海洋地质学读书报告

《海洋地质学》读书报告姓名：李西汉学号：20091003799 班级：061092班经过阅读《海洋地质学》这本书，我获益匪浅。

在经过一个学期的固体物理学概论的相关学习之后，我对固体物理学，尤其是海洋地质学产生了浓厚的兴趣。

于是我决定借阅相关书籍，进一步了解这个神奇的世界。

从小时候我就对海洋有种奇妙的依恋，我热爱那片美妙绝伦的深蓝色，我更热爱去了解她去研究她那独一无二的魅力。

首先，我读到了关于人类对海底的大规模科学研究的内容，这项研究已经经历了(1968-1983）、（1985-2003）这两个阶段，。

自1969年开始科学大洋钻探以来，人类在不断地扩大调查的范围，突破技术上的极限。

在过去30年中不断壮大的国际科学大洋钻探科学组织，已经成功地海洋地质的各个领域开展了很多卓有成效的研究，作为迄今为止历时最长、成效最大的国际地球科学合作计划，ODP 将于2003 年10 月结束，取而代之的将是一个规模更加宏大、科学目标更具挑战性的新的科学大洋钻探计划，它就是综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program，IODP）。

与DSDP，ODP仅仅依靠“GLOMAR.挑战者号”或“JOIDES·决心号”一艘钻探船的情况不同，IODP的一个主要特点是它将以多个钻探平台为主，除了类似于“JOIDES·决心号”这样的非立管钻探船以外，加盟IODP 的钻探船将包括日本斥资5 亿美元于2006 年投使用的“地球号”立管钻探船。

美国国家科学基金会于2004 年提供一艘功能比“JOIDES·决心号”更完备的新的非立管钻探船。

此外,欧洲一些国家在努力争取为IODP 提供一些上述两艘钻探船所无法涉足的、能在海冰区和浅海区进行钻探的钻探平台。

由于IODP 的上述特点，它的航次进入了过去ODP 计划所无法进入的地区，如陆架及极地海冰覆盖区；钻探深度则由于立管钻探技术的采用而大大提高，IODP 也因此将在古环境、海底资源（包括气体水合物）、地震机制、大洋岩石圈、海平面变化以及深部生物圈等领域里发挥重要而独特的作用。

ODP 始自1985 年墨西哥湾的100航次，到2002年6 月为止，“JOIDES·决心号”共接受来自40 多个国家的近2700名科学家上船参加考察，钻取的岩芯累计长达215km，钻探最深达海底以下2111m，钻探的最大水深达5980m。

考察船的足迹遍布世界各大洋，与DSDP 一起，在全球各大洋共留下了1700多个钻孔。

这些钻孔既增进了我们对地球的外部和内部动力学过程的了解，也为地球科学家们将今论古提供了大量重要的依据。

通过阅读文献，我将从以下几个方面进行简要的介绍：（1）海底热液活动研究大洋钻探对海底热液活动研究的贡献，最早应追溯到1968 年10 -11 月间DSDP 的2 航次，该航次首次在海底玄武岩中发现了方解石脉。

接着，在DSDP 的5航次中发现了沉积物中存在铁氧化物，并在下伏的玄武岩中观察到了蚀变现象（碳酸盐化、绿泥石化和蛇纹石化）。

随后，在DSDP 的34 和42A航次，又观察到玄武岩的蚀变现象。

特别是1979 年7-12 月间DSDP 的69 航次，使人们观察到东太平洋科斯塔里卡（Costa Rica）裂谷以南201km的Hole504B，在上覆274.5m 沉积物的情况下（底部沉积物为含燧石的硅质灰岩，年代达上中新世），下伏214.5m长的岩柱中仍然存在玄武岩普遍蚀变的现象，其中的橄榄石矿物被蒙脱石等粘土矿物和纹石、方解石等碳酸盐矿物部分或全部交代，并出现了蒙脱石脉和方解石脉，这种蚀变现象很难用简单的海水—岩石相互作用，或者是海底风化作用给出令人满意的解释。

随着，大洋钻探过程中海底岩石蚀变现象的不断出现，当时使人们很自然的将其与1979年4月研究人员在“Alvin”号上刚刚观察到的东太平洋海隆21ºN 的海底热液活动现象联系起来，意识到海底热液活动对洋壳以及上覆沉积物均可能产生比较深刻的影响，有效地认识这种影响将成为一项极有意义的工作。

也就是从这个时候开始，人们明确提出将海底热液活动研究与大洋钻探计划联系起来，利用大洋钻探能有效揭示海底深部结构和物质组成的功能，了解海底热液活动的深部过程。

从事这项开拓性工作的科学家们，首先是Wood Hole 海洋研究所的Detrick 博士和全体Leg106 科学调查队员们，这是因为Leg106 是ODP 第一次在活动的海底热液硫化物分布区进行大洋钻探的航次。

通过该航次不仅证实了大西洋洋中脊SnakePit 热液区的存在（此前，通过光学拖体曾发现该区存在沉积物颜色异常和生物残骸，推断该区可能存在海底热液活动），表明在一个直径仅为几米的高温黑烟囱喷口区范围内进行浅钻工作是可行的，而且初步揭示了SnakePit 热液区硫化物堆积体的内部结构（黑烟囱体底部硫化物堆积体的厚度可达13m，在距离烟囱体大于17m的位置，海底热液硫化物堆积体的厚度可达3-6m，且黑烟囱体下部分布着块状硫化物透镜体）和矿物组成（主要由黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、白铁矿和磁黄铁矿组成），并通过钻探过程中使用的电视摄像系统，发现了大西洋洋中脊SnakePit( 热液区分布着（更小、可移动的生物体）与太平洋热液活动区不同的生物群落。

1979-2003 年，138个大洋钻探（DSDP/ODP）航次中，观察到海底热液活动迹象的航次占了59%（包括1996 年6 月20 日~8 月15日，在胡安德富卡洋脊东翼执行的调查研究洋壳中海底热液循环的ODP168 航次，Sites1023~1032），其中专门针对海底热液活动区进行的大洋钻探有Leg106（1985 年10月27日—12 月26日，Sits648-649，大西洋洋中脊蛇坑（SnakePit）热液区），Leg39,（1991 年7 月4 日- 9月11 日，Sites855-858，东北太平洋北胡安德富卡洋脊中海谷热液区），Leg158（1994年9 月23日- 11 月22 日，Site957大西洋洋中脊TAG热液区），Leg169（1996年8 月21 日- 10 月26 日，Sites856-857，1035-1038北胡安德富卡洋脊中海谷热液区，南戈尔达洋脊的埃斯卡诺巴和Leg193（2000年11 月7 日- 2001年1 月3 日，Sites1188-1191，西南太平洋东马努斯（Manus）海盆Pacmanus 热液区），共5个航次，占了)3.6%。

24 年来，围绕这些大洋钻探工作取得的丰富数据资料和样品，人们在进一步测试和分析的基础上，开展了较广泛的现代海底热液活动研究，对海底热液循环、热液区的深部结构和物质组成以及热液活动与深部生物圈的关系等重大问题均了较深入的认识。

（2）洋底以下生命DSDP 选择了对深海沉积物岩芯首先进行孔隙水和有机化学的研究，而不是对这个洋底下生物圈直接进行微生物研究，这项计划持续到了ODP 阶段，并成为后来ODP 每个航次研究的有机组成部分。

通过对沉积物样品的孔隙水地球化学和有机地球化学的研究，科学家们可以清楚地了解沉积物序列中固相和液相的有机质和无机质总量的变化。

微生物活动因此可以简单地从这些化学分布中推断出来。

纵观DSDP 和ODP的历史，船上研究都对岩芯中硫酸盐损耗、甲烷生成、碱度浓度、锰还原及氨的产生与损耗进行了研究相关的DSDP和ODP 的研究也对沉积物孔隙水中的CH4、CO2、SO4进行了稳定同位素分析，证实了在海底沉积物中有特殊的微生物作用的发生（如在洋底以下产生甲烷的地区）。

经过一个又一个的航次，ODP 的化学研究不断地为世界各大洋底下的微生物活动性提供了证据。

这些船上的研究都显示了洋底下生物的活动性可以延伸到洋底下数百米的深度，特别是沿着大洋边缘。

（3）天然气水合物天然气水合物是一种由水的冰晶格架及其间吸附的气体分子（以甲烷为主）组成的固态化合物，主要分布于海洋陆坡区和陆地永久冻土带，被认为是21 世纪理想的替代能源，由于其在资源、环境和全球变化中的重要意义而引起世界各发达国家的高度重视。

近年来，许多国家成立了专门机构，投入巨资，进行天然气水合物调查研究。

美国成立了天然气水合物研究中心，加拿大于1998 年组织有美国、日本等国25 位科学家参加的陆地水合物钻探和开发的技术研究，日本成立了甲烷水合物开发促进委员会，印度也制定了自己的水合物开发计划。

20 世纪80年代以来，天然气水合物的研究得到快速发展，从近30 年来国际上每5 年所发表的有关水合物论文数量统计来看，从1970—1995年的不足10 篇已发展到1996—2000 年近250 篇。

研究表明，天然气水合物赋存的主要识别标志有地震剖面中似海底反射（BSR，具有与海底近平行、与海底反射反相位、高波阻抗、强振幅、速度异常等特征）、BSR之上的“空白带”（BZ）、麻点状海底微地形地貌（Pockmark）、沉积物和孔隙水地球化学异常效应、水合物冷溢气口生物群落等。

然而，要想准确地查明天然气水合物的储量、埋藏深度、物理化学特性等技术参数，必须实施取样钻探工程。

根据所收集的大量资料和查询的有关专利，美国、日本等国取得了一系列有关取样钻探施工所必需的保压保温取芯钻具、施工工艺及开采方法以及普通气体采用水合物形式运输的专利。

大洋钻探计划（ODP）已在部分海域进行过天然气水合物取芯钻探施工，ODP 的实施对推动水合物研究作出了重大贡献。

2003年10 月，ODP即将结束，新的综合大洋钻探计划（IODP）即将开始，学术范围明显扩大，更加强调与应用科学的结合、与产业界的结合。

IODP 将天然气水合物作为8个主要科学目标之一。

为实现IODP 的深海海底钻探，首先，国际海洋钻探科学研究单位提出钻探研究目标的研究计划，研究者本人再按照这个目标研究计划拟定钻探提案申请，申请的提案经有关国防组织研究、审查，决定是否采用。

为有效地推进IODP 的实施，1999 年就组织了IODP 的计划研究委员会，该委员会重新研究了1997年召开的CONCORD 和1999年COMPLEX 两次会上的发言，制定了IODp 前十年（2003—2013）的初期科学计划（ISP），在ISP 中有三大课题和8 个重点目标。

（1）扩展到地下生物圈和海底下的“海”a）地下生物钻探；b）天然气水合物的分布及其性质的研究；（2）地球环境的变化及其对生物圈的影响a）地球环境变化内部因素的研究；b）地球环境变化外部因素的研究；c）地球系内部相互作用的研究；（3）地球物质循环及动力学a）大海台、海洋地壳和大陆边缘的形成及演化研究；b）地球内部物质循环和大陆地壳、地幔的演化研究；c）地震带范围的研究。