关于海洋地质学介绍

[拼音]：haiyang dizhixue

[外文]：marine geology

研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科。研究内容涉及海岸与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。它是地质学的一部分，又与海洋学有密切联系，是地质学与海洋学的边缘科学。

海洋覆盖面积约占地球表面积的71％。它是全球地质构造的重要组成部分，也是现代沉积作用的天然实验室。海底蕴藏着丰富的矿产资源，是人类未来的重要资源基地。海洋环境地质和灾害地质直接关系到人类的生产和生活。海洋地质调查还是海港建设、海底工程和海底资源开发的基础。因此，海洋地质学具有重要的理论和实践意义。

1872～1876年英国“挑战者”号环球海洋调查,第一次取得深海样品,发现了深海软泥和锰结核。1891年由英国的J.默里和比利时的A.F.勒纳尔将这次调查成果编制成第一幅世界大洋沉积分布图及写成《海洋沉积》一书，标志着近代海洋地质研究的开始。

20世纪20～30年代，电子回声测深仪用于海底地形调查，发现了纵贯大西洋的洋中脊,柱状样取样成功,潜艇海洋重力测量，发现了与海沟有关的重力负异常，对海底构造理论的发展具有深远意义。二次大战期间，由于战争的需要，海底地形测量和海洋地质调查有了新的进展。战后，海底油田的开发促进了海洋地质调查的蓬勃发展,技术方法有了长足的进步。40年代中期,已经积累了大量海洋地质资料。40年代末，美国F.P.谢泼德的《海底地质学》(1948)、苏联M.B.克莲诺娃的《海洋地质学》(1948)和荷兰P.H.奎年的《海洋地质学》(1950)相继问世。海洋地质学成为独立学科。

20世纪50～60年代后期，是大规模的海洋地质地球物理调查促进海洋地质理论大发展的时期。高分辨率声呐系统的投入使用，为海底地貌调查提供了新手段。重力、磁法和地震等地球物理勘探方法也有重大进展。大规模国际海洋调查计划，如“国际地球物理年”、“国际印度洋考察”、“国际热带大西洋合作调查”、“上地幔计划”、“深海钻探计划”等，提供了大量海洋地质资料，发现了大洋地壳结构与大陆地壳的区别，以及全球规模的大洋中脊体系和条带状磁异常。在此基础上，产生了海底扩张说、转换断层的概念和板块构造学，从而从根本上动摇了固定论的长期统治，被称为地球科学的一场“革命”。

60年代后期至今是海洋地质界致力于深海钻探以验证板块构造理论，进而开辟海洋地质研究新领域的时期。在这一时期内，单一国家的和国际合作的大规模海洋考察有了新的发展。通过“国际海洋考察十年”、“法摩斯计划”、“地球动力学计划”和“国际岩石圈计划”、“大洋钻探计划”的实施，通过新的观测手段和调查设备的采用，人们对大洋裂谷、洋壳构造、板块俯冲带及大陆边缘演化过程有了新的认识，海底矿产资源也进入了大规模工业开发的新阶段，从而推动地球科学的发展。

海洋地质学综合性强，涉及许多学科领域和技术方法。其主要内容如下：

（1）海底地形。包括海底的地貌景观及其空间分布和成因。这是海洋地质学的经典内容之一。大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊是海底的三大地形单元。深海底的大地形大多是构造地形和火山地形。内力作用对地形发育起主要作用。其基本格局受海底扩张和板块构造的控制。海底地形的调查手段主要是海底测深及侧扫声呐。应用高精度的声波测深技术和定位技术，可以查明海底的微地形。

（2）海底沉积。主要包括海底沉积物的类型、形成作用、时空分布及其与大洋演化历史的关系。海底沉积物主要是陆源碎屑、海洋生物骨骸以及海洋化学与生物化学作用的产物。其分布与沉积区所处位置有密切关系。濒临陆地的近海，陆源沉积作用居主导地位，沉积物的分布受波浪、潮汐、海流的影响，沉积物的粒度向海洋深部逐渐变细。来自上覆水体的细粒悬浮物和生物骨骸的沉落作用，在远洋沉积作用中居主导地位。海洋环流格局、海底微地貌、浊流和其他偶发事件，以及气候和纬度带对沉积作用和沉积物的分布都有显著影响。海洋沉积物连续性较好，保存了丰富的环境条件信息，是研究海洋演化历史的基础。海底沉积物的测年有多种方法。现已建立起海底沉积物的地层系统。研究海底沉积地层的划分、对比，是大洋地层学的任务。

（3）海底构造。包括海洋地壳的结构，海底主要构造单元及其相互关系，以及海底岩石圈的演化历史。洋底地壳具3层结构，上部为沉积层,中部为玄武质熔岩和岩墙,下部为辉长岩。洋壳厚5～10公里，比陆壳薄，也更年轻，空间上有很大变化。在洋中脊的轴部，厚仅2～6公里,在无震海岭或海底高地,厚度可达20公里以上。有的海台还有残存的花岗岩质陆壳。海底主要构造单位包括大洋板块和板块边缘。大洋盆地是大洋板块的主体。其地层平整，除断裂构造外，一般没有褶皱。板块边缘有汇聚边缘、离散边缘和转换边缘 3类。洋底构造的研究是解决地壳起源、演化等地质学根本问题的基础。对海底成矿作用的研究也至关重要。

（4）洋底岩石。研究洋底岩石的组成、产状、分布和成因。洋底岩石有两个显著的特点：一是年轻，至今尚未发现早于1.7亿年前形成的洋壳岩石;二是其化学成分高铁镁而低硅碱。洋底也发现有变质岩和中、酸性火成岩，但数量上都不能与玄武岩相比。洋底玄武岩有不同类型。大洋中脊玄武岩分布最广，以大离子亲石元素和轻稀土元素含量低为特征。板块内部火山活动形成的玄武岩构成海山，以富含轻稀土和大离子亲石元素为特征。洋壳岩石是地幔岩浆活动的产物。也是海底矿产的主要物源。它们在时间和空间上的变化，反映了洋壳的形成和演化历史，是当前大洋钻探中最引人注目的一个研究领域。

（5）海底矿产资源。包括各种海底矿产资源的形成、分布规律及其经济意义。海底矿产资源的重要性正与日俱增。在滨岸带，由陆源有用矿物富集形成的砂矿床已被广泛利用。作为建筑材料的砂和卵石，亦已大规模开发。在大陆架，油气资源早已进入工业开发阶段。其产量已达全球石油总产量的1/4。深海锰结核储量极大,在诸大洋均有分布，尤以太平洋为最多。多金属泥及块状硫化物矿床的研究正在深入。其他如磷酸盐、海绿石等亦有经济价值。随着技术进步和陆上资源储量的减少，海底矿产在人类资源结构中的比例将与日俱增。

今后的海洋地质学，将在区域调查的基础上，从深度和广度两方面加强基础理论和资源开发研究。洋壳结构，尤其是深部结构，洋壳生长、扩张和俯冲、消亡机制的研究，以及沉积动力学和古海洋学将进一步得到发展，海底资源的调查和开发试验将加紧进行，海底石油在人类能源结构中的比例将继续增长，一个综合开发海底资源的时代已为期不远；成矿作用的研究将出现一个勃兴的局面。此外，大规模的国际合作和新技术、新方法的应用，必将促进海洋地质学的高速发展。

参考书目

1. F.P.谢帕德著，梁元博、于联生译：《海底地质学》，科学出版社，北京，1979。(F.P. Shepard, Submarine Geology,3rd ed.,Harper & Row,New York,1973.)
2. J. P. Kennett, Marine Geology, Prentice-Hall,London,1982.