海底科学若干大型研究计划（2）
胡经国（yuanzi16）
二、综合大洋钻探计划（IODP）
IODP（2003～2013）致力于了解：
汇聚边缘发震带的性质；
赋存在海底以下的微生物生态系统的性质；
埋藏在大陆边缘底下的巨量的气体水合物；
其它目标：研究过去极端气候以及快速变化气候；研究大陆破裂在沉积盆地形成过程中的作用；研究火山型被动边缘和海底高原的形成演化；钻取一套完整的洋壳剖面并进行实时观测的“21世纪莫霍孔”。
IODP初始科学计划（2003～2013）：地球系统的组成、作用和想象
三个科学问题
深部生物圈与海底下的海洋；
环境的变化、过程和影响；
固体地球循环和地球动力学。
八个优先研究领域
深部生物圈；
天然气水合物；
极端气候；
气候的快速变化；
大陆破裂与沉积盆地的形成；
巨型火成岩区；
21世纪莫霍钻；
发震带。
㈠、科学问题
1、综合大洋钻探计划（IODP）科学问题（1）深部生物圈与海底下的海洋
⑴、在洋底之下一个意想不到的深度、温度和压力范围内存在深部生物圈的巨大的微生物群落的聚居地。地球上高达2/3的微生物可能深埋在海底的沉积物和地壳中。在一个缺乏营养资源的环境下存在的这一巨大的生命体，对生物地球化学、微生物生理学和微生物生态学提出了新的课题。ODP首次发现在海底以下750米沉积物中仍有尾生物的存在。对洋底深处微生物的进一步采样必将取得意想不到的成果。
⑵、地球深部生物圈的生存极限有多大？生存在这里的极端生命形式具有哪些特征？初步的研究表明，原先认为贫瘠的洋中脊、深海沉积物（深度超过750米）中都活跃着大量的微生物。
⑶、在发现深部生物圈以前，从热液环境中分离出来的细菌已经为生物聚合链反应提供了酶催化剂，从而对生物技术产生了巨大的影响，甚至可以说是生物技术的一次巨大革命。
⑷、在深海环境中许多热液细菌都能活跃在温度高于100℃的环境中，也能生活在洋底以下几公里的深度。细菌——“生油窗”：微生物在成烃过程中起多大作用？人们很早知道，在石油储层的流体中有大量的细菌存在。但是，在碳含量不高的深海沉积环境中细菌的存在，令人吃惊。由于环境更加多样，因而地球深部生物圈甚至比海底热液环境下拥有更加丰富的细菌种类。钻井中新的细菌种类的发现，将对生物技术产生深远的影响。
⑸、海水通过在地壳和地幔中的断层、裂缝和其它渗透通道发生循环，通过平流对热流进行重新分布。ODP首次对海底流体实施了长期观测。而且还首次对俯冲带的滑脱带实施了钻探，证实了流体沿着与地震活动有关的断层发生流动。流体在各种不同的地质环境中发挥关键作用。这些地质环境包括海底扩张中心、洋中脊年轻的两翼、碳酸岩台地以及张裂、转换、汇聚型大陆边缘。对洋底下流体的运移通道、滞留时间的认识很有限，测量也甚少。－对实验的精心设计、多个钻探平台之间的良好协调、长时序观测以及新的原位取样和观测工具。
2、综合大洋钻探计划（IODP）科学问题（2）环境的变化、过程和影响
⑴、沉积物分析揭示出许多极端温暖的时期，类似或超过对不久将来的预测值。是什么因素驱动地球环境遭遇这些极端气候？地球系统如何以及在什么尺度上予以响应？
⑵、IODP的一个主要目标：环境在各种时间尺度上变化的原因。
⑶、环境变化的时间尺度：构造大于50万年，轨道2～40万年，海洋数百年至数千年，季节至百年尺度。
⑷、气候变化原因：地球内部过程引起的气候变化，地球气候系统的外部过程引起的气候变化，内部和外部过程联合作用引起的气候变化。
⑸、从温暖条件（温室地球）变化到两极覆盖冰川条件（冰室地球）？
⑹、极地地区如何维持寒冷的状态？在极端温暖条件下，热量怎样向极地传送？气候变化有时渐变、有时突变？
⑺、涉及地球系统的内部机制：大陆的会聚和破裂、大型洋底高原的抬升和侵蚀，海洋通道的张开和关闭、岩浆活动，以及大气中二氧化碳及其它温室气体浓度的变化。
⑻、与气候变化内部驱动有关的问题：驱动机制（引起变化的原因）、反馈（放大或缩小大型和小型事件的效果）、以及响应（地球系统最敏感的成分及其原因）。
3、综合大洋钻探计划（IODP）科学问题（3）固体地球循环和地球动力学
⑴、地球外核的对流产生地球磁场，并提供热源驱动地幔对流。其中包括地幔柱。地幔对流引起刚性岩石圈板块运动。板块构造作用在离散和汇聚边缘控制岩石圈的再循环。
⑵、相对稳定的板块构造作用与深部地幔作用，可能影响外核对流的边界条件。在地球磁场变化的频率与主要地球动力学事件之间，可能存在至今尚未得到解释的关系。地球系统钻探的有关重要组成部分就是要更加完整地了解地球磁场的大小和方向随时间的变化。
⑶、岩石圈再循环、大规模岩浆作用在环境变化和自然资源聚集中起着作用。但是，对两者的详细情况和地球内部物质通量变化的大小、历史和原因都不甚了解。
⑷、IODP将能够在钻探深度超过10公里以上的大陆边缘地区进行研究，以便揭示与大陆张裂、破裂和火山型被动边缘演化有关的作用。在上地幔中取得完整的原地洋壳样品，揭示整个洋壳剖面构造以及洋壳演化过程中的各种作用。对沿大陆边缘的和大洋环境里的巨大火成活动区进行钻探，将阐明那些控制着来自地幔物质的能量通量的各种作用，这些作用导致较大范围的压力和温度条件下地幔的广泛的熔融作用。对巨大火成活动区的钻探，可能获得地球磁场记录，这对于了解古磁场强度变化的频率和本质以及它们与气候和生物演化的可能关系，都是必需的。
⑸、张裂边缘的演化过程：大陆张裂和破裂涉及到大陆岩石圈的流变学性质和下伏软流圈的响应。通过钻探和取芯，可以获得形变形式、形变频率和相关的扩张轴两翼（即一对共轭的边缘）的岩浆作用记录，更好地了解张裂作用的时空变化的控制因素以及张裂最终是怎样过渡到海底扩张的。
㈡、优先研究领域
1、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（1）深部生物圈
⑴、研究沉积物、岩石岩性及孔隙度、有机碳含量、沉积速率及埋深是怎样影响生物系统的。调查构造背景对洋底生物群落的结构、规模和流动速率的影响。对此类群体的分布、深度范围作全球性制图，准确评估深部生物圈的全球生物量。
⑵、评估洋底下微生物的地球化学效应。深部生物圈的碳平衡和氧化还原效应对深部细菌群落的影响程度。有一种假说，认为在沉积物与岩石交界处的非生物成因的氢和有机化合物，在很大程度上供养了洋底下的细菌生物圈，而不完全是上覆的水柱和沉积物中的有机质供养。未来的压低深部取样，就将是对这一假说提供检验。
⑶、IODP提供未被污染的样品，用来研究深部生物圈营养供给模式、生存方式以及分子、细胞及生态机制等重点课题。生物群落的结构，是指现有生物种类的数量和它们之间的数量对比关系。不清楚碳酸盐岩、硅质岩和硅质碎屑沉积物中的生物分布有什么系统性差别，也不清楚这些生物群落是怎样成功地适应不同的能量环境的，如热液喷口和深海平原这样不同的环境。最后，这种有机生物体的不活动性和沉积母体的封闭性，使得中新世或更老的基因类型得以保存，这为研究细菌的演化模式及过程创造了独特的条件。
⑷、第一步努力方向：研究洋底下深部生物群落生存的物理和化学极限。
2、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（2）天然气水合物
⑴、对气体水合物（天然气水合物）的特征及其形成的沉积背景范围的研究才刚刚开始。IODP将致力于研究沉积物中这些气体形成的速率，认识它们对于碎屑有机物源和为生物群落的依赖性，建立它们被沉积物诱捕的机制。IODP也将研究BSR（似海底反射层）的重要性，进一步确定BSR及其声学特征以及相关的气体水合物的数量之间的定量关系。除了钻通气体水合物剖面以外，还将进行录井，并取得接近气体水合物原地温度压力的样品。
⑵、高纬度地区永冻层的气体水合物沉积。原位的直接测量。
⑶、气体水合物：由气体和水组成的结晶固体。高压、低温时稳定。许多大陆坡海底浅部几百米厚的沉积物中。
⑷、主要气体为甲烷，通常是深海沉积物中的细菌分解所产生的。一些气体水合物的气体组分包括：二氧化碳、硫化氢、热成因的甲烷和重烃。由于现有大多数采集方式没有解决样品的污染问题，因而其它化学组分没有被严格检测出来。对于天然海洋气体水合物的全系列组分尚不清楚。
⑸、气体水合物矿床是一个复杂、动态系统。当条件改变时，气体分子可以发生运移。例如，随着埋深增大，气体水合物进入高温环境，重新分解成气泡；当运移到较冷的区域时，再次被俘获。对于这些碳通量的速率和大小以及随时间的变化，目前还没有进行定量的描述。
⑹、根据地球物理观测资料，已经推测出气体水合物在全球海洋的分布。至今，广泛讨论的气体水合物的存在标志是似海底反射层（BSR），在许多大陆边缘的地震剖面中都已观测到。这些BSR代表了波阻抗界面，指示了洋底下的深度。很多BSR的深度与甲烷水合物稳定状态下的压力和温度相关。BSR被解释为上覆气体水合物和下伏游离气的相边界。这个假设已经被ODP在智利边缘、Cacadia边缘和Blackridge进行的BSR钻探中得到了证实。在钻孔中，发现了水合物和游离气的存在，BSR的存在也被声波测井所证实。
⑺、尽管人类早已发现海洋沉积物中存在气体水合物，但是人类只是在最近才充分认识到气体水合物中蕴含的甲烷的数量。即使根据最保守的估计，气体水合物中蕴含的能量超过所有其它碳氢化合物的总合。海底水温和压力的变化，有可能使海底的气体水合物变得不稳定，并因此向大气排放大量的甲烷，从而对全球气候产生重大影响。
⑻、关于气体水合物的初步成果以及气体水合物作为一种碳氢化合物的巨大潜力，作为全球气候变化的一个重要因素，作为陆坡不稳定性的一个重要根源，促使IODP将其作为一个重要的优先研究领域。
3、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（3）极端气候
⑴、定量描述全球气候变化。
⑵、IODP将在保存重要信息的地点实施钻探。例如，赤道和亚极地地区，来认识过去海洋和大气环流的特征。北冰洋在白垩纪和古近纪时期，可能没有冰盖，是一个研究极端气候的关键钻探地区。白垩纪和早始新世沉积速率高并且覆盖层较薄的地区，特别适宜钻探。像有些海隆和海台发育的地层一样，这些地区沉积物的成岩作用一般不强，主要同位素和地球化学特征也仍然没有发生变化。
撞击事件
为什么有些物种比其它物种更容易绝灭？某一物种的绝灭，可能是由于撞击事件本身引起的环境扰动直接引起，也可能是由于这一物种在撞击事件发生时就容易绝灭。大型撞击事件显然对海洋和陆地生物地球化学循环产生重要影响。这种影响可能持续几百万年。但是，我们需要限定撞击事件对海洋营养循环确切的主要和次要的影响以及这些影响对动物和植物种群恢复过程所起的作用。
千年尺度的气候事件和洋流的突变
北大西洋末次冰期旋回每隔10003000年发生一次大气和海水温度的快速波动。其中，一些变化与大规模冰盖溶化和冰屑排放同时发生。
4、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（4）快速气候变化
⑴、快速气候变化的天然记录是研究同时期人类活动对环境影响的不可缺少的背景参数。
⑵、纹层状海洋沉积物，同时显示季节性生产力和海岸降雨径流量的变化历史，形成过去环境变化超高分辨率的多种替代性记录。
在热带岛礁生态区生长的大量珊瑚，保存了天然的生物气候记录，包括过去海水表层温度在内的年度分辨率记录。
深海冰碛物，能提供十年到百年分辨率的深海洋流循环变化的重要信息。
⑶、要完全理解快速气候变化的原因和结果，需要在全球范围内获取不同时段的高分辨率岩芯。只有IODP才有能力提供沉积、堆积速率高、直径足够大的岩芯，并且具有较高的取芯率。
十年尺度的气候变化
厄尔尼诺——南方涛动（ENSO）控制着热带和亚热带太平洋地区海洋和大气年度间的变化，并且影响全球气候。
北大西洋涛动（NAO）的变化指数描述了北大西洋上空大气压力分布的十年尺度变化，其结果导致冬天相对更冷或更暖的周期变化。NAO指数的变化，与北大西洋表层环流和深层水形成的变化有关，而后者是全球热盐环流的关键驱动力。北太平洋也发生类似的涛动，但是变化周期大致为20年。
对环南极洲广泛分布的海冰的观察，也发现了十年尺度的涛动现象。
为了更好地理解十年尺度的气候变化，要求有能力方便地、安全地、完整地获取沉积物堆积速率高的纹层层序，如深海冰碛物、浅水大陆边缘、边缘盆地。
海平面变化
许多研究表明，全球和区域性海平面变化的最重要的控制因素是构造而不是冰量。要确定到底是什么控制，就要求度不同构造和沉积背景的大陆边缘层序经确定年。IODP将在大陆架外部至斜坡位置采样，在大陆架更浅水位置采用钻探平台实施钻探。
富含有机质和碳的沉积物与温室缺氧（略）
暖时气候事件（略）
5、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（5）大陆破裂与沉积盆地的形成
⑴、火山型与非火山型大陆边缘的研究，有助于了解大陆破裂与沉积盆地形成的过程。火山型边缘岩石序列主要记录边缘的岩浆活动历史，给出的是地幔动力学和岩石圈离散作用的信息。非火山型边缘岩石序列保存的主要是与沉积盆地形成有关的、并且导致大陆破裂的构造形变的历史。要了解张裂边缘与沉积盆地演化中涉及的所有作用，需要在横跨先前大陆岩石圈张裂带的整个宽度范围内对两类边缘都进行“共轭边缘”研究。
⑵、在火山型边缘，IODP将致力于研究岩浆作用与拉张之间在饰件上的关系。离散边缘是被动地由于远场板块的影响（即俯冲）而形成，或是主动地由于当地的地幔柱使得岩石圈变薄变弱而形成。上述时间关系对解决这一问题十分重要。时间关系对于了解地幔柱－岩石圈相互作用也十分关键。将对不同类型边缘的深部基底进行钻探，已得到代表性的地层剖面和向海倾斜的熔岩层的地球化学特征。
⑶、在非火山型张裂边缘，IODP的一个研究重点是，认识小角度断层在大陆破裂、沉积盆地形成和最终的海底扩张过程中的作用。首先需要确定的是，在完全分开的共轭边缘上，这类断层系统的存在及其几何学特征。在现在还在活动的张裂边缘内的断层带中直接取样，并对物理性质进行原地测量和海底观测，将致力于解决“弱断层”悖论：在剪切力远小于实验和理论研究所提出的必需值得情况下，这些小角度断层是怎样运动的？
将要研究的其它一些重要的张裂作用，包括：形变速率、应变分布、形变在垂直位置和水平位置的转换以及形变方式随时间的转变，不同时期断层的历史和作用，同张裂期沉积充填下面隐伏地壳露头的性质和流变学特种。
钻穿变薄了的下层地壳——可能钻穿以前的大陆莫霍面——进入到假想的蛇绿岩化岩石圈地幔中，将使我们可以原地观测到大陆壳底部的性质、形变和流变学特征。
⑷、对于从大陆破裂末期到海底扩张开始出现过程中的最后一些环节，目前了解仍很有限。在远离中脊的火山型张裂边缘，在板块的最后分离阶段，岩浆活动在几百万年的短时间内急剧减少。相反，在非火山型张裂边缘，明显的岩浆活动似乎只是在板块分离后的几百万年里才开始。要了解软流圈内温度和应变速率的变化是怎样决定张裂边缘的类型的，需要对两种类型的张裂边缘进行研究。IODP将对共轭边缘的陆－洋过渡带进行钻探，并对正在活动的边缘进行原地测量和长期观测，来了解岩石圈的形变如何过渡到稳态的海底扩张的。
6、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（６）巨型火成岩区
⑴、巨型火成活动区的发展过程：由极大规模的岩浆活动产生的火山型张裂边缘的巨大火成活动区，至少部分地与一种基本的板块构造过程即大陆破裂相关联。然而，一些巨大火成活动区，如洋底高原、洋中脊、洋盆溢流玄武岩和海山群，却通常见于与正常板块构造循环无关的其它一些板块边界或板块内部。
⑵、洋底高原提供了强有力的证据，说明在特定时期，如最近的白垩纪（大约140～65Ma），大量的物质和能量，通过一种与稳定状态下的板块作用不同的方式，被从地球内部输送到地表。这种地球内部能量损失的方式，也可能在太阳系的其它星球上发生。并且，可能在地球早期历史中占有主导地位。因此，了解巨大火成活动区的形成过程，对于了解地球演化就具有特别重要的意义。
⑶、对海洋巨大火成活动区的起源和侵位的了解，将有助于对岩浆动力学的了解。又与技术能力有限，因而还仅仅触及到海洋巨大火成活动区的表面，离对其深入的了解还很远。新的IODP钻探技术，将可以接近到巨大火成活动区的中部和深部火成地壳。记录地幔柱的高频变化历史的长地层剖面，使我们有可能准确地确定巨大火成活动喷发事件的时间。
⑷、对从地幔到地壳的物质和能量通量及其与巨大火成活动区的起源之间的关系进行调查，包括：地幔熔浆库和挤出熔浆的特点和作用，不同动力学背景对熔融作用的影响，巨大火成活动区侵位及侵位前相关的火山及构造过程，以及巨大火成活动区对水圈、生物圈和大气圈的影响。
⑸、现今的大洋中脊系统占据着地幔流向地壳物质和能量通量的大约95%。而巨大火成活动区在白垩纪期间那段大约有20个主要的巨大火成活动区形成的特殊时期，占据了地幔流向地壳物质和能量通量的50%或更多。这种岩浆作用可能造成了同期气候的显著变化、大规模生物灭绝、地磁场变化、洋底扩张、和热液活动速率加快以及大陆破裂事件的增加。白垩纪巨大火成活动区的形成，似乎明显地与不同寻常的地磁场行为密切相关。在121～84Ma期间，地磁场没有发生倒转；相反，在最近10Ma期间，发生过大约40次地磁场倒转。
⑹、以玄武岩岩浆为主的巨大火成活动区的出露，通常在106的时间尺度上可以达到大于105km2的覆盖面积。可能也带来了显著的环境后果。在历史纪录中，即使一个规模相对较小的玄武岩质熔浆流所带来的环境影响都可以记录到。
⑺、冰岛1783～1784年的大约相当于一个典型的巨大火成活动区体积的1%的Laki熔岩流，造成了冰岛上75%的牲畜死亡和随后发生的25%人口的饥荒。地质研究指出，巨大火成活动区导致了显著的地球环境变化。
⑻、要全面了解巨大火成活动区岩浆活动以及相关的构造作用，需要根据样品和测井资料，确定地壳的年龄和组成；还要通过洋底观测器，对那些有地幔柱活动和没有地幔柱活动的地区，进行原位观测来了解地幔对流模式。只有有了这些数据，才能了解巨大火成活动区的形成机制，评价诸如岩浆供应等变量和构造因素的影响。
7、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（7）21世纪莫霍孔
⑴、获得一个完整的洋壳剖面，有助于说明洋壳的结构、成分、矿物学及原位地球物理特征以及地震莫霍面的地质特征。岩芯和测井数据也将使科学家建立一个能够与洋壳和上地幔的主要的地震不连续性相对比的岩石学剖面。另外一个目标是更好地对大洋地幔现在和过去的岩浆生产率进行估计。
⑵、有关洋壳成分及其变化的知识——认识固体地球系统、评价洋中脊和俯冲带的地球化学质量平衡。
⑶、洋壳剖面可以确定洋壳在影响海水成分方面的近期的和长期的缓冲能力。岩芯样品也将用来确定海水与洋壳之间的以微生物为媒介的化学交流的程度，更好地了解海洋磁异常的起源。
⑷、通过运用立管或者先进的非立管钻探技术，获取井下地球物理测井资料，放置海底观测器，及在构造窗和慢速扩张脊部位洋壳露头的补充钻探，预期将在了解下部地壳和上部地幔的形成演化方面获得重要突破。
⑸、大洋地壳的形成过程：大洋地壳覆盖了地球表面大约50%的面积。对下部地壳的原位组成以及大洋莫霍面的岩石学性质，仍然知之甚少。
⑹、目前，关于洋壳下部2/3的部分的结构、物理性质以及蚀变历史的认识，主要来自地球物理观测、在一个位置上从浅地壳层钻取的辉长岩、由海底拖网取样以及对构造带古洋壳（蛇绿岩套）的研究。蛇绿岩套模式包含具有巨厚辉绿岩的下地壳以及标志由这些辉长岩向地幔橄榄岩转变的大洋莫霍面。还从来没有通过深部大洋地壳的原位取样而直接验证过蛇绿岩套模式。至今，最深的、连续钻进洋壳的钻孔仅仅钻了2000多米，还不到由经典的地球物理方法确定的洋壳剖面的1/3。
⑺、最近的研究揭示了快速和慢速扩张的洋中脊在结构上的区别。
在慢速扩张脊，ODP取得了许多的橄榄岩和玄武岩，但是很少有辉长岩。这表明辉长岩层通常在转换断层附近逐渐变窄甚至消失。这种洋中脊显示出大的、沿走向成分上的不同。这种不同可以跨越从蛇纹岩到玄武岩的整个岩石类型的变化范围。人们认为，地幔上涌的缓慢速度以及与其相关的慢速扩张脊的冷却，形成了分离的岩浆房。
然而，快速扩张脊的高的地幔上涌速率削弱了冷却的影响，并且可能导致了一种更均匀的地乔结构。这种地壳结构在地震层3附近有一个近稳定状态的熔融透镜体。在快速扩张的洋中脊中，人们预期地壳剖面更加接近蛇绿岩套模式，包括3个主要成分：辉绿岩组成的下地壳，向上转变为席状岩墙群，最终转变为上地壳的枕状熔岩。
⑻、推测：在某些地区（如沿慢速扩张脊），莫霍面也许位于地幔浅部的蛇纹石化和未蛇纹石化橄榄岩之间的一个蚀变边界。在另一些地区（如沿快速扩张脊），它可能是地壳熔浆和残留地幔之间的边界。
⑼、由地球物理解释得到的莫霍面的深度和下地壳的地震波速，似乎与扩张速率没有多大关系。这一悖论以及蛇绿岩套模式的准确性，将只有通过直接的、原位的对下部洋壳的采样和对莫霍面的钻探来解决。当务之急是取得完整的、未被构造破坏的、含有尽可能完整的流体通量和蚀变历史的综合记录的洋壳剖面。
8、综合大洋钻探计划（IODP）优先研究领域（8）发震带
⑴、全球地震能量的90%——俯冲带地震，伴随海啸；
⑵、秘鲁－智利、中美洲、Cascadia、东北日本、南海海槽、爪哇－苏门答腊和地中海的俯冲带；
⑶、发震带——俯冲带中相对较小的一段，在该带俯冲板块与上覆板块相互耦合到一定程度，足以积累弹性应变，最终以地震的形式释放出来。
⑷、研究断层带区域岩石、沉积物和流体特征，更好地理解断层带的性质和地震周期的发生机制。地震机制的研究、发震带所揭示的过去记录、实验室试验和模拟研究相结合。
⑸、IODP将部署一条穿过发震带的钻探剖面，以评价原地岩石的成分、微结构变形和物性。
三、大陆边缘计划（MarginsPlan）
⑴、大陆岩石圈破裂
⑵、俯冲工厂
⑶、发震带
⑷、从源到汇
⑸、作为海洋和大陆两个巨型地质、地貌单元的过渡地带，是板块活动剧烈的作用带、地震发震带和物质交换带，汇集了全球90%的沉积物，也是各种地质构造作用、沉积作用记录的主要载体，还是海洋资源富集和海洋经济发展的主要场所，并且与大陆架海域划界密切相关，不仅受到地球科学界的高度重视，也受到世界各国政府的高度关注。
⑹、20世纪90年代以来，大陆边缘研究进入了一个新的重要发展阶段。许多国际和地区科学组织以及发达国家纷纷将大陆边缘研究列入其地球科学的重要发展计划。
⑺、进入21世纪，IODP更将大陆边缘研究列为8大优先研究领域之一，并重点关注张裂大陆边缘如何从大陆岩石圈张裂、分离到最终发生海底扩张，从非稳态的张裂、分离到稳态的海底扩张的转变过程受何种动力机制的控制，张裂大陆边缘演化的构造、岩浆过程及其与沉积盆地形成的内在联系等问题的研究。
⑻、全球张裂大陆边缘类型：宽/窄型大陆边缘、强/弱岩浆型大陆边缘和富/贫沉积堆积型大陆边缘。
把大陆边缘张裂演化中的构造作用、岩浆作用、沉积演变、动力过程、古环境变化和初始海底扩张，作为核心研究内容；强化在新的技术条件下从观测到模型的综合突破。
⑼、目前，国际大陆边缘研究正朝着从特征、过程到动力学机制研究的方向发展。不仅研究正在活动和不活动的大陆边缘、年轻的和较老的大陆边缘、岩浆主导和构造主导的大陆边缘，而且强调不同大陆边缘系统的对比研究和不同大陆边缘动力学过程的模拟，以及解决大陆边缘研究关键问题的钻探、观测和现场调查技术手段的发展和应用。
四、中国边缘海研究计划
1、南海东北部从俯冲到造山的过程；东海的沟弧盆体系（IODP俯冲带流体作用；Margins俯冲工厂、发震带）。
2、深水油气（Margins从源到汇）与海相残留盆地。
3、海底天然气渗漏与天然气水合物（IODP深部生物圈、气体水合物）。
4、先进的观测与数值模拟技术：
如：在海底构造、深水沉积和深部结构的研究中加强深反射与折射资料的综合应用、推进OBS广泛应用和三分量信息的挖掘，注重处理、解释一体化。
地球动力学数值模拟、其它的数值模拟。
5、加强与国际性海底地球科学计划与是由工业界的合作。
6、从地球系统的高度研究边缘海系统各个组成部分之间的复杂联系。
7、作为西太平洋边缘海中的一个具有丰富资源前景的边缘海，南海大陆边缘的研究一直倍受关注。20世纪70年代以来，为了获得南海海盆、南海大陆边缘及其石油资源潜力的认识，中国海洋调查研究机构和石油工业界，在南海北部、西部边缘、南沙海域和南海海盆，开展了多个国家专项和国际合作项目的大规模地质、地球物理勘查和综合科学研究，积累了大量有关地壳结构、深部作用、构造演化、沉积体系和含油气盆地等地质、地球物理基础资料。
这些国家专项包括：北部湾1971-1973；南海北部陆架1974-1983；南海中部1983-1985；南沙1987-2005；专属经济区与大陆架海洋勘测1996-2000等。
这些国际合作项目包括：中美1979-1982、1983；中德1987-1988；中法1985；中日1993等。
8、1999年，ODP184航次在南海临近海盆的深水陆坡钻探，进一步获得了海盆张裂以来完整的沉积记录。与此同时，中国国家自然科学基金和863、973计划，一直把大陆边缘动力学演化确定为重点研究方向。通过基金项目，对南海北部边缘张裂的深部结构、拉张模式、流变学、物理模拟以及油气形成条件和成藏机制等方面开展了基础研究。
9、在973计划方面，2000年，科技部启动了国家重点基础研究发展规划项目“中国边缘海的形成演化及重要资源的关键问题”（G2000046700）。该项目围绕中国边缘海岩石层结构；边缘海前新生代基底特征及其构造格局；东海沟弧盆体系形成演化；边缘海形成演化的动力学机制；边缘海沉积盆地形成及油气资源效应等五个方面，进行了多学科交叉联合研究。以南海大陆边缘张裂和海盆形成演化为重点，在揭示南海海盆多期多方向扩张、大陆边缘张裂特征与演化过程、中特提斯演化与中生代俯冲构造带、前新生代盆地基底特征及新生代沉积盆地形成与油气资源效应方面，取得了许多重要进展。
10、2003年，国家自然科学基金委和中国海洋石油总公司联合，启动了重点项目“南海深水扇系统及油气资源”。
通过国家863计划，对中国近海前新生代残留盆地油气勘探技术、海底热流原位高精度探测技术、深海彩色数字摄像技术、深海电视抓斗、海底物理原位测试系统、宽频带海底地震仪（OBS）和深水海域油气与水合物资源勘探开发关键技术等方面，开展了技术研究开发。
11、2004年，国家863计划部署了探索性项目，以中国近海前新生代残留盆地为研究对象，尝试以地球物理位场资料为基础，勾画中国近海前新生代残留盆地的宏观分布，并讨论前新生代油气资源的前景。
12、2006年，在上述探索性项目研究的基础上，国家863计划又部署了“海区残留盆地油气资源综合地球物理勘探技术”的目标导向性项目。明确综合地球物理研究的技术路线，并将研究目标直接指向海区残留盆地的结构、分布、演化和勘探技术。
2018年6月4日编写于重庆
2018年6月7日修改于重庆
11
|
|
