本书聚焦深海科学钻探这一全球海洋科技前沿领域,填补了我国系统梳理深海科学钻探战略、指导钻探选址的著作空白。全书立足国家“海洋强国”“双碳”战略需求,兼具全球视野与中国特色,既梳理国际深海钻探发展脉络与前沿方向,又明确我国深钻短期、中期、长期规划;以科学问题为导向,融合作者团队多年科考一手数据、观测成果与理论研究,为钻探选址提供可落地技术方案;打破学科壁垒,从地质、海洋、生态、工程等多学科交叉视角,论证战略科学性与选址合理性。
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发表学术论文270多篇,其中第一作者和通讯作者论文120多篇,SCI/EI收录论文70多篇
目录
序言
前言
1 绪论 1
1.1 地球系统科学“上天、入地和下海”. 1
1.2 深海认知“三深技术” 2
1.3 深海钻探机遇与挑战 3
1.4 钻探选址研究与“梦想”实现 4
2 国际大洋钻探历史进程与卓越成就 6
2.1 国际大洋钻探科学主题演变 6
2.1.1 莫霍钻梦想与深海钻探计划(DSDP) 6
2.1.2 大洋钻探计划(ODP) 8
2.1.3 综合大洋钻探计划(IODP) 10
2.1.4 国际大洋发现计划(IODP) 13
2.1.5 面向2050年大洋钻探科学框架 15
2.2 国际大洋钻探存在问题 19
2.2.1 需深化研究的问题 19
2.2.2 管理与组织问题 21
2.2.3 工程技术问题 22
2.2.4 钻探航次效率问题 26
2.3 国际大洋钻探发展趋势 27
2.3.1 大洋钻探国际合作发展趋势 27
2.3.2 科学主题发展趋势 28
2.3.3 多钻探平台下运行管理趋势 31
2.4 中国深海科学钻探机遇与使命 35
2.4.1 入库建议书科学主题组成 35
2.4.2 两洋一海与两极地区钻探现状 36
2.4.3 中国深海科学钻探的机遇 56
3 中国大洋科学钻探需求分析与战略部署 57
3.1 中国大洋科学钻探现状分析 57
3.1.1 中国大洋科学钻探的历史 57
3.1.2 组织管理模式 58
3.1.3 钻探航次与创新成果 59
3.2 中国大洋钻探存在的挑战 61
3.2.1 创新能力有待提升 61
3.2.2 航次建议无法实施 61
3.2.3 急需主导大科学计划 61
3.3 中国深海科学钻探规划部署 61
3.3.1 地球动力学 63
3.3.2 深部生物圈 68
3.3.3 深时与环境演变 70
3.3.4 洋底系统演变 76
3.3.5 深海科学钻探大科学计划路线 78
4 青藏高原隆升及其效应的全时序沉积演化 79
4.1 孟加拉湾区域地质概述 79
4.1.1 孟加拉湾水文与气象 81
4.1.2 孟加拉湾地形与地貌 82
4.1.3 孟加拉湾地球物理场特征 83
4.1.4 孟加拉湾地层格架 86
4.1.5 孟加拉湾区域构造特征 89
4.2 孟加拉湾大洋钻探现状 90
4.2.1 深海钻探计划DSDP-22航次 93
4.2.2 大洋钻探计划ODP-116航次 93
4.2.3 大洋钻探计划ODP-121航次 94
4.2.4 国际大洋发现计划IODP-353航次 95
4.2.5 国际大洋发现计划IODP-354航次 96
4.2.6 DSDP-ODP-IODP钻探工作的不足 97
4.3 孟加拉湾前沿科学问题 97
4.3.1 青藏高原隆升剥蚀过程的沉积记录 97
4.3.2 南亚季风的形成演变及古气候变迁 103
4.3.3 中生代以来东北印度洋海底扩张过程 104
4.3.4 东经85°海脊结构、性质与起源 106
4.4 孟加拉湾钻探目标与选址研究 111
4.4.1 孟加拉湾科学钻探假说验证 111
4.4.2 孟加拉湾选址钻探目标 114
4.4.3 钻探井位建议与层位预测 116
5 西太平洋菲律宾海板块俯冲与岛弧演化 127
5.1 菲律宾海区域地质概述 127
5.1.1 地形与地貌特征 128
5.1.2 沉积特征与物质组成 129
5.1.3 地球物理场特征 130
5.1.4 区域构造特征与演化 136
5.2 菲律宾海大洋钻探现状 140
5.2.1 深海钻探计划DSDP 航次 147
5.2.2 大洋钻探计划ODP 航次 152
5.2.3 综合大洋钻探计划IODP航次 156
5.2.4 国际大洋发现计划IODP航次 156
5.3 菲律宾海前沿科学问题 160
5.3.1 花东海盆的年代与构造属性 160
5.3.2 俯冲启动和岛弧形成过程 162
5.3.3 菲律宾海板块形成与重建 163
5.3.4 弧后盆地海底扩张过程与动力学机制 165
5.3.5 弧前俯冲增生楔结构与孕震机理 165
5.3.6 海洋风成沉积及其古环境记录 166
5.4 菲律宾海钻探目标与选址研究 168
5.4.1 俯冲启动和岛弧早期演化 168
5.4.2 三联点岩浆作用过程 170
5.4.3 西菲律宾海盆年代与古地磁 172
5.4.4 花东海盆年龄和构造属性 173
6 南海共轭大陆边缘时空演化特征与科学钻探 176
6.1 南海区域地质概述 176
6.1.1 水文环流特征 176
6.1.2 南海地形与地貌 177
6.1.3 南海第四纪地质演化 178
6.1.4 南海构造演化特征 178
6.2 南海大洋钻探现状 181
6.2.1 大洋钻探计划ODP-184航次 181
6.2.2 国际大洋发现计划IODP-349航次 184
6.2.3 国际大洋发现计划IODP-367/368/368X航次 190
6.3 南海重大科学问题研究进展 197
6.3.1 南海南北陆缘伸展减薄差异 197
6.3.2 南海洋陆过渡带破裂过程与空间分布差异 199
6.3.3 南海岩浆活动的地幔动力学机制 201
6.3.4 南海莫霍面钻探选区与科学意义 205
6.4 南海钻探目标与选址研究 211
6.4.1 南海东部次海盆钻探目标与井位建议 211
6.4.2 南海西北次海盆钻探目标与井位建议 214
6.4.3 南海西南次海盆钻探目标与井位建议 216
6.4.4 南海科学钻探站位/井位建议总结 223
7 总结与展望 226
7.1 总结 226
7.1.1 国际大洋钻探成就、问题与趋势 226
7.1.2 中国深海科学钻探战略规划 226
7.1.3 孟加拉扇钻探选址优选 227
7.1.4 菲律宾海钻探选址优选 227
7.1.5 南海钻探选址研究 228
7.2 建议与展望 229
7.2.1 立足本国与面向全球的科学构想 229
7.2.2 国际一流钻探平台建设及应用 230
7.2.3 百年变局下的国际合作与服务 230
7.2.4 大洋钻探选址调查与部署 231
参考文献 232