日本水合物沉积的大地构造背景

日本坐落在一座火山上岛弧与西北太平洋洋壳西向俯冲有关的地壳构造和岩浆增厚。这条弧形成了大陆的边缘。然而,构造格局是复杂的,这里就不详细讨论了。

最年轻,最靠近大海的增生体沿太平洋北部和西北部,这是岛弧的延续延伸到

在阿拉斯加西南部,正与沿着东亚克拉通核心的古老俯冲复合体合并,从中国显示到俄罗斯最东端。日本的增生棱柱边缘在日本东南部本州中部近海分叉,年轻的伊豆-小笠原海沟从日本东北大陆边缘分叉,沿着伊豆-小笠原海岭的东部边缘延伸,伊豆-小笠原海岭本身就是一个增生棱柱和火山弧从日本南部的海水中涌出(图1)。

太平洋板块与欧亚大陆和菲律宾都有冲突海洋板块.尽管太平洋板块在北部直接与日本相邻,尽管有可能是北美板块的吸积遗迹,或者是一个独立的构造沉积地,类似于沿着加拿大和阿拉斯加太平洋边缘吸积到北美的那些(例如wrangelia -like),但太平洋板块还没有直接与日本相邻。菲律宾海板块,或其衰减的遗迹及其上的沉积物,没有被日本下方的俯冲所消耗,也没有被携带伊豆-小笠岭的板块东缘的构造增厚所缩短,沿着南开海槽与日本碰撞(图1)。伊豆-小笠岭下的海洋地壳俯冲始于中中新世晚期至上新世早期。在菲律宾海板块上,由流入沉积物的剥离引起的吸积棱镜已经很发达(例如,Ashi和Tokuyama, 1997)。南开海槽对抗带的俯冲作用较为古老。这两个俯冲带在结构上可能至少是日本南部的一部分。

板块碰撞、俯冲和形成的机制增生棱镜在挤压应力框架下(其中显著的横向和垂直断层运动通常是构造过程的一部分),是甲烷和相关流体及其他气体运移的绝佳环境,特别是来自深部的流体和其他气体,它们以水合物的形式集中在增生棱镜的上部。日本的大地构造情况类似于卡斯卡迪亚边缘(第15章)和南极洲帕尔默半岛的大陆架边缘(第16章),在那里也发现了大量的水合物。

然而,日本大陆边缘构造复杂,因为活跃的北环太平洋俯冲带在本州东南的退火三点跃迁到伊豆-小博宁海沟(图1,2)。琉球海槽最北端(南开海槽)的活跃俯冲似乎已被伊豆-小博宁海沟系统的发展所阻碍。北端海沟不保持与活跃的日本-伊豆-小笠原海沟系统相比较的清晰的水深洼地,遗迹海沟内的水深也不表明强烈的俯冲。南开海槽北部和菲律宾海板块可能在日本-伊豆-小笠原俯冲体系的西向俯冲之上受到逆冲作用,处于构造抬升作用。

日本东部大陆边缘的一个重要特征是浅水陆架非常狭窄。此外,沉积物来源于附近的高凸起火山山脉可以扫到日本的

日本本州岛所在的盘子

图1。区域地壳构造板块和日本附近的地貌框架,在Tsuji等人(1998)之后。B,分离日本南部吸积棱镜与北美亲和合并地体的可能地体边界(N);本州岛,日本群岛的主要岛屿。

图1。日本附近的区域构造板块和地貌格局,在Tsuji等人(1998)之后。B,分离日本南部吸积棱镜与北美亲和合并地体的可能地体边界(N);本州岛,日本群岛的主要岛屿。

大陆架边缘和大陆斜坡上的沉积物比在更宽的大陆架上筛选的沉积物更不成熟。砂质碎屑沉积物可以迅速扫过陆架边缘并沉积在斜坡上,为水合物的形成提供了良好的孔隙度和渗透性。例如,这里近海的陆架沉积物具有很好的砂粉质层理(Tsuji et al., 1998),可以在钻孔和从陆地到上坡的地震记录中追踪到。

继续阅读:南开海槽水合物天然实验室的选择

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