新世纪的大洋钻探

较为详细地介绍了大洋钻探计划（ODP）的科学目标，研究主题及其重要的科学意义，大洋钻探计划是当今举世瞩目的国际性海洋科学研究计划，其前身深海钻探计划（DSDP）孕育了20世纪70年代的地学革命,为“新全球构造理论”－－板块构造学说的发展提供了关键性的证据。自1985年开始的ODP成功地探查了地质历史演化中塑造我们这颗星球并决定了其现今环境状态的各种地质过程，揭示了控制地壳形成，海洋化学，海洋的深部和表面循环的各种地质以及生物圈和环境物理化学间相互作用的复杂性，DSDP和ODP的成功为实施新世纪海洋钻探－综合海洋钻探项目（IODP）的目标铺平了道路，IODP是在21世纪初即将实施的新的大洋钻探计划。     

综合大洋钻探计划311航次沉积物中自生碳酸盐岩碳、氧稳定同位素特征

为了探索水合物背景下沉积物中自生矿物响应,对采自综合大洋钻探计划（IODP）311航次沉积物中自生碳酸盐岩颗粒进行了矿物组成、形貌特征和碳、氧稳定同位素特征等研究。X光粉晶衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）结果显示碳酸盐岩颗粒的主要矿物成分是铁白云石和方解石,呈多孔状结核和不规则状集合体产出。碳酸盐岩颗粒的碳稳定同位素δ¹³C_PDB低至-41.50‰,证实其碳源源自甲烷,其成因与甲烷厌氧氧化过程有关,印证了研究区存在海底甲烷渗漏现象,是甲烷水合物赋存区重要的识别标志之一。碳酸盐岩颗粒的氧稳定同位素δ¹⁸O_PDB总体上随着沉积物深度增加而减小,可能指示沉积物的背景温度由下而上（从早到晚）逐渐降低。研究结果提供了现代海洋天然气水合物背景下沉积物中自生碳酸盐岩的碳、氧稳定同位素记录,对于寻找我国海域天然气水合物资源,探索地史时期古海洋沉积物中类似的甲烷事件记录具有重要的理论和实践指导意义。     

Inspirations from IODP Expedition 361

International Ocean Discovery Program, or present IODP that has been evolved from the early Deep Sea Drilling Project (DSDP), Ocean Drilling Program (ODP) and Integrated Ocean Drilling Program (IODP) is one of the international ocean drilling and exploration programs originated from USA. IODP 361 cruse supported by JOIDES Resolution is characterized of high maneuverability, high tectonic integrity, high comprehensive disciplinary, information aggregation, international researcher gathering, global study targeting, quantity study production, isolated close working environments and huge investment, which is one of the most important international cooperation platforms of the geosciences, especially global changes. It is also one of the super powerful engines not only guiding but also pushing the study on global change via exploring the records of ocean evolution, and also the fountainhead to understand the processes and mechanism of the global changes. As one the main members of the IODP, China is not only participating the activities and scientific researches of IODP, but also needs to improve the capabilities to monitor the ocean and establish our own facilities, laboratories and research centers. These are not only very important for the global research and the future development, but also crucial for the preservation of the ocean environment. Leaning and mastering mature operation models from the JOIDES Resolution, using the experience of IODP management for reference may benefit our research work and yield twice the result with half the effort.     

南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析*

IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。     

中国加入国际大洋钻探计划的4年回顾

国际大洋钻探计划（ODP，1985－2003）及其前身深海钻探计划（DSDP，1968－1983），是20世纪地球科学规模最大、历时最久的国际合作研究计划，30余年来一直是推动学科发展的前沿，导致了学科的一场革命。我国经国务院领导批准于1998年春正式加入大洋钻探计划，年付50万美金，成为第一个“参与成员”（Associated Member)。4年来，已经取得重大进展。（1）成功地在南海实施了ODP184航次。这次在我国科学家建议、设计和主持下的航次在南海二、三千米深水区的6个站位取岩心5000多米，实现了中国海大洋钻探零的突破，使我国一举进入国际深海研究的前沿。在航次结束后的研究中，我国取得的成果也遥遥领先，不仅在不同时间尺度上取得了西太平洋区迄今为止最佳的深海沉积记录，而且在气候演变周期性、亚洲季风变迁和南海盆地演化等方面也获得了大量创新成果，其中包括学术上的突破性进展，目前正在逐步向国际学术界展示中。（2）促进了我国深海基础研究及其基地建设。加入ODP4年来，我国深海基础研究迅速发展，继国家自然科学基金重大项目（东亚古季风的海洋记录）后，又于2000年底启动了国家重点基础研究规划项目（地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录），并实现了“深海“973”项目和“大洋专项”的相互结合，已有教育部、中科院、海洋局、国土资源部等10多个实验室或研究所在不同程度上加入深海基础研究，其中包括至少6所重点大学，已经初步建成了以深海研究为重要目标的重点实验室，初步涌现出一批有成就的青年科学家。（3）啊我国在有关国际学术界的地位。尽管我国支付的成员费只占ODP整个预算的百分之一强，但是，4年来所起的作用已远不以此为限，特别在筹备新的“整合大洋钻探”计划中，我国代表在有关专业组中的席位已应邀由2个增至4个，仅2001年春以来一年内就有3次大洋钻探的国附我国举行。4年来，在ODP和筹备中的IODP方面，至少有6批共数十人次访华，是20世纪90年代新加入ODP成员中最为活跃的一个。大洋钻探是一项长周期、高层次的国际科研计划，4年来我国以南海航次为中心的研究成果刚开始产出，预计近两年内将达到高潮，而随此建立起来的队伍和基地也可望在未来几年在更大领域范围内进入国际前沿，取得新的重大进展。     

Development of the Western Boundary Undercurrent at Eirik Drift related to changing climate since the early Miocene

Eirik Drift lies on the slope south of Greenland, where it has been formed under the influence of the Western Boundary Undercurrent (WBUC) closely downstream of its origin in the deep-water formation centres of the Nordic Seas. Therefore, the sediment record at Eirik Drift documents modifications in pathways and intensity of the WBUC. These modifications reflect alterations in deep-water formation in the Nordic Seas and are therefore coupled with climate changes. Based on the seismostratigraphic analysis of sedimentary architecture identified in a set of high-resolution seismic reflection data, we have reconstructed the palaeocirculation of the WBUC at Eirik Drift since the early Miocene. We revealed a strong WBUC during warm climate conditions, and in phases of climate cooling with enhanced sea-ice extent we interpreted weak WBUC influence. We suggest a southward shift of the deep-water formation regions along with a shift of the deep current system during the cool phases. This shift implies that the main North Atlantic Deep Water route affected Eirik Drift only during warm phases and that during cool phases weak branches of the circulation system flowed over Eirik Drift.     

发震带试验(SEIZE)

对发震带试验计划(SEIZE)以及南海（Nankai）海槽的发震带钻探计划（NanTroSEIZE）进行了综述。SEIZE作为大陆边缘计划(MARGINS)的重要研究内容和综合大洋钻探计划（IODP）的优先研究领域,重点对世界主要俯冲发震带进行研究。SEIZE的主要研究内容包括：①凸凹体的物理性质;②在地震周期里,应力、应变和孔隙流体成分随时间的变化;③在俯冲逆冲断层上,发震带上界和下界的确定;④引起海啸的发震带的特征;⑤大型逆冲带地震在物质转换过程中所起的作用。NanTroSEIZE将成为IODP第一个基于立管钻探的计划,也是科学大洋钻探历史上第一个分期实施的复合钻探计划;钻入发震带的复合钻探计划将最终验证关于发震带的各种假说。      

Sealevel history recorded in the Pleistocene carbonate sequence in IODP Hole 310‐M0005D,off Tahiti

Material cored during the Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expedition 310 ‘Tahiti Sea Level’ revealed that the fossil reef systems around Tahiti are composed of two major stratigraphic sequences: (i) a last deglacial sequence; and (ii) an older Pleistocene sequence. The older Pleistocene carbonate sequence is composed of reef deposits associated with volcaniclastic sediments and was preserved in Hole 310‐M0005D drilled off Maraa. Within an approximately 70‐m‐thick older Pleistocene sequence (33.22–101.93 m below seafloor; 92.85–161.56 m below present sealevel) in this hole, 11 depositional units are defined by lithological changes, sedimentological features, and paleontological characteristics and are numbered sequentially from the top of the hole downward (Subunits P1–P11). Paleowater depths inferred from nongeniculate coralline algae, combined with those determined by using corals and larger foraminifers, suggest two major sealevel rises during the deposition of the older Pleistocene sequence. Of these, the second sealevel rise is associated with an intervening sealevel drop. It is likely that the second sealevel rise corresponds to that during Termination II (TII, the penultimate deglaciation, from Marine Isotope Stages 6 to 5e). Therefore, the intervening sealevel drop can be correlated with that known as the ‘sealevel reversal’ during TII. Because there are limited data on the Pleistocene reef systems in the tropical South Pacific Ocean, this study provides important information about Pleistocene sealevel history, the evolution of coral reef ecosystems, and the responses of coral reefs to Quaternary climate changes.     

2013年后的大洋钻探——从INVEST会议看学科前沿

在德国布莱梅举行的"INVEST"大会上,讨论了2013年后10年内综合大洋钻探的学术研究方向.报道了会议概况,从深部与表层相互作用、暖室气候、深部生物圈与碳、观测系统、地球和人等5个主题,介绍了大洋钻探未来的学科前沿,并分析了大洋钻探今后发展的特点.     

日本的综合大洋钻探计划(IODP)

对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m,钻达发震带和上地幔,实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标,三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化,地壳作用过程和地球系统演化,俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原,认识核—幔作用过程;②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物,详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程;③钻探大洋岛弧,认识大陆地壳形成过程;④钻探扩张的弧后,认识洋壳岩石圈形成过程;⑤钻探亚洲边缘海及陆坡,认识陆壳—洋壳—大气圈关系;⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈;⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环;⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。