南海——我国深海研究的突破口

近两年来,海内外和海峡两岸的中国科学家围绕深海研究进行反复研讨,一致认为南海是我国深海研究的首选,并初步形成了“南海深部计划”的研究方案,提出以“构建边缘海的生命史”为主题,从洋壳深海盆的演化、深海沉积、生物地球化学过程三方面开展研究的建议方案。他们建议：利用现代技术重新测定南海磁异常条带,争取钻探大洋壳,系统研究火山链;观测现代深部海流和海底沉积过程,从深海沉积中提取边缘海盆演化的信息;认识海底溢出流体与井下流体的分布与影响,揭示微型生物在深海碳循环中的作用。争取在科学和技术全国性合作的基础上,在南海实现我国深海研究的突破。     

国家自然科学基金重大研究计划南海深海过程演变

研究计划概况深海过程是当今海洋研究的前沿和地球系统科学的突破口。南海是西太平洋、也是全球低纬区最大的边缘海,将其现代深海过程与地质演变相结合,就有可能通过"解剖一个麻雀",揭示边缘海的演变规律及其对海底资源和宏观环境的影响。国家自然科学基金"南海深海过程演变"重大研究计划应运而生,于2010年7月正式立项,是我国海洋领域第一个人型基础研究计划。该计划采用一系列     

南海深海物理过程与地质过程的关系探讨

南海东北部沉积物波等特殊的沉积现象与深海物理过程密切相关,海洋地质研究推断其与上升爬坡流、等深流、浊流作用有关,而南海东北部海洋遥感观测到的最显著现象则是广泛发育的非线性内波的西向传播和涡旋的西向漂移。南海东北部涡旋、内潮内波的形成演变与地形地貌有密切关系,重要的地形地貌如海脊(恒春海脊与吕宋水下火山弧)和陆架坡折,主要受构造过程控制。南海现代深海物理过程的建立及演变涉及到海盆本身的演化,也涉及到南海北部张裂大陆边缘的演化与东部俯冲大陆边缘的演化。构造过程、沉积过程与深海物理过程密切相关,对其关系的综合研究必将深化南海深海过程演变的认识。地震海洋学发展迅猛,但尚处于初级阶段,新的发现可能会改变人们的传统认识,可望揭示地球系统流体部分与固体部分相互作用的本质,为地球系统科学的突破做出贡献。     

南海深海盆地沉积柱样中的浊流沉积

本文根据南海深海盆地三个沉积柱样的粒度结构、地球化学、微体古生物等特征分析,深讨了南海深海盆地细粒沉积物的浊积现象。结果表明,位于南海北部陆架斜坡上KL37孔的浊流沉积现象并不明显;位于陆架斜坡和深海盆地交界处的KL29孔存在着大量的浊积层,属于浊流沉积和半远洋沉积环境;位于南海盆地中部的KL91孔虽然已属于远洋性沉积环境,但除出现火山灰沉积外,浊流沉积作用仍然是相当活跃的。     

南海深海生物多样性国际研究态势与热点分析

南海是西太平洋边缘海,有陆架、陆坡、岛礁、深海平原、海山、冷泉等多种生境,近10年来南海逐渐成为世界深海研究的热点。南海是中国海洋生物多样性最高的区域,与作为海洋生物多样性中心的印太珊瑚大三角区具有一定的环境与生物连通性,对南海的深海生物探测研究可丰富对西太平洋及印太交汇区生物多样性及地理分布格局的认知。目前有关南海的生物多样性研究主要集中在北部陆架浅海及岛礁,对于深海生物多样性认知明显不足。本研究梳理了全球深海生物多样性的主要国际战略布局,并对南海深海生物多样性SCIE论文发表情况进行了综合分析,探讨了南海深海生物多样性研究态势,对未来南海深海生物多样性调查与研究提出了研究展望和建议。     

南海东部马尼拉俯冲带深部结构新认识

2015—2018年, 国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”的重点支持项目“南海东部马尼拉俯冲带深部结构探测与研究”以马尼拉俯冲带为研究重点, 从深部地球物理的角度探索南海形成演化史与运行规律。项目执行期间, 在国家基金委共享航次协助下, 先后开展和参与5次综合地球物理探测, 共投放海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer, OBS)台站73台次, 海底电磁仪(Ocean Bottom ElectroMagnetometers, OBEM)仪器5台次, 累积放炮达13872炮, 成功获得了60台OBS数据和5台OBEM数据。同时, 取得了一系列创新性研究成果: (1)基于人工地震探测及天然地震层析成像结果, 确定南海东北部的地壳属性为受到张裂后期岩浆活动影响的减薄陆壳(12~15km), 划分了南海北部陆缘洋陆边界(Continent-Ocean Boundary, COB); (2)根据多道地震反射剖面, 划分了马尼拉俯冲带北部增生楔前缘的精细结构; (3)圈定了南海停止扩张时洋壳范围; (4)初步构建了南海与菲律宾海板块构造演化模型。本项目为重大研究计划“南海深海过程演变”核心科学问题(海底扩张的年代与过程)提供了实质性的证据, 同时为南海构造演化生命史的“骨架”提供了重要的基础数据, 具有深远的科学意义。     

“南海深海过程演变”重大研究计划2011年度学术研讨会暨研究计划启动会议将在同济大学举行

<正>深海过程是当今海洋研究的前沿和地球系统科学的突破口。南海是西太平洋、也是全球低纬区最大的边缘海,将其现代深海过程与地质演变相结合,就有可能通过"解剖一个麻雀",揭示边缘海的演变规律及其对海底资源和宏观环境的影响。为     

南海与大洋钻探计划

１９８５年起开始执行的国际大洋钻探计划，是当今地球科学研究领域最大的国际联合领域研究计划，是地球科学深层次发展的重要手段。本文了大洋钻探计划的组织，运行机制，研究内容，研究目标及其科学意义，提出了南海开展大洋钻探的重要性、迫切性及其可望解决的与南海相关联的７个地球科学发展的重大问题。     

南海大洋钻探及海洋地质与地球物理前沿研究新突破

南海是西太平洋地区规模最大且具有代表性的边缘海盆地之一。经过近几十年的研究积累,尤其是通过实施5个国际大洋钻探航次(1999–2018年)与国家自然科学基金委“南海深海过程演变”重大研究计划(2011–2019年),我国科学家获得了大量宝贵的第一手资料,取得了一系列创新进展与重大突破,标志着南海海洋地质与地球物理研究正走向国际前沿。重要研究成果包括:(1)新提出南海是“板缘张裂”盆地,与经典的大西洋型陆缘模式不同;(2)大洋钻探首次获取了基底玄武岩样品,结合中国在南海首次深拖地磁测量实验,精确测定了南海海盆玄武岩年龄,揭示南海海盆从东向西分段扩张;(3)大洋钻探结果发现南海陆缘岩石圈减薄之初岩浆迅速出现,未发现缓慢破裂造成的蛇纹岩出露;(4)发现南海扩张结束后仍存在大量岩浆活动,可能受控于多种构造与地幔因素;(5)地球化学证据与地球动力学模拟都显示南海岩浆的形成受到周边俯冲带的影响。目前我国的海洋地球科学正在进入崭新的发展阶段,有望以南海为基点,开始拓展到周边大洋,通过主导大型研究计划以及建设我国大洋钻探平台,以提升我国在南海、西太平洋与印度洋海洋地质科学研究的实质性影响力与引领地位。     

“南海深部计划”2014年度学术研讨会成功召开

<正>国家自然科学基金重大研究计划"南海深海过程演变"2014年度学术研讨会于2014年1月16—17日在同济大学(上海)成功召开。来自中科院南海海洋研究所、中科院广州地球化学研究所、国家海洋局第二海洋研究所、厦门大学、中国海洋大学、北京大学、同济大学等国内27个单位,以及美国伍兹霍尔海洋研究所等4个海外单位的共268位专家和学者参加了会议,为期两天的会议共进行53个口头报告及41个展板报告。与前三届年度学术研讨会相同,会议仍由"南海深海过程演变"重大研究计划办公室主办(图1)。     

中法南海地质、地球物理合作调查取得丰硕成果

根据国家海洋局与法国海洋开发研究院共同签订的"中法南海地质、地球物理合作研究方案"的要求,国家海洋局派出六名科技人员(其中第一海洋研究所五名,海洋局外事办公室一名),与法国科学家一起,为探明南海深海盆的形成、扩张机制和古海脊与马尼拉海沟的接合类型,于一九八五年二月十八日至三月六日,用法国"让·夏尔科"海洋调查船,在南海深海盆中部东西向和北东向扩张脊上,分五个阶段开展了海洋重力、     

南海北部深海平原晚更新世以来沉积环境和古气候变化

近年来,随着我国海洋地质事业的发展,对于深海海洋第四纪的调查研究工作已引起不少中外学者的注意及着手探讨,但对于南海海盆第四纪地质的调查研究报道甚少.1980年,笔者有机会参加中美联合进行的南海海盆的地质-地球物理调查,并在美国拉蒙特-多尔蒂地质观察所提供的深海远洋调查船“维玛号”(Vema)上,使用重力活塞取样器在水深1034—3821米的海底,采集了7个岩芯样品,具体位置(图1).     

南海中部表层沉积物的元素地球化学

根据1983年9月—1984年7月所调查的南海中部91个表层沉积物中Fe,Mn等18种元素分析并结合其它资料的详细研究结果表明:(1)南海中部沉积物具有在近海—深海环境下形成的半深海沉积物的地球化学特征;(2)元素含量分布规律是,Al,K,Fe,Mg,Cu,Ce,Ni,Ba,Mn,Zn,Pb,N含量从陆架外缘到陆坡直至深海递增;Ca,Sr,C_(有机)从陆架外缘到陆坡含量渐增,由陆坡向深海锐减;Si和Ti含量在陆坡低、陆架外缘和深海高;(3)因子分析得出三种元素组合,即常量元素Al,Si,K,Fe,Mg,Ti,微量元素Cu,Co,Ni,Mn,Ba和Ca,Sr,C_(有机),N组合;(4)沉积物元素组成和含量的主要控制因素是沉积物类型。     

南海深地震探测的重要科学进程:回顾和展望

南海是西太平洋最大的边缘海之一,研究其深部地壳的结构对深入认识南海共轭边缘的构造属性、深海盆形成演化历史、含油气盆地的形成机制均具有十分重要的科学意义。南海地壳结构的深地震探测从构造区域上可分为南海北部陆缘、南海南部陆缘、南海中部深海盆等几个海域,在探测技术上经历了声纳浮标、双船扩展剖面(expanding spread profile,ESP)、海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)探测3个阶段。特别是近20年OBS探测蓬勃发展,从南海北部、发展到南海南部、再到南海中部,从二维直线探测到三维网格探测。这些探测和研究得到了宝贵的深部地壳结构信息,为南海的形成演化理论提供了重要依据,同时也推动了国产OBS的应用和人才队伍的培养。而最新完成的深海盆三维OBS探测标志了一个新的历史阶段,具有非常深远的科学意义。     

南海碳酸盐溶解与深海沉积物类型

根据南海深海沉积物中CaCO_3含量和浮游有孔虫溶解指数的变化,推测南海碳酸盐溶跃层和补偿深度分别为3000m和4000m。结合各种钙质浮游生物壳的被溶蚀现象说明碳酸盐溶解的特征并讨论其主要的影响因素。并认为碳酸盐溶解作用是影响南海深海沉积物类型分布的主要因素,因而提出南海深海沉积物的类型及分析其分布格局。     

南海的形成与邻区构造关系

通过近几年对南海新资料的分析,本文试图对南海的形成及其与相邻陆块及岛派之间的关系进行探讨,提出一些新的认识.一、南海深海盆的成因为多中心微型扩张继南海北部航空磁测后,地矿部南海地质调查指挥部及中国科学院南海所等单位又相继对南海中部进行了综合性的地球物理调查.图1显示出南海中、北部海域的磁场特征,虽然它仍然是由许多正、负相间的近东西走向磁异常组成,但是磁异常的线性特征并不典型.它并不象某些大洋盆地内磁条带那样,具有一系列相互平行的正、负相间的磁条带特征.     

第一章 前言

据1986年11月在杭州召开的“南海海洋地质、地球物理讨论会”的建议,在中国国家海洋局和联邦德国研究技术部的支持下,国家海洋局第二海洋研究所与联邦德国地球科学与自然资源研究所于1987年5月至7月在南海利用德国科学调查船“太阳”号(SONNE)进行了SO49航次的考察工作。该考察工作系两个研究所合作执行的“南海地球科学联合研究”项目的重要组成部分,属于两国政府间海洋科学与技术合作协定中的一项近期计划。1988年5月至8月,双方科学家再度集中于德国汉诺威,在西德地球科学与自然资源研究所共同处理资料与分析样品和联合解释与研究。     

南海北部地热流测量及其成果

地热流是地球物理学的一个重要分支.自五十年代开始,特别是在深海大洋探测地热流技术成功以后,它的研究成果已运用到地热学、地质基础理论、地球形成理论及能源科学等方面.因此,当前地热流研究已受到地学界的普遍重视.1979年底至1980年初,中美联合调查南海地质,在深海底测定了地热流.本文将简要地介绍这次调查采用的热流测定技术及其工作成果.     

南海及邻近海区科学数据中心资源建设初探

南海及邻近海区科学数据中心是国家地球系统科学数据中心的分中心, 其目标是通过联合热带海洋生物资源与生态、热带海洋环境动力领域和边缘海与大洋地质研究领域的优势力量, 建成具有南海特色的海洋科学数据资源共享服务平台, 促进海洋科学数据资源的开放共享与高效利用。南海及邻近海区科学数据中心资源在建设和实践过程中, 整合和共享了1985年以来南海水文、气象、生态、地质等多学科、多要素、多尺度的海洋科学数据资源, 一方面为南海海洋学各学科的科技创新提供精确、完整和可靠的海洋科学数据资源, 增强我国海洋科技创新能力; 另一方面为国家重大战略需求、海洋经济社会发展和相关决策活动提供数据基础支撑。     

南海深海鱼类的初步报告

南海在我国濒临的四个海中面积最大，而其大陆架宽度则较狭窄，水深在200米以上的深海水域相当广阔。我国过去关于南海深海鱼类的研究报道极少，1962年《南海鱼类志》中曾记载过少数深海鱼类，但具有确切深度记录的仅有8种。在国外文献中，Gilbert和Hubbs(1920), Schultz(1938), Abe(1974 , 1975, 1976 )等曾报道过数种。 本文材料是1959-1960年在海南岛以东海域，水深200-1100米进行底栖生物拖网时所获得的标本。鉴定结果，共71种，分隶于37科，12目，其中34种为我国新记录，7种是我国在南海首次记录。 文内凡是我国新记录的种均有形态描述，并附有外形图,有些种作了分类上的讨论；对我国有过记录的种，只记有地理分布和标本采集记录。此外，就现有资料并参考有关深海鱼类文献，对这些种类的地理分布和深度分布也作了初步分析。由于调查范围较小，拖网次数不多，本文仅为南海鱼类区系提供了一些初步资料。丰富的南海深海鱼类区系，随着我国海洋调查事业的发展，还有待进一步深入研究。