中国海洋地质 - 海底地质历史演化模型

海洋地质，作为地球科学研究的重要分支，对于理解地球的结构、演化和资源分布具有不可或缺的重要性。海洋占据了地球表面的71%，其广阔的海域和深邃的海底，蕴藏着丰富的地质信息和资源，是人类探索和研究的重要对象。首先，海洋地质研究对于理解地球的整体结构和运动规律具有重要意义。海洋地质是连接大陆和海洋的桥梁，通过研究海洋地质，可以更加全面地了解地球的地壳结构、板块运动、地震活动等现象。海洋地质的研究不仅有助于揭示地球内部的动态过程，还可以帮助我们更好地理解地表自然现象和预测地质灾害。其次，海洋地质研究对于资源的开发和利用具有重要意义。海洋地质资源包括石油、天然气、矿产资源、海洋生物资源等，是人类赖以生存和发展的重要物质基础。通过海洋地质勘探，可以发现和开发这些资源，为人类社会的可持续发展提供重要支撑。此外，海洋地质研究还对环境保护和生态平衡具有重要意义。海洋是地球上最大的生态系统，其生态平衡和环境保护对于整个地球生态系统的稳定和可持续发展具有重要意义。通过研究海洋地质，可以了解海洋生态系统的结构和功能，为海洋环境保护和生态平衡提供科学依据。一、中国海洋地质概况（一）海洋地质概况1.海洋面积与海岸线中国海洋面积约为493万平方公里，领海（管辖海域）约300万平方公里。海岸线总长度达到3.2万公里，其中大陆海岸线1.8万公里，岛屿海岸线1.4万公里。中国海岸线的多样性为海洋地质研究提供了丰富的样本和条件。2.海洋岛屿中国海域分布着大小岛屿7600个，总面积72800多平方公里。这些岛屿不仅具有丰富的生态系统和生物多样性，还蕴藏着丰富的海洋地质资源。例如，东海约占岛屿总数的60%，南海约占30%，黄、渤海约占10%。3.大陆架大陆架是大陆向海洋的自然延伸，通常被认为是陆地的一部分。中国拥有广阔的大陆架，其地质特征对于理解海洋地质过程、探索海洋资源和保护海洋环境具有重要意义。大陆架区域广泛分布着海相淤泥质软土，这些软土在选线选址阶段对沿海城市建筑、工业基地、码头海港等工程项目是重点考虑的地质问题。4.岩石风化壳在隆起带基岩海岸，如花岗岩、火山岩、变质岩等分布广泛，风化作用强烈，风化带的厚度可达10-50米左右。这些风化作用不仅影响建筑基础，也是造成山坡塌方、水土流失等地质灾害的主要原因。5.海岸侵蚀与河口淤积中国沿海海岸极不稳定，一方面上升海岸由于海浪、海潮的强烈冲刷，出现明显的蚀退现象；另一方面，大河河口及临近地区，如黄河、长江等，海岸不断淤涨。这些现象对海岸建筑、土地资源或旅游资源等构成威胁，并影响港口码头的安全。 * ~. E7 U4 ]& K& r8 H2 g

图1 中国海区及邻域地质图

（二）海洋地质构造1.板块构造与海洋地质（参见本公众号“中国地质与板块运动”等相关文章）中国海域位于多个板块的交界处，包括欧亚大陆板块、太平洋板块和印度洋板块等。这些板块的运动和相互作用对中国海洋地质构造产生了深远影响。板块的运动导致了海底地形的变化，形成了多种类型的海底地貌，如洋中脊、海山、海沟等。2.洋中脊与海底扩张（参见本公众号“世界地质”等文章）中国海域内的洋中脊主要分布在南海海域，这些洋中脊是海底扩张的直接证据。洋中脊是海底的火山活动带，由一系列海底火山和火山岩组成，其形成与板块的运动和海底扩张密切相关。3.边缘海与大陆架中国拥有多个边缘海，如渤海、黄海、东海和南海等。这些边缘海的地质特征各异，但都与大陆的地质构造密切相关。大陆架是大陆向海洋的自然延伸，其地质特征受大陆地质构造和海洋地质作用的共同影响。中国海域的大陆架面积广阔，蕴藏着丰富的资源。

图2 中国海区及邻近大地构造区划图

（三）海底地貌1.海山、海丘与海沟中国海域内分布着多个海山、海丘和海沟。这些地貌形态多样，对海洋地质环境和资源分布具有重要影响。例如，南海的南沙群岛和西沙群岛就是典型的海山地貌。这些海山不仅具有独特的地质特征，还蕴藏着丰富的海洋生物资源和矿产资源。海沟则是海底地形中的一种重要类型，如马里亚纳海沟。虽然中国海域内没有像马里亚纳海沟那样深的海沟，但一些区域仍存在较深的沟谷和断裂带。2.沉积盆地与海底沉积沉积盆地是海底地形中的一种重要类型，通常与海底扩张和板块运动有关。在中国海域，多个沉积盆地已经得到识别和研究。这些沉积盆地内分布着丰富的海底沉积物，包括砂、泥、碳酸盐岩等。这些沉积物不仅记录了海洋地质历史的信息，还蕴藏着大量的油气资源和其他矿产资源。（四）海洋地质历史1.地质演化历史中国海洋地质演化的主要阶段包括古生代、中生代和新生代等。在这些阶段中，海洋环境经历了多次变迁，形成了不同的海底地貌和地质构造。特别是在新生代，中国海域经历了多次构造运动和火山活动，形成了复杂的地质构造和地貌景观。2.古海洋环境古海洋环境对中国海洋地质的影响主要表现在两个方面：一是古海洋环境的变迁影响了海底地貌的形成和演化；二是古海洋环境中的生物活动对海底沉积物的类型和分布产生了重要影响。例如，在古生代和中生代时期，中国海域经历了多次海侵和海退事件，这些事件对海底地貌的形成和演化产生了重要影响。同时，古海洋环境中的生物活动也形成了丰富的生物沉积岩和生物碎屑沉积物。二、中国海洋地质资源（一）矿产资源1.油气资源分布：中国海洋油气资源主要集中在渤海湾盆地海域、珠江口、北部湾、东海、琼东南、莺歌海及渤海湾五大盆地。类型：主要包括石油和天然气。据全国第四次油气调查数据，海洋石油剩余技术可采储量占中国石油剩余技术可采储量的34%；海洋天然气剩余技术可采储量占中国天然气剩余技术可采储量的52%。勘探开发现状：中国海洋油气勘探开发已取得显著成果，渤海、东海、南海东部、南海西部成为中国重要的油气生产基地。但整体探明程度相对较低，石油资源探明程度平均为23%，天然气资源探明程度平均为7%。2.其他矿产资源多金属结核（锰结核）：主要分布于水深超过3000米的深海底部，特别是太平洋中部北纬6°30′～20°、西经110°～180°海区最为富集。据估计，世界大洋海底锰结核的总储量达3万亿吨以上，而中国海域内的锰结核资源也具有巨大潜力。海滨复合型砂矿：主要分布于辽东半岛、山东半岛、广东和台湾沿岸，含有丰富的金、钛铁矿、磁铁矿、锆石、独居石和金红石等矿产资源。（二）生物资源海洋生物资源：中国海域拥有丰富的海洋生物资源，包括鱼类、贝类、虾类、蟹类等，共计约20余万种。其中鱼类有近万种，大陆架是主要的渔业基地，占世界捕鱼量的80%以上。这些生物资源不仅具有食用价值，还有药用、工业用等多种用途。（三）海洋能源潮汐能：中国沿海地区具有发展潮汐能的良好条件，潮汐能发电项目已在部分地区成功实施。海洋风能：沿海地区具有发展海洋风能的良好条件，成熟的配套技术未来有望得到更广泛的应用。 4 S4 X* J. p4 n, [) E6 B

图3 海上风电建设（中新网）

波浪能：中国海域的波浪能资源丰富，具有巨大的开发潜力。波浪能发电技术正在逐步成熟，未来有望得到更广泛的应用。可燃冰：可燃冰是一种新型清洁能源，主要分布于深海沉积物或陆域永久冻土中。中国南海地区是可燃冰资源的重要分布区，已经实现了可燃冰的试开采成功。据初步估算，全球可燃冰资源总量约为2.1×10^16m3，足够人类使用1000年。

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图4 海上天然气水合物开采（中新网）

（四）海洋地质调查与勘探中国已经实现了管辖海域20个国际标准图幅1∶100万海洋区域地质调查全覆盖，取得了基于海量实测数据的“图、书、库”系统性成果。此次调查不仅填补了中国海洋区域地质国情调查的空白，还在海洋地质调查进程中具有里程碑意义。三、中国海洋地质调查与研究（一）海洋地质调查1.调查历程中国海洋地质调查的发展历程可以大致分为几个阶段。自1999年国土资源大调查专项启动以来，中国开始了1:100万海洋区域地质调查试点，这标志着对管辖海域海洋区域地质调查的序幕拉开。经过2006年至2015年的10年间，中国管辖海域1:100万区域地质调查全面展开。中国地质调查局组织60余家单位、千余名海洋地质工作者，调集调查船40余艘、飞机10余架、调查设备700余套，足迹踏遍中国海。这一调查过程实现了我国管辖海域20个国际标准图幅1:100万海洋区域地质调查的全覆盖，取得了基于海量实测数据的“图、书、库”系统性成果。2.调查方法与技术中国海洋地质调查的方法和技术多样且先进。主要包括海上定位、表层取样和柱状取样、测深、浅地层剖面测量、旁侧声纳扫描、水下电视和摄影、深潜装置观测、海底钻探、海洋重磁测量、海洋地震电缆测量和海底地热流测量等。这些技术覆盖了从海底地形地貌的测绘，到沉积物和岩石样品的获取，再到海底地质构造及矿产资源的探测等多个方面。此外，高分辨率海底地形测绘技术、声学成像测量技术、激光测测技术等也是近年来海洋地质调查的重要技术手段。 }% p( s- f8 u2 u; M+ g( |7 g

图5 海床沉积物观测

（二）海洋地质研究1.研究进展中国海洋地质研究取得了显著的成果和进展。其中，海洋区域地质调查系统性成果的发布填补了我国海洋区域地质国情调查的空白，为海洋资源的开发利用提供了重要的基础资料。此外，在海洋油气资源勘探方面，中国海洋油气勘探开发已取得显著成果，特别是在深海油气勘探方面取得了重要突破。在海洋矿产资源研究方面，中国海洋地质学家在锰结核、海滨复合型砂矿等海洋矿产资源的勘探和研究方面也取得了重要进展。2.研究热点与趋势当前，中国海洋地质研究的热点问题主要集中在以下几个方面：一是高分辨率海底地形测绘技术的研究与应用；二是海底环境演变与气候变化的关系；三是深海矿产资源勘探与开发技术的研究；四是海洋可再生能源的开发利用等。未来，随着科技的不断进步和海洋经济的快速发展，中国海洋地质研究将继续深入探索海洋的奥秘，为海洋资源的可持续利用和海洋经济的发展做出更大的贡献。同时，海洋环境保护和海洋生态修复也将成为海洋地质研究的重要方向之一。四、中国海洋地质环境保护（一）海洋地质环境现状1.海洋地质灾害类型：中国海域内的主要海洋地质灾害包括风暴潮、赤潮、海浪、海岸侵蚀、海啸、海底地质灾害等。

图6 沿海地震海啸危险性评估

分布：这些地质灾害在沿海地区以及深远海域都有发生。例如，风暴潮在沿海城市如厦门、深圳等地较为常见，赤潮则在黄海、东海等海域时有发生。影响：海洋地质灾害对沿海地区的经济、社会和环境产生严重影响。风暴潮和海啸可能引发海水倒灌、淹没陆地，造成重大经济损失和人员伤亡；赤潮则可能对渔业资源造成破坏，影响海洋生态平衡。

图7 海上灾害示意图

2.海洋污染与生态问题现状：中国海域内的海洋污染和生态问题日益严重。陆源污染、海洋油污污染、重金属污染等问题频发，对海洋生态系统造成严重破坏。例如，大量工业废水和生活污水通过河流进入海洋，导致近岸海域水质恶化；油轮事故和海上钻井平台泄漏等事件频发，造成海洋油污污染。挑战：海洋污染和生态问题给海洋环境保护带来巨大挑战。污染物的持续排放导致海洋生态系统受损，海洋生物多样性降低；同时，海洋污染还可能对渔业资源、人类健康等产生负面影响。（二）海洋地质环境保护措施1.法律法规与政策中国政府高度重视海洋地质环境保护工作，制定了一系列相关法律法规和政策。例如，《中华人民共和国海洋环境保护法》为海洋环境保护提供了法律保障；同时，政府还出台了一系列政策措施，如划定海洋生态保护红线、实施海洋生态补偿机制等，以促进海洋生态环境的保护和修复。2.监测与预警系统中国在海洋地质环境监测与预警系统建设方面取得了显著进展。通过建立健全中央地方分工协作、高效运行的海洋生态预警监测体系，形成了“陆海空天”一体化综合观测监测系统。该系统能够实时监测海洋环境的变化情况，对可能发生的海洋地质灾害和污染事件进行预警和评估，为海洋环境保护提供科学依据和技术支持。同时，中国还加强了国际合作与交流，与多个国家和国际组织共同开展海洋环境监测与预警工作，共同应对全球海洋环境问题。五、海洋地质学的前沿技术与应用海洋地质学的前沿技术与应用主要体现在以下几个方面：（一）高分辨率海底地形测绘技术技术背景：随着多波束测深技术、声学成像测量技术、激光测测技术等手段的发展，海底地形测绘的精度和效率得到了显著提升。中国发展：中国已实现了对海底地形、地貌、构造、生态环境等方面的大范围、精细化、多角度的探测和研究。例如，中国自2003年开展“国家深海科学考察”以来，在潜水器、声学、地球物理、地球化学等方面的技术发展上取得了多项突破，取得了一系列世界领先水平的科研成果。技术特点：这些技术能够提供高分辨率的海底地形数据，为海底资源勘探、地质灾害预警等提供重要支持。（二）海底环境演变与气候变化研究研究内容：通过对海底沉积物、化石、地球化学地球物理等方面的探测与研究，科学家可以了解海平面变化、洋流变化、热带气旋等自然现象与全球气候变化的关系。研究意义：这些研究有助于预测和评估未来的气候变化趋势，为气候变化应对策略的制定提供科学依据。同时，海洋地质学的研究成果在评估全球氧含量、海洋生态状况、沉积物成因等多种科学问题中也发挥着重要作用。（三）海底资源探测与开发技术深海钻探技术：随着深海钻探技术的发展，中国已经具备了在深海进行资源勘探和开发的能力。深海钻探技术能够获取海底岩心样本，为科学家研究海底地质结构、沉积物的性质以及古环境变化等提供重要数据。可持续利用：未来，中国应继续加强深海钻探技术的研究和应用，推动深海资源的可持续利用。这包括开发新的钻探技术、提高钻探效率、降低钻探成本等方面。（四）海洋地质灾害监测与预警技术监测技术：中国已经建立了完善的海洋地质灾害监测网络，利用卫星遥感、海洋观测站等手段对海底地质灾害进行实时监测。预警系统：同时，中国还开发了多种海洋地质灾害预警模型和方法，能够对海底滑坡、地震等地质灾害进行及时预警，为沿海地区的防灾减灾提供重要支持。总之，海洋地质学的前沿技术与应用在海洋资源勘探、海洋环境保护、气候变化研究等领域发挥着重要作用。未来，随着科技的不断进步和研究的深入，海洋地质学将继续为人类探索海洋、利用海洋资源、保护海洋环境提供重要支撑。六、结论与展望（一）结论1.海洋地质资源潜力中国海域拥有巨大的油气资源、矿产资源和生物资源潜力。在南海等区域，已经发现了多个具有开发价值的油气田，并进行了初步的勘探和开发。这些资源的开发对于保障国家能源安全和推动经济发展具有重要意义。2.海洋地质调查与研究成果中国海洋地质调查与研究取得了令人瞩目的成果。完成了我国管辖海域20个国际标准图幅1:100万海洋区域地质调查全覆盖，编制了系列海洋地质图件和著作，提出了多项原创性科学认识。这些成果为海洋资源的开发利用和海洋环境保护提供了重要支撑。3.海洋地质环境保护问题虽然海洋地质资源丰富，但海洋地质灾害和污染问题依然严峻。海底滑坡、浅层气泄漏等地质灾害频发，海洋塑料污染、重金属污染等问题也日益严重。这些问题对海洋生态系统构成了严重威胁，需要加强海洋地质环境保护工作。（二）展望1.海洋地质调查与研究未来，需要继续加强海洋地质调查与研究工作。特别是在深海和远洋地区，应加大投入力度，提高调查与研究的深度和广度。通过进一步了解海洋地质资源的分布和储量，为海洋资源的勘探与开发提供更加准确的数据支持。

图8 深海开发工程地质环境安全

2.海洋地质环境保护研究面对海洋地质灾害和污染问题，应深化海洋地质环境保护研究。加强海底地质灾害的监测与预警技术研究，探索有效的治理方法。同时，加强对海洋污染问题的研究，推动海洋生态系统的保护和修复工作。通过科技创新，推动海洋生态文明建设，实现海洋资源的可持续利用。3.国际合作与交流海洋地质研究是全球性的科学问题，需要各国共同应对。中国应加强与国际社会的合作与交流，共同分享海洋地质调查与研究的数据和成果。通过国际合作，共同应对全球海洋地质环境问题，推动全球海洋地质研究的深入发展。同时，加强与国际先进技术的引进和消化吸收，提高我国海洋地质研究的水平和能力。致谢：中新网、黄雨、贾永刚、温瑞智、许薇龄、乐俊英、柴利根等研究团队，百度及微信等网络媒体。 8 [$ O v8 C3 g0 }8 T 6 `7 `" k: e! |; }5 N ! V, y& h+ [7 C6 L; M& c: q4 e* R+ x 0 B/ b( G; O0 F8 W3 `: ?