新生代华夏岩石圈减薄与东亚边缘海盆构造演化的年代学与地球化学制约研究

年代学与地球化学制约表明,华南的茂名与三水盆地从92～38Ma期间有近连续的火山喷发,并在(56±2)Ma火山作用源区发生了急剧的转折。这与东亚边缘海盆地最早伸展在时间上和构造方向上是一致的,形成了一系列NE向左旋剪切伸展盆地以及南海南西海盆、苏拉威西海、西菲律宾海等洋盆。35～17Ma期间印支块体沿红河断裂向东南挤出,使东亚沿NE向左旋剪切伸展受阻。因此,这一期间华夏块体上没有出现与拉张有关的玄武质岩浆作用,始新世洋盆NE向扩张也逐渐被终止。关于南海的晚第三纪扩张,年代学与构造证据是与根据磁异常确定的32～17Ma扩张期相矛盾的。17Ma以后,华夏、东海至日本海岩石圈均出现了强的NE向伸展,也使印支块体沿红河断裂从左旋挤出转向右旋走滑。南海在这一期间再次出现扩张,应是一个合理的构造格局。

东亚及其大陆边缘新生代构造迁移与盆地演化

构造迁移是盆地发展演化过程中十分普遍的地质现象,但西太平洋地区相关研究程度较低,本文基于近10年来对中国东部海域渤海湾盆地、南黄海盆地、东海陆架盆地和南海盆地等所开展的大量研究工作,并综合前人研究成果,对西太平洋地区中最具有代表性的中国东部及邻近海域的新生代构造迁移特征进行了系统讨论。西太平洋活动大陆边缘位于欧亚、太平洋和印度三大板块的交汇处,占据了全球板块汇聚中心的独特位置,并同时受到印度板块的挤入、太平洋板块的后退式俯冲、台湾造山带的楔入的联合作用,自新生代以来,形成了宽阔的自西向东后退式的沟弧盆体系。中国东部及邻区作为西太平活动大陆边缘的重要组成部分,在这个大地构造背景下,新生代的构造特征总体也表现出自西向东的迁移规律,具体表现在盆地的断裂活动性、沉积作用、断陷的萎缩与消亡等自西向东变新逐步演化,新生代的生、储、盖、圈、运、保六大油气成藏要素也表现出西早东晚、自西向东迁移的特征。这种成藏规律的识别对于中国东部油气、天然气水合物勘探具有非常重要的指导意义。最后,从板缘、板内和板下过程和机制,探讨了盆内和盆间的新生代构造迁移机制,这种构造-岩浆-成盆-成藏等的向洋变新迁移和跃迁是晚中生代以来挤出构造和新生代北西向壳内伸展、印度和欧亚板块碰撞诱发的软流圈向东流动的远程效应及太平洋俯冲带的跃迁式东撤的联合效应。

地球化学方法示踪东亚大陆边缘源汇沉积过程与环境演变

东亚大陆边缘发育特征的河控型边缘海沉积,其源汇沉积过程的深入研究对于深入理解地球表生过程、物质循环和大陆边缘构造沉积演化特征,具有重要意义。东亚边缘海沉积地球化学研究主要集中于几方面:入海河流沉积物的地球化学组成示踪沉积物源区的风化剥蚀特征,河口陆架区沉积地球化学行为;通过大陆边缘的沉积地球化学记录,探讨不同时空尺度河流入海沉积物的通量、搬运扩散方式及其蕴含的季风气候和海区环境演化信息。目前相关研究与国际前沿水平依然存在较大差距,需要从海陆结合的地球系统科学角度,通过地球化学与其他学科方法交叉的研究手段,从整体上研究东亚大陆边缘的沉积过程,揭示从流域到河口、陆架至开阔海的沉积物源汇系统过程和环境演变规律,及东亚大陆边缘沉积和海陆相互作用的全球意义。

东亚季风边缘区气候代用指标的分形比较及其意义

利用R/S分析东亚季风边缘区祁连山教德冰心、树木车轮、黄土磁化率、CaCO3含量曲线，得到其分维值分别为1．29、1．30、1．19和1．15，证实近百万年来东亚率风演变的特征是长期持续的，即季风边缘区具有干净化趋势，且旱化趋势的成分更为明显。其中，冰心δ18O比率、年轮指数的分维数与乌鞘岭年平均温度记录的分维值1．25接近，黄土磁化率和CaCO3含量的分维数与年降水量记录的分维值1．19一致。虽然这些气候指标是用不同物理单位测量并在不同时间尺度记录的，但分形分析可对它们进行数学比较，从而揭示出不同信息源所包含的气候意义。

东亚季风边缘活动带研究综述

由于其同时具有的生态脆弱性和气候敏感性,东亚季风边缘研究有利于加深认识季风以及生态系统在过渡带上的特性,而且它对于国家的西部大开发战略以及南水北调工程都有重要的气候学指导意义。从天气学原理角度出发,分析指出青藏高原等地形以及海陆热力差异是对东亚季风边缘影响的重要因子,ENSO和全球变暖等因子对季风边缘活动也有影响。阐述了季风的年际变化,季风边缘,季风边缘进退等概念。通过对代用资料如湖相沉积,湖面大小变化,陆相沉积以及农牧交错带演变研究的综述,对古季风的演变做了分析,指出近几千年来干旱化趋势的存在。利用现有气象观测资料所作的东亚季风边缘的年际和年代际变化很少,这是一个可以深入研究的方面,已有的气候平均态的研究可以对此做一定的指导。同时,北方干旱化和东亚冬季风边缘研究既有区别又有联系,两方面相互促进。

东亚夏季风边缘带的气候特征

利用近30年的NCEP再分析格点资料及中国站点降水资料,从降水、湿度、风场、水汽输送等角度研究了东亚夏季风边缘带的气候特征及其与华北、西北降水的关系。结果表明,降水场、比湿场、风场、水汽输送场所描述的东亚夏季风边缘带位置基本一致,大致沿西南—东北走向自西向东经过黄河上游—河套—华北北部—东北。夏季风边缘带附近的夏季降水年际变化较大,且夏季降水量与季风强度呈正相关。当夏季风影响到西北、华北北部时,西北、华北夏季降水偏多;反之则偏少。

东亚夏季风边缘摆动区陆面能量时空分布规律及其与气候环境的关系

东亚夏季风边缘摆动区既是气候敏感区,也是生态脆弱区和农牧交错带,其特殊陆面能量空间分布格局和演变特征对理解该区域天气和气候变化有重要意义。然而受限于陆面观测资料缺乏,对这部分陆面特征的认识仍非常有限。通过对34a陆面模拟集成产品的分析,发现夏季风边缘摆动区内潜热和感热通量在空间上表现出明显的过渡特征,由摆动区外的相对均衡状态进入到摆动区内的"突变转换";陆面能量平衡具有明显的区域特征,能量平衡各分量在纬向和经向都表现出了"阶梯型"的变化。就演变而言,区域平均感热和潜热没有表现出规律性的递减或递增趋势,波动幅度在±20%以内,但在20世纪末存在一个较为明显的摆动相位转换:1997年之前夏季风边缘摆动区夏季风相对活跃,潜热通量总体高于其气候值而感热通量则低于其气候值,之后出现了相反的现象。此外,区内感热和潜热通量对气候环境干湿性质非常敏感,两者存在明显的线性关系。

用瑞利面波研究东亚及西太平洋地壳上地幔三维结构

用分布于欧亚大陆及西太平洋地区106个宽频带数字地震台站约20000多个长周期波形记录,挑选出沿10600条大圆路径传播的瑞利面波,采用频散分析及波形拟合反演方法,对东亚及西太平洋边缘海地区地壳上地幔进行高分辨率三维层析成像。高分辨率速度成像表明,从上地壳到70km深,在东亚东部及西太平洋边缘海地区均为高速分布,西部以青藏高原为中心呈极低速分布。从100km至250km深,在东亚东部及西太平洋边缘海,自北向南显示出一条宽约2500km^4000km,长约8000km的巨型低速异常带。深度为300km^400km的平面图上,速度差异幅度不大,塔里木至扬子地块仍然显示为高速分布。东、西两部份岩石圈与软流圈的结构有着巨大的差异。西部主要是印度板块与欧亚板块碰撞引起的岩石圈汇聚增厚区;东部则主要是由于软流圈上涌(地幔热物质上升)引起的岩石圈拉张减薄区。古新世印度板块与欧亚板块的碰撞,岩石圈板片以低角度下插到青藏高原之下,引起高原隆起和地壳增厚,西部地区成为岩石圈汇聚区。中生代中晚期东亚大陆东缘岩石圈解体,软流圈物质上涌,岩石圈减薄张裂,形成巨型低速带,并演化为东亚裂谷系。现今的西太平洋边缘海、沟弧盆体系,是新生代中晚期太平洋板块、澳大利亚板块与欧亚板块相互作用形成的。

中国西北干旱内陆区季风-西风交互作用研究进展

中国西北内陆干旱区存在季风和西风两个气候变化模态,是季风-西风交互作用影响区。对该区域气候环境的研究具有重要的理论和现实意义,也是当前全球变化研究中备受关注的前沿问题。本文通过梳理前人对季风、西风区及其边缘活动带界定、器测和代用指标的两大环流气候影响及其交互作用研究进展,认为今后需加强对西风模态及其与季风交互作用、区域界定、高分辨率大时空尺度驱动机制的相关研究,以期推动区域全球变化响应及其动力机制等学科领域发展,为西北干旱区区域沙漠化治理和国家生态安全战略提供科技支撑和决策理论依据。

东亚及西太平洋地壳上地幔P波三维速度结构

利用ISC报告中 1 70 5 5 0条P波到时资料 (地震数为 1 2 5 0 0 ,台站数为 92 8个 ,且地震和台站都分布在研究区内 ) ,对东亚及西太平洋边缘海 ( 60°E～ 1 5 0°E ,1 0°S～ 60°N)的深至 30 0km的地壳上地幔三维速度结构进行了研究 ,分辨率达 2°× 2°.初步结果表明 :( 1 )在研究区域内东西两部分的岩石圈与上地幔低速带的结构有非常明显的差异 .横向上大体以 1 0 8°E为界 ,纵向上以 90km深度为界 ,东部与西部P波速度结构差异较大 .西部是岩石圈汇聚增厚区 ,东部是岩石圈拉张减薄区 .西部上地幔低速带不发育 ,东部低速带比西部厚 .( 2 )青藏高原地壳岩石圈巨厚 ,上地幔低速带不明显 .印度次大陆岩石圈板片以低角度下插到青藏高原之下 .( 3)日本海和菲律宾海地壳之下有高速体 ,可能是太平洋板块向东俯冲产生的 .

南黄海中部隆起一个新的大地热流值:CSDP-2井热流测量结果

大地热流值,是岩石圈、地壳和盆地等各种尺度的构造演化和地球动力学研究的重要参数.南黄海是东亚大陆边缘的重要组成部分,但与东海陆架、冲绳海槽、渤海湾盆地等的大地热流研究相比,其研究程度较低,只有10个大地热流测点且大部分位于南部坳陷,不能很好地表征南黄海的大地热流特征.系统和准确的地温和热导率测量,是获得可靠大地热流值的基础.南黄海中部隆起之上的大陆架科学钻探CSDP-2井,全取心钻进2843.18 m,2016年先后5次系统测温,给了我们一个绝佳的系统研究其大地热流的机会.对井中295块沉积物或沉积岩进行了热导率测量,并进行了温度压力等校正.根据热导率的垂向分布特征将全井分为6个井段,地温梯度分别为31.86、24.38、23.54、18.09、18.21和20.18℃·km^(-1),平均23.46℃·km^(-1),热导率则分别为1.776、2.765、3.182、3.623、4.184和2.825 W·(m·K)^(-1),大地热流分别为56.5、67.4、74.9、65.5、76.2和57.0 mW·m^(-2).全井平均大地热流为68.9 mW·m^(-2),考虑地层裂缝孔隙影响后,大地热流校正为66.7 mW·m^(-2).这个大地热流值,比北部坳陷稍高而比南部坳陷稍低,是中晚侏罗纪前陆挤压和新生代伸展等构造热演化的大致反映.南黄海热流在东亚大陆边缘处于偏低的水平,反映了南黄海在东亚陆缘相对偏冷的地质背景.

板块汇聚带的造山和重力垮塌作用及其力学成因:以雅鲁藏布江-喜马拉雅山汇聚带为例

从大洋底部磁异常条带的宽度变化可以看出,大洋的扩张速率是时常变化的,这种变化与板块俯冲角度的变化一样,对板块汇聚带的应力和应变场有重要的控制作用。中国存在众多不同特征、不同年代的板块汇聚带,根据其中发生的构造作用可以反演汇聚带在板块扩张速率和俯冲角度控制下的演化。有着巨大高差的喜马拉雅山构造带和雅鲁藏布江缝合带在喜马拉雅山东、西构造结逐渐交汇在一起,其平均海拔高度随之增大而宽度不断变小。喜马拉雅山中段的推覆发生在中新世早期,在推覆的过程中,其北缘沿藏南拆离系还发生了大规模的南北向伸展。这表明在中新世前,在雅鲁藏布江缝合带和喜马拉雅山之间可能存在一个规模很大的造山带,在这里称之为喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带,它在中新世初发生了垮塌。作为这个造山带的前缘,喜马拉雅山中段发生向南的推覆,这就是喜马拉雅山中段的推覆时间要远远滞后于印度和欧亚大陆的碰撞时间的原因。造山带的垮塌可能是印度与欧亚大陆间水平汇聚速率的突然减小造成的。发生在古近纪的日本海和中国的松辽盆地的弧后扩张与喜马拉雅山—雅鲁藏布江造山带的重力垮塌作用可以对比,可能是太平洋和欧亚大陆汇聚速率的突然减小造成的。在白垩纪,太平洋和欧亚大陆汇聚速率很大,所以,欧亚大陆东缘,包括日本海和中国的松辽盆地,在当时可能是规模很大的造山带。位于秦岭南侧,上覆在四川盆地之上的大巴山推覆带的形成机制与喜马拉雅山在中新世的推覆成因类似,与晚白垩世—古近纪秦岭的垮塌有成因关联。秦岭的垮塌可能是华南—华北汇聚速率减小造成的,在此之前秦岭要比现今高得多。

56Ma:华南岩石圈伸展和南海张开的重要转折时间

广东四会 吴川断裂带茂名、三水、河源、连平 南雄等盆地火山岩的年代学、岩石学和钕同位素资料表明 ,在 92～ 38Ma存在连续的火山作用 ,并在始新世早期 (约 5 6Ma)火山作用源区从下地壳突然转向上地幔 ,标志着华南岩石圈在这一时间出现大规模伸展减薄。这一重大转折事件与菲律宾海、南海等东亚边缘海盆的最早张开密切相关。

“从源到汇”的时间尺度——根据U系同位素计算海洋沉积物的搬运时间

东亚边缘海陆源碎屑沉积物的"从源到汇"过程是我国陆海相互作用和海洋地质研究的重要内容。目前我国已开展的沉积物源汇研究大多集中于源汇过程中的"源"和"汇"2个端元的讨论,而对沉积物从源到汇的过程尤其是时间尺度缺乏系统和定量的探讨。根据234 U/238 U比值定量计算沉积物的搬运时间,是国际上最近发展的一种同位素地球化学示踪方法,已经成功应用于世界多条河流和海洋沉积物的搬运时间计算。对该方法的理论基础和应用情况进行了系统的介绍,该方法在我国的应用和推广将有助于深化我国东部边缘海不同构造—气候—人类活动背景下河流入海沉积物的从源到汇过程研究。

串点成线 巧绘和美乡村图——潜山市痘姆乡求知村:地质文化串起乡村产业链

安徽省安庆市潜山市痘姆乡求知村距天柱山国家级风景名胜区20 km,辖30个村民组,面积12.6 km^(2)。求知村呈两山夹一河的地貌景观,发育有独特的世界级地质遗迹:斜贯东亚大陆边缘的郯庐断裂带穿境而过,亚洲哺乳类动物发源地之一的杨小屋为代表的5处化石产地,出露了闻名全球的含柯石英榴辉岩等的超高压变质带,具有很高的科研和科普价值。求知村于2021年获中国地质学会批准成为全国首批地质文化村(筹建),2023年获批安徽省地质科普教育基地。

中国东部大兴安岭重力梯级带域地球物理场特征及其成因

综合利用 7条地学断面 (GGT)资料研究了大兴安岭重力梯级带附近的壳幔地球物理特征模式 .分析了形成上述地球物理特征的 3种因素 :东亚大陆边缘周边三大板块运动、地幔流运动和地幔热柱 .对大兴安岭重力梯级带的重力异常的正演拟合结果表明 ,壳幔物质密度不均匀和莫霍界面起伏造成该带的重力异常 .地应力场的综合作用产生了该重力梯级带系列地球物理特征 .最后 ,探讨了大兴安岭重力梯级带成因机制 ,提出了以“挤”、“涌”为动力的“三结点模型” .

东亚夏季风北部边缘区近260年以来的极端干旱事件

基于高分辨率的树轮年表数据集,分析了近260年东亚夏季风北部边缘区发生的极端干旱事件,并利用统计算法分析了极端干旱事件的强度及影响范围.结果显示,区域在1890～ 1894年、1898～ 1905年、1926～ 1932年及1991～1997年发生极端干旱事件,其中1890～1894年的极端干旱事件在部分年表中表现显著,1898～ 1905年的极端干旱事件在大部分年表中均有所记录,1926～ 1932年的极端干旱事件几乎在所有年表中均有记录,是近260年来发生的强度最强、波及范围最广的干旱事件,1991～1997年的极端干旱事件影响范围不大,但在其影响区域强度较高.

1951—2009年东亚副热带夏季风北边缘位置的地域特征

利用1951—2009年中国662个气象台站逐日降水资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了东亚副热带夏季风北边缘地理位置的年际、年代际变化以及夏季风影响北边缘的时间演变特征。结果表明:基于过程透雨量定义的夏季风北边缘能很好地反映边缘带降水特点,东亚副热带夏季风北边缘带大致呈东北-西南走向,在110°E处,北边缘带南界大致位于36°N,北界大致位于41°N。边缘带宽度与其南界纬度具有很好的负相关,且有逐年变宽的趋势。边缘带存在显著的准3年和9年的周期特征。夏季风平均在6月28日开始影响北边缘带,9月21日南撤离开北边缘带。110°E是夏季风边缘带中南风分量最大的经度,与偏南年相比,偏北年夏季风影响边缘带时间开始早,结束迟。

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中-古生代古生物地层框架

0引言大陆架科学钻探计划立足中国大陆架的地层、沉积、构造和地球物理特征等基础问题,聚焦环境和资源等科学问题,以获取连续的大陆架海底岩芯为手段,综合研究东亚大陆边缘的地球科学系统。CSDP-2井是大陆架科学钻探的第2口钻井,位于南黄海中部隆起,科学目标为系统揭示南黄海中−古生代的沉积与构造演化历史,探讨其资源环境效应。利用古生物系统框定地层时代,是地质演化与资源环境研究的基础。

大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工的几项关键技术

南黄海连接了扬子块体和海区.是联系朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要组成部分。在南黄海中部隆起实施的大陆架科学钻探CSDP-2井,承载着多个科学目标:在建立陆架区晚新牛代以来的标准地层层序基础上.开展古气候与古环境演化研究.探讨东亚大陆边缘的源汇过程;获取南黄海中古生代海相地层,研究扬子块体向东延伸的大地构造格局与岩相古地理.详细评价其油气资源潜力。