重新审视大陆的形成——大陆构造与动力学国家重点实验室

2012-05-23

2010 年，国土资源部大陆构造与动力学实验室被科技部批准进入国家重点实验室行列，2011年底正式开始建设。该实验室依托中国地质科学院地质研究所。1993，中国地质科学院地质研究所在我国率先提出了大陆动力学的研究计划，形成了大陆动力学研究群体，经20年发展成为今天的规模形式。该实验室以大陆动力学理论指导，研究大陆组成、结构、行为、动态演化及深部驱动机制，重新审视、探索和解决中国（亚洲）大陆构造的若干重大关键科学问题，力求建立新的大陆构造及动力学理论体系。该实验室力求促进地球科学发展，提高我国公益性地质调查水平，为资源、能源和减灾的国家利益和社会需求服务，并致力于建成该领域的国际型创新研究基地和高层次、多学科杰出人才培养基地。

软硬件条件

实验室包括三大研究板块（大陆物质组成、大陆构造、大陆地壳和地幔结构）、三个实验技术支撑（同位素地质、物质微区结构与流变学、地壳探测实验室）和三个野外观测研究基地（东海地壳深部观测研究基地、郫县现代地壳作用观测基地、燕郊科学钻探岩芯研究基地）。

实验室现有运转良好的各类仪器设备80台套，实验室空间约1500平方米。实验室已初步建设三个野外观测基地，空间面积总共约4000平方米。在江苏省东海县CCSD井场，通过中国大陆科学钻探5km深孔的特殊地下空间，已经安放井下综合地球物理测量仪，准确地监测现代地壳活动，建立亚洲第一个大陆科学钻探深孔长期观测实验站。

实验室现有一支老中青结合、基本素质高、年富力强、结构合理，具有凝聚力、创新力，高水平、高产出，活跃在国内外地学领域的科研团队，有固定研究人员46名，其中研究员27名，副研究员7名，助理研究员8名，科技和行政管理人员7人。其中，两名中科院院士和发展中国家科学院院士，博士生导师15名，博士学位36人。

主要科研成果

近20年来，大陆动力学实验室围绕“大陆构造和动力学”战略目标，先后承担国家重大科学工程项目1项，国家专项3项，国家973计划项目3项，国家杰出青年基金4项，国家自然科学基金重大项目1项和重点项目5项，面上项目及青年基金约30项，国际合作项目3项，国土资源大调查项目20项，横向应用基础研究重大项目2项。开展了高压／超高压变质带、青藏高原、中央造山带、地幔动力学的研究，实施中国大陆地壳／地幔深部探测，领衔受国内外高度关注的“中国大陆科学钻探工程”和“汶川地震断裂带科学钻探工程” 以及新一轮的中国科学钻探整合计划，取得一系列重要科技创新成果：

（1） 中国大陆科学钻探工程（CCSD）科学研究的重大进展

国家重大科学工程——中国大陆科学钻探（CCSD）工程是我国地学领域一项具有里程碑意义的重大科学工程。首次在世界超高压变质带上实施的5km 大陆科学深井，是中国第一科学井，也是目前国际上正在实施的国际大陆科学钻探最深井，首次建立了5158.8米深度的60余条地下系列金柱子（剖面），取得多项创新性研究成果，2008年获国家科技进步二等奖和国土资源部科技一等奖。

（2） 超高压变质带研究进展

在青藏高原北部发现和厘定了350km长的柴北缘早古生代超高压变质带，提出南阿尔金榴辉岩的早古生代超高压变质证据，证明柴北缘和南阿尔金超高压变质带原为同一条超高压带；在东秦岭的片麻岩和榴辉岩的锆石中发现金刚石包裹体。在此基础上提出中国中央造山带存在巨型超高压变质带（阿尔金－柴北缘－东秦岭－大别－苏鲁）和两期超高压变质事件的重要认识，对解决中国大陆南/北板块汇聚关键问题有重要意义。

（3）青藏高原大陆动力学研究进展

确立青藏高原基本地体构架、变形构造体制以及地体相对运动；重塑印度／亚洲碰撞前和碰撞后的地体拼合、碰撞造山、大型走滑、高原的隆升及周缘造山带的崛起，揭示青藏高原地壳和地幔结构及深部驱动力，阐明青藏高原是一个特殊的“造山的高原”。在此基础上，对青藏高原进行综合、集成，建立了青藏高原地体构架、青藏高原大型断裂体系和亚洲／印度碰撞大地构造单元框架。青藏高原4条高压／超高压变质带的发现和厘定，以及罗布莎深地幔特殊矿物发现和地幔柱假设的提出，成为青藏高原大陆构造与动力学研究的两大亮点。青藏高原大陆动力学研究最近获得国家自然科学二等奖。

（4）地幔矿物及地幔动力学研究进展

经过10年的艰难探索，在西藏雅鲁藏布江流域的蛇绿岩地幔橄榄岩中发现一个由100余种地幔矿物组成的地幔矿物群。在西藏罗布莎铬铁矿中发现多晶柯石英柱状体，证实为斯石英（压力大于10GPa，深度大于300km）假象；在铬铁矿围岩中发现金刚石和碳硅石等超高压矿物，在极地乌拉尔铬铁矿中发现千余微粒金刚石及异常矿物，并发现乌拉尔和罗布莎铬铁矿中的原位金刚石。提出铬铁矿和蛇绿岩深部成因、蛇绿岩型金刚石及寻找深成铬铁矿的新理念，对地幔矿物学和地幔动力学领域的开拓做出重要贡献。

（5）大陆深部探测及地球物理学与地震学的研究进展

1992年以来，已完成深地震反射剖面超过4000km，约占我国深地震反射剖面探测总量的2/3；完成地震层析剖面10000km；完成覆盖青藏高原及邻区的地震波层析成像、航磁异常多尺度分析和横过青藏高原的重磁剖面测量；在青藏高原腹地及北缘、东南沿海开展了宽频地震观测；完成跨越青藏高原两条地学断面地球物理调查与研究，全长3500km。建立了我国首个泛盖7个深部地球物理方法的探测数据库和中国岩石圈三维结构数据库，数据总量达308Gb，并公开提供使用，推动了我国深部探测数据共享工作。

人才培养与学术交流

该实验室在建设中，始终将人才培养放在最重要的地位，引入一批国内外“客座研究员”，并在中青年科研人员的选拔和培养等方面采取了一系列积极措施：选拔优秀的中青年科研人员，吸引国外高素质人才回国服务；发挥中青年科技骨干作用；创造条件，加强国内、国际合作交流；培养国际型优秀人才。实验室鼓励优秀中青年科研人员进入重点开放实验室从事科学研究工作，在工作条件、个人待遇、职称晋升和立项申请等方面都给予优秀中青年科研人员优惠和大力支持。

实验室还根据发展方向和目标，实行“开放、流动、联合、竞争”的机制，设立开放课题基金，组织多种形式的学术交流，不断扩大对外影响，加强国内外合作的组织与实施。