南海大洋钻探获多项重大新发现
●首获南海形成年龄直接证据●发现南海形成过程中有多期次大规模火山喷发●发现南海深海盆反复变化的沉积历史
来源:国土资源报
作者:黄 辛
发布时间:2014-04-17
3月30日，“国际大洋发现计划”349航次在台湾基隆港靠岸，南海新一轮大洋钻探画上圆满句号。本航次首次获取了南海中央水深4000米深海海盆的岩芯，首次揭示了南海形成时的动荡历史。
“国际大洋发现计划”349航次由我国科学家建议、设计并主持，是新十年科学大洋钻探首个航次，在南海历经了62天紧张而忙碌的科学钻探。
4月2日，在同济大学举行的南海大洋钻探科学家见面会和上海科协大讲坛上，南海大洋钻探项目共同首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院李春峰教授介绍，“仅从船上的初步分析看，就已首获多项重大新发现，相信这将实质性地推动对南海深部过程的科学认识，最终揭开南海形成之谜，同时也提升中国科学家在深海地球与生命交叉研究领域的综合水平。”
尽管早已知道南海形成的奥秘就隐藏在深海盆地之下，但受科技条件限制，长期以来南海的深海盆地一直是科学考察的盲区。近三四十年来，对于南海大陆架和陆坡海底已经进行了大量科学考察，各国所打的石油钻井就超过4000口，而南海中央水深超过4000米的深海盆地却从未钻探。
据介绍，在此轮南海大洋钻探中，一共完成了5个站位的取芯，如同在海底打下了5颗“金钉子”，获取了具有极高科学价值的岩芯，还完成了2个站位的地球物理测井工作。钻探深度共4317米，其中沉积岩取芯1503米，基底玄武岩取芯100米，最大井深1008米。
此航次是以我国科学家提出的科学目标为主导，以中国科学家为主体，有12名中国科学家和6位华裔科学家参加。来自11个不同国家和地区的32位科学家通力合作，初步完成了大量的地质、地球化学、地球物理、微生物等多科学测量和分析工作，在深入认识南海的地质演化上迈出了突破性的一大步。
李春峰说，刚刚圆满完成的大洋钻探航次主要是取芯、测量工作，全面的科学研究还需要好几年。但他表示，仅从船上的初步分析看，至少已经获得以下3个方面重大发现：
一是首次获得南海形成年龄的直接证据。迄今为止，南海的形成过程和年龄都是根据地球物理探测间接推断的。此航次首次突破软性的沉积岩，钻取到了海底扩张形成的硬性的玄武岩，在南海东西两大海盆都获得了非常新鲜的洋壳玄武岩样品。由此，可精确确定海盆扩张时代与岩浆活动过程；同时利用微体古生物化石和古地磁测定，初步标定了不同站位处的南海东西两大海盆的年龄。
二是发现南海形成过程中有多期次的大规模火山喷发。钻探发现的多层玄武岩和多层火山碎屑岩，说明南海扩张形成的晚期有过多期强烈的火山活动。南海的不少岛礁，其实就是覆盖在海山上的珊瑚礁。此项发现为研究海山的形成原因，以及海底扩张如何停止的历史过程提供了全新的线索。
三是发现南海深海盆反复变化的沉积历史。南海是个边缘海，周边陆地和岛屿送到海里的大量沉积物，最终的归宿就是此次首次钻探的深海盆。此次钻探发现了大规模的浊流沉积，和多期次的钙质超微化石沉积交替出现，还在大洋玄武岩基底上发现有数十米厚的黄褐色泥岩，表明南海形成之后有过复杂多变的沉积环境，成为研究南海乃至西太平洋演变历史的宝贵证据。
此外，本次在南海深海盆多个站位完成的地球物理测井工作，通过生物地球化学、洋壳流体与深部微生物活动的观测与研究，可直接确定化学通量、热流、海底下面水热活动等信息。科学家表示，这对于今后南海的地质调查、油气勘探，对深入认识南海极端生物圈和海底下面水热活动，都有着深远的意义。
中科院院士汪品先表示相信，新成果将全面推动南海、东亚和西太平洋的地学研究，提升我国海洋科学研究的国际战略地位，在亚洲大陆边缘和西太平洋边缘海的一系列重大科学问题上取得重大突破。
（黄 辛）
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人类钻探大洋的四大计划
20世纪以来，人类共进行了4个宏伟的大洋钻探计划。
第一个计划：深海钻探计划（DSDP，1968年~1983年）。该计划研究成果证实了海底扩张，创立了古海洋学，为地球科学带来了一场革命。
第二个计划：大洋钻探计划（ODP，1985年~2003年）。通过该计划，科学家揭示了洋壳结构和海底高原的形成，证实了气候演变的轨道周期和地球环境的突变事件，分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学一次又一次重大突破。
第三个计划：综合大洋钻探计划（IODP，2003年~2013年）。该计划以“地球系统科学”思想为指导，揭示地震机理，查明深部生物圈和天然气水合物，理解极端气候和快速气候变化的过程，为国际学术界构筑起新世纪地球科学研究的平台，同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。钻探范围扩大到全球所有海区（包括陆架浅海和极地海区），领域从地球科学扩大到生命科学，手段从钻探扩大到海底深部观测网和井下实验。
第四个计划：国际大洋发现计划（IODP，2013年~2023年），将重点发展4大领域的研究：气候与海洋变化、生物圈前沿、地球表面环境的联系和运动中的地球。
IODP 349航次是新一轮十年大洋科学钻探——“国际大洋发现计划”的首个航次，也是继1999年ODP184航次后在我国南海实施的第二次大洋科学钻探航次。
大洋科学钻探是地球科学领域规模最大、历时最久的大型国际科技合作计划，通过深海海底钻探取芯和观测试验，探索国际最前沿的科学问题。我国先后参加了大洋钻探计划、综合大洋钻探计划和国际大洋发现计划，预计通过参加新十年计划迅速提升我国深海地球科学研究水平，为探索海洋奥秘作出新贡献。
“国际大洋发现计划”349航次由我国科学家建议、设计并主持，是新十年科学大洋钻探首个航次，在南海历经了62天紧张而忙碌的科学钻探。
4月2日，在同济大学举行的南海大洋钻探科学家见面会和上海科协大讲坛上，南海大洋钻探项目共同首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院李春峰教授介绍，“仅从船上的初步分析看，就已首获多项重大新发现，相信这将实质性地推动对南海深部过程的科学认识，最终揭开南海形成之谜，同时也提升中国科学家在深海地球与生命交叉研究领域的综合水平。”
尽管早已知道南海形成的奥秘就隐藏在深海盆地之下，但受科技条件限制，长期以来南海的深海盆地一直是科学考察的盲区。近三四十年来，对于南海大陆架和陆坡海底已经进行了大量科学考察，各国所打的石油钻井就超过4000口，而南海中央水深超过4000米的深海盆地却从未钻探。
据介绍，在此轮南海大洋钻探中，一共完成了5个站位的取芯，如同在海底打下了5颗“金钉子”，获取了具有极高科学价值的岩芯，还完成了2个站位的地球物理测井工作。钻探深度共4317米，其中沉积岩取芯1503米，基底玄武岩取芯100米，最大井深1008米。
此航次是以我国科学家提出的科学目标为主导，以中国科学家为主体，有12名中国科学家和6位华裔科学家参加。来自11个不同国家和地区的32位科学家通力合作，初步完成了大量的地质、地球化学、地球物理、微生物等多科学测量和分析工作，在深入认识南海的地质演化上迈出了突破性的一大步。
李春峰说，刚刚圆满完成的大洋钻探航次主要是取芯、测量工作，全面的科学研究还需要好几年。但他表示，仅从船上的初步分析看，至少已经获得以下3个方面重大发现：
一是首次获得南海形成年龄的直接证据。迄今为止，南海的形成过程和年龄都是根据地球物理探测间接推断的。此航次首次突破软性的沉积岩，钻取到了海底扩张形成的硬性的玄武岩，在南海东西两大海盆都获得了非常新鲜的洋壳玄武岩样品。由此，可精确确定海盆扩张时代与岩浆活动过程；同时利用微体古生物化石和古地磁测定，初步标定了不同站位处的南海东西两大海盆的年龄。
二是发现南海形成过程中有多期次的大规模火山喷发。钻探发现的多层玄武岩和多层火山碎屑岩，说明南海扩张形成的晚期有过多期强烈的火山活动。南海的不少岛礁，其实就是覆盖在海山上的珊瑚礁。此项发现为研究海山的形成原因，以及海底扩张如何停止的历史过程提供了全新的线索。
三是发现南海深海盆反复变化的沉积历史。南海是个边缘海，周边陆地和岛屿送到海里的大量沉积物，最终的归宿就是此次首次钻探的深海盆。此次钻探发现了大规模的浊流沉积，和多期次的钙质超微化石沉积交替出现，还在大洋玄武岩基底上发现有数十米厚的黄褐色泥岩，表明南海形成之后有过复杂多变的沉积环境，成为研究南海乃至西太平洋演变历史的宝贵证据。
此外，本次在南海深海盆多个站位完成的地球物理测井工作，通过生物地球化学、洋壳流体与深部微生物活动的观测与研究，可直接确定化学通量、热流、海底下面水热活动等信息。科学家表示，这对于今后南海的地质调查、油气勘探，对深入认识南海极端生物圈和海底下面水热活动，都有着深远的意义。
中科院院士汪品先表示相信，新成果将全面推动南海、东亚和西太平洋的地学研究，提升我国海洋科学研究的国际战略地位，在亚洲大陆边缘和西太平洋边缘海的一系列重大科学问题上取得重大突破。
（黄 辛）
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人类钻探大洋的四大计划
20世纪以来，人类共进行了4个宏伟的大洋钻探计划。
第一个计划：深海钻探计划（DSDP，1968年~1983年）。该计划研究成果证实了海底扩张，创立了古海洋学，为地球科学带来了一场革命。
第二个计划：大洋钻探计划（ODP，1985年~2003年）。通过该计划，科学家揭示了洋壳结构和海底高原的形成，证实了气候演变的轨道周期和地球环境的突变事件，分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学一次又一次重大突破。
第三个计划：综合大洋钻探计划（IODP，2003年~2013年）。该计划以“地球系统科学”思想为指导，揭示地震机理，查明深部生物圈和天然气水合物，理解极端气候和快速气候变化的过程，为国际学术界构筑起新世纪地球科学研究的平台，同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。钻探范围扩大到全球所有海区（包括陆架浅海和极地海区），领域从地球科学扩大到生命科学，手段从钻探扩大到海底深部观测网和井下实验。
第四个计划：国际大洋发现计划（IODP，2013年~2023年），将重点发展4大领域的研究：气候与海洋变化、生物圈前沿、地球表面环境的联系和运动中的地球。
IODP 349航次是新一轮十年大洋科学钻探——“国际大洋发现计划”的首个航次，也是继1999年ODP184航次后在我国南海实施的第二次大洋科学钻探航次。
大洋科学钻探是地球科学领域规模最大、历时最久的大型国际科技合作计划，通过深海海底钻探取芯和观测试验，探索国际最前沿的科学问题。我国先后参加了大洋钻探计划、综合大洋钻探计划和国际大洋发现计划，预计通过参加新十年计划迅速提升我国深海地球科学研究水平，为探索海洋奥秘作出新贡献。
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