Question

　地质构造概况

Answer 1

开辟区位于东北太平洋海盆克拉里昂和克里帕顿北、南两大断裂带之间（通常称之为CC区）的西部。CC区的构造位置为东临太平洋海隆，西濒莱恩群岛，属于太平洋板块中部的一个块体，由中生代晚期至新生代海底扩张形成。

2.2.1　地质构造

前人以及我们的地质－地球物理调查资料表明，开辟区基底洋壳（层2）由大洋拉斑玄武岩构成，以海洋四号断裂为界，可将开辟区分为西、东两个构造单元。洋壳的地质年代，西区约为74Ma，属晚白垩世，东区约为44～34Ma，属始新世—渐新世。在多道地震剖面上可见，层2的反射清晰，振幅强，可长距离连续追踪，其纵波速度为3.9～5.8km/s。然而，层2顶面的起伏大，落差一般大于100m，起伏最大处的落差可达1000m以上。H.Beiersdorf等（1987）认为，层2顶面的起伏是由沿扩张脊两翼和与洋脊轴平行的岩石圈冷却收缩时产生的断块断层作用（形成地垒、地堑）形成的。层2顶面的起伏（原始地形）控制沉积盖层，甚至影响沉积盖层的发育（图2—3）。由于海底扩张和板块向西漂移，一方面产生垂直于洋脊的规模巨大的转换断层，如近东西向的克拉里昂和克里帕顿两大转换断层，控制着本区的一级构造和地形；另一方面，随着增生洋壳逐渐远离扩张中心，岩石圈冷却，产生平行于洋脊轴的近南北向断块断层作用，控制着本区的次级构造和地形。

图2—3　BGR VA08/2-8剖面图（据Durbaum和Schlufer,1974；转引自H.Beiersdorf,1987）

1—上部透声层和上部层状层；2—下部透声层；3—下部层状层；4—声波基底；5—杂乱反射。剖面位置：145°50′～146°10′W,9°10′N

图2—4　开辟区东区层1等厚线图（据地质矿产部广州海洋地质调查局，1993）

等值线单位：m

2.2.2　盖层

1.地层

在CC区，盖层（层1）的厚度一般为100～200m，局部为300～400m（图2—4），层1与层2的接触面上常见有厚度约为2m的铁氧化物层。层1由四套地层组成，自下而上分别为上白垩统坎潘－马斯特里赫特阶（Campanian-Maestrichtian Series），始新统莱恩群岛组（Line islands Fm.）、渐新统—中新统马克萨斯组（Marquesas Fm.）、中新统—第四系克里帕顿组（Clipperton Fm.）。上白垩统岩性主要为含有孔虫或放射虫化石的白垩和燧石；始新统主要由未固结的放射虫软泥、钙质软泥、硅质灰岩及燧石组成；渐新统—中新统主要由钙质超微化石软泥组成；中新统—第四系主要由放射虫软泥和钙质软泥互层组成。各套地层之间均呈不整合或假整合接触，其中上白垩统只分布于开辟区的西区。

2.沉积层分布特征

随着基底玄武岩的生成年代（层2）自西向东逐渐变新，覆盖在其上的沉积层时代同样由老变新，地层层序减少，地震反射波组L₁由4个亚组减至2个亚组，厚度相对减薄。东部的层2为一近东西向的局部隆起（中心位于9040′N,140°W），隆起中心处地震反射波组L₁只出现2个亚组，沉积层厚度小于100m。从中心往外，L₁出现2～3个亚组，沉积层厚度增至200m，东部局部达300m；中西部基底起伏小，L₁一般出现3个亚组，沉积层厚度约200m；西部（海洋四号断裂带以西）L₁一般出现4个亚组，沉积层厚度300～400m；局部200m。

3.沉积事件

（1）沉积间断　我们的资料和国外许多学者在CC区开展的地质调查所获得的资料基本一致。渐新世以来，CC区存在有4次较明显的沉积间断。第一次沉积间断的时间发生在渐新世晚期，与G.Keller（1983）的pH相当；第二次沉积间断出现于早中新世早期，缺失了相当于古地磁5E及6极性时的沉积层，沉积间断的地层标志是早中新世早期，钙质沉积结束。这一间断大致与G.Keller（1983）的NHI相当，此时CCD界面抬升；第三次沉积间断是CC区规模和范围最大的一次区域性沉积间断，沉积间断发生于早中新世晚期，缺失中中新世至上新世早期（18.5～3.01Ma）的沉积层。这一间断相当于G.Keller（1983）的NH2～NH7；第四次沉积间断出现于上新世晚期至第四纪（2.48～0.1Ma）。沉积间断的产生与早中新世晚期南极底层流的作用直接相关，底层流的冲刷可以使年轻的沉积物被带走，致使较老地层出露于海底表层而呈现沉积间断；底层流的腐蚀作用，使钙质生物遗体被溶蚀殆尽，它导致了CCD界面的抬升、沉积速率降低或缺少沉积。

（2）沉积速率　按各古地磁极性时所对应的地层厚度计算沉积速率（黄永样，1992）结果表明，早中新世钙质超微化石软泥层的沉积速率为2.0m/Ma，硅质软泥层的沉积速率为1.1～2.2m/Ma（平均为1.7m/Ma）；中新世—上新世早期或晚期为沉积间断期；上新世晚期—第四纪，深海粘土或沸石粘土沉积速率为1.0～2.3m/Ma，其中上新世平均沉积速率为1.8m/Ma，第四纪为1.7m/Ma。

沉积间断和低沉积速率的沉积环境交替出现，有利于多金属结核的形成、生长和不被埋藏。

4.表层沉积物

沉积物类型是根据沉积物的生物组分和粘土矿物组分的相对含量来命名的，开辟区海底表层沉积物类型可分为硅质软泥、含钙硅质软泥、硅质粘土、含钙硅质粘土、钙质软泥和深海粘土等六个类型。其中以含硅质生物的沉积物（硅质粘土和硅质软泥）分布最广。

沉积物类型的分布与水深和地形有一定的关系，含钙沉积物，如钙质超微化石软泥，主要分布于水深小于4900m（CCD界面）的海山或高海丘区；含硅质沉积物，如硅质软泥分布于水深4900～5000m的南部和西部的丘陵区；硅质粘土和深海粘土往往分布于水深5000m以下的低缓丘陵和低洼地区。总之，沉积物类型随水深的变化作有规律的分布，即随着水深由浅而深，沉积物依次为钙质超微化石软泥→硅质软泥→硅质粘土→深海粘土。

2.2.3　火山活动

CC区的火山活动主要有两期。第一个活动期发生在晚白垩世至早第三纪，在板块构造运动制约下形成偏碱性玄武岩，为本区火山活动极盛期的产物，它主要分布于开辟区的西区；第二个活动期为第三纪晚期至今，主要为拉斑玄武岩建造，分布于开辟区的东区，如典型的夏威夷火山，仍有火山活动。火山活动及其分布明显受断裂构造控制。开辟区的西区，海底火山呈东西向链状分布，而东区的海底火山则呈孤立状散布。

开辟区内的沉积物和多金属结核的核心，常见有玄武岩和浮岩碎块以及这些岩石经蚀变海解生成的蒙脱石和十字沸石等自生粘土矿物。在拖网取样中，在海山坡也曾拖到大块玄武岩。法国在这一海区也曾摄得年代极新的枕状熔岩照片。这些资料说明，大多数海山是由火山构成的。多期次的火山活动，为大洋沉积作用和多金属结核生成提供了物质来源。