常的影响。结果表明,ENSO事件对南海SST的影响呈现显著的年代际变化特征;在1870~2007年期间,扣除资料较少的时期,有4个显著不同的时段,分别是1892~1915年、1930~1940年、1960~1983年、1984~2007年。在1950年之前的两个时段,南海在ENSO期间出现一次显著的增暖,而在1950年之后的两个时段中,南海出现了两次显著的增暖。除第一个时段外,其余三个时段ENSO发展期冬季大气潜热及短波辐射异常是导致南海增暖的主要原因,海洋平流作用较弱;而在最近的两个时段中,海洋平流对ENSO消亡年夏季南海增暖有重要影响。不同时段海洋平流对南海增暖贡献的差异说明ENSO及IOB对南海区域气候的影响具有明显的年代际变化特征。
2016年01期 v.35 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1258K] - 滕涌;韩磊;杨永增;乔方利;孙宝楠;芦静;
本研究基于MASNUM第三代海浪数值模式,利用2005年太平洋区域17个浮标的有效波高数据做检验,对海浪模式波向在12、24、36和48四种离散划分进行了数值实验。结果表明,在太平洋区域中纬度和太平洋东部地区,36个角度划分是较好的选择,而在太平洋低纬度,24个波向划分是较好的选择;冬、夏季数值模拟与检验对比表明,较好的角度划分数分别是24和36;有效波高在2.0~4.0m时,较好的波向划分数是24;有效波高小于2.0m时,24与36个波向划分数值模拟结果非常相近。而在高海况下,36个角度划分是较好的选择。上述结果均比采取波向离散12的结果有明显改进。文章认为,应使用高于12的波数离散数划分,24或36个波数角度离散划分是较好选择。
2016年01期 v.35 82-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K]