第十章 古海洋学

(1)古海洋物理参数的估算是通过间接途径得来的， 而现代物理海洋参数是通过直接测量和计算得来的； (2)古海洋学的时间尺度包括几十年、几百年、几千 年、至百万年，而物理海洋学只包括几年甚至当年参 数变化的尺度。
第一节 大洋盆地的起源和演化

一、大洋盆地的起源

大洋永存说：美国的丹纳（1847）等倡导的，他们认为， 大洋是原生的，大洋地壳形成于地质历史的最初阶段， 大陆则是后来形成并逐渐增生的，现代大洋盆地是大陆 增长以后原始大洋的残留部分，在目前大洋的位置上从 来不曾被大陆占据过。可是，一系列的地质资料，特别 是古生物地理资料，促使修斯早在一个世纪前就已断言 中生代中期前，现今印度洋以及南大西洋的位置上曾存 在着冈瓦纳超级大陆，后来魏格纳进而认为曾有过统一 的联合古陆。这些事实与大洋永存说根本对立。另外， 若大洋果真如永存说所鼓吹的是形成于太古时期，尔后 从未经历变动的话，那么，洋底钻探能钻遇古生代以至 前寒武纪的巨厚沉积地层。然而，深海钻探的事实证明， 洋底沉积层极薄且非常年轻，其年龄均不老于侏罗纪。

大陆飘移、海底扩张和板块运动的概念，使人们对于洋 盆地演化的认识发生了根本的改变。以板块构造学说为 代表的新活动论认为，大洋诞生于大陆张裂的裂谷地带， 象东非那样的大裂谷可视为大洋演化的胚胎期。在大陆 裂谷阶段，地幔物质向上涌升，地表可被抬升成为窟窿 形隆起；在张力作用下，大陆地壳被拉伸变薄，并沿薄 弱地带形成一系列断裂和地堑，出现深陷的谷地和湖泊， 而且伴随着碱性玄武岩浆的喷出。这一阶段，地壳张裂 相当缓慢。可能会持续数千万年之久。当大陆岩石圈终 于被拉断裂开而丧失了完整性，地幔物质随即沿裂谷涌 出形成新的大洋地壳，这就意味着一个新的大洋已经诞 生于世。新的大洋通过海底扩张作用不断成长壮大，而 一个成熟的大洋又可以通过海底俯冲作用逐渐收缩变窄， 甚至关闭消亡。加拿大学者威尔逊首先注意到大洋又开 合的不同发展趋势，并依据板块构造学说将大洋盆地的 演化划分为六个发展阶段，被后人称之为威尔逊旋回。 这一活动论观点，为当代大多数地球科学家所赞同，并 受到广泛的支持。
海洋体系包括： 1、海水温度、盐度、密度以及洋流的发展和演化； 2、底层环流格局的演变历史和影响； 3、浮游底栖生物的地理发展； 4、海洋生产力的历史变化及其对沉积物分布的影响； 5、碳酸钙和硅质沉积的溶解历史等。
中国任美锷教授 1984 年提出古海洋学是研究海洋古环境或海
洋地质历史的学科。包括海水温度、生物量、化学、古气候、 古海洋及其与板块的关系、古海洋与现代海洋环境的关系等。 汪品先教授 (1989) 认为古海洋学是海洋地质的一个分支；根 据海洋沉积来研究地质时期里海洋水文、海洋化学及海洋生物 的分布和演化过程。
古海洋学Baidu Nhomakorabea一综合性新学科。涉及地质、生物、化学、水
文、气象等多个学科领域。
1968—1983年的DSDP和1985至今的ODP在古海洋研究方面取
得成果包括： 1、中生代至今洋流格局变化过程及其影响； 2、晚白垩纪以来大洋水温的阶状变冷； 3、大洋和地中海盐度的变化； 4、白垩纪末生物灭绝事件的始末； 5、大洋缺氧沉积特征和意义； 6、新生代大洋海面的变化； 7、海水溶解作用与古CCD线的升降； 8、沉积碳酸盐和大洋生产力变化； 9、综合若干地质事物勾划出新生代古海洋的演化历史。


上述两种假说均属固定论观点。大洋化说 虽然解释了大洋的年轻性，但在论述大陆 地壳究竟如何沉没为大洋地壳时所提出的 基性化具体作用过程，很难令人完全信服。 别洛乌索夫主张地壳运动以垂直升降为主， 不承认大规模水平方向的大陆漂移和板块 运动。根据地壳均衡原理，很难想象厚而 轻的大陆地壳会发生大规模整体陷落，甚 至转化成为截然不同的薄而重的大洋壳； 阿尔杜什可夫尖锐地指出，普通地壳与地 幔组分的混合总是比地幔物质轻，故不会 沉入地幔中。由此看来，大洋永存说并不 可信，大洋化说亦不足取。
4、强调事件地质的研究方法。事件地质是指某特定 时期、特定环境下形成特定的与现代环境不协调的地 质体。通常指全球性事件。正地质事件指留下了沉积 物，如洪水泛滥、风暴潮沉积；负地质事件指较大的 沉积间断。古海洋就是依靠若干地质事件的澄清将海 洋演化史串连起来的。
古海洋学与现代物理海洋学有明显的差异：
第十章 古海洋学
第一节 大洋盆地的起源和演化
第二节
第三节
古海水的历史
海洋演化中的若干重大事件
一、概述 古海洋学 ——60 年代末期开展 DSDP 以来，从深海底 岩芯得到了有关海洋发展演化的许多信息，从而 创立的一门新的学科。 古海洋学是研究海洋体系发展演化的学科 (Kennett，1982)。 主要是根据海洋沉积物研究地质时期里的海洋环 流、海洋化学和海洋生产率、生物地理的演变过 程。 多数学者认为古海洋学是研究“大洋环流、化学、 肥力和生物地理的历史”的科学。

大洋化说 前苏联学者别洛乌索夫（1962、1970）提出，他 认为在古生代末期以前，全球皆被大陆地壳所覆 盖，太平洋、大西洋、印度洋地区在那时还不是 大洋；古生代末至中生代初，来自地幔的基性、 超基性岩浆大规模上升，大陆地壳破裂为块状， 并与上升的基性、超基性岩浆混合，遭受变质， 密度加大并沉入地幔之中；大陆地块沉陷之处， 形成洋盆；随着玄武岩浆的喷溢，洋盆底部覆盖 上一层玄武岩层。这便是大陆地壳的基性化或大 洋化作用。
2、全球变化思想方法。古海洋学分析问题始终以 全球变化观点为指导，常由一孔岩芯的结论推断对 全球的影响，或从一种环境的变化推断对全球其它 环境的影响。如某一海峡的开通引起洋流路线改变， 从而影响大气环境、气温、降水和侵蚀间断面的发 育。 3、强调动态古地理时空研究的思路。岩相古地理 的研究，往往注重地质体的机械记录，而古海洋学 是以运动的方式恢复古地理，强调它们的时空关系。 同时使用站位回溯法，推断多少年以前此地质体的 地理位置，始终以动态的观点分析古海洋。
现存局限性：
1、DSDP/ODP钻孔只限于某些区域，难以真正掌握全球 信息； 2、岩芯采取率仍不理想； 3、年代精度不够； 4、生物扰动干扰了一些地层顺序； 5、沉积物成岩作用在各地有差异，影响对环境的推断。 古海洋学是通过沉积物岩芯来推断全球环境的有关问 题，指导思想： 1、将今论古、比较转化的思想方法。比较沉积学是把 现代环境参数用于古代，分析并解释古代。就是把当 代的比较分析转化到古代沉积物的分析中去。