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'''海洋地质学'''([[汉语拼音]]:Haiyang Dizhixue;[[英语]]:Marine Geology),研究[[地球]]被海水淹没部分的特征及其演变规律的综合性[[学科]]。主要研究[[海岸]]与[[海底地形]]、[[海洋沉积]]、[[洋底岩石]]、[[海底构造]]、[[大洋地质历史]]和[[海底矿产资源]]等。海洋地质过程与海洋物理、[[海洋化学]]及[[海洋生物]]作用有密切的联系。海洋地质学是[[地质学]]研究的重要领域,也是[[海洋科学]]的基础学科。 海洋覆盖面积约占地球表面积的71%,离开海洋地质,要解决地球起源和演化等重大问题是根本不可能的。海底蕴藏着丰富的矿产资源,是[[人类]]未来的重要资源基地。海洋也是现代沉积作用的天然实验室。海洋环境地质和灾害地质的研究直接关系到人类的生产和生活。海港和海底工程及海底资源开发等也都离不开海洋地质研究。因此,无论在理论上或实践中,海洋地质学都有重要意义。 == 简史 == 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[[英国]]的[[J.默里]]和[[比利时]]的[[A.F.勒纳尔]]据这次调查成果编出第一幅世界大洋沉积分布图及写成《深海沉积》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。 [[第二次世界大战]]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.V.克列诺娃]]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,是大规模的海洋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]]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[[板块构造说]]。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”。 20世纪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]]、[[地球动力学计划]]、[[国际岩石圈计划]]和[[深海钻探计划]]、[[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,进而促进了地球科学的发展。 == 学科内容 == 海洋地质学的研究内容十分广泛,涉及许多学科领域,具有极大的综合性,而且与技术方法的研究,特别是测深技术、地球物理、海洋钻探、海底观测和取样技术的研究有十分密切的联系。 '''[[海底地形]]''' 研究海底的地貌景观及其空间分布和成因,是海洋地质学的经典内容之一。 海底有3个最主要的地形单元,即[[大陆边缘]]、[[大洋盆地]]和[[大洋中脊]]。大陆边缘是大陆和海洋的连接部位,是海陆影响兼而有之的一部分海底;大洋盆地以[[深海平原]]和[[深海丘陵]]为主体,其上分布着长条状海岭和孤峰状的[[海山]];大洋中脊是地球上最长的山系,多位于大洋中部,是洋壳裂开,深部物质上涌的场所。 海底地形的基本格架受海底扩张和板块构造控制。内力作用对地形,尤其是深海地形的发育起着决定作用,因此深海底的大地形主要是构造地形和火山地形;外力作用也有影响,但与陆地相比要弱得多。 海底地形的调查主要靠[[海底测深]]、[[侧扫声呐]]和多波束调查。应用现代高精度的声波测深技术和定位技术,已能查明海底的微地形。海底地形是研究海底构造的钥匙,对航海、军事及海底工程均有重要的现实意义。 '''海底沉积''' 主要研究海底沉积物的类型、形成作用、时空分布及其与大洋演化历史的关系。海底的大部分都覆盖着沉积物。主要来源有陆源碎屑、海洋生物骨骸及海水本身的化学和生物化学作用,也有来自[[火山]]和[[宇宙]]的组分。 在海底不同部位,影响沉积作用的主要因素不一。濒临陆地,陆源沉积作用居主导地位,受[[波浪]]、[[潮汐]]、[[海流]]的影响,其分布具有多样性的特点;向深部,总的趋势是粒度变细,来自上覆水层的细粒悬浮物和生物骨骸的垂向沉落,即远洋沉积作用居主导地位。但海洋环流和微地貌对沉积物的分布有很大控制作用,浊流和其他偶发事件也有影响。气候和纬度带对海洋沉积作用的影响十分显著。与陆相沉积物相比,海洋沉积物在时间上多具有较强的连续性,因此保存了海洋物理、海洋化学、海洋生物及海洋环流演变的较完整的记录。根据深海钻探岩心所提供的信息,已能描绘[[中生代]]以来海洋演化的历史图景及[[新生代]]的详细的海洋温度史。 海底沉积物的年代是研究沉积史的基础。常用的测年方法有相对年代学方法和绝对年代学方法,前者有古生物法、古地磁法、稳定同位素地层学法,后者有各种放射性同位素测年法。现在已经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。 '''海底构造''' 研究海洋地质的结构,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]]具三层结构,自上而下为沉积层、玄武质熔岩和岩墙、辉长岩等。洋壳厚约5~10千米,比陆壳薄得多,也年轻得多。但在空间上也有很大变化。在大洋中脊轴部,厚仅2~6千米,[[玄武岩]]常直接出露海底;在[[无震海岭]]或[[海底高地]],地壳厚度显著增大,常可达20千米以上。有的海台还残存有花岗岩质陆壳。 海底主要构造单元包括大洋板块和板块边缘。大洋盆地是大洋板块的主体,那里的地层平整,除断裂构造外,一般没有[[褶皱]]。板块边缘有三种类型,即以板块俯冲消亡为特点的汇聚边缘,以海底扩张、洋壳增生为特点的分离边缘,以水平错动为特点的转换边缘。 洋底构造的研究对解决地壳起源、演化等地质学根本问题关系极大,与海底成矿作用也有密切关系。海底扩张和板块构造模式为解释大洋构造的演化历史奠定了基础。但还有许多问题尚待进一步探索。 '''[[洋底岩石]]''' 研究洋底岩石的组成、产状、分布和成因,是深海钻探技术发展起来后蓬勃兴起的一个研究领域。与陆壳岩石相比,洋底岩石有两个显著特点:一是年轻,至今尚未发现年龄大于1.7亿年的洋壳岩石;二是其化学成分高铁镁而低硅碱,与陆壳岩石高硅碱而低铁镁恰好相反。 尽管在洋底也发现了变质岩和中、酸性火成岩,但数量上均不能与玄武岩相比。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,成分上以富轻稀土和大离子亲石元素为特征。 洋壳岩石主要是地幔岩浆活动的产物,也是许多海底矿产的物源,与成矿的关系十分密切。它们在时间空间上的变化,记录了洋壳形成和演化的历史,是当前深海钻探中引人注目的一个研究领域。 '''[[海底矿产资源]]''' 研究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。在近岸浅水区,砂砾石作为建筑材料,也已大量开发。在[[大陆架]],丰富的油气资源已进入大规模工业开发阶段,产量已达全球石油总产量的1/4,[[大陆坡]]和[[大陆隆]]是潜在的油气资源基地。深海锰结核储量很大,富含锰、铁、铜、镍、钴、铅等多种有用元素,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、海绿石等也有经济价值。 对海底矿产资源的研究,主要侧重在分布规律和工业评价,但成因研究已日益受到重视。随着技术的进步和陆上资源储藏量的减少,海底矿产资源在人类资源结构中的比例将与日俱增。 == 展望 == 今后的海洋地质学,将从深度和广度两方面,加强基础理论和资源开发的研究。对洋壳结构,尤其是深部结构,洋壳生长、扩张和俯冲消亡机制以及[[地球动力学]]的研究,[[沉积动力学]]和[[古海洋学]]将得到进一步的发展,以最终解决海洋的起源与演化问题。 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加。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。大规模的国际合作将进一步促进海洋地质学的高速发展。在解决上述问题的过程中,技术方法的改进将是优先考虑的一个条件。 [[Category:生物学]] [[Category:生命科学]] [[Category:化学]] [[Category:地球科学]] [[Category:地球科学史]] [[Category:地球物理学]] [[Category:固体地球物理学]] [[Category:地球化学]] [[Category:地理学]] [[Category:地质学]] [[Category:资源科学]] [[Category:资源科学与技术]] [[Category:水文学]] [[Category:海洋科学]] [[Category:海洋物理学]] [[Category:海洋化学]] [[Category:海洋地球物理学]] [[Category:海洋气象学]] [[Category:海洋地质学]] [[Category:物理海洋学]] [[Category:海洋生物学]] [[Category:河口、海岸学]] [[Category:海洋调查与监测]] [[Category:环境科学与工程]] [[Category:环境科学技术]] [[Category:环境科学]] [[Category:环境学]] [[Category:水体环境学]] [[Category:海洋环境学]]
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