中国大陆地壳上地幔不均匀性与矿产资源预测

在充分收集、整理、综合研究中国大陆11条地学断面(简称GGT)、数十条其它地球物理剖面(地震剖面、大地热流、大地电磁测深等剖面)和覆盖中国大陆及邻区的剪切波三维速度结构资料的基础上,阐述了中国大陆及邻区地壳结构、岩石圈结构和软流圈结构,并对中国大陆矿产资源预测作了简单的讨论。中国岩石圈结构是在三种不同性质的软流圈基础上发展起来的,有明显的继承性。中国岩石圈结构在某种程度上与大地构造单元相吻合,说明地壳构造受到岩石圈的影响和制约。尤其在地震波垂向低速带上(地壳上地幔都表现为低速性质)是内生多金属矿带的良好产出环境。     

中国及邻近陆域海域地球内部三维结构及动力学研究

根据国内外最新地球物理和其它地学资料,采用多学科多手段进行综合反演,建立中国及邻区高分辨率地球三维结构模型,为地学各领域提供高精度多参数地球三维模型数据库。对中国及邻近陆域海域岩石圈软流圈结构,过渡带以下直至核幔边界的地幔速度三维分布进行研究。探讨东亚及西太平洋边缘海板块运动、地幔对流、圈层耦合及物质运移等深部动力学问题。对中国大陆及边缘海各地块的结构及相互作用,特别是有关中国东部及边缘海岩石圈拉张减薄、西部岩石圈汇聚增厚的深部动力学过程作了探讨。     

全球地学断面数字化图形数据库建设

以原地质矿产部系统所完成的6条地学断面图为源数据基础，选用MAPGIS软件平台对6条地学断面图进行了数字化，根据“全球地学断面数字化指南”，并参考了各地学断面的制图标准，建立了中国地学断面图形库和属性库。开发，研制了图形库管理系统。     

基于MAPGIS平台的中国地学断面数字化图形库的建立

地学断面积累了丰富的地质、地球物理和地球化学等综合资料,从中得出的地学信息是提供科学决策、促进社会科技事业和生产力发展的依据.在MAPGIS软件基础上的中国地学断面数字化图形库的建立过程中,地学断面中的每一个实体,在颜色、符号以及线型等方面都被规划统一.地学断面中的特征主题进行了层名划分以及层名、实体的编码,形成分层标准和编码准则.利用MAP-GIS的编辑子系统和Access关系数据库软件,建立了中国地学断面的空间数据库和属性数据库,并将它们联接起来,从而建立了整个中国地学断面数字化图形库.     

中国岩石圈三维结构专项研究主要进展和成果

“中国岩石圈三维结构”专项研究取得诸多新发现和新成果:建成中国第一个“岩石圈三维结构数据库”;建立了中国岩石圈结构模型;深化了对中国东部岩石圈、软流圈性状、结构的认识,证明岩石圈与软流圈之间存在呈“层块结构”的过渡带,在东亚至西太平洋地区70～250km深度发现一巨型低速异常带;揭示中国东部岩石圈呈现明显的“上老下新”的年龄结构;初步建立了中国大陆岩石圈岩石学结构模型,把中国大陆及毗邻海域岩石圈划分为5种类型;提出中国岩石圈构造单元划分方案,把中国大陆及毗邻海域划分为2个岩石圈构造域和6个岩石圈块体;证实青藏高原存在巨型南北向构造;在地质上获得一些新发现和新认识。     

欧亚大陆及边缘海岩石圈的结构特性

从地球层块结构的研究思路出发,运用构造解析的理论和方法,对东亚及西太平洋地区人工地震测深和天然地震面波层析成像进行构造解析,发现岩石圈中下部存在形态各异、大小不等的高速块体,结合地质学、地球化学及其他地球物理学标志的综合研究将其称为幔块构造,高速块体或幔块构造是控制东亚西太平洋岩石圈构造格局和岩石圈表层构造变形最基本条件之一。在系统研究该区岩石圈高速块体或幔块构造三维几何结构基础上,建立起东亚西太平洋岩石圈八种三维几何结构型式:克拉通陆根状结构、高原陆根状结构、造山带楔状结构、碎块状结构、香肠状结构、哑铃状结构、藕节状结构和板状结构,以及岩石圈形成与构造演化四种构造类型:克拉通型岩石圈、增厚型岩石圈、减薄型岩石圈和大洋型岩石圈。文章在详细论述岩石圈各结构构造类基本特征的基础上,认为全球最大的青藏高原具有增厚型岩石圈特性,存在大陆根,并且大陆根正在增厚过程中;地震层析成像显示,研究区存在全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系,具有减薄型岩石圈特性,新生代晚期东亚大陆巨型裂谷体系被西太平洋沟弧盆体系叠加与改造。根据岩石圈三维结构型式,探讨了岩石圈形成机制与演化模式,东亚大陆边缘岩石圈大规模伸展拆沉减薄作用以及软流圈和地幔物质上涌加热作用与青藏高原岩石圈大规模俯冲碰撞?入增厚作用是东亚大陆及边缘海晚中生代以来地幔动力学最基本的表现型式,从而形成全球最大的青藏高原和全球最大的东亚大陆巨型裂谷体系。     

中国地学断面CorelDRAW图形数据库资源整合综合研究

整合了历时数年(2001—2006)数字化研究取得的中国全部11条地学断面图各种专业图件的CorelDRAW图形数据资源及其说明书。参照国际全球地学断面(GGT)数字化编图指南,独立研制了全球地学断面图的GGTCorelDRAW制图色盘和模板,为应用和普及制作地学断面图提供了软件工具。建立了网页类型的中国地学断面元数据库,编撰了地学断面电子字典帮助文件。上述综合研究工作为中国地学断面图资源共享提供了底层数据和技术支撑。     

基于MAPGISG平台的中国地学断面数字化图形库的建立

地学断面积累了丰富的地质，地球物理和地球化学等综合资料，从中得出的地学信息是提供科学决策，促进社会科技事业和生产力发展的依据。在MAPGIS软件基础上的中国地学断面数字化图形库的建立过程中，地学断面中的每一个实体，在颜色，符号以及线型等方面都被规划统一。地学断面中的特征主题进行了层名划分以及层名，实体的编码，形成分层标准和编码准则。利用MAPGIS的编辑子系统和Access关于数据库软件，建立了中国地学断面的空间数据库和属性数据库，并将它们联接起来，从而建立了整个中国地学断面数字化图形库。     

中国大陆岩石圈导电性结构研究——大陆电磁参数“标准网”实验（SinoProbe-01）

"中国大陆地壳探测计划"的首要目标是岩石圈物性结构、构造和物质组成的探测,这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和放射性结构研究。其中,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。利用岩石圈导电性结构模型不仅可以推断地球内部的岩、矿石组成和地质构造轮廓,还可以间接提供有关地球内部热结构的信息,为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题服务。因此,很多发达国家自上世纪70年代以来,陆续启动了岩石圈导电性结构探测。2004年,美国开始了"地球透镜计划(EarthScope)";其中,"大地电磁阵列"(USArray)是整个计划中的重要部分,是一个大陆尺度的大地电磁场观测计划,它将为北美大陆的构造与演化提供新的约束。在中国,大陆岩石圈导电性结构研究虽取得一系列重要成果,但也仅限于对其基本格局有一定认识,远远满足不了大陆动力学问题研究的需要。为了研究中国大陆形成、演化机理,首先需要确定中国大陆岩石圈三维构造模型、热结构和流变性特征,而这一切都与更详细、更准确的中国大陆岩石圈导电性结构有着密切关系。为了实现构建中国大陆岩石圈电磁学参数三维数据体及导电性结构标准模型的目标,"深部探测技术与实验研究专项"设立"大陆电磁参数标准网实验研究(SinoProbe-01)"项目,解决大陆尺度、阵列式(Array)大地电磁场(MT)标准网观测计划的关键技术问题,研究具体的实施方法技术,并提供示范性成果。项目将尽可能预先建立覆盖全国、网度为4°×4°的阵列式区域大地电磁参数标准网控制格架,并以华北和青藏为基地创立阵列式区域大地电磁场"标准点"1°×1°观测网的构建方法、技术;构建华北和青藏地区壳、幔电磁参数三维结构标准模型"格架",以及不同网度的壳、幔物性三维结构模型,为覆盖全国的阵列式区域大地电磁"标准点"观测网最佳网度选择提供依据,为最终建立中国大陆岩石圈三维导电性结构标准模型奠定基础,为预测我国超大型金属成矿远景区提供方向。完成本项目研究将对揭示中国大地构造特点和岩石圈结构提供重要依据,对油气及固体矿产资源远景评估提供制约,并对完善后板块大地构造理论有重要意义。开展这方面的研究将揭开中国大地构造地球物理学新阶段的序幕,为中国可持续发展与地球科学的进步作出贡献。     

国际岩石圈计划(ILP)的主要成就和展望

本文总结归纳了国际岩石圈计划实施以来所取得的巨大成就,尤其是一些重要课题应用了当今最先进的技术,取得了突破性进展,使得人们更加清楚地认识了岩石圈的性质、起源、演化以及动力学,为将来充分利用资源、消除和预防灾害提供了科学依据。文中主要介绍了全球地学断面、大陆反射地震剖面、大陆深钻、岩石圈动力学、地震台网和计算机层折虚象技术(CT)、世界应力图、古重建图等方面所取得的新成就,这些研究结果表明了地学研究已进入新阶段,并提出了未来研究岩石圈的六点建议。     

中国地学断面的主要进展

扼要介绍全球地学断面(简称GGT)计划和中国地学断面计划的产生;中国地学断面计划宗旨;中国地学断面的布署及其实施、完成概况;中国地学断面研究获得的主要成果与新认识;最后,对中国地学断面计划的未来发展做了展望。     

生态系统响应全球变化的陆地样带研究

为从机理上理解、评估和预测陆地生态系统对全球变化的响应,国际地圈生物圈计划在全球共启动了15条全球变化陆地样带,其中2条在中国,即中国东北样带和中国东部南北样带。从植物碳氮代谢、生物多样性、生态系统功能与碳收支及样带生态系统的变化趋势等方面较系统地总结了围绕中国这2条全球变化陆地样带的最新研究进展,加深了全球变化与陆地生态系统相互作用过程与机制的理解,提出未来中国全球变化陆地样带研究应充分利用我国特殊的生态与环境及区域特色,重点针对陆地生态系统对全球变化的适应性、地球系统相互作用的生物—物理—化学—社会过程与管理、土地利用变化的动力学过程与机制、灾害性天气气候的生态效应及其调控机制和全球变化模拟预警系统开展研究,做出一些在国际上既有显示度又服务于我国社会经济可持续发展的研究成果。     

The Geoscience Transect from Xiangshui,Jiangsu Province to Mandal,Inner Mongolia

The Xiangshui to Mandal geoscience transect, which has a total length of 1,200 km, extends diagonally,from SE to NW, across the Sino-Korean plate and its ancient continental margin, passing through nine tectonicunits: the Subei-Jiaonan terrane, West Shandong block, North China rift basin, Taihang-Wutai block, Ordosblock, Hu-Bao (Hohhot-Baotou) Basin, Yinshan block and Inner Mongolian fold system. The graphic display of the transect is compiled according to the Guidelines for the Global GeoscienceTransect (GGT) Project on the basis of an integrated study of all available geological, geochemical andgeophysical data, thus bringing light to the process of cratonization of the Sino-Korean plate and its relation-ship with the transitional zone of the ancient continental margin, and the features of intraplate structures pro-duced by subsequent tectonic modifications and intraplate dynamics.     

当前国际古全球变化研究的主要科学问题和任务——极地—赤道—极地大断面

国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）是当前地学领域最重要的科学活动之一，其核心项目“古全球变化（ＰＡＧＥＳ）”的主要目标是研究过去的全球变化问题。而ＰＡＮＡＳＨ计划（南北半球古气候计划）是当前ＰＡＧＥＳ活动的焦点。其主要目标是通过三个ＰＥＰ（极地—赤道—极地）大断面，建立气候变化的序列和相位关系。文章对ＰＡＮＡＳＨ及其三个ＰＥＰ项目的主要科学目标和科学问题进行介绍，并对它们共同的科学问题进行分析。我国是ＰＥＰ－Ⅱ断面的重要组成部分，在该方面研究的程度直接关系到整个ＰＥＰ－Ⅱ的工作。组织好该方面的研究是我们重要的国际科学责任和义务。     

全球变化研究中的中国东北森林—─草原陆地样带(NECT)

陆地生态样带已成为全球变化研究的重要方法和手段。国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）的陆地样带——中国东北森林—草原陆地样带（ＮＥＣＴ）的提出为中国全球变化研究奠定了基础。该样带在东经１１２°～１３０°３０′间沿北纬４３°３０′设置，长约１６００ｋｍ，是一条中纬度温带以降水为驱动因素的梯度，具有良好的植被、土壤、土地利用、气候等环境因素的过渡特征。文章介绍了中国东北森林—草原样带的确定、生态特征及在数据库建设、植被结构和生产力模拟以及遥感研究中取得的初步成果。     

基于ICESat/GLAS数据的中国典型区域SRTM与ASTER GDEM高程精度评价

航天飞机雷达地形测绘(shuttle radar topography mission, SRTM)和先进星载热发射和反射辐射成像仪全球数字高程模型(advanced spaceborne thermal emission and reflection radiometer global digital elevation model, ASTER GDEM)提供了全球覆盖面积最广的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据, 但其高程精度还未得到充分验证, 传统地面测量方法很难适用于验证大面积范围的DEM精度.以冰、云和陆地高程卫星/地学激光测高系统(ICESat/GLAS)高程数据为参考, 综合利用地理信息系统(geographic information system, GIS)空间分析、三维可视化与统计分析方法, 对中国典型低海拔沿海平原地区和高海拔山地的两种DEM数据高程精度进行了对比分析.结果表明, 高程值小于20m的低海拔地区, SRTM高程精度达到2.39m, ASTER GDEM的精度达到4.83m, 均远远高于这两种数据的标称精度; 而在西南山地, 这两种DEM的精度大约为20m, 与标称精度相当.最后, 建立了ICESat/GLAS与SRTM和ASTER GDEM的一元线性回归模型, 该模型具有较高的拟合度和显著线性关系, 可用于改善这两种DEM的高程精度.