1．底层水温变化大。前人的研究业已证明，大气温度的日变化可影响到地下5m左右，气温的年变化可影响到地下50m。而对于水体则影响更深，再加上海流、波浪、潮汐的混合作用，气温变化的影响可波及到2 000m深的水体。而水温的变化又直接作用于海底沉积物。图3为中国东海海域的实测温度剖面，可以看出，温度随深度增大呈非线性变化，特别是海底之下0～5m范围内，温度变化更加复杂，由此可见，地表因素的影响非常大。但如何从地热资料中消除这些浅层噪音，而得出真正来自地下深处的热信息在国际上还是一个未解的难题。

    2．底质坚硬，热流探针难以下插。深海沉积物多为大洋软泥，海底热流探针靠自身配重即可很容易地插入沉积物中。而浅海区主要是砂质沉积，粒径相对较大，底质非常坚硬，因此，如何保证热流探针垂直地插入沉积物中，还是一个有待于进一步研究的课题。

    3．船体漂移，难以作业。海上调查过程中，由于波浪、海流及风的作用，船舶难以稳定在作业站位上。当热流探针插入海底以后，由于下插过程中摩擦生热及仪器材料本身的原因，需要在沉积物中保持垂直状态10～15min，才能达到温度平衡。此时，如果风、流、浪的作用方向一致，船体可漂移300～500m，如在水深大于2 000m的深海作业，则只要适当释放连结钢缆即可，而在水深100m左右的浅海区则非常困难，经常把探针拔出、拖倒、拉断，甚至丢失。

    4．沉积速率快，地形起伏大。浅海区由于靠近陆地，沉积物来源广，故沉积速率非常快，此外，在近岸或大陆坡地区地形起伏较大，这些对地热测量都有一定的影响。如何精确地计算，有效地消除这些影响，国际上尚无现成的方法可循。

    面对这些困难，李乃胜和他的合作者们潜心研究，刻苦钻研，多次实验，最终为国际热流界提供了一套比较成功的浅海热流调查研究方法。他们的试验内容包括如下几个方面：

    1．冬夏季重复观测。对同一调查站位，在冬季和夏季进行重复测量，根据观测资料来确定海水温度变化对地壳热流的影响程度，判定水温变化的影响随深度的衰减情况，从而设计最佳资料处理程序，最大限度地消除浅层因素的影响。图4中90—1—16A和B为冬季测量结果，91—1—15A和B为夏季测量结果，可以看出两者差异较大，直到海底之下6～7m，二者方趋于一致，说明6～7m之下，水温变化的影响已大幅度减弱。

    2．加长地热探针。深海热流测量中，地热探针长度一般为3.0～4.5m。而在李乃胜作为中方首席科学家的浅海测量中将探针加长到6.0～9.0m，使下插深度增大，以尽可能采用下部热敏元件的记录来进行资料处理。

    3．投放长期温度监测系统。海上作业中，首先在预定站位投放一长期温度监测装置，自动记录沉积物和底层海水的温度变化。一年之后，回收仪器，可获得一年的温度变化记录，从而设计计算程序，消除浅层因素的影响。

    4．抛缆固定和重力脱钩插底。为了克服船舶漂移问题，尝试了待仪器插底后，将连结缆绳上端拴上浮球抛入海中，待测量结束再打捞浮球回收仪器的方法。为了解决插底问题，采用了重力脱钩装置，使仪器自由落体快速下插。这些技术方法取得了一定的成功，但存在一定的风险，仍需要进一步探讨。

    我们伟大的祖国雄居太平洋西岸，而太平洋边缘洋陆过渡地区是全球著名的构造活动带。既是著名的板块俯冲汇聚带，也是地震、火山活动带，在弧后盆地，还形成了一条醒目的热流高值带。因此，地学界称之为外“太平洋火环”。这为李乃胜的海洋地热学研究提供了广阔的用武之地。

    根据大量的海底热流调查资料，李乃胜和他的课题组成员一起，从地热学角度，对西北太平洋构造活动带进行了详细分析研究，提出了一些独到的见解：

    1．冲绳海槽现代活动裂谷的探讨

    位于中国东海东缘，琉球群岛西侧的冲绳海槽具有异常高的热流值（见图1）。测量资料表明，189个站位的平均热流值高达982mW／m2，尤其在冲绳海槽中部27°～28°N，127°～128°E之间一个经纬度网格内89个热流测点的平均值竟高达1650mW／m2，最高观测值达26008mW／m2。如此高的热流值为全球热流调查中所仅见，比太平洋中脊、马里亚纳海槽等公认的扩张中心要高得多，也远远高于红海、亚丁湾等“新生海洋”。李乃胜在研究中发现，冲绳海槽中央发育了一条平行海槽走向的张裂地堑（槽中槽），总体呈NNE向弧形展布，由十几条NE向雁行斜列的小地堑组成。在中央地堑内测得了很高的热流值。因此，海槽中央形成了一条宽约15km，长约120kmNNE向弧形展布的热流高值带，其北端可延伸至日本九州的鹿儿岛湾，其南端与台湾的台东纵谷相接，构成了西北太平洋边缘一条醒目的高热流异常带。除极高的热流值外，大量地质调查已发现冲绳海槽内有两条火山链，其一位于海槽东坡，发育了一系列活火山岛，其二位于海槽中央地堑。日本的“深海2000号”深潜艇在海槽中部“夏岛—84”洼地内发现了三处热液喷发口。李乃胜和他的同事们对这些来自地下深处的“热”信号进行了认真研究，对该区的热源机制进行了探讨，认为高温地幔物质隆起上拱是冲绳海槽高热带的主要热源，并结合其他地球物理资料计算出冲绳海槽区地壳厚度介于16—24km之间，海槽中央地堑带的岩石圈厚度仅为35～40km。因此，他们认为，冲绳海槽是一条正在活动的弧后裂谷。

    2．东海地热异常区的发现

    李乃胜在中国东海陆架区海底热流调查中发现，在舢群岛——杭州湾外海存在着较高的地温梯度，如图5～8所示，08，10，18，19，20，11，12等 8个站位 15次测量中，剖面底部均显示出很大的地温梯度。若以此估算，热流值将达到300～400mW／m2，这在陆架地区是少见的。由于该区为浅海细砂和粉砂沉积区，底质非常坚硬，热流探针下插深度不够，尚难以确证这一高热区的存在。但这些显示高地温梯度的测量剖面大面积成群分布，肯定是一个值得进一步研究的“地热异常区”。从区域地质构造方面看，该区位于闽浙隆起与东海坳陷的分界地带，属于东南沿海大断裂的活动地带。陆地上在东南沿海断裂带发育了漳州热田，其最大实测热流值达359mW／m2。因此，海上发育这个“地热异常区”从地质构造学角度看是完全可能的。该区南界大致为鱼山—久米SE向断裂带。如果这个“高热区”被完全证实的话，对于我国东海的地质构造学研究和东海油气资源的勘探开发，将具有新的指导意义。

    3．沟弧盆体系的热流变化特征

    西北太平洋边缘地区，由于大洋板块俯冲于大陆板块之下，而形成了独特的海沟、岛弧和弧后盆地相伴生的沟弧盆体系（T—A—BA）。李乃胜和他的同事们对沟弧盆体系的热流特征进行了深入探讨，建立了这种俯冲汇聚型大陆边缘的地热模式。图9为一条从中国东海到菲律宾海，横穿琉球海沟、琉球岛弧和冲绳海槽的热流示意剖面。其中，菲律宾海大洋地壳区和中国东海大陆地壳区热流值稳定，多为50～60mW／m2，接近全球平均值。但沟弧盆地区热流变化大。他们的研究表明，从琉球海沟到琉球岛弧的主弧内侧为极低热流区。大部分测点热流值小于40mW／m2，20多个测点小于20mW／m2，最低值仅为8.8mW／m2。至弧后地区热流值迅速升高，到冲绳海槽中央地堑，热流值达到最高。整个西北太平洋边缘沟弧盆体系，包括：阿留申海沟、岛弧及弧后的白令海；千岛海沟、岛弧及弧后的鄂霍茨克海；日本海沟、岛弧及弧后的日本海；马里亚纳海沟、伊豆—小笠原岛弧及弧后的马里亚纳海槽；琉球海沟、岛弧及弧后的冲绳海槽，都符合这一热流变化特征，所不同的只是由于弧后盆地的年龄，洋壳发育程度和构造活动性不同，高热流的幅度有所差异。沟弧盆体系的这一热流变化模式反映了板块俯冲汇聚的热机制，这就是，大洋岩石圈作为“冷”板块俯冲于大陆之下，由于下插过程中摩擦生热及地幔流作用，使弧后地区上地幔部分熔融，造成岩浆房上拱，从而导致了弧后岩浆活动和海底热液喷发，并最终使弧后地区张裂下陷。如进一步发展，则扩张产生新的大洋地壳。

    我国海洋地热学研究刚刚起步。今年3月刚从美国研修归来的李乃胜清楚自己肩负的重任，他正带领一个年轻的课题组，向着新的目标迈进。在访美归来的学术报告会上，他充满信心地表示：将以海洋地热资料为基础，以其他地球物理资料和大洋钻探（ODP）资料为补充，采用中、日、俄、美多国合作的形式，对西北太平洋俯冲汇聚型大陆边缘进行系统研究，以期得出全球意义的规律性认识。今后5年，他的主攻目标是：陆架浅海热流探测和热源分析；俯冲板块对弧后地区的热影响；活动型大陆边缘的洋陆壳相互作用，弧后张裂与扩张过程及其地球动力学。