深海是地球表层最晚认识的部分，人类对于深海的知识绝大部分来自最近半个多世纪。1968年开始的深海钻探计划（DSDP），证明洋底在不断扩张；1978年开始的HEBBLE计划，证明几千米海底还有“深海风暴”；1970年代末发现大洋中脊喷出热液，支持着非光合作用的“黑暗食物链”；1990年代又发现海底以下成千米的地壳深处还有“深部生物圈”，可能占据地球总生物量的30%。深海过程的一系列新发现，理论上为地球系统开拓了新视野，应用上为资源开发开辟了新领域。

深海过程既是当今海洋研究的前沿，又是地球系统科学的突破口。从板块边缘的“俯冲带加工厂”，到深海碳循环的关键“暗能量生物圈”，都在改变着地球表层系统运作的原有概念。如果在一个范围有限的边缘海，将现代深海过程与地质演变相结合，就有可能通过“解剖一个麻雀”，在崭新的水平上认识海洋变迁及其对海底资源和宏观环境的影响，而南海正是最佳的选区。

南海面积350万km², 最大水深5500多米，既是全球低纬区、也是西太平洋最大的边缘海，具有深海研究的一系列优越性。由于边缘海规模小、年龄新，在南海研究深部过程的条件比大西洋优越；由于太平洋洋底沉积记录保存不佳，南海的研究能弥补西太平洋的不足。南海是我国管辖海域中主要的深海区，也是我国深海资源勘探和科学研究积累最为丰富的海域。南海北部陆坡，2006年发现深海天然气、2007年发现天然气水合物，成为我国深海资源开发的亮点；南海周边，1991年菲律宾火山爆发，2006年底台湾以南地震，突出了南海安全保障的迫切性；1999年春南海的大洋钻探，紧接着的“973”、基金大项目等研究，和多次国际、国内的专题考察航次和项目，使得南海成了国际深海研究的焦点。当前，我国各部门对深海有各种的发展计划，诸如国土资源部的“海洋地质保障工程”、“油气资源战略选区调查与评价”，中海油的深海石油战略，国家科技部的深海高技术发展专项等等，标志着我国对深海资源开发和发展深海技术的投入正在迅速增长，亟待从基础研究角度设立重大计划，与各系统的投入相结合，在国际层面实现学术上的突破和研究力量的整合。

   

南海深海过程研究计划的提出，是基于海盆形成、沉积响应和生物地球化学三方面的考虑：

1、海盆形成：影响最大的深海过程，是海底板块的生长与消减。南海海底，经历了海底扩张形成大洋壳、岩浆溢出造成火山链、以及板块俯冲消减等三个时期，其中海底扩张是南海形成的核心。迄今为止，南海洋盆扩张的再造几乎全部依据磁异常条带（图1），认为南海形成于距今3200万~1600万年前，而其主要依据来自30年前美国的船测资料；由于受到技术等方面的限制，其结果相当模糊，在西南海盆尤盛。后来虽经法国、德国和海峡两岸我国学者等多种补充、修改，1970年代测得的基本格局至今未变，以致南海构造研究三十年来缺乏突破性进展。1999年南海大洋钻探取得了3300万年来的沉积记录，应当涵盖了传统认识上的扩张历史，但是地层记录中最重大构造事件发生在2500万年前后，对于扩张的始末本身却缺乏明显反映。重新认识海底磁异常资料，使之和沉积记录对应起来，是揭示南海张裂真实历史的捷径。

南海扩张终结的重要的特征是沿残余中脊发育的火山链，可能是扩张结束时剩余岩浆活动的产物。火山活动未见于海底张裂之初、反而活跃于扩张停止之后，反映了该边缘海海盆演变的特殊性，有待对火山链的形成和机制作系统研究。扩张结束后另一重要过程是菲律宾海板块的旋转和南海洋壳的向东俯冲，由此造成的马尼拉海沟，是今天南海的构造运动最活跃的海区。而深海火山在俯冲过程中的阻挡，很可能成为地震能量积聚的机制。同时，扩张后发育的断层也可能与火山活动有关。探讨南海扩张开始和终结后的岩浆活动、以及后续的俯冲作用，将为边缘海演变史建立典范。

2、沉积响应：南海陆缘破裂和海底扩张的结果，在陆坡和陆架形成了约40个盆地和盆地群，接受了来自陆地和岛屿的沉积物以及生物残骸，总共估计有1.44×10¹⁶ 吨沉积物充填，其中包括丰富的油气盆地。大西洋的研究，已经证明深层海流有多种沉积搬运机制，然而对于南海底层流和沉积搬运过程的认识，至今还是众说纷纭。南海的深水油藏和深海沉积体，有浊流、等深线流、河口深水扇沉积等种种解释，但是由于缺乏现代过程的观测，我国的深海沉积学还停留在袭用国外模式的阶段。然而大洋钻探和油气钻井已经揭示出海底过程的巨变： 约2500万年前后南海北部大批沉积被冲刷、剥蚀，此前南海北部的陆源沉积速率最高，此后出现碳酸盐台地，很长期间南海北部和南沙海区一样以碳酸盐沉积为主；随着巴士海峡海槛的形成，注入南海的太平洋深层水变为中层水。南海的深部海流和深海沉积过程，如何响应构造演变的历史，将构成一部边缘海的发育史，也将为深海油气勘探战略提供科学背景。

3、生物地球化学过程： 近年来发现海底有各种流体溢出，包括热液、冷泉、和淡水；它们的来源是地层里的流体，所谓“海底下的海洋”。这些流体不仅改变着海水的成分，而且支持着地球上另一个生物圈——“暗能量生物圈”。在南海已经有海底泉水发现，“可燃冰”的产地也发现了“冷泉”和冷泉生物群，台湾附近发现有热液活动与“CO₂湖”，马尼拉海沟的俯冲带，也应当有“俯冲带工厂”的流体溢出。同时，深海水层和海底以下的微生物活动，是地球系统碳循环新发现的重要环节。海洋的生物量，90% 属于微生物；海底以下的原核生物，估计占地球上生物量的30%。最近发现，病毒能杀死海底和海底以下80%的单细胞生物，析出巨量有机碳，因而是海洋碳循环研究中的重大遗漏。南海盆地形成和沉积充填，发生在海水生物地球化学的背景下；而南海又以其有限的范围和丰富的深海沉积，为研究深部生命活动与碳循环提供了理想条件。海盆的演化直接影响海底流体和海底微生物的活动，既使深海碳循环发生变化，又是烃类资源形成的重要原因，其研究将为能源勘探方向的探索开辟新视角。

 “南海深海过程演变”研究计划，是从现代过程和地质记录入手，解剖一个边缘海的发育史。计划由上述三大方面组成：从海底扩张到板块俯冲的构造演化作为生命史的“骨架”，以深海沉积过程和盆地充填作为生命史的“肉”，以深海生物地球化学过程作为生命史的“血”，在岩石圈、水圈和生物圈相互作用的层面再造南海的深海盆地发育过程，以及该过程的资源环境效应。