围绕IODP 683号建议书，介绍东亚东倾地形格局与季风系统演化历史的相关研究。新生代全球宏观环境格局发生了一系列重大变化，表现为岩石圈活动强烈，板块漂移导致海陆格局和地貌格局的变化，并引发洋流和大气环流的改组，最终导致全球气候的重大变化。新生代岩石圈运动和气候变化表现最为典型的地区是亚洲，其中最具标志性和全球意义的地质事件是喜马拉雅山和青藏高原的隆升及亚洲季风系统的形成与演化。青藏高原隆升最直接的结果是亚洲地区现代地貌格局的形成，大江大河的发育，并在很大程度上影响了亚洲季风系统的形成与演化。综合大洋钻探计划683号航次建议书，计划在长江中下游盆地和东海陆架盆地实施钻探，以获得长江历史演化和东亚季风演化的地质记录，并为研究青藏高原的演化提供新的证据。

南海ODP 1148站井深859 m、时间跨度32.8 Ma,是南海大洋钻探中取芯最长、年代最老的站位，详细记录了渐新世以来南海北部的演变历史。该站位深海沉积物地球化学分析结果显示，自早渐新世以来南海经历了复杂的沉积、构造演变过程。在32 Ma、30 Ma、28.5 Ma、25 Ma、23.5 Ma 和16 Ma以及10 Ma、8 Ma和3 Ma沉积物成分存在明显的突变或不连续面。特别是在晚渐新世沉积物成分发生剧烈改变，并伴有沉积间断和滑塌作用，代表着南海以及我国东部地区一次重大构造运动，该构造运动对我国近代地理格局的形成以及我国东部地区众多陆相盆地由断陷型转为坳陷型起到了极为关键的作用。

对取自IODP 311航次（东北太平洋Cascadia大陆边缘）所有5个站位、采样间距约为1.5 m的614件沉积物样品，利用Beckman Coulter LS-230激光粒度仪进行了沉积物粒度分析，获得了沉积物粒度随深度变化特征，进而与水合物层位的替代指标进行了位置对比，这些指标包括特殊沉积构造（soupy和mousse-like构造）、测井数据（LWD）推算出来的水合物饱和度（S_h）、岩芯红外图像和实际钻取的含水合物沉积物等。发现沉积物粒度分别为31~63 μm和63~125 μm的2组较粗粒径的沉积物数量变化增多的位置与水合物出现层位之间存在较好的位置对应关系。如在U1326站位海底以下5~8 m、21~26 m、50~123 m、132~140 m、167~180 m、195~206 m、220~240 m深度位置出现了沉积物粒度明显偏向粗粒的趋势，而这些位置正好对应于大多数特殊沉积构造出现的深度，也对应于水合物饱和度（S_h）值相对较高的深度，并与一些实际钻取的赋含水合物的浊积沙层观察结果一致。因此，初步研究后认为，沉积物粒度在水合物形成过程中扮演了重要角色，天然气水合物可能偏向形成于粒度大于31 μm的粗粒沉积物中。

从黑潮源区采集上层沉积物，进行DNA提取，以细菌和古菌的16S rDNA通用引物PCR扩增黑潮源区沉积物中细菌和古菌群落的16S rDNA，并构建细菌和古菌的16S rDNA 文库，经限制性片段长度多态性分析（Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP），DNA序列测定和系统发育分析，对黑潮源区表层沉积物的细菌和古菌多样性进行了研究。研究结果表明：黑潮源区细菌包括了变形杆菌(Proteobacteria)、酸杆菌(Acidbacterium)、浮霉菌(Planctanycene)、疣微菌(Verrucomicrobia)和Candidate division OP8和拟杆菌(Bacteroidetes)共6个类群, 其中变形杆菌是优势类群。古菌包括了泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)，其中泉古菌占优势；泉古菌包括MCG、C3、MBGA 和MGI 4个类群，而广古菌包括SAGMEG、MBGE和MEG 3个类群，其中MBGE是优势类群。

在AMS14C精确定年的基础上，去除有机质、生物碳酸盐和生物硅之后，对南海北部MD052905站进行了陆源碎屑的粒度分析。结果显示，15.5～63.5 μm粗粒级成分的含量变化特征可用来指示东亚冬季风的变化，2～9 μm细粒级成分含量变化可用于指示东亚夏季风的变化。末次冰期以冬季风为主，全新世以夏季风为主，36 ka BP以来东亚夏季风有逐渐增强的总体趋势，但也发生多次突变现象，在全新世早期（8 500~11 200 ka BP）达到36ka BP以来的最大值，可能是在岁差周期的控制下，与较强的太阳辐射有关。

为了探索海洋天然气水合物背景下有孔虫特征的响应,对综合大洋钻探计划(IODP) 311航次岩芯沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana进行了初步研究。通过对冷泉站位U1328和毗邻的非冷泉站位U1327沉积物中底栖有孔虫Uvigerina peregrina和Bulimina mexicana的显微形貌特征和碳、氧稳定同位素测试等，证实有孔虫壳体未受到后期成岩作用的改造和自生碳酸盐岩的交代影响，有孔虫壳体的碳稳定同位素呈现明显的负偏。其中U1327站位中U.peregrina δ¹³C为-0.67‰～-2.75‰（PDB），B.mexicanaδ¹³C为-0.51‰～-1.52‰（PDB）；U1328站位中U.peregrina δ¹³C为 -0.72‰～-2.71‰（PDB），B.mexicanaδ¹³C为 -0.58‰～-1.45‰（PDB）。底栖有孔虫壳体的碳稳定同位素负偏成因可能与水合物不稳定分解释放的甲烷厌氧氧化作用和食物源有关，因而可较好地指示海底天然气水合物系统地质背景。

南海第四纪古海洋学的研究，从ODP184航次以来获得了快速的发展，已经成为国内外古海洋研究的重点地区之一。试图对国内外文献作一综述，介绍近20万年以来高分辨率的南海古海洋研究进展。综述主要涉及温度、盐度、生产力和上层水体的变化，重点介绍南海季风的研究成果。南海浮游有孔虫氧同位素曲线具有MIS3.3和MIS6.5期偏轻，MIS5.5和MIS7.3期偏重的特征，已被称为“季风型氧同位素曲线”。不同于代表全球冰量变化的底栖有孔虫氧同位素曲线(即SPECMAP曲线)，“季风型氧同位素曲线”具明显的2万年岁差周期，代表了季风降水的影响。快速气候变化事件也有较为完整的记录，揭示了热带地区在快速气候变化中也发挥着重要的作用。

底栖有孔虫在古环境研究中的应用先是用作古水深或水团的标志物。随着新技术的应用，识别出了2种不同的底栖有孔虫微生境：外生种和内生种；认识到甚至深海底栖有孔虫，也能对表层浮游生物勃发的季节性短暂事件作出响应，因为沉降到海底的有机物质供养着底栖有孔虫。目前，底栖有孔虫被广泛应用于估算海洋表层生产力和底层水团的含氧量。回顾了深海底栖有孔虫生态研究的历史和其在古海洋学中的应用，并强调研究、应用中的新方法、新技术。中国已经加入了诸如IODP等深海研究计划，有必要向我国学术界提供底栖有孔虫研究的新方向，以资参考。

深水沉积物波的研究始于20世纪50年代。根据成因和结构特征，可以将深水沉积物波划分为细粒底流、细粒浊流、粗粒底流和粗粒浊流等类型。不同类型的沉积物波具有不同的形态、物质组成及分布特征。已提出的深水沉积物波的形成模式主要有背流波模式、逆行沙波模式、内波模式及底形和斜坡失稳混合模式等。1994年太阳号95航次和1999年ODP184航次揭示并证实，南海北部东沙岸外1144站所处的深水陆坡区发育有一高速沉积物牵引体。根据最新的地震资料分析发现，该牵引体实际上由一系列逆陆坡向上倾方向迁移的沉积物波组成，这一发现对于南海北部大陆边缘古海洋、古环境和古气候研究，以及南海深水油气勘探具有重要意义。

海底冷泉区是海洋能源和生物资源同时富集的一类特殊区域。底栖有孔虫群落及其地球化学组成是海底冷泉区发育的重要指示标志之一。海底冷泉区的底栖有孔虫及其碳同位素研究，对于探讨冷泉演化、评估古冷泉甲烷排放对全球气候变化的影响有重要的研究意义。综述了全球一些主要冷泉区的底栖有孔虫研究方法及其进展，对比了各冷泉区底栖有孔虫群落结构的主要特征及地域差异，评述了冷泉区底栖有孔虫的碳同位素记录特征、影响因素及其对冷泉活动的潜在指示意义，最后提出了南海北部冷泉活动区底栖有孔虫方面的研究展望。

最近的研究发现了位于南海北部珠江口外白云凹陷陆坡深水区的珠江深水扇系统。珠江深水扇系统以珠江为沉积物源、以持续深沉降的白云凹陷为沉积古地理背景、以与全球海退型海平面相反的相对海侵型海平面变化的沉积层序构成了其发育演化的特殊性，并留下了控制沉积的周边重要事件的记录。23.8 Ma等界面沉积速率和岩石地球化学特征均有突变，反映出物源区的变化，可能折射出与青藏高原隆升、南海扩张有关的重要事件，使得古珠江骤然向西部高原拓展，甚至较今天的珠江流域范围还广阔；承载珠江深水扇系统的白云凹陷持续沉降形成了陆坡内盆地，导致21~10.5 Ma BP多个层序深水扇垂向叠置充填的特殊沉积建造；根据60多口井资料建立的相对海平面变化曲线，具有与全球海平面变化相一致的三级旋回和不一致的二级旋回。如果能对珠江深水扇系统实施综合大洋钻探获取更为全面和准确的资料，开展珠江深水扇沉积作用与白云凹陷沉降的深部机制、珠江流域演化、海侵型相对海平面变化的耦合性等研究，将有利于揭示南海扩张、边缘海沉积、海平面变化、中国西部高原隆升事件的相关联系和形成机制。

对发震带试验计划(SEIZE)以及南海（Nankai）海槽的发震带钻探计划（NanTroSEIZE）进行了综述。SEIZE作为大陆边缘计划(MARGINS)的重要研究内容和综合大洋钻探计划（IODP）的优先研究领域，重点对世界主要俯冲发震带进行研究。SEIZE的主要研究内容包括：①凸凹体的物理性质；②在地震周期里，应力、应变和孔隙流体成分随时间的变化；③在俯冲逆冲断层上，发震带上界和下界的确定；④引起海啸的发震带的特征；⑤大型逆冲带地震在物质转换过程中所起的作用。NanTroSEIZE将成为IODP第一个基于立管钻探的计划，也是科学大洋钻探历史上第一个分期实施的复合钻探计划；钻入发震带的复合钻探计划将最终验证关于发震带的各种假说。 

放射虫以其不易溶解的硅质壳体在古海洋、古环境研究中起着不可替代的作用，其种类组合与海洋物理、水文环境有着很好的对应关系。随着放射虫在古海洋环境研究中的广泛应用以及研究手段的改进，放射虫现代生态学研究在世界各大洋得到了广泛开展。中国加入综合大洋钻探计划，势必会加快[JP2]我国古海洋学的研究步伐，放射虫作为海洋微体古生物中的一个重要类群，其生态学知识是重建古海洋、古环境的基础。因此，有必要向我国学术界提供放射虫现代生态学的研究成果及最新发展趋势，促使我国放射虫的研究与国际接轨，以提供更多的古海洋、古环境替代性指标。

通过分析沉积速率较高、且有同位素准确测年的南海南部巽他陆架18323柱状样的孢粉记录，分析重建该地区31 ka BP以来的植被和气候变化历史。结果表明，末次冰期以前植被主要组成是热带低地雨林，到末次冰期温度降低，热带低地雨林含量减少，草本植物含量剧增，红树林几乎绝灭；再从末次冰期到融冰期气温升高，热带低地雨林回升，对海平面变化反应敏感的红树林含量稳定增加。研究认为末次冰期前到末次冰期气温降低，湿度下降，到融冰期气温波动性回升，海平面升高。

中更新世气候转型在南海浮游有孔虫、氧同位素和其它生物记录上主要反映在900 ka BP前后发生高频率变化，特别是指示表层水骤然降温。北部冬季表层水温从24~25℃降至17~28℃，而南部也从26~27℃降至23~24℃。总的降温趋势与开放西太平洋一致，直接反映了西太平洋暖池在900 ka BP之后MIS22期间有明显的减弱。表层水大幅度降温还发生在后继的MIS 20、18、16几大冰期，说明主要冰期旋回周期由41 ka转变为100 ka经历了长达400 ka的过渡时期，并且冬季风增强也在过渡时期的后半段最明显。南海南北生物组合和δ¹⁸O值的差异，突出了中更新世气候转型期边缘海区南北气候梯度反差和冬季风在冰期增强的讯号。结论是：生态环境系统反应总体表现与冰期旋回一致的同时，还包含了独特的地区性系统演变特征。但是，南海—西太平洋地区在0.9 Ma BP前后表层海水盐度因东亚冬季风和海平面下降的定量变化，以及这些变化对气候转型时期海—气耦合过程和生态环境系统的影响，尚缺乏足够的资料和证据。

有孔虫壳体的Mg/Ca比值测定是目前估算海水古温度最受重视的方法，适用于低纬和高纬、表层和深层海水古温度的测定。该方法理论误差仅为±1.1℃，考虑到盐度以及海水pH值的影响，其误差为±1.3℃。运用此法推算出的热带海区表层海水温度领先于全球冰盖的变化，是热带过程调控冰期旋回最强有力的证据之一；与氧同位素相结合，还成功地运用于全球冰量的估算，是目前古环境研究中较常用的古温度测试手段。

中更新世气候转型期是第四纪古气候研究的一个特殊时期。利用大洋钻探ODP 184航次在南海北部钻取的1144站时间分辨率高达约290年的沉积物样品，开展中更新世气候转型期古气候变化的研究。在中更新世距今80~100万年前，浮游和底栖有孔虫壳体的稳定氧碳同位素变化揭示出，中更新世气候转型中心，即中更新世革命0.9 Ma左右，南海北部表层海水温度的降低和降水量的增加指示东亚冬、夏季风增强。以中更新世革命为界，水体垂向结构上温跃层和营养跃层的深度从之前的间冰期较浅转变为之后的间冰期较深，底层水与表层水的垂直温度梯度从冰期时较大转变为冰期时较小。轨道尺度上，冰消期时南海北部的表层水、次表层水和底层水的变化几乎是同时发生的，不存在超前或滞后的相位差。千年尺度上，有孔虫的氧碳同位素变化都呈现出非常明显的约0.8 ka和约1.4 ka的气候波动周期。氧同位素0.8 ka滤波显示出：在中更新世气候转型期，较强的信号主要出现在间冰期，有时也出现在冰期，与晚第四纪千年尺度气候波动主要出现在冰期不同，说明中更新世的气候转型不仅表现在轨道尺度的气候周期变化上，同时也体现在千年尺度气候波动的特征变化中。

深海热液系统极端的物理化学条件蕴育了完全不依赖于太阳光的独特生态系统，化能自养型微生物是支撑这些生态系繁荣的初级生产者。铁氧化菌是海底热液环境中常见的化能自养微生物之一，能够从低价态铁氧化成高价态铁的化学反应中获取代谢能量。它们对海底金属元素的地球化学循环过程、金属矿床的形成和堆积以及丰富热液生态系统功能等有重要的影响。介绍了深海热液环境中存在的铁氧化菌，以及它们的分类、氧化机理和与之伴生的生物矿化现象。

大洋环流在调节全球水热分配方面起着举足轻重的作用，对全球气候变化有着重要影响。为了更好地了解未来的气候变化模式，掌握古洋流变化与气候冷暖交替耦合关系的机理成为当务之急。目前，海水Nd同位素是追踪洋流演化方式的有效指标，获得了越来越多的关注。通过从海洋环境Nd同位素的相关特性以及研究材料与方法方面来阐述Nd同位素应用于示踪古洋流研究的可行性以及最新的进展，并配合实例进行说明。

MARS海底观测网络是国际深海海底观测网络组网设备的主要试验场所。2011年4月21日，由接驳盒子系统、海底化学环境监测子系统和海底动力环境监测子系统等海底观测网络组网设备组成的中国节点与美国MARS海底观测网络主节点成功接并，检测和考验了我国深海海底观测网络组网关键设备的主要性能，中国成为第三个在MARS网上进行大规模组网设备测试的国家。到目前为止，中国节点在MARS网上的运行稳定，正源源不断从美国蒙特利湾海底传回各种观测数据，表明我国深海海底观测网络组网关键技术已取得了重要突破，基本达到了实际应用水平。实时、高分辨率和海量的数据特征为开展海洋科学研究提供了宝贵的资料，显示了利用海底观测网络开展海洋科学研究的巨大优势。

对增生楔不同压力—温度条件下的构造变形、流体活动、沉积特征、岩石物性和化学组成等多方面的直接观测，可以帮助分析俯冲带地震的蕴育和发生的环境与机理。通过参加IODP的日本南海海槽发震带研究项目（NanTroSEIZE）第一阶段316航次所收集到的大量第一手数据和资料，分别在4个站位上（C0004，C0006，C0007，C0008）对日本南海海槽增生楔前缘岩芯尺度上的构造变形进行了详细分析,并且讨论了岩芯尺度上的构造变形与增生楔中大尺度的非序列分支逆冲断层和前缘逆冲断层的构造变形之间的关系。发现逆冲变形不是只在大尺度的逆冲断层面上进行，而是弥散分布在主逆冲断层面、次级逆冲断层面以及断层面之间的更小的尺度上。小尺度构造的倾向与大尺度断层的倾向有较好的一致性，表明它们是在相同的应力场下所形成的。在增生楔浅部高角度的正断层比较发育，显示张性应力场特征，同时所获得的岩芯尺度上的地层倾角较大并倾向与反射地震以及区域地质分析结果非常吻合，而在深部，特别是在大尺度逆冲断层发育带附近，各种类型的断层、滑移变形带、节理等非常普遍，同时层理与劈理的产状的复杂变化更多地受控于复杂的逆冲断层带的作用。

为了研究热带西太平洋深海沉积物中古菌群落结构的多样性，应用16S rDNA文库技术，对IMAGES ⅪⅤ 航次采集的岩芯MD3 059进行基因文库的构建和分析，选取得到543个克隆，处理获得137个OTUs (Operational Taxonomic Units)。基于16S rRNA序列的同源性比较，绘制系统进化树，进行统计学分析。研究结果显示，热带西太平洋苏禄海沉积物中有丰富多样的古菌群落，在不足5 m的沉积物中垂直分布着11种古菌类群。古菌序列归属于泉古菌（Crenarchaeota）和广古菌(Euryarchaeota)，其中，前者主要由Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)构成（占总古菌克隆序列的50%以上），而后者主要由Marine Benthic Group D(MBG-D)、South Africa Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG)和Marine Benthic Group B (MBG-B)等种属构成（占总古菌克隆序列的30%以上）。研究结果对于理解热带西太平洋深海沉积物中微生物多样性和未来开发利用微生物资源具有重要意义。

地表温度是地质学、水文学和陆面过程研究中的重要参数。由于地表的三维结构和异质性，大部分不同类型陆地表面均存在不同程度热辐射方向性现象。总结了基于真实结构的地表热辐射方向性计算机模型研究进展，归纳了真实结构模型中蒙特卡罗光线追踪法和辐射度方法的理论基础，阐明了两种方法的区别和联系，并从理论和物理意义上分别推导和阐释了其与几何光学模型及辐射传输模型的关系，指出了真实结构模型在算法效率、非同温系统蒙特卡罗模拟、参数获取、模型反演和应用等方面存在的主要问题，并展望了其在未来的发展趋势。

通过收集包括大洋钻探钻井岩芯在内的大量地质地球物理资料，获得了南海的沉积物厚度分布格局，并统计了自渐新世以来的沉积总量以及E₃、N¹₁、N²₁、N³₁、N₂、Q各时期的沉积量。结果表明，在前渐新世基底之上，南海海盆中共有7.01×10⁶ km³的沉积物，总质量为1.44×10¹⁶吨。以渐新世33 Ma的年龄计，南海的平均堆积速率是12.8 g/(cm²·ka)。南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上，中央海盆的沉积总量不及全部的5%。陆架和陆坡上发育的沉积盆地，如果以沉积厚度2 km为边界，则只占南海总面积的34%，却堆积了南海沉积总量的82%，表明沉积盆地是南海接受沉积物的主体。晚渐新世是南海沉积量最大、堆积速率最高的时期，与全球沉积速率演变有明显差异，显示出边缘海盆地的沉积作用，首先受该地构造作用的控制。

FMS成像测井是较为先进的测井技术，由于其具有高分辨率、直观性等特点，在原始产状恢复、沉积相态研究中有广泛的应用。位于西北太平洋的Shatsky(沙茨基)海隆是综合大洋钻探计划324航次的重点研究区域，通过对该航次U1347A、U1348 A、U1349 A 3口钻井中的FMS成像测井资料的处理及相应地质构造的解释、产状恢复，进行了构造应力场的探讨。得出结论是，Shatsky海隆TAMU地块的形成比较符合大洋中脊扩张学说，而对Ori地块的应力场分析则显示Ori地块的形成较符合地幔柱头假说。

渐新世初期，南极大陆在短时间内出现永久性冰盖，地球由两极无冰进入到单极有冰的特殊时期。越来越多的研究表明，这一重大气候转型事件与大气CO₂及大洋碳储库的变化密切相关。南大西洋ODP 1263站碳酸钙软泥的粒度分析揭示了在渐新世初期发生的强烈碳酸盐溶解事件，碳酸盐溶解超前于底栖有孔虫氧同位素重值约100 ka，显示碳酸盐溶解事件先于南极冰盖的形成。由于碳酸钙泵的作用，碳酸盐的溶解会消耗大量的大气CO₂，从而可能驱动了气候的快速变冷，导致南极大陆永久性冰盖发育。

记述了新生代深海冷水碳酸盐泥丘近期的9个重要研究事件；总结了冷水泥丘具有全球海洋（大陆斜坡为主）分布、形态各异、冷水枝状珊瑚构筑泥丘的特点；介绍了冷水泥丘形成的（地质流体渗流和微生物作用）内因及（海底牵引底流作用）外因两种主要观点。对2005年IODP 307航次实施的北大西洋Porcupine Seabight冷水泥丘大洋钻探工作初步成果进行了编译，公布了中国科学家在碳氧同位素方面的初步实验结果。实验结果显示上新世中期以来的2 Ma里冷水碳酸盐泥丘启动和发育过程中存在2次碳氧同位素偏移事件（I和II），碳氧同位素偏移事件I与泥丘的启动相呼应，暗示北大西洋古海洋气候发生巨大变化，可能与北极冰盖极盛有关。

有孔虫壳体B/Ca比值是一个极具潜力并且受到广泛关注的古海洋学方法，适用于恢复古海水pH值及[CO^2-₃]。对于表层水，在一定条件下可以再造大气CO₂浓度；对于深层水，可以指示洋流变化及水团变迁。且与硼同位素方法相比较，B/Ca比值分析更简易、稳定性更好，受溶解及沉积埋藏作用影响小，因而更适合于高分辨率的古海洋学分析。但是，由于该分析方法较新，与之相关的有孔虫吸收B元素的生物过程不是很清楚，采用B/Ca比值恢复pH值及[CO^2-₃]的机制也不是很了解，方法的建立主要基于经验公式基础之上，因而为该方法寻找理论基础是今后研究的一个重要方向。

对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m，钻达发震带和上地幔，实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标，三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化，地壳作用过程和地球系统演化，俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原，认识核—幔作用过程；②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物，详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程；③钻探大洋岛弧，认识大陆地壳形成过程；④钻探扩张的弧后，认识洋壳岩石圈形成过程；⑤钻探亚洲边缘海及陆坡，认识陆壳—洋壳—大气圈关系；⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈；⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环；⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。

根据形貌识别以及分子生物学最新研究结果，包括Gallionella ferruginea，Leptothrix ochracea 和 Mariprofundus ferrooxydans在内的嗜中性Fe氧化菌在现代甚至古代热液喷口系统的Fe氧化物沉积体的形成中起到了重要作用。对于现代热液喷口系统而言，还原性羽流进入氧化性海水时形成的氧化还原过渡带是嗜中性Fe氧化菌最重要的生存环境，它们能在此环境中与Fe的无机氧化机制展开有效竞争，藉此获取生存所必须的能量。此外，通过静电吸引和表面活性基团的键合作用，细胞能在其表面和附属器官形成Fe氧化物壳层，从而形成与细胞自身相态相似的各种丝缕状结构。丝缕状结构生长到一定程度，就会阻滞热液流体和海水混合，进而在丝缕体交织成的网络内发生传导性热冷却，使流体中的Si达到饱和，在Fe氧化物表面沉淀下来，形成现代热液喷口系统的Fe-Si“二期次”复合生长结构。与现代Fe-Si沉淀类似的古代条带状Fe建造（BIF）沉积体的近期研究成果显示，Fe的来源很可能是前寒武纪时的热液喷口系统。由于BIF形成的海洋环境处于整体缺氧状态，早期营光合作用的微生物以及与现代类似的嗜中性Fe氧化菌很可能都参与了这个过程。

颗石藻元素地球化学研究在古海洋学研究中有着重要意义。目前开始研究的主要有Sr/Ca和Mg/Ca比值。研究发现，颗石的Sr/Ca比值主要受颗石藻生长和钙化速度控制，其次受温度影响；而Mg/Ca比值主要与温度有关，属种间受影响程度有差别。样品清洗和单种分离是颗石藻元素地球化学分析的重点和难点。倒置显微镜挑出单种颗石是目前最为方便且准确的分析方法。颗石Sr/Ca比值可以用来反映古生产力，Mg/Ca比值可以用来重建古温度。

ODP1144站是南海唯一钻揭深海沉积牵引体的站位，其完整的岩芯和测井资料为开展该沉积牵引体的岩石物理模型研究提供了良好的基础。此项研究对于理解南海深海沉积物中岩性参数与弹性参数间的关系具有重要意义,并可为根据反射地震资料开展定量岩性参数预测提供依据。对现有的深海沉积物岩石物理模型包括Wood悬浮模型、等球体颗粒接触模型、Sun速度—孔隙度关系模型进行了综述。根据岩芯分析资料将1144站深海沉积物的矿物组分简化为粘土矿物、碳酸盐、陆源碎屑和硅质生物4类；其中后3种组分的弹性模量及密度值分别由其代表矿物——方解石、石英及蛋白石的理论值代替，粘土矿物组分的等效弹性模量和等效密度则分别由Voigt-Reuss-Hill平均和体积平均计算得出。将3种岩石物理模型应用于1144站，计算得出深海沉积物的纵波速度并将其与声波测井纵波速度进行比较。结果表明，Sun模型计算结果与实测结果的吻合最好,误差最小；Wood模型所得结果在浅层与实测结果较吻合，在深层与实测结果出现偏差，误差较小；而等球体颗粒接触模型计算结果整体偏高，误差较大。

伊平屋北部热液区（Iheya North hydrothermal field）位于冲绳海槽中部地区。综合大洋钻探计划（IODP）331航次于2010年9月1日至10月4日在该区钻探了5个站位（C0013~C0017）：C0016站位位于North Big Chimney（NBC）地区活跃的热液烟囱和硫化物—硫酸盐丘状体上；在C0013、C0014、C0015、C0016站位发现了异常高热流值；在热液补给区C0017站位，实现最大钻探深度达到海底下151 m。在活跃的丘状热液喷口处的C0016站位，尽管取芯率只有4.7%，但首次在现代海底获得黑矿型（Kuroko-type）、富闪锌矿的黑色矿石样品。其他4个站位岩芯主要为具有不同热液蚀变和矿化程度（沸石相到绿片岩相）的互层状半深海和火山碎屑沉积物，及火山角砾和浮岩砾屑。钻孔中不规则的地温梯度剖面变化揭示出地下流体的横向运移趋势。现场数据表明，岩芯孔隙水和气体组成在垂向和横向上变化较大。海底作用主要包括通过相态分离而形成高盐水和富气体的流体，矿物蚀变释放Ca而吸附Mg和Na，高温下K释放而低温吸收，硬石膏形成，有机质的微生物氧化和甲烷利用硫酸盐的厌氧氧化，微生物作用下甲烷形成等。船上研究未证实研究区存在活跃的深部生物圈，细胞丰度明显低于以前的ODP/IODP在陆架边缘的钻探站位。

通过西北冰洋阿尔法脊B84A孔中—晚第四纪以来的沉积物颜色旋回，Mn、Ca元素相对含量、颜色反射率、有孔虫丰度、冰筏碎屑(IRD)含量、粒度组分及其敏感性分析的综合研究，建立了B84A孔的地层年代框架，其沉积物被划分为MIS 12～MIS 1的沉积序列。阿尔法脊B84A孔可以识别出12个IRD事件，它们大多出现在冰消期，并认为其源区为加拿大北极群岛地区。这些IRD事件反映了加拿大北极冰盖的崩塌和气候变化。阿尔法脊B84A孔沉积物的环境敏感组分分别为细组分(4~9 μm)和粗组分(19~53 μm)，两者的变化趋势相反，主要由海冰和洋流进行搬运，指示了洋流的强度变化。B84A孔的平均沉积速率约为0.4 cm/ka，与阿尔法脊周围地区沉积速率相近。相比于近岸的高沉积速率，其限制因素主要为大面积海冰覆盖造成的较低的生产力和由于长距离搬运造成的较低的陆源输入量。

综合大洋钻探计划（IODP）经过5年（2003—2008年）的过渡运行，在2009年真正实现了“多平台”钻探格局，美国“决心号”、日本“地球号”和欧洲联合体“特定任务平台”同时执行特定海区和地质条件的钻探航次。随着澳大利亚—新西兰联合体和印度的加入，IODP“大家庭”已有7个成员单位共24个国家，大洋钻探的国际合作渐入“佳境”。IODP钻探航次在2009年的重大进展包括：“地球号”在IODP第319航次首次实施立管钻探并成功取芯；经全面改造升级后的“决心号”首航赤道太平洋成功获取53 Ma以来古赤道太平洋连续沉积物断面；“特定任务平台”成功实施推迟2年多的新泽西陆架IODP第313航次等。我国科学家在近年来参加IODP航次、提交航次建议书、积极参加国际学术会议等方面明显活跃，大大提高我国科学家的国际学术竞争力，并在海洋科学的相关领域进入了国际前沿。

国际综合大洋钻探计划IODP323航次于2009年7月6日开始至9月4日结束在白令海实施。该航次的主要科学目标是通过钻取白令海的海底沉积物岩心样品，获得高纬度边缘海的较长时间尺度沉积序列，用于研究该海区上新世—更新世的从千年尺度到米兰科维奇尺度气候变化及其与太平洋和北冰洋的关联。经历近2个月的海上钻探与研究工作，在7个井位上共钻取5 741 m岩芯，获得上新世（近5 Ma）以来的不同位置岩芯样品，并取得微体古生物与沉积学等分析测试的初步结果。

有孔虫壳体Mg/Ca温度计是近10年来发展最快、应用最广的恢复古海水温度的方法之一。随着研究的深入，这一方法面临的问题也越来越突出。其中，海水盐度影响壳体对Mg元素的吸收，是对Mg/Ca温度计“忠诚度”最具威胁性、也是近来最受人们关注的因素之一。查阅了最近2年有关Mg/Ca温度计中盐度效应的最新研究成果，整理出对盐度因素进行校正的方法和解决方案，以供国内同行借鉴和参考。

板块理论和全球变化是20世纪地球科学中的2大突破性进展。进入21世纪，地球系统科学进入将这两方面结合起来，探索地球深部和表层系统的相互作用，即“固体地球动力学与行星循环(planetary cycle)”的新阶段。根据最近国际综合大洋钻探计划关于2013年后学术新方向的讨论，从俯冲带加工厂、大洋中脊与巨型火成岩省3个方面进行介绍，提出我国打破传统的学科界限、迎接新方向的建议。

FMS地层微电阻率扫描成像测井技术诞生于1986年，1989年首次在大洋钻探中获得应用。它采用纽扣电极阵列沿井壁纵向扫描方式采集地层的电阻率信息，经过适当的数字和图像处理后转化为井壁地层的二维微电阻率图像。FMS资料具有分辨率高（理论分辨率为5 mm）、连续原位测量及定向性等特点，是科学大洋钻探中岩芯地质分析方法的重要补充，具有其他地球物理方法难以替代的作用。从岩芯归位和定向、岩性岩相识别及地层剖面重建、沉积构造和古流方向分析、地层旋回性与古气候周期分析、浊积层厚度统计分析、构造和应力场分析及洋壳研究等7个方面对FMS在科学大洋钻探中的应用现状进行综述，对目前FMS成像测井资料应用中存在的问题及发展方向进行分析，包括利用率不高、定量分析成果欠缺、研究深度和广度有待拓展等。

2011年3月13日至4月13日哥斯达黎加地震起源计划IODP 334航次在中美洲哥斯达黎加俯冲带大陆边缘斜坡带实施。该航次的主要科学目标是研究俯冲剥蚀控制的俯冲带大地震的聚集和破裂过程。在1个月的钻探时间内，总共在4个站位、8个钻孔中获得1 492.88 m的岩芯，获得许多中新世到现代的火山灰层，初步确定上覆板块内沉积物和基底的岩性变化以及俯冲可可洋脊为玄武岩基底的特征。