“决心”号在南海北部海域进行钻探。“决心”号在南海北部海域进行钻探。
中国地质大学(武汉)资源学院雷超(左一)、同济大学海洋与地球科学学院李丽(中)、中科院南海所向荣(右)在“决心”号观察研究岩芯样品。 (本版图片新华社发)  中国地质大学(武汉)资源学院雷超(左一)、同济大学海洋与地球科学学院李丽(中)、中科院南海所向荣(右)在“决心”号观察研究岩芯样品。 (本版图片新华社发)

  由我国科学家主导的第三次南海大洋钻探,正在南海北部紧张进行。面对神秘未知的南海深部世界,科学家们充满了问号。南海海底史诗般的丰富沉积,更令他们惊叹不已。

  问号

  尚未“触摸”到基底岩石

  南海经历了新生代拉张和破裂过程,发展为深海盆。讲好南海“前世今生”的故事,是我国科学家的梦想。

  南海的“前世”有哪些故事?她是怎样与华南大陆相分离?是通过一个大断层“干脆利落”地分开?还是“拖泥带水”,在分开过程中把下地壳或地幔都给露出来了?科学界一直有争论,不同的分离方式代表着不同的大陆破裂模式。第三次南海大洋钻探,目标就是钻取南海的基底岩石,解开这个科学之谜。

  2月26日,“决心”号在北纬18度24.5分、东经115度51.6分的U1499B孔内,插入了一根“探海神针”进行钻探。

  连日来,在3770米深的海水下,“决心”号钻探顺利,U1499B孔的深度已达到1081米。3月6日,钻孔底部松软的砾石层出现了滑塌。清理未果后,为了节约时间,科学家们决定放弃该孔,完成“测井”后,就赶往第二个钻探站位。

  “U1499B孔揭露出的沉积和构造,初步展现了南海的‘前世’故事堪比电影大片,比我们原先的设想更丰富、更奇异、更瑰丽。我们的‘母亲海’变得更加神秘和未知,期盼在随后几个站位的钻探中,能‘触摸’到她的基底岩石。”第三次南海大洋钻探IODP航次中方首席科学家孙珍教授说。

  惊叹

  史诗般的“沉积传奇”

  从深海砂层到大洋红层、从矿物结核到砾石层,穿过3770米深的海水,从海底1000多米深处钻取的丰富沉积,令科学家们惊叹南海的洋陆过渡带具有“史诗般的传奇”。

  令人惊喜的是,在海底九百多米的“大洋红层”中,还“镶嵌”了好几处“矿物结核”,看上去像一朵朵含苞欲放的“花蕊”,别致而美丽。

  中国地质大学(武汉)资源学院雷超介绍说,这些“花蕊”就是开启南海历史画卷的“钥匙”。深海科学调查研究发现,这种结核一般分布于水深3000-5000米的弱氧化环境、沉积物堆积速率较低的深海大洋表层,如生物软泥或深海粘土的表层。如果结核被沉积物覆盖住,这种结核就不会再生长。

  “有了这把钥匙,根据地质学‘将今论古’原理,我们就可以推断当时的地质过程,通过航次后多学科的交叉研究,全面勾绘当时的深海全景图。”雷超说。

  更多的惊喜接踵而至。当“决心”号继续向下深钻时,还遇到了150多米厚的砾石层。呈现在大家面前的是一颗颗深灰色、坚硬光滑的砾石,大小在二三厘米至10多厘米之间,与陆地河谷经常看到的“鹅卵石”十分相似。

  “这种砾石需要非常强的水动力条件下才会形成。在如此深的海底下,为什么也会有鹅卵石?这里曾经是深海峡谷吗?还是当时的陆地山脉峡谷?从大洋红层直接跨进如此深的砾石层,这足以让国际学术界惊讶,令人充满了无限的想象!”同济大学海洋与地球科学学院刘志飞教授说。

  他认为,根据钻探地层形成的地质年代判断,这个砾石层可能是南海开始形成时的构造运动产物,将对回答南海在数千万年前开始张裂时的构造背景,提供迄今最佳的研究材料,必将给南海构造演化研究带来新的突破。