20世纪50年代初期，尤因等用双船进行地震折射观测，发现大洋地壳同大陆地壳有明显的差异。大陆地壳的平均厚度约35公里，而大洋地壳仅5～10公里厚。50年代中期质子旋进式磁力仪的出现，不仅使海洋磁力测量成为可能，而且提供了广泛进行连续测量的精密仪器。60年代广泛的国际合作使海洋地球物理调查与深海钻探相结合，对海底扩张说进行了大量的验证。同时，由于海上石油勘探技术开始蓬勃发展，从60年代中期发展起来的等浮检波拖缆，到70年代初趋于完善，使海上地震多次覆盖技术很快从60年代初的三、六次覆盖增加到四十八次或更多。70年代末，数字检波拖缆实现了地震信息传输的数字化，使海上地震采集实现了遥测。由于海上石油开采的需要，已迫使海上地震在80年代进入三维地震和高分辨率勘探的时代，同时使海底地层探测覆盖范围从大陆架到深远海区域。中国于1960年开始在渤海湾实行以寻找油、气资源为主要目的海洋地球物理勘探，随后在北部湾、南黄海以及珠江口和东海进行了综合海洋地球物理调查，先后发现渤海、北部湾、南黄海、珠江口、琼东南和东海等6大沉积盆地，并分别查明了一系列局部构造。20世纪70年代，地球物理学界根据医学CT的思想，利用地震波在地球内部传播的特性对地壳、上地幔结构进行了半定量的研究。Aki等最先提出利用地震台站记录的波形来反演地球内部结构。此后，地震层析成像成为地球物理学研究的一个新领域。浅剖技术出现并且得到了迅速发展。20世纪40年代推出了最原始的海底剖面仪；20世纪60-70年代出现商品设备，由于当时技术基础的限制，无法实现复杂信号的处理、地层的高分辨率探测和自动成图，地层探测结果只能绘在热记录纸带上，不能长期保存；20世纪90年代以来，电子和计算机技术快速发展，数字信号处理、海量数据存储和电子自动成图等技术的发展，促进了许多新型剖面仪的问世。用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征。用地震、重力、磁力及地热等地球物理办法，探测海底各种地球物理场特征、地质构造和矿产资源，同时可以用于探测海底下不同深度的沉积地层。

作为主要用于测量浅部地层结构、浅层气、古河道以及其他潜在地质灾害的仪器，浅地层剖面量仪器是一种不可缺少的重要测量仪器。该测量仪器基于水声学原理，因为声波在海水中的传播优于可见光和电磁波，与反射地震学相似，通过发射换能器将控制信号转换成不同频率的声波信号像水下发射，声波在传播过程中遇到地层分层界面以及地层沉积面等声阻抗界面后，经反射返回接收换能器，反射回来的信号常常带有地层信息。这种仪器大体上可分为两类：①用于探测海洋深部地层结构、构造形态和海洋油气勘探的海洋地震勘探仪器；②用于海底浅层结构信息的探测仪器，主要包括浅层剖面测量仪器等快速发展起来海底探测仪器。该仪器主要应用于海洋工程地质调查、区域地质调查、地质灾害防御和河口海洋沉动力学研究。

浅地层剖面仪。浅地层剖面仪是一种基于水声学原理的连续走航式探测水下浅部地层结构和构造的地球物理方法，为海底浅层沉积物的地层划分、地层结构和地质环境分析提供基础资料。它具有成本低、效率高的特点，而且测量所获取的声学记录分辨率高，剖面在形态上与地质剖面接近。它与多波束测深和侧扫声呐的工作原理类似，其区别在于浅层剖面系统的发射频率较低，产生声波的电脉冲能量较大，发射的声波具有较强的穿透力，能够有效地穿透海底数十米的地层。

浅层剖面测量系统的发展方向：①充分应用差频参量阵技术。利用水声传播的非线性现象，声波多频发射时会出现频差，差频的频率低、指向性强、旁瓣小，它所构成的参量阵可使低频声波能更好地穿透地层。参量阵技术构成的全海洋宽带非线性差频浅层剖面系统，其地层穿透最大深度达150米，分辨率0.3米，兼有水深测量功能。②开发超宽频浅层剖面系统。采用宽带扫频技术开发深海宽带换能器和频率无缝合成技术等，构建稳定可靠的新系统。超宽频浅层剖面系统具有两大特点：一是应用新的分频合成技术实现扫频信号组合的任意实时选择，满足不同用途、不同地层分辨率和穿透深度的需求；二是深水宽带换能器技术还可适用于深海通信和海洋遥测，乃至军事等应用。③采用电火花震源，降低发射频率，加大海底探测深度。④改进后处理技术，改善数据解释，研究海底底质类型的识别。

多频探测系统是利用海底声波反射特征快速进行深海多金属结核走航调查的设备。主要由信号处理系统和三种频率（35赫，12赫，30赫）的回声测深仪组成。信号处理系统由前置放大器、模拟信号处理单元、数字信号处理单元、数字输入/输出单元及输出显示单元五部分构成。此探测系统在航行中能连续不断地接收处理海底物体回声（反射）信号并转换成多金属结核丰度和个体大小的数据。

悬浮淤泥分层测量系统是一种新型的水文测量方法。该系统利用声波反射的信息，通过特定的频率，以检测样品中流体和固体部分的仪器。此系统可以实现测量单个悬浮液、过度层和沉积物层的顺序和厚度，具有很高的分辨率。

这些仪器在当代海洋工程、海洋开发、海洋地质调查、海底资源勘探等方面发挥出极其重要的作用。