我国深部探测技术与实验研究进展综述

深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe,2008-2012)是我国历史上实施的规模最大的地球深部探测计划.专项开展了全国4°×4°、华北和青藏高原1°×1°的大地电磁阵列观测,建立了全国地球化学基准网(含78种元素),完成了青藏高原、华南-中央造山带、华北和东北等四条超长深地震反射剖面,部署了罗布莎、金川、腾冲、南岭、庐枞和铜陵等大陆科学钻探实验,开展了青藏高原东南缘和华北地区地应力监测;在我国东部长江中下游和南岭成矿带开展的矿集区立体探测卓有成效.同时,专项还开展了岩石圈三维结构与地球动力学数值模拟、大陆地壳结构与演化的综合研究.专项全面实施以来,已经完成约6000 km的深地震反射剖面,成功研究、实验了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,积累了丰富经验,极大地加快了我国深部探测的进度,在国内外产生了强烈的反响.专项实现了技术组合创新、技术进步与重大科学发现的并举,适应我国地质地貌条件和地壳/岩石圈结构特征,初步形成了具有不同层次、不同尺度、不同精度探测空间组合的深部探测技术方法体系,建立了若干各具地质特色的探测试验基地.专项实验已经取得了一系列重大突破与重要成果,深部探测关键仪器装备自主研发获得重大突破,为全面开展地壳探测工程的组织实施奠定了必要的技术基础.     

MAPGIS在建立地质图数据库中的应用

MAPGIS在国内应用相当广泛,主要用于数字制图及空间数据库管理、空间分析。MAPGIS数据格式可与其他的地理信息系统软件如ArcGis的数据相互转换。本文主要介绍了利用MAPGIS地理信息系统,以新疆、甘肃、青海、宁夏地质图为例,应用第二代《中国地质图集》（中文版）中的MAPCAD数据,讨论建立1：200万地质图数据库的方法、步骤及建立地质图数据库的意义。     

中国大陆侏罗纪以来六大动力体系和资源预测

本文阐述了笔者在近几年参加"中国岩石圈三维结构"研究和中、俄、蒙、哈、韩合作编制1∶250万"亚洲中部及邻区地质图系"工作中获得的一些新认识和新观点.概略地说主要包括四点:①地球自转和公转产生的惯性离心力和从高纬度向低纬度的挤压力是永久性的、永恒的,是为其他"后生"的各种动力体系"垫底"的,因此笔者称其为"本底动力体系";②在"本底动力体系"基础上侏罗纪以来新产生、并影响中国大陆及海域的动力体系,除东部的太平洋海底扩张动力体系和西(西南)部印度洋海底扩张动力体系外,还有尚未引起重视的北部蒙古一鄂霍次克中生代继承性的动力体系与北冰洋海底扩张动力体系;③在东(东南)、西(西南)和北面各方向的动力体系向中国大陆及海域"联合"挤压下,按"扇形力原理"(一端受挤压时,另一端被拉张)打造了中国东部及海域软流圈物质上涌,正是由于软流圈物质上涌的强大动力体系导致了中国东部中新生代岩石圈剧变和构造、岩浆、裂谷、成矿、地震、火山等等复杂的地质与成矿作用;④为什么太平洋、印度洋(以及大西洋)海底扩张最强烈的区域主要出现在赤道两侧的南、北纬度60°范围内(其中又以南、北纬度30°内更为强烈)?究其原因,是由于地球自转与公转的离心力和由高纬度向低纬度的挤压力(总之是"本底动力体系")在赤道及其两侧最集中、最强大而引发的.因此,著名地质学家李四光先生以地球自转和公转的动力体系理论为基础创建的地质力学理论和构造体系学说,中国地质学家绝不应忘记、更不能放弃,而是要把李四光先生的理论和学说与当代动力学理论和全球构造学说有机结合起来,取长补短,创建出能够确切揭示中国重大基础地质问题的真谛和切实解决重要成矿与找矿问题实际的新理论.笔者将以上的新认识和新观点应用于地质、找矿的新思路和新方法,主要也有四点:①以温度100℃和深度4.25km为"底界面".寻找和优选地热勘查开发区;②以不同时代、不同方向和不同性质的动力体系所形成的断裂系统控矿(特征)为依据,寻找"内生"矿产的勘查"靶区";③以深部热力和动力作用对油气田形成的重要意义为依据,按"三步走"的方法寻找新的油气勘查开发区;④以10～20 km深处的温度值和岩石有效弹性为依据,并结合新生代活动断层特点,作为地震预测预报的依据和方法之一.     

基于震害统计的城市地下空间地震安全性评价

建筑物的地震安全性是城市规划和建设过程首先要回答的问题。我国城市地震安全性评价的方法理论多针对地上建筑物,而对地下空间的地震安全性研究较为薄弱,严重滞后于城市发展对地下空间的需求。活断层是诱发地震、导致建筑物破坏的的直接因素。考虑到空间关系上,地下空间与断层之间的交互关系为相交或相离。因此,本文将地下空间分为两类:与断层相交的地下空间称为跨断层地下空间,远离断层的地下空间称为远离断层地下空间。本文尝试将断裂带同震地表破裂、地震峰值加速度、地震烈度等地表地震安全性评价考量的要素与地下空间埋藏深度建立联系,并在此基础上总结基于震害统计的地下空间地震安全性评价方法。最后,本文选取地下空间利用需求较高的深圳和北京地区为实例进行介绍。     

发挥科学基金制优势繁荣地质科学-纪念我国实施自然科学基金制十周年

自从1982年我国实施自然科学基金制以来,至今已经十年了。在过去的十年中,科学基金制和国家自然科学基金委员会在贯彻国家发展科学技术的方针、政策,深化科技体制改革,稳定地发展基础研究和应用基础研究,发现和培养人才,以及推动科学技术进步和经济、社会发展等方面,都发挥了重要的作用,取得了明显的成效,作出了历史性贡献。充分发挥科学基金制的优势,不断完善科学基金的组织管理,对于进一步推动科学技术,特别是基础研究及应用基础研究的发展,繁荣科学事业,必将发挥更大作用。     

生态环境地质学——21世纪新兴的地球学科

环境地质学研究人为地质活动所引起的灾害，地质环境学研究自然环境对人类的影响，两者是完全不同的学科。生态环境地质学应用生物学、环境学和地质学的原理和知识，解决由于人类利用和开发自然环境而引起的问题。生态环境地质学牵涉到分类学、生态学、生物化学、环境化学、沉积学、第四纪地质学和地球化学的研究，涉及到由于人为的地质作用而引起的元素重新迁移、重新富集和重新沉积的过程，对于生命和人类的健康是非常重要的，还涉及到国家和地区经济的可持续发展。生态环境地质学的研究包括下列内容：(1)生态环境地质可容负荷研究；(2)监测研究；(3)预警研究；(4)修复研究；(5)实验研究；(6)虚拟研究。     

地质科学研究与区域地质调查相结合

区域地质调查是一项综合性的地质调查研究工作,是各项地质工作的基础和先行步骤,历来受到各国地质部门和地质界的高度重视。区域地质调查工作的基本任务是,运用一切地质理论和技术方法,就指定地区的地质条件和矿产资源远景进行深入系统的综合调查和研究,作出科学的评价,从而为矿产普查工作指明方向,为经济建设和地质环境评价提供基本地质资料,为科学研究开辟道路。近二十余年来,随着人类对矿产资源和环境保护日益增长的需求以及包括地质学在内     

青藏高原岩石圈三维结构及高原隆升的液压机模型

青藏地区可以昆仑断裂和雅鲁藏布缝合线为界分为3个岩石圈地球物理特征各不相同的区域:青海高原、藏北高原和藏南高原。青海高原位于昆仑山脉以北,是重力高和重力低毗连出现的盆山结构。藏南高原位于雅鲁藏布江以南,是印度板块分布的地区,其上是印度板块的陆缘沉积。它的地壳结构是一个向南运动的逆冲推覆系统。INDEPTH反射剖面在藏南发现的主喜马拉雅逆冲断层(MHT)与宽角反射地震扇形剖面得到的T4震相反射面完全吻合。两种地震测深方法得到的结果之间不存在矛盾。T4震相在高喜马拉雅地区没有显示,MHT向南延伸到高喜马拉雅只是一个推论,因而MHT是否为印度板块的俯冲带仍有待于获取新的证据。在昆仑山脉以南到雅鲁藏布缝合带为藏北高原,是广泛发生局部熔融的强流变岩石圈。局部熔融地区呈漏斗状。在藏北广泛存在的深度为15～20km的上部地壳内的低速层是一个最富于流变性能的局部熔融层,它的埋藏深度平坦稳定,可能含大量水质流体。紧挨着上述上部壳内局部熔融层,在藏北岩石圈大范围出现分布不均匀的网状局部熔融。局部熔融体的底部从雅鲁藏布江地区的80km向北逐步加深到200km。漏斗的漏管处位于羌塘—可可西里。藏北局部熔融体的形成是由于印度板块向北运移,受到亚洲板块的阻挡,沿雅鲁藏布缝合带向青藏高原高角度俯冲,在弧后羌塘—可可西里地区产生高热流上升地幔所致。根据卫星重力异常、航空磁测、地震接收函数研究、地球化学资料以及地表地质均揭示,印度板块沿雅鲁藏布缝合带的俯冲仅发生在亚东—唐古拉一线以西的西藏西部。在亚东—唐古拉一线以东,印度板块与西藏块体间仅仅发生碰撞,但没有发生俯冲。高原的整体隆升是由液压效应所造成。青藏高原的隆升像一台液压机。印度板块对青藏俯冲过程中产生的各种应力,通过局部熔融体,传递到地壳深15～20km处的熔融层,在其下形成一个等压面。在这个等压面的驱使下,在低速层以上未被局部熔融的地壳的底部均匀受力,将它们同步向上抬升。高原隆升期后的跨塌,使上部地壳向四周流动。在青海高原,造成毗连阿尔金断裂的一系列由西南向北东方向推动的叠瓦构造。在雅鲁藏布江以南地区,形成一系列向南凸出的弧形逆冲断层。在昆仑山脉与雅鲁藏布缝合带之间,向东的流动便形成上部地壳的滑脱构造。虽然青藏高原的形成是由于印度板块的俯冲,但它的隆升机制不单纯是一个刚体力学问题,更重要的要考虑到流体的作用,简单的用以刚体假设为前提的板块学说去解释高原的隆升机制是青藏高原研究中的误区。西藏高原的深部是一个大热库,西藏热储的开发利用是一个重大的研究课题。