中國大陸中部有一條縱貫?zāi)媳钡牡刭|(zhì)構(gòu)造帶,被統(tǒng)稱為賀蘭—川滇南北構(gòu)造帶,也稱中國南北地震帶。這條帶上,集中了我國有歷史記錄以來一半的8級(jí)以上大地震。5月12日14時(shí)28分,四川省汶川縣發(fā)生的7.8級(jí)地震也發(fā)生在這個(gè)帶上。
南北構(gòu)造帶理論研究意義重大
地質(zhì)學(xué)家們認(rèn)為,印度大陸板塊向歐亞大陸板塊碰撞擠壓,造成了喜馬拉雅山的形成和青藏高原的抬升、變形。青藏高原變形向東的延伸受到四川盆地下堅(jiān)硬巖石圈的阻擋,在四川盆地的西緣形成了一系列高聳陡峭的山系,即龍門山。造成四川汶川7.8級(jí)大地震的原因就是穿過汶川、茂縣和北川等地區(qū)的龍門山斷裂活動(dòng),它是青藏高原東界的一段,也是中國南北地震構(gòu)造帶的組成部分。
中國南北構(gòu)造帶不但是我國重要的地貌分界線,也是中國大陸構(gòu)造的東—西分界帶,對于探討中國大陸深部結(jié)構(gòu)、青藏高原隆升的動(dòng)力學(xué)機(jī)制以及中國大陸中新生代以來東部、西部構(gòu)造與地表系統(tǒng)反轉(zhuǎn)演變具有重要意義。同時(shí),沿這條構(gòu)造帶,也是我國重要的金屬礦產(chǎn)和油氣藏的集中分布區(qū)。因此,對南北構(gòu)造帶的理論研究,對探討強(qiáng)震發(fā)生的動(dòng)力學(xué)機(jī)制以及固體礦產(chǎn)和油氣資源的形成機(jī)制具有重大意義。
基于這些認(rèn)識(shí),中國科學(xué)家一直在堅(jiān)持對其進(jìn)行深入研究,并在近年來取得了不少新的認(rèn)識(shí)。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部也一直關(guān)注這個(gè)重要帶的研究,并連續(xù)兩年列入地球科學(xué)部重點(diǎn)項(xiàng)目申請指南。但是,關(guān)于南北構(gòu)造帶及中國大陸東西部差異演化的研究,可能涉及當(dāng)今固體地球科學(xué)的一些重大科學(xué)命題,而目前進(jìn)一步的研究工作尚缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,前沿性科學(xué)問題尚未很好地綜合集成與整理。
日前,由國家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部、國家地震局地質(zhì)研究所和西北大學(xué)發(fā)起,西北大學(xué)承辦的中國賀蘭—川滇南北構(gòu)造帶學(xué)術(shù)研討會(huì),在西安西北大學(xué)舉行。會(huì)議召集了中國地震局、中國科學(xué)院、西北大學(xué)、中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所、北京大學(xué)、南京大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、成都理工大學(xué)等12個(gè)單位30余名專家學(xué)者進(jìn)行了為期兩天的研討。會(huì)議以主題發(fā)言引發(fā)自由討論的形式,對南北構(gòu)造帶的組成、結(jié)構(gòu)、形成演化、現(xiàn)今構(gòu)造變形與地震活動(dòng)、大陸動(dòng)力學(xué)過程、資源、環(huán)境災(zāi)害效應(yīng),以及中國大陸東部、西部構(gòu)造差異演化與深部背景等主題進(jìn)行了學(xué)術(shù)交流和爭鳴探討。會(huì)議交流了近10年來南北構(gòu)造帶及相關(guān)地區(qū)的研究現(xiàn)狀和最新研究成果,聚焦了與南北構(gòu)造帶相關(guān)的關(guān)鍵科學(xué)問題,初步明確了研究前沿。
通過兩天的學(xué)術(shù)討論,與會(huì)專家充分肯定了南北構(gòu)造帶的存在。南北構(gòu)造帶本身作為一個(gè)特定單元而具有重要的地質(zhì)、資源及環(huán)境(災(zāi)害防治)意義。該帶可劃分為不同段落,不同段落具有不同的演化過程及形成機(jī)制,但總體統(tǒng)一構(gòu)成一帶特定構(gòu)造,其中部、南部是現(xiàn)今青藏高原的東部邊界,表明南北構(gòu)造帶是一重要的復(fù)合構(gòu)造系統(tǒng)。南北構(gòu)造帶既是一個(gè)歷史強(qiáng)震集中帶,同時(shí)其南段、北段分別在能源及金屬礦產(chǎn)資源等方面具有重要的意義。南北構(gòu)造帶還是中生代以來中國大陸動(dòng)力學(xué)體制東西反轉(zhuǎn)的分界線,也是控制中國大陸現(xiàn)今從地表形貌到深部地幔差異演化的界線。具有從深部到淺層的地質(zhì)、地球物理和地表系統(tǒng)的綜合分界性,因而是中國大陸構(gòu)造的東部、西部的分界帶。它既是中國大陸地質(zhì)與大陸構(gòu)造和地震與地表系統(tǒng)及深部過程研究的關(guān)鍵地帶之一,也可以成為探討大陸內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過程的天然野外實(shí)驗(yàn)室。
六大科學(xué)問題指導(dǎo)學(xué)部戰(zhàn)略規(guī)劃
會(huì)議通過討論和爭鳴,初步在6個(gè)方面聚焦了若干科學(xué)問題:
1. 關(guān)于南北構(gòu)造帶的定義:現(xiàn)今的南北構(gòu)造帶是否應(yīng)該賦予特定時(shí)間含義?現(xiàn)今的縱貫?zāi)媳钡臉?gòu)造帶是否具有動(dòng)力學(xué)的統(tǒng)一性?其地表—深部的具體表現(xiàn)形式怎樣?南北構(gòu)造帶現(xiàn)今的確切范圍位置——是繼承古老構(gòu)造發(fā)育,還是新形成的構(gòu)造?
2. 關(guān)于南北構(gòu)造帶的結(jié)構(gòu)與屬性:不同時(shí)空段落的深淺部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造演化和大地構(gòu)造屬性,特別是不同段落的交接部位及其與東部、西向構(gòu)造帶的交匯部位的結(jié)構(gòu)及演化過程。
3. 關(guān)于南北構(gòu)造帶的形成歷史:是否應(yīng)將南北構(gòu)造帶的形成演化歷史區(qū)劃為前期、后期。前期為自中生代中國大陸形成以來的形成期,不同段具有不同的形成歷史;后期為新生代的定型期,主要活動(dòng)可能與青藏高原形成疊加關(guān)系直接相關(guān)。
4. 關(guān)于南北構(gòu)造帶的形成機(jī)制:注重現(xiàn)今南北構(gòu)造帶的形成機(jī)制;注重深部結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)過程對淺部構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)的影響。南北帶的形成是否是對已有構(gòu)造帶的改造,改造的動(dòng)力過程如何?是否是已有構(gòu)造的拼接,即歸納過程,這個(gè)過程如何?是否具有統(tǒng)一的南北向深部起因,原因又是什么?
5. 關(guān)于中國大陸東部、西部的差異演化:中國大陸現(xiàn)今地貌格局的形成時(shí)代及機(jī)理——現(xiàn)今南北帶的啟動(dòng)時(shí)間問題;中國大陸東部、西部深部差異的現(xiàn)今狀態(tài)及相關(guān)的地球物理信息;中國大陸東部、西部深部差異的歷史狀態(tài)及演化,包括巖石學(xué)地球化學(xué)信息等。
6. 關(guān)于南北構(gòu)造帶的大陸動(dòng)力學(xué):太平洋、印度洋及歐亞大陸板塊的相互作用及歐亞板塊內(nèi)部的調(diào)節(jié)響應(yīng);板塊邊緣向板塊內(nèi)部作用的轉(zhuǎn)換機(jī)制;深—淺部耦合與脫耦、層圈相互作用。
與會(huì)代表一致認(rèn)為,會(huì)議達(dá)到了展示研究現(xiàn)狀、聚焦科學(xué)問題、探索研究前緣、提出研究建設(shè)性意見的目的,對于下階段實(shí)施地球科學(xué)部“十一五”發(fā)展戰(zhàn)略及“十二五”戰(zhàn)略的規(guī)劃有重要參考價(jià)值。以少量主題發(fā)言引發(fā)自由論壇的會(huì)議方式值得推廣。鑒于南北構(gòu)造帶的重要性和潛在的重大科學(xué)意義,與會(huì)代表建議將本專題會(huì)議固定下來定期召開并深化探討。
擬對防震救災(zāi)相關(guān)研究予以資助
這次汶川7.8級(jí)大地震發(fā)生后,基金委地球科學(xué)部迅速與相關(guān)的專家取得了聯(lián)系,了解了地震的情況和科學(xué)家的初步想法。考慮到震后第一手觀測資料對科學(xué)研究及未來地震預(yù)測和防震救災(zāi)以及預(yù)防次生環(huán)境災(zāi)害的重大意義,對在第一線參加震后科考、收集數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行研究的科學(xué)家,地球科學(xué)部擬利用科學(xué)部主任基金盡快給予經(jīng)費(fèi)支持。(姚玉鵬 張進(jìn)江)
(作者為國家自然科學(xué)基金委員會(huì)地球科學(xué)部地質(zhì)學(xué)科負(fù)責(zé)人)
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