中、西太平洋海山构造地貌及其成因探讨

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中、西太平洋海域位于太平洋海盆最古老的中生代洋壳上,发育众多海山,海山按一定的规律排列组成海山链或海山群。这些海山是太平洋板块扩张和板块内地幔柱共同作用的产物,而且海山也是一种深海固体矿产资源一富钴结壳赋存的重要区域,各海洋国家都重视在此区域进行矿产勘查,中国也已经在其中的25个海山上共进行了11个航次的勘查,取得了大量的调查资料。因此,研究中、西太平洋海山的构造地貌及其成因,有助于我们了解富钴结壳矿床的赋存规律,为圈定富矿区提供地形地貌方面的理论依据,以及增进对太平洋板块运动的了解,认识大洋地壳的演化历史。 本文以我国历次大洋勘查的资料为基础,结合收集的国外在相同区域的研究成果及ODP、DSDP钻探资料,研究区域内海山的地貌特征及形成机制。首先以深海钻探和磁异常资料,分析海域的构造地质背景;在我国调查的25个海山中选取13个海山作为研究对象,利用多波束全覆盖水深数据和地震、浅层剖面、海底摄像、地质取样等资料,编制海山三维图和地貌图等图件,详细分析海山的地貌特征及变化规律;探讨海山的形成机制及演化过程。 研究结果认为,中、西太平洋海域的海山按形态、构造等因素分为平顶型海山和尖峰型海山两类,两类海山均为白垩纪以来多期岩浆活动所形成,基底为白垩世玄武岩。两类海山的地貌单元可划分为4级21类。平顶型海山水深1500~6000m,通常由一个大型主体海山和一个伴生海山构成,海山顶部发育大规模的山顶平台,山坡地形陡峭,并呈上陡下缓的形态;海山平台上沉积较厚的第四纪有孔虫砂和钙质软泥,富钴结壳被深埋且矿床厚度较大。尖峰型海山水深1200~5500m,一般由多个小型的海山构成,海山顶部发育小型平台,或无平台而成尖顶状,山坡地形相对平顶型海山略为平缓;海山平台上的沉积物较薄,富钴结壳或基岩直接裸露,或被浅层沉积物覆盖,矿床厚度较小。 中、西太平洋海域的海山年龄介于65~150Ma之间,是一组板内火山型海山,为多热点成因的板内火山作用和板块构造运动的共同形成,大规模多期的海底火山活动使之呈十分复杂的海底地貌和构造形态。海山基底形成后随着太平洋板块的扩张而不断漂移,并受到断裂活动和热点活动的改造,形成海山链或海山群。海山在水平漂移的同时还发生了垂直方向上的升降,出露海面形成海岛,山顶被夷平,或上升至离海面较近的浅水位置接受浅海相沉积,后又沉降水深大于1000m的海底,构成大规模的海山群。
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