董樹文, 李廷棟, 高 銳, 呂慶田, 魏文博, 楊經(jīng)綏, 王學(xué)求, 陳群策,石耀霖, 黃大年, 陳宣華, 周 琦

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037;2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037;3)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037;4)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083;5)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所, 河北廊坊 065000;6)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081;7)中國(guó)科學(xué)院研究生院, 北京 100049;8)吉林大學(xué), 吉林長(zhǎng)春 130026

我國(guó)深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究與國(guó)際同步

董樹文1), 李廷棟1), 高 銳2), 呂慶田3), 魏文博4), 楊經(jīng)綏2), 王學(xué)求5), 陳群策6),石耀霖7), 黃大年8), 陳宣華1), 周 琦1)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037;2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 北京 100037;3)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037;4)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 北京 100083;5)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所, 河北廊坊 065000;6)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081;7)中國(guó)科學(xué)院研究生院, 北京 100049;8)吉林大學(xué), 吉林長(zhǎng)春 130026

深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe, 2008—2012)是我國(guó)歷史上實(shí)施的規(guī)模最大的地球深部探測(cè)計(jì)劃。專項(xiàng)成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的并舉, 完成了6000 km深地震反射剖面, 使我國(guó)進(jìn)入國(guó)際深部探測(cè)大國(guó)的行列。專項(xiàng)建立了全國(guó)大地電磁參數(shù)網(wǎng)和地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng), 實(shí)施的6口科學(xué)鉆探獲得重要發(fā)現(xiàn), 實(shí)現(xiàn)礦集區(qū)立體探測(cè), 關(guān)鍵地區(qū)地應(yīng)力監(jiān)測(cè)、巖石圈動(dòng)力學(xué)模擬、大陸地殼結(jié)構(gòu)與演化研究取得長(zhǎng)足進(jìn)展, 探測(cè)儀器裝備研制取得重要突破。專項(xiàng)被認(rèn)為是我國(guó)由地質(zhì)大國(guó)向地質(zhì)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的標(biāo)志性重大地學(xué)計(jì)劃, 在世界地球科學(xué)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的影響力, 具有經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義巨大創(chuàng)新價(jià)值, 在大科學(xué)計(jì)劃組織實(shí)施方面做了有益的探索, 為實(shí)施“地殼探測(cè)工程”重大科技專項(xiàng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。專項(xiàng)被兩院院士評(píng)為“2011年度中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”。“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)與國(guó)際同步”, 獲得中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院2012年度十大科技進(jìn)展的特別進(jìn)展。

中國(guó)深部探測(cè)(SinoProbe); 地殼結(jié)構(gòu); 深地震反射; 大地電磁; 礦集區(qū)立體探測(cè); 科學(xué)鉆探;地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng); 地應(yīng)力測(cè)量; 地球動(dòng)力學(xué)模擬; 探測(cè)儀器裝備研制; 特別進(jìn)展

上天、入地、下海是人類探索自然的三大壯舉,將在人類發(fā)展上發(fā)揮重要的作用(孫樞等, 2009)。地球內(nèi)部物質(zhì)的物理屬性、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和深部過程及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制, 是地球動(dòng)力學(xué)研究的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵(滕吉文等, 2012)。深部物質(zhì)分異、調(diào)整和運(yùn)移的軌跡和深層過程與動(dòng)力學(xué)響應(yīng), 是理解成山、成盆、成巖、成礦和成災(zāi)過程的成因機(jī)制的核心(滕吉文, 2009)。大陸流變學(xué)研究已經(jīng)成為發(fā)展板塊構(gòu)造理論、探索大陸動(dòng)力學(xué)的核心問題(張國(guó)偉等, 2011)。隨著板塊構(gòu)造“登陸”遇到的諸多科學(xué)難題, 地球科學(xué)家已經(jīng)把研究大陸形成、演化的地球深部動(dòng)力學(xué)過程視為地球科學(xué)的前沿, 競(jìng)相開展大陸動(dòng)力學(xué)與深部探測(cè)研究。地球深部探測(cè)作為當(dāng)前大陸巖石圈探測(cè)與流變學(xué)研究的系統(tǒng)工程技術(shù), 充分應(yīng)用科學(xué)最先進(jìn)的技術(shù)手段、提取深部基礎(chǔ)信息、逐步揭開地球深部奧秘。由此形成的全球性主流發(fā)展趨勢(shì), 超越了板塊構(gòu)造學(xué)、大陸動(dòng)力學(xué)和陸內(nèi)造山理論, 為解決能源、礦產(chǎn)資源可持續(xù)供應(yīng)、提升災(zāi)害預(yù)警能力奠定了深部信息基礎(chǔ)。深部探測(cè)已經(jīng)成為地球科學(xué)發(fā)展的最后前沿之一(董樹文等, 2009, 2010a, 2011a, b,2012; Dong et al., 2012)。

在財(cái)政部、科技部支持下, 國(guó)土資源部組織實(shí)施了國(guó)家深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe 2008—2012; 以下簡(jiǎn)稱“專項(xiàng)”)。專項(xiàng)是我國(guó)歷史上實(shí)施的規(guī)模最大的地球深部探測(cè)計(jì)劃, 在全國(guó)部署了“兩網(wǎng)、兩區(qū)、四帶、多點(diǎn)”的探測(cè)實(shí)驗(yàn)(圖1;董樹文等, 2011a, 2012), 成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的并舉, 完成了大約6000 km長(zhǎng)的深地震反射剖面, 使我國(guó)進(jìn)入國(guó)際深部探測(cè)大國(guó)的行列。專項(xiàng)建立了全國(guó)4°×4°大地電磁參數(shù)網(wǎng)和地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng), 在西藏羅布莎、甘肅金川、云南騰沖和東部南嶺、廬樅和銅陵礦集區(qū)實(shí)施的6口科學(xué)鉆探獲得重要發(fā)現(xiàn), 實(shí)現(xiàn)礦集區(qū)立體探測(cè), 關(guān)鍵地區(qū)地應(yīng)力監(jiān)測(cè)、巖石圈動(dòng)力學(xué)模擬、大陸地殼結(jié)構(gòu)與演化研究取得長(zhǎng)足進(jìn)展(董樹文等, 2012)。專項(xiàng)在深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制方面取得了重要突破(董樹文等, 2012; 黃大年等, 2012)。專項(xiàng)被認(rèn)為是我國(guó)由地質(zhì)大國(guó)向地質(zhì)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的標(biāo)志性重大地學(xué)計(jì)劃,在世界地球科學(xué)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的影響力, 具有經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義巨大創(chuàng)新價(jià)值。專項(xiàng)在大科學(xué)計(jì)劃組織實(shí)施方面做了有益的探索, 為實(shí)施“地殼探測(cè)工程”重大科技專項(xiàng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究開啟地學(xué)新時(shí)代”, 被中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院評(píng)為“2011年度中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”?！吧畈刻綔y(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)與國(guó)際同步”, 被評(píng)為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院 2012年度十大科技進(jìn)展的特別進(jìn)展。

圖1 深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe 2008—2012)工作部署Fig. 1 Deployment of the initial phase of the SinoProbe during 2008—2012

1 深部探測(cè)專項(xiàng)實(shí)施的地質(zhì)構(gòu)造背景

我國(guó)大陸是歐亞大陸的重要組成部分, 具有復(fù)雜的三維空間結(jié)構(gòu)(李廷棟, 2006; 任紀(jì)舜等, 1997),長(zhǎng)期與勞亞、岡瓦納兩大古陸及古亞洲、特提斯、太平洋三大構(gòu)造域發(fā)生息息相關(guān)的聯(lián)系, 地殼組成與深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜特異, 具有多期造山、多級(jí)盆山組合、多塊體拼合的長(zhǎng)期演化歷史(張國(guó)偉等,2002)。它不僅記錄了小洋盆關(guān)閉、微陸塊碰撞演化的完整歷史, 也疊加了中、新生代太平洋板塊俯沖、鄂霍茨克洋關(guān)閉(J2-K1)和印度/亞洲碰撞的大陸動(dòng)力學(xué)過程(許志琴等, 2006a; 張國(guó)偉等, 2011; Dong et al., 2008a)。

我國(guó)具有世界上少有或獨(dú)一無二的地質(zhì)現(xiàn)象。我國(guó)有穩(wěn)定的、大于38億年的前寒武紀(jì)克拉通和幾個(gè)不同的古太古代—始太古代陸核(劉敦一等, 2007),有大范圍的超高壓巖石出露地表, 有世界上最廣闊彌散的構(gòu)造變形域, 密集分布的蛇綠混雜巖帶(板塊縫合帶), 廣泛發(fā)育的巖漿弧, 豐富而特殊的古生物群落, 以及殼幔化學(xué)組成與演變中的區(qū)域性過渡特征等(張國(guó)偉等, 2002, 2011)。延伸超過5000 km的巨型中央造山帶, 具有秦、祁、昆、松潘交接轉(zhuǎn)換關(guān)系, 記錄了泥盆紀(jì)、三疊紀(jì)兩次碰撞造山和白堊紀(jì)以來陸內(nèi)造山等復(fù)合造山過程, 其地殼結(jié)構(gòu)與深部過程是了解并認(rèn)識(shí)中國(guó)大陸地質(zhì)和大陸動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵所在(張國(guó)偉等, 2002, 2004, 2011; 許志琴等,2006b; 楊經(jīng)綏等, 2010)。古特提斯洋盆的閉合導(dǎo)致了諸多的微塊體于晚三疊世至中侏羅世(T3-J2)碰撞,形成東亞大陸南部巨型“T”型復(fù)合印支造山系, 大別—蘇魯高壓-超高壓變質(zhì)帶構(gòu)成印支造山帶山根(許志琴等, 2012; Dong et al., 2008b), 同時(shí)也形成中國(guó)西部晚三疊世—早侏羅世伸展構(gòu)造環(huán)境與大型含油氣盆地。侏羅紀(jì)以來, 我國(guó)東部和東亞地區(qū)發(fā)育了典型的西太平洋溝-弧-盆構(gòu)造體系。華北克拉通破壞和巖石圈減薄作用, 造就了巖石圈最薄的中國(guó)東部大陸(李廷棟, 2006)。新生代印度—亞洲碰撞(始于65 Ma)引起的地殼加厚與急劇隆升, 造就了世界上最年輕的、最大的、最高的、地殼最厚的青藏高原和喜馬拉雅山鏈(許志琴等, 2006a, 2011; 莫宣學(xué)等,2007; 趙文津等, 1996; 趙文津, 2003), 也造就了我國(guó)東、西部巨大的階梯狀差異升降、地表地貌形態(tài)分異與復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象, 而且對(duì)亞洲乃至全球碳循環(huán)、氣候和環(huán)境變化都產(chǎn)生了重大影響(孫樞等,2009)。青藏高原成為一個(gè)現(xiàn)代仍在活動(dòng)的新生代造山帶, 是得天獨(dú)厚的檢驗(yàn)諸多地質(zhì)構(gòu)造理論的天然實(shí)驗(yàn)室(趙文津, 2003)。同時(shí), 我國(guó)還是世界上強(qiáng)烈的地震區(qū)與新構(gòu)造活動(dòng)區(qū)。

這些世界獨(dú)有的地質(zhì)“奇觀”和構(gòu)造特征, 經(jīng)歷了復(fù)雜的地球動(dòng)力學(xué)過程, 具有特殊的地幔動(dòng)力學(xué)成因, 是國(guó)際大陸地質(zhì)、地球動(dòng)力學(xué)和深部探測(cè)研究的熱點(diǎn)地域。中國(guó)大陸各個(gè)塊體之間究竟存在怎么樣的深部構(gòu)造關(guān)系, 如何通過巖石圈結(jié)構(gòu)的深度-時(shí)間等關(guān)系追溯多塊體拼合、增生、分裂、保存、演化、殼幔相互作用與構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的過程, 現(xiàn)今地殼活動(dòng)性、現(xiàn)今構(gòu)造與古構(gòu)造之間的關(guān)系, 以及資源、環(huán)境與災(zāi)害效應(yīng), 揭示大陸的本質(zhì)、特性、行為、增生、消減、保存、演化與成因, 創(chuàng)新大陸動(dòng)力學(xué)理論, 成為中國(guó)大陸地質(zhì)構(gòu)造研究目前尚未解決的重大科學(xué)問題, 急需開展以深部探測(cè)為主的多學(xué)科綜合研究計(jì)劃, 為之提供深部地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)依據(jù)(董樹文等, 2012)。深部探測(cè)已經(jīng)成為了解地表以下固體地球的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和動(dòng)力學(xué)過程而進(jìn)行地質(zhì)、地球物理與地球化學(xué)綜合探測(cè)研究的重要手段。

2 通過技術(shù)創(chuàng)新與進(jìn)步, 初步建立巖石圈深部探測(cè)技術(shù)方法體系

2.1 地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)探測(cè)技術(shù)集成實(shí)驗(yàn)全面進(jìn)步

近垂直深地震反射技術(shù)已經(jīng)成為探測(cè)地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)、揭示地殼變形與大陸動(dòng)力學(xué)過程的先鋒(趙文津等, 1996; 高銳等, 2011)。超淺超高分辨率地震反射成像成為活動(dòng)斷裂帶地震災(zāi)害與危險(xiǎn)性評(píng)估的關(guān)鍵手段。天然地震層析成像是窺探地球深部結(jié)構(gòu)的一個(gè)窗口; P/S波波速擾動(dòng)地震層析成像, 產(chǎn)生較準(zhǔn)確的地幔波速結(jié)構(gòu), 為了解地幔構(gòu)造和動(dòng)力學(xué)作用提供了新的地球物理制約(楊文采等, 2011)。天然地震臺(tái)陣與主動(dòng)源探測(cè)技術(shù)的結(jié)合是地球深部探測(cè)的重要發(fā)展方向。

通過實(shí)驗(yàn)研究, 專項(xiàng)初步建立了適應(yīng)我國(guó)大陸地質(zhì)背景和條件的深部探測(cè)技術(shù)體系, 如共震源深地震反射和寬角反射與折射地震同時(shí)接收的聯(lián)合采集探測(cè)技術(shù), 改進(jìn)低頻檢波器并接在采集站上、帶頭研發(fā)寬角反射與折射地震儀, 實(shí)現(xiàn)低頻/高頻信號(hào)同時(shí)拾取, 為同時(shí)獲取速度信息提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù); 完善了地震探測(cè)孔快速鉆進(jìn)成孔技術(shù), 反射地震大井深(如50 m深井)、大藥量和超長(zhǎng)記錄實(shí)驗(yàn)取得成功,形成了適合硬巖地區(qū)反射地震數(shù)據(jù)采集和處理的集成技術(shù)。在天然地震觀測(cè)方面, 完善了雙差分遠(yuǎn)震層析成像、P波 S波接收函數(shù)與各向異性分析等技術(shù), 形成了主動(dòng)與被動(dòng)源地震技術(shù)和電磁技術(shù)組合。針對(duì)信噪比差的遠(yuǎn)震波形資料, 還提出了一種計(jì)算遠(yuǎn)震相對(duì)走時(shí)殘差數(shù)據(jù)的快速方法, 并應(yīng)用于長(zhǎng)江中下游地區(qū)遠(yuǎn)震波形資料的處理。

專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獲得了青藏高原腹地巨厚地殼的莫霍面反射, 突破了青藏高原巨厚地殼深地震反射探測(cè)技術(shù)的瓶頸; 建立起花崗巖與變質(zhì)巖地帶被動(dòng)源地震與大地電磁組合探測(cè)技術(shù)。華北北緣多重地震聯(lián)合探測(cè)實(shí)驗(yàn)獲得高分辨、高精度的單分量深地震反射、三分量寬角反射與折射數(shù)據(jù), 為揭示古亞洲洋的構(gòu)造演化和深部資源勘查提供了可靠深部資料。深地震反射剖面揭示了西南天山—塔里木盆地結(jié)合帶現(xiàn)今巖石圈尺度的深淺構(gòu)造, 反映了擠壓體制下陸內(nèi)俯沖的盆山耦合關(guān)系。在深地震反射數(shù)據(jù)處理方面, 發(fā)展了無射線層析成像靜校正、起伏地表疊前時(shí)間偏移、長(zhǎng)排列剖面無拉伸動(dòng)校正、分頻去噪等數(shù)據(jù)處理的特殊技術(shù)。此外, 中國(guó)大陸及鄰區(qū)上地幔 P波各向異性結(jié)構(gòu), 顯示了中國(guó)大陸上地幔變形主要受印度板塊和太平板塊向中國(guó)大陸俯沖的影響。

2.2 地球深部物性結(jié)構(gòu)探測(cè)技術(shù)漸趨成熟

專項(xiàng)通過研究大陸地殼和上地幔尺度綜合物性成像方法, 建立了陣列式、大陸電磁參數(shù)“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”觀測(cè)方法和規(guī)范化的數(shù)據(jù)處理及反演技術(shù), 達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。目前, 大陸電磁參數(shù)“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”完成了全國(guó)4°×4°“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”控制格架及華北實(shí)驗(yàn)區(qū)、青藏高原實(shí)驗(yàn)區(qū)1°×1°“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”的實(shí)驗(yàn)觀測(cè); 建立了由“十”字型短剖面構(gòu)成“面元”觀測(cè)的“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”陣列式大陸電磁參數(shù)“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”構(gòu)建方法(楊文采等,2011; 魏文博等, 2010), 總結(jié)了規(guī)范化的大地電磁測(cè)深“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”數(shù)據(jù)處理方法, 包括基于 S變換的數(shù)據(jù)處理、多站遠(yuǎn)參考數(shù)據(jù)處理和基于遺傳算法的阻抗張量分解等技術(shù); 融合了大地電磁測(cè)深一維、二維和三維反演技術(shù), 探討了二維反演方法求解復(fù)雜電性結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性問題, 實(shí)現(xiàn)了大地電磁測(cè)深“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”面元數(shù)據(jù)集反演方法; 從而獲取各“標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)”地下體積單元的深度-電阻率加權(quán)平均值+標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)體, 建立大陸巖石圈導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)“標(biāo)準(zhǔn)模型”。通過一維和二維大地電磁反演試驗(yàn), 給出了褶積退化模型的正確性, 以及盲反褶積增強(qiáng)算法的有效性。通過正演模擬方法, 分析和總結(jié)了近海地區(qū)(如近渤海地區(qū))海水深度和海底地形變化等海岸效應(yīng)對(duì)大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)畸變的影響。

巖石物性是地質(zhì)與地球物理之間的紐帶(劉光鼎, 2007), 而重力場(chǎng)和地磁場(chǎng)資料是了解地殼物性結(jié)構(gòu)特征的重要依據(jù)。由于眾多異常的疊加和反演固有的多解性, 區(qū)域磁異常圖的準(zhǔn)確解釋是非常困難的(楊文采等, 2012)。專項(xiàng)發(fā)展了區(qū)域重磁異常精細(xì)處理、異常多尺度分離、構(gòu)造信息提取與增強(qiáng)和基于相關(guān)成像 GPU并行算法的位場(chǎng)三維物性反演技術(shù), 為大數(shù)據(jù)體區(qū)域位場(chǎng)反演奠定了方法技術(shù)基礎(chǔ)。此外, 還研發(fā)實(shí)現(xiàn)了低緯度變傾角磁異常化極技術(shù), 用于透明地殼研究的低緯度化極或變緯度化極、基于優(yōu)化濾波思想的位場(chǎng)分離均取得了重要的實(shí)用化進(jìn)展; 建立了衛(wèi)星重力、磁力資料的解算、編輯和校驗(yàn)技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了基于GPU并行的重力、重力梯度三維正演快速計(jì)算方法, 針對(duì) EGM2008(衛(wèi)星重力)中固有的高頻噪聲提出了利用重力異常分離的優(yōu)選向上延拓去噪的處理方法; 系統(tǒng)開展了中亞—東亞重、磁數(shù)據(jù)收集、整理與處理。

2.3 地下物質(zhì)成分探測(cè)技術(shù)取得新發(fā)展

專項(xiàng)開展的地殼全元素探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)示范項(xiàng)目, 首次按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立了一個(gè)覆蓋全國(guó)的地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng)(Xie et al., 2010; 王學(xué)求等, 2010; 王學(xué)求, 2012), 建立了全國(guó)地球化學(xué)基準(zhǔn)值樣品庫(kù), 為了解過去地球重大地質(zhì)事件、預(yù)測(cè)未來全球環(huán)境氣候變化、揭示巨量成礦物質(zhì)聚集的地球化學(xué)背景奠定了基礎(chǔ), 為研究中國(guó)大陸過去地球化學(xué)演化歷史和預(yù)測(cè)未來全球化學(xué)變化提供了參照標(biāo)尺。地殼全元素探測(cè)項(xiàng)目發(fā)展了 4種地球化學(xué)探測(cè)技術(shù), 包括地殼中所有天然元素的精確分析技術(shù)、中下地殼物質(zhì)成分識(shí)別技術(shù)、穿透性地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)、海量地球化學(xué)數(shù)據(jù)和圖形顯示技術(shù)。專項(xiàng)在國(guó)際上首次建立了一套81個(gè)指標(biāo)(含78種元素)的地殼全元素精確分析系統(tǒng), 分析測(cè)試指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平(王學(xué)求等, 2010)?；?ArcGlobe(三維視圖)的“化學(xué)地球”軟件, 可實(shí)現(xiàn)全球不同比例尺地球化學(xué)圖的制作和發(fā)布, 為全球海量地球化學(xué)數(shù)據(jù)的管理與展示提供了基礎(chǔ)平臺(tái), 也是世界上首個(gè)能提供具有化學(xué)屬性的全球一張地球化學(xué)圖的發(fā)布平臺(tái)(王學(xué)求等,2010; Xie et al., 2011)。

蓋層下方隱伏礦成礦及伴生元素如何穿透覆蓋層到達(dá)地表, 是深穿透地球化學(xué)遷移機(jī)理研究的熱點(diǎn)(王學(xué)求等, 2012)。納米深穿透地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)取得原創(chuàng)性成果, 發(fā)明了納米微粒探測(cè)技術(shù), 包括采集、分離、觀測(cè)、分析的系列專用儀器設(shè)備和專有解譯技術(shù)軟件。地氣流可能以微氣泡形式攜帶超微細(xì)金屬顆?；蚣{米金屬微粒到達(dá)地表, 一部分微粒仍然滯留在土壤氣體里, 另一部分卸載后被土壤地球化學(xué)障所捕獲(王學(xué)求等, 2011)。通過在隱伏礦地表采樣、在室內(nèi)建立裝有不同礦石的遷移柱的定期觀測(cè)實(shí)驗(yàn), 穿透性地球化學(xué)探測(cè)深度延伸至500 m以深, 為覆蓋區(qū)礦產(chǎn)勘查提供了地球化學(xué)勘探技術(shù)(王學(xué)求等, 2010, 2012; Wang et al., 2011): 首次同時(shí)觀測(cè)到礦石、土壤、氣體介質(zhì)中具有繼承性關(guān)系的納米金屬微粒; 在隱伏金屬礦上方發(fā)現(xiàn)納米級(jí)銅金屬微粒, 并觀測(cè)到其有序晶體結(jié)構(gòu), 為深穿透地球化學(xué)提供直接微觀證據(jù), 使得遷移機(jī)理研究取得重要進(jìn)展, 含礦信息精確分離提取技術(shù)得到顯著提高。

2.4 大陸科學(xué)鉆探技術(shù)裝備取得長(zhǎng)足進(jìn)步

大陸科學(xué)鉆探直接獲取地球深部物質(zhì)樣品, 同時(shí)獲得地下巖石和流體各種物理、化學(xué)和生物參數(shù),發(fā)現(xiàn)了一系列深部地幔物質(zhì), 并得到了高溫高壓實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)的證實(shí), 取得了巨大成功(楊經(jīng)綏等, 2011a,b, 2012)。同時(shí), 針對(duì)我國(guó)大陸科學(xué)鉆探的目標(biāo)與特點(diǎn), 大陸科學(xué)超深井鉆探技術(shù)方案得到不斷完善,在鉆桿柱使用、事故預(yù)防與處理、深孔取心鉆進(jìn)驅(qū)動(dòng)、碎巖方法與工具、抗高溫高壓泥漿配方試驗(yàn)與優(yōu)選、套管與高溫固井、鉆進(jìn)自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)采集傳輸與處理等方面, 均進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性與可行性研究分析, 為開展了科學(xué)超深井鉆探奠定了基礎(chǔ)。

2.5 礦集區(qū)“透明化”與資源勘查技術(shù)日臻完善

地面淺表處所見的金屬礦產(chǎn)資源, 如大型、超大型礦床和多金屬礦集區(qū)的形成, 均是地球內(nèi)部在地史期間深部物質(zhì)與能量的交換所致, 第二深度空間(500～2000 m)存在著找到大型與超大型礦床的巨大潛力(滕吉文, 2009, 2010)。傳統(tǒng)的金屬礦勘查大多依賴重、磁、電法等技術(shù), 隨著勘探深度的不斷增加, 高分辨率反射地震在精細(xì)揭示金屬礦控礦構(gòu)造、追蹤含礦層、甚至直接發(fā)現(xiàn)深部(大于1000 m)礦體方面逐漸顯示出巨大的優(yōu)勢(shì), 成為 1000 m 以深金屬礦勘查最有前景的技術(shù)(呂慶田等, 2010a)。礦集區(qū)立體探測(cè)實(shí)驗(yàn)示范, 使用以反射地震為主導(dǎo)的現(xiàn)代地球物理探測(cè)技術(shù), 在長(zhǎng)江中下游成礦帶廬江—樅陽鐵、銅礦集區(qū)部署立體探測(cè)實(shí)驗(yàn), 完善、創(chuàng)新和應(yīng)用了一些關(guān)鍵探測(cè)技術(shù), 初步形成了成礦帶、礦集區(qū)和礦田3個(gè)層次立體探測(cè)的技術(shù)方案與技術(shù)體系。通過實(shí)驗(yàn), 提出了礦集區(qū)綜合探測(cè)、多參數(shù)地質(zhì)約束和全三維反演的三維結(jié)構(gòu)探測(cè)與建模技術(shù)流程, 以及適合強(qiáng)干擾地區(qū)的形態(tài)濾波電磁去噪新技術(shù)。實(shí)驗(yàn)形成了適合“玢巖”型鐵礦、“斑巖”型銅礦、熱液型鉛鋅礦和石英脈型鎢礦的深部勘查技術(shù)組合, 初步實(shí)現(xiàn)了礦集區(qū)深度 3000～5000 m的“透明化”, 總結(jié)了在復(fù)雜礦集區(qū)深部探測(cè)技術(shù)試驗(yàn), 為全面開展三維礦集區(qū)立體探測(cè)和實(shí)現(xiàn)礦集區(qū)透明化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)(呂慶田等, 2010b)。

2.6 地殼活動(dòng)性和地應(yīng)力測(cè)量與監(jiān)測(cè)日趨成熟

固體地殼的應(yīng)力狀態(tài)是地殼的最重要的性質(zhì)之一。地殼表面和內(nèi)部發(fā)生的各種構(gòu)造現(xiàn)象及其伴生的各種地質(zhì)災(zāi)害都與地殼應(yīng)力的作用密切相關(guān)(陳群策等, 2011)。地應(yīng)力測(cè)量與監(jiān)測(cè)不僅為深入認(rèn)識(shí)地震的孕育和發(fā)生機(jī)制, 進(jìn)而為強(qiáng)震預(yù)測(cè)提供重要的科學(xué)依據(jù), 而且也是地球動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究的重要組成部分; 此外, 還將為國(guó)家重大工程建設(shè), 如深埋隧道、水電工程、深部能源開采、核廢料處置場(chǎng)地的選址等深部地下工程的勘測(cè)設(shè)計(jì)提供重要的技術(shù)支撐(陳群策等, 2011)。

專項(xiàng)完成了新型深孔壓磁應(yīng)力解除測(cè)量系統(tǒng)和應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研制與定型, 最大安裝測(cè)量與監(jiān)測(cè)深度達(dá)到孔深213 m, 處于國(guó)際領(lǐng)先水平。專項(xiàng)完成了北京密云千米深孔的水壓致裂原地應(yīng)力測(cè)量及鉆孔超聲波成像測(cè)試, 取得了高質(zhì)量的深井地應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù), 初步得到原地應(yīng)力隨深度的變化規(guī)律。揭示了現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)與活動(dòng)斷裂之間的相互作用關(guān)系。建立了青藏高原東南緣12個(gè)地應(yīng)力監(jiān)測(cè)臺(tái)站,實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無線遠(yuǎn)程傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)分析。初步建成北京溫泉應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)對(duì)比綜合實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。

2.7 地球三維結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)模擬能力得到提升

地球模型是地球物理場(chǎng)定性解釋與定量解釋之間的橋梁, 是地球動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)之一(劉光鼎, 2007;滕吉文等, 2012)。專項(xiàng)實(shí)現(xiàn)了全球、區(qū)域、局部尺度的三維地球動(dòng)力學(xué)模擬的跨越, 建立了深部探測(cè)數(shù)值模擬平臺(tái), 具備上千萬結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分能力, 對(duì)關(guān)鍵部位可以任意加密網(wǎng)格(如華北網(wǎng)格密度達(dá) 50 km, 發(fā)震斷層附近網(wǎng)格密度達(dá)到0.2 km), 實(shí)現(xiàn)了在并行計(jì)算平臺(tái)上全球300萬網(wǎng)格、亞洲巖石圈數(shù)百萬至三千萬三維有限單元網(wǎng)格的數(shù)值模擬, 這不僅是我國(guó)規(guī)模最大、也是世界上少有的巖石圈動(dòng)力學(xué)模擬平臺(tái), 從而為建立超級(jí)地球模擬器搭建了初步框架。

在斷層破裂造成的應(yīng)力場(chǎng)變化方面, 即繼承了原有的方法(如節(jié)理單元方法和橫向各向同性殺傷單元方法), 還提出了兩種新的數(shù)值方法: 雙力偶等效體力方法和內(nèi)含斷層單元(Fault in Cell, 即FC-FEM)方法。

2.8 深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制取得重要突破

結(jié)合大地電磁法(MT)和可控源音頻大地電磁法(CSAMT)的優(yōu)點(diǎn), 專項(xiàng)發(fā)展了大功率人工源電磁法,自主研發(fā)了地面電磁探測(cè)系統(tǒng)(SEP)。SEP系統(tǒng)已經(jīng)在核心技術(shù)上取得了重大突破, 掌握了磁芯材料和低頻微弱信號(hào)檢測(cè)等磁傳感器關(guān)鍵技術(shù), 研制出感應(yīng)式寬頻帶磁傳感器原理樣機(jī), 性能指標(biāo)與國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)(黃大年等, 2012)。同時(shí), 開展了大功率發(fā)射、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等部件的攻關(guān)研究, 均取得了重要進(jìn)展。大功率電磁法發(fā)射技術(shù)、寬頻帶磁傳感器技術(shù)、低功耗采集站陣列技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸與集成等重點(diǎn)攻關(guān)方向也呈現(xiàn)良好發(fā)展勢(shì)頭。

專項(xiàng)自主研發(fā)的無纜自定位地震勘探系統(tǒng), 實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的重大突破, 在高精度地震數(shù)據(jù)采集、GPS定位、儀器整機(jī)的小型化、低功耗、低頻檢波器和出力1萬牛頓的電磁可控震源等方面都取得了顯著的研究成果(黃大年等, 2012)。

應(yīng)用于礦集區(qū)立體探測(cè)的無人機(jī)航磁探測(cè)系統(tǒng),在低磁無人機(jī)制作、高可靠性自駕導(dǎo)航儀研制、氦光泵航空磁力儀與超導(dǎo)航空磁力儀研制以及配套的數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)開發(fā)方面均取得了重大階段性成果(黃大年等, 2012)。智能化、可靠性、多分量的航磁張量探測(cè)技術(shù)研究以及系統(tǒng)聯(lián)調(diào)進(jìn)展順利, 成為無人機(jī)航磁探測(cè)系統(tǒng)的突破性亮點(diǎn)。

專項(xiàng)最新研制的中國(guó)萬米科學(xué)鉆探鉆機(jī)成為中國(guó)“入地”雄心的真實(shí)寫照。專項(xiàng)與企業(yè)合作研制生產(chǎn)的我國(guó)第一臺(tái)萬米大陸科學(xué)鉆探鉆機(jī)、也是亞洲鉆進(jìn)能力最深的大陸科學(xué)鉆探裝備主體平臺(tái),2011年12月在四川廣漢竣工下線, 萬米大陸科學(xué)鉆探鉆機(jī)研制獲重大突破(黃大年等, 2012)。該鉆機(jī)具有數(shù)字化控制、自動(dòng)化操作、變流變頻無級(jí)調(diào)速、大功率絞車、高速大扭矩液壓頂驅(qū)、五級(jí)固控系統(tǒng)等突出特點(diǎn), 處于國(guó)際先進(jìn)水平。在關(guān)鍵技術(shù)方面,完成了鉆桿自動(dòng)處理裝置的設(shè)計(jì)加工調(diào)試和液壓頂驅(qū)的多輪設(shè)計(jì)。進(jìn)一步的配套取芯工藝研究工作也已經(jīng)全面展開。該重型裝備已啟動(dòng)遠(yuǎn)程投送并將投入使用, 成為深部探測(cè)裝備研發(fā)引領(lǐng)性的亮點(diǎn)工程,受到國(guó)內(nèi)外關(guān)注(董樹文等, 2012)。

地殼與地幔精細(xì)結(jié)構(gòu)的刻畫, 重、磁、電、震、熱等地球物理的綜合響應(yīng)將是地球動(dòng)力學(xué)深化研究的必然, 高精度重磁電震數(shù)據(jù)的聯(lián)合反演與解析日益成為深部地球物理勘探的發(fā)展趨勢(shì)(滕吉文等,2012)。因此, 以三維地質(zhì)目標(biāo)模型為中心的地球物理綜合研究一體化集成分析平臺(tái), 通過“紅藍(lán)軍”(引進(jìn)和自主研發(fā)平臺(tái))兩條路線同時(shí)推進(jìn), 完善高端平臺(tái)功能聯(lián)合, 強(qiáng)化研發(fā)和應(yīng)用兩類人員的系統(tǒng)化訓(xùn)練, 提高經(jīng)驗(yàn)積累的效率, 初步建成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的接近國(guó)外同類產(chǎn)品的“處理—分析—管理”一體化大型軟件工作平臺(tái), 加速了跟進(jìn)國(guó)外軟件發(fā)展的步伐。

3 專項(xiàng)取得重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)與重要研究進(jìn)展

3.1 華北與青藏巖石圈物性結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識(shí)

華北地區(qū) 1°×1°大地電磁(MT)“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”觀測(cè)結(jié)果顯示, 華北東部和西部的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)有著顯著差異?，F(xiàn)今的華北巖石圈是由東部的魯—遼高阻塊體和黃淮海低阻塊體、中部的太行—呂梁高阻塊體、西部的鄂爾多斯低阻塊體和北部的燕山高阻塊體、內(nèi)蒙高阻塊體等多個(gè)塊體拼合而成的。高阻塊體大致與區(qū)內(nèi)造山帶、構(gòu)造褶皺帶相對(duì)應(yīng), 表現(xiàn)為“剛性”巖石圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn); 低阻塊體則與盆地發(fā)育區(qū)相吻合, 可能反映了較強(qiáng)的“塑性”巖石圈結(jié)構(gòu)。華北巖石圈變形的相當(dāng)一部分能量(作用)來源于上地幔深層的熱狀態(tài)和熱流體, 地殼的變形、演化可能受上地幔蓋層變形的調(diào)制作用。東北地區(qū)各主要構(gòu)造單元巖石圈電性結(jié)構(gòu)各具特征, 表現(xiàn)出明顯的橫向非均一性。

鄂爾多斯地塊北部的巖石圈由沉積建造與結(jié)晶基底、上地殼、下地殼和上地幔頂部4層正速度梯度層構(gòu)成, 從南向北, 基底和殼內(nèi)界面逐漸上隆,Moho界面逐漸加深(滕吉文等, 2010)。而大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)的三維反演結(jié)果則顯示, 古老的鄂爾多斯巖石圈具有異常的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)。鄂爾多斯地塊巖石圈總體上為良導(dǎo)電性的塊體, 普遍存在大規(guī)模的殼內(nèi)和幔內(nèi)高導(dǎo)體, 及其多組產(chǎn)狀陡傾的上地幔蓋層高導(dǎo)通道。以北緯37.5度為界, 鄂爾多斯地塊可劃分為南、北兩個(gè)塊體, 北部塊體導(dǎo)電性明顯高于南部。研究表明, 鄂爾多斯地區(qū)北部上地幔的大地電磁高導(dǎo)異常響應(yīng)可能是由礦物含水和部分熔融兩種因素結(jié)合而造成的。鄂爾多斯地塊(特別是北部)的低阻特征, 與古老穩(wěn)定地塊的巖石圈電性結(jié)構(gòu)特征不相符合, 推測(cè)可能存在大量深部熱流體, 可能與正在進(jìn)行的巖石圈減薄和拆沉作用有關(guān), 這為研究鄂爾多斯北部天然氣田成因以及華北克拉通演化機(jī)理提供了重要依據(jù)。由固定臺(tái)站數(shù)據(jù)記錄的大量遠(yuǎn)震體波波形資料的處理結(jié)果, 給出了鄂爾多斯地塊東南緣 Moho深度變化特征: 東緣 Moho深度介于20.3～45 km之間, 南緣Moho深度介于31～53.1 km之間, 具有明顯的分塊特征(董樹文等, 2012)。

青藏高原大陸動(dòng)力學(xué)研究在東亞乃至全球地球動(dòng)力學(xué)研究中占有重要地位(滕吉文等, 2011)。INDEPTH-MT在喜馬拉雅—西藏南部地區(qū)曾完成6條超寬頻帶大地電磁深探測(cè)剖面研究, 說明西藏巨厚的地殼中確實(shí)存在部分“熔融體”和“熱流體”(趙文津等, 2008)。SinoProbe 專項(xiàng)在青藏高原 1°×1° MT“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”觀測(cè)的初步結(jié)果給出了電性結(jié)構(gòu)的總體特點(diǎn)。在雅魯藏布江縫合帶以南, 低阻體主要分布在20 km以淺。而在雅魯藏布江縫合帶以北, 低阻體主要分布深度大于20 km, 且分布并不連續(xù), 低阻區(qū)域可能和南北向裂谷帶相關(guān)。在E94°以東的不同深度并未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模低阻體, 這與普遍認(rèn)為的青藏高原“下地殼隧道流”存在一定的矛盾。大地電磁測(cè)深剖面給出了青藏高原東緣及四川盆地的殼幔導(dǎo)電性結(jié)構(gòu), 存在著低阻的青藏高原中下地殼與高阻的揚(yáng)子地殼之間的電性轉(zhuǎn)換, 也支持了青藏高原東部“下地殼隧道流”受阻的觀點(diǎn)(張樂天等, 2012)。青藏高原東北緣合作—大井剖面的大地電磁探測(cè)結(jié)果, 給出了該區(qū)域的地殼電性結(jié)構(gòu)呈明顯的縱向分層、橫向分塊的特點(diǎn), 中、下地殼普遍存在高導(dǎo)層。在青藏高原中北部, 五道梁—綠草山大地電磁深探測(cè)剖面的二維非線性共軛梯度反演, 得到了高原二維電性結(jié)構(gòu)模型, 并推測(cè)了主要斷裂的位置、產(chǎn)狀和切割深度等信息。

3.2 精細(xì)結(jié)構(gòu)探測(cè)揭示大陸地殼演化的深部過程

深部結(jié)構(gòu)研究為建立高原隆升動(dòng)力學(xué)機(jī)制提供了新的可靠證據(jù)。青藏高原具有巨厚地殼, 地殼結(jié)構(gòu)與莫霍面形態(tài)復(fù)雜, 深度變化很大(趙文津等,1996, 2008; 滕吉文, 2009; 高銳等, 2009)。青藏高原及其腹地的地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)令世界地球科學(xué)家矚目,是檢驗(yàn)青藏高原隆升動(dòng)力學(xué)機(jī)制的關(guān)鍵。INDEPTH-1項(xiàng)目第一次深地震反射試驗(yàn)(TIB-1剖面)曾揭示藏南地殼中部的強(qiáng)反射帶, 代表了印度下地殼俯沖到藏南之下; 莫霍面深度在72～75 km(趙文津等, 1996)。SinoProbe專項(xiàng)首次實(shí)現(xiàn)了世界上首次跨越喀喇昆侖和自喜馬拉雅帶跨越雅魯藏布縫合帶進(jìn)入到岡底斯帶的深地震反射剖面, 實(shí)驗(yàn)得到來自地殼深部和Moho的反射資料, 品質(zhì)較高。剖面顯示了下地殼向北的強(qiáng)反射, 以及岡底斯巖漿巖帶底部的地震強(qiáng)反射。藏南獅泉河剖面淺部顯示喀喇昆侖斷層的花狀反射結(jié)構(gòu)。

專項(xiàng)獲得青藏高原腹地巨厚地殼下地殼和莫霍面深地震強(qiáng)反射。應(yīng)對(duì)青藏高原巨厚地殼的下地殼和莫霍面反射的巨大挑戰(zhàn), 以往各國(guó)科學(xué)家的嘗試尚缺少非常成功的實(shí)例。專項(xiàng)青藏高原腹地羌塘深地震反射剖面探測(cè)獲得了下地殼和莫霍面強(qiáng)反射,精細(xì)處理結(jié)果確認(rèn)了羌塘地體的 Moho反射出現(xiàn)在20 s左右(約60 km深度), 比兩側(cè)地體淺10 km左右,為建立青藏高原中部地殼垮塌、減薄作用的動(dòng)力學(xué)模型提供了基礎(chǔ)。剖面顯示下地殼北傾的強(qiáng)反射,可能是拉薩地體早期向北俯沖的反映。班公—怒江縫合帶在20 Ma(？)以來轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓體制, 形成多條逆沖斷裂(趙文津等, 2004)。專項(xiàng)深地震反射剖面揭示了橫過班公—怒江縫合帶Moho存在約10 km的錯(cuò)斷, 為古老縫合帶后期重新活動(dòng)提供了證據(jù)。

橫過西秦嶺造山帶及其兩側(cè)盆地的深地震反射剖面精細(xì)處理結(jié)果, 揭示了青藏高原東北部巖石圈變形的細(xì)節(jié)與高原隆升的深部動(dòng)力學(xué)過程, 對(duì)國(guó)際流行的“下地殼隧道流”模式提出了挑戰(zhàn)(高銳等,2011; Wang et al., 2011)。深地震反射剖面顯示了上地殼雙重構(gòu)造、下地殼近水平拆離斷層和地幔卷入的Moho錯(cuò)斷、疊瓦逆沖與雙重構(gòu)造, 也顯示了若爾蓋盆地下地殼曾整體向西秦嶺造山帶俯沖的深地震反射證據(jù)。深地震反射剖面顯示的地殼變形與地幔過程的脫耦現(xiàn)象, 與“下地殼隧道流”模式極不協(xié)調(diào)。深地震反射剖面也揭示了青藏高原東北緣海原斷裂帶的深部幾何形態(tài)、兩側(cè)地殼上地幔細(xì)結(jié)構(gòu)與變形特征。

華北深地震反射剖面揭露板塊匯聚、大陸地殼增生的深部過程。華北深地震反射剖面(約630 km)自南向北跨越了許多令人矚目的構(gòu)造單元與邊界斷裂, 如傳統(tǒng)的華北地臺(tái)與內(nèi)蒙地槽的邊界、“索倫縫合帶”及其位于兩側(cè)的造山帶等。長(zhǎng)期以來, 沿索倫縫合帶發(fā)生的大洋板塊消亡、大陸板塊匯聚,大陸地殼增生等地質(zhì)作用引起人們的廣泛興趣。然而, 由于缺乏精細(xì)的巖石圈結(jié)構(gòu)資料, 人們對(duì)這些地質(zhì)作用與深部動(dòng)力學(xué)過程的認(rèn)識(shí)頗為分歧。本次探測(cè)實(shí)驗(yàn)成功獲得地殼和上地幔頂部的精細(xì)結(jié)構(gòu),整個(gè)剖面顯示了自淺到深部地殼變形的蹤跡和樣式,從而可以追溯板塊匯聚、地殼伸展、巖漿侵入與逆沖推覆/地殼增生的深部過程。剖面上Moho起伏較大, 以燕山地區(qū)的 Moho為最深, 局部出現(xiàn)多組Moho反射疊置現(xiàn)象, 在化德附近花崗巖出露區(qū)為最淺。

獲得東北巖石圈地幔的深地震強(qiáng)反射。東北松遼盆地—虎林盆地反射地震剖面, 采用了深井、高能量激發(fā)和超長(zhǎng)記錄(達(dá) 50 s)技術(shù), 在獲得地殼和Moho界面清晰反射的同時(shí), 連續(xù)獲得了上地幔的強(qiáng)反射, 最深達(dá)到39 s記錄深度, 估計(jì)深約100 km。雖然, 文獻(xiàn)(Best et al., 1991)曾指出過在Montana大平原之下存在可能的地幔反射。但是, 如此深達(dá)地幔蓋層底界的連續(xù)地震反射, 打破了長(zhǎng)期以來認(rèn)為地幔反射透明的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí), 令科學(xué)家震撼、興奮。這是大陸深部探測(cè)極為罕見發(fā)現(xiàn), 具有重大的地質(zhì)科學(xué)意義。正如文獻(xiàn)(Cook et al., 2003)指出的, 許多不連續(xù)的上地幔反射均可能是下地殼的碎片。文獻(xiàn)(Vauchez et al., 2012)則認(rèn)為, 地幔反射是巖石圈地幔變形(如地幔斷裂或地幔剪切帶)的表現(xiàn)。同時(shí), 深地震反射剖面探測(cè)揭示, 在張廣才嶺與佳木斯地區(qū)之間存在著一個(gè)已經(jīng)向西以低角度俯沖消減掉的洋殼, 并且這一洋殼的俯沖深度可能已經(jīng)超過巖石圈底界。這為地球科學(xué)界長(zhǎng)期爭(zhēng)論的古太平洋板塊的存在與否提供了最直接的證據(jù)。

中國(guó)東北1500 km長(zhǎng)的深地震反射大剖面對(duì)接處理, 發(fā)現(xiàn)鄂霍次克板塊俯沖到東北大陸之下, 松遼盆地處于鄂霍次克板塊與太平洋板塊的匯聚中心的證據(jù)。這對(duì)探討陸內(nèi)大型油氣盆地形成和資源遠(yuǎn)景, 以及大陸動(dòng)力學(xué)演化均具有重要意義。

華南深地震反射剖面揭示復(fù)雜的造山過程。華南松潘—龍門山—四川盆地—井岡山—武夷山深地震反射實(shí)驗(yàn)剖面(共約2280 km, 簡(jiǎn)稱“華南剖面”),揭示了華南大陸復(fù)雜的板內(nèi)造山作用過程。專項(xiàng)采集和初步處理的華南剖面顯示, 松潘地塊 Moho深度自若爾蓋盆地的50 km左右, 與下地殼一起向東(向岷山之下)傾斜, 與岷山山前向西傾斜的下地殼反射形成相向傾斜的匯聚樣式, 據(jù)此可以確定松潘地塊與岷山造山帶的接觸關(guān)系和邊界。自岷山向東,下地殼反射減弱, 近乎透明。進(jìn)入龍門山東部山前,向西傾斜(即向龍門山下傾斜)的 Moho面反射并不清楚; 取而代之的是從龍門山山前開始、一直延續(xù)到四川盆地的平坦型 Moho面, 為清晰的強(qiáng)反射,Moho面深度明顯淺于龍門山地區(qū)。這種Moho面的突變加深(錯(cuò)斷)暗示, 龍門山山前斷裂可能為切割深度很大的地殼或巖石圈尺度的走滑大斷裂, 為建立龍門山地震活動(dòng)模型、精確確定汶川地震發(fā)生機(jī)制和地震斷層分布與延伸提供了新的關(guān)鍵約束。在四川盆地東部, Moho面顯示明顯的向東傾斜, 可能代表了一個(gè)古老的俯沖帶的殘留, 類似于文獻(xiàn)(Cook et al., 2003; Van der Velden et al., 2005)在加拿大揭示的殘留俯沖帶信息。深地震反射剖面揭示的信息, 將為華南大陸的再造提供新的、關(guān)鍵的深部構(gòu)造證據(jù)。

3.3 發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)/古新紀(jì)界面銥異常, 提供小行星

撞擊造成恐龍滅絕的證據(jù)

以不同時(shí)代巖石代表性樣品建立的一致性全球尺度原生和次生巖石圈地球化學(xué)基準(zhǔn)或基線, 是認(rèn)識(shí)地球的演化和全球變化的重要參照標(biāo)尺(王學(xué)求等, 2010)。云南祿豐龍產(chǎn)地楚雄—蘭坪盆地白堊紀(jì)/古新紀(jì)(K/T)界面發(fā)現(xiàn)鉑族元素高含量異常, 所采集的凝灰質(zhì)灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖樣品鉑族元素含量是上、下地層的3～20倍, 銥含量是上、下地層的10到20倍。這一發(fā)現(xiàn)可能提供小行星撞擊地球、造成恐龍滅絕的重要證據(jù), 是過去重大地質(zhì)事件的重要地球化學(xué)響應(yīng)。K/T界面銥異常的發(fā)現(xiàn), 是巖石地球化學(xué)基準(zhǔn)值建立的重要應(yīng)用成果(王學(xué)求等, 2010)。

3.4 雅江縫合帶發(fā)現(xiàn)特殊深地幔礦物超基性巖群,

預(yù)示鉻鐵礦找礦良好前景

專項(xiàng)大陸科學(xué)鉆探在西藏羅布莎, 從特提斯喜馬拉雅, 穿過雅魯藏布江縫合帶, 直達(dá)岡底斯巖漿帶?？茖W(xué)鉆探直接獲取地球深部物質(zhì)樣品, 發(fā)現(xiàn)了一系列深部地幔物質(zhì)。沿著雅魯藏布江板塊縫合帶,相繼在羅布莎蛇綠巖型鉻鐵礦中發(fā)現(xiàn)金剛石等深地幔礦物(Yang et al., 2007; 楊經(jīng)綏等, 2011a), 在普蘭、東波、當(dāng)窮、日喀則、澤當(dāng)、緬甸密支那(170 Ma)等地又發(fā)現(xiàn)含金剛石等特殊礦物的超基性巖體群(楊經(jīng)綏等, 2011b, 2012), 在普蘭巖體和東波巖體中發(fā)現(xiàn)塊狀鉻鐵礦石, 為在雅魯藏布江西段尋找大型、特大型鉻鐵礦提供科學(xué)依據(jù)(楊經(jīng)綏等, 2011b)。同時(shí), 提出了金剛石成因分類的第三種類型: 蛇綠巖型金剛石(楊經(jīng)綏等, 2011a)。羅布莎地區(qū)包裹在塊狀鉻鐵礦內(nèi)的氧化氮和金屬含有指示極高溫高壓和極低fO2形成環(huán)境的信息, 形成深度至少超過300 km、壓力超過10 GPa, 為了解深部地幔及氮在地球內(nèi)的分布提供了窗口。首次厘定了普蘭和東波MOR型蛇綠巖的形成時(shí)代為 130 Ma左右(早白堊世)。雅魯藏布江縫合帶羅布莎蛇綠巖具有MOR型(侏羅紀(jì), 約170 Ma)和SSZ型兩個(gè)階段的演化歷史,而緬甸密支那地區(qū)侏羅紀(jì)時(shí)為 SSZ型蛇綠巖(楊經(jīng)綏等, 2012)。

3.5 東部大型礦集區(qū)立體探測(cè)取得重要進(jìn)展

遠(yuǎn)震層析成像顯示在長(zhǎng)江中下游成礦帶存在低速異常體軟流圈, 揭示出巖石圈拆沉、軟流圈物質(zhì)上升導(dǎo)致幔源巖漿底侵的地震學(xué)證據(jù), 同時(shí)也證實(shí)了多級(jí)巖漿活動(dòng)系統(tǒng)的存在, 詮釋了巨型成礦帶成巖、成礦的動(dòng)力學(xué)成因(呂慶田等, 2011)。深地震反射剖面探測(cè)揭示了成礦帶地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)和變形歷史,包括上地殼具有多重滑脫層的逆沖-褶皺構(gòu)造系統(tǒng),明確了郯廬斷裂、長(zhǎng)江構(gòu)造帶等重要構(gòu)造帶的性質(zhì)。

廬樅礦集區(qū)是一個(gè)極為復(fù)雜的火山巖盆地礦集區(qū)(董樹文等, 2010b, 2011c), 地殼厚度在30 km左右,火山巖層厚度平均在800 m左右(呂慶田等, 2011)。通過深地震反射剖面、大地電磁和高精度重磁測(cè)量的聯(lián)合探測(cè)(呂慶田等, 2010a, b; 高銳等, 2010)、精細(xì)處理和構(gòu)造解析, 構(gòu)建了廬樅礦集區(qū)上地殼10 km的3D結(jié)構(gòu)框架模型, 探測(cè)到鐵、銅導(dǎo)礦構(gòu)造和賦礦構(gòu)造框架, 基本實(shí)現(xiàn)了礦集區(qū)三維透明化。區(qū)域重磁位場(chǎng)分離、邊緣檢測(cè)和3D反演試驗(yàn), 初步揭示了廬樅礦集區(qū)不同深度的重磁結(jié)構(gòu)構(gòu)造框架、磁性體和密度體的空間分布, 并將重力異常分離實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于泥河鐵礦區(qū)礦體異常和背景場(chǎng)的分離。同時(shí), 運(yùn)用反射地震初至波層析成像方法, 反演得到了廬樅盆地1200 m以淺的地殼速度結(jié)構(gòu), 準(zhǔn)確刻畫了地下隱伏侵入巖體的空間分布形態(tài)。探測(cè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了盆地西側(cè)直達(dá)MOHO的地幔流體和巖漿上涌、噴發(fā)的通道, 證實(shí)廬樅火山巖盆地為向東噴發(fā)的不對(duì)稱盆地, 否定了西側(cè)紅層之下可能存在另一半火山盆的推斷(董樹文等, 2010b; 呂慶田等, 2010b; 高銳等, 2010)?；鹕綆r盆地四周與基底接觸關(guān)系復(fù)雜,在E和SE側(cè)呈斷裂接觸, 在N和NE側(cè)呈整合接觸。同時(shí), 對(duì)火山巖層基底有了新認(rèn)識(shí), 為廬樅礦集區(qū)深部尋找“銅陵式”礦床提供了初步的依據(jù)。深地震反射剖面探測(cè)實(shí)驗(yàn)還揭示了早白堊紀(jì)以前的擠壓變形和晚早白堊紀(jì)以后伸展變形之間的相互關(guān)系,并支持下地殼拆沉模型(呂慶田等, 2011)。

在銅陵矽卡巖型銅礦集區(qū), 開展了深地震反射、大地電磁聯(lián)合探測(cè), 建立了區(qū)域構(gòu)造格架。根據(jù)銅陵礦集區(qū) 1800 km2重、磁場(chǎng)源參數(shù)反演(0～5 km范圍), 推斷了巖漿巖和高密度體的空間展布特征, 建立了典型礦床(如舒家店斑巖型銅礦, 姚家?guī)X熱液型鉛-鋅-銅礦)的綜合地球物理探測(cè)技術(shù)與3D地球物理模型, 為深部成礦預(yù)測(cè)提供了重要信息。在九瑞礦集區(qū), 已有重磁資料的重新處理結(jié)果,厘定了控礦斷裂構(gòu)造系統(tǒng)的展布位置, 獲得了礦集區(qū)地層結(jié)構(gòu)及與成礦相關(guān)巖漿巖的三維空間形態(tài)特征。在寧蕪礦集區(qū)及其西緣, 2條大地電磁測(cè)深剖面探測(cè), 獲得了10 km以淺的地殼電性結(jié)構(gòu)。

銅陵礦集區(qū)科學(xué)鉆探選址預(yù)研究, 揭示了中生代中酸性巖漿活動(dòng)次序?yàn)榛◢忛W長(zhǎng)(斑)巖→輝長(zhǎng)/輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→輝石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;明確了中酸性侵入巖主要為橄欖安粗巖系列(幔源源區(qū))和高鉀鈣堿性系列(殼?；旌显磪^(qū)); 巖漿活動(dòng)深部過程的研究表明, 區(qū)內(nèi)同時(shí)存在源于富集地幔的堿性玄武質(zhì)深位巖漿房和含富云母包體的淺位巖漿房。

在南嶺成礦帶于都—贛縣礦集區(qū)開展的地球物理綜合探測(cè), 獲得礦集區(qū)三維結(jié)構(gòu), 揭示了地殼巖漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 發(fā)現(xiàn)一批重磁電異常。我國(guó)目前最深的3000 m資源科學(xué)鉆探在南嶺開鉆, 初步揭示金屬礦化的垂直分帶規(guī)律, 發(fā)現(xiàn)了深部礦化線索。異常查證揭示了深部厚大鎢鉬鉍礦體和新的礦化類型,驗(yàn)證了“五層樓+地下室”鎢礦找礦模式。

3.6 地應(yīng)力測(cè)量與監(jiān)測(cè)為建立區(qū)域地應(yīng)力場(chǎng)提供

了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

專項(xiàng)建立的青藏高原東南緣地應(yīng)力監(jiān)測(cè)臺(tái)網(wǎng),確定了該地區(qū)相關(guān)測(cè)點(diǎn)處最大水平主應(yīng)力的作用方向, 給出了現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的基本圖像, 反映了現(xiàn)今地應(yīng)力作用強(qiáng)度沿龍門山斷裂呈現(xiàn)出分段和分區(qū)的基本特征(Wu et al., 2009), 是迄今為止該地區(qū)較為系統(tǒng)的地應(yīng)力測(cè)量成果, 對(duì)于地球動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究和地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)警具有重要的意義和作用。同時(shí), 基于汶川地震序列震源機(jī)制解對(duì)龍門山地區(qū)構(gòu)造變形模式進(jìn)行了初步探討。分析表明, 龍門山斷裂帶東北段地質(zhì)構(gòu)造特征和地應(yīng)力狀態(tài)有利于區(qū)內(nèi)逆斷層活動(dòng), 汶川地震和多次余震的發(fā)生并沒有完全釋放所聚集的能量(陳群策等, 2012)。

專項(xiàng)在山西盆地南北兩端4個(gè)地區(qū)共計(jì)13個(gè)深鉆孔中進(jìn)行了水壓致裂地應(yīng)力測(cè)量, 獲得了現(xiàn)今地應(yīng)力的大小、方向和分布規(guī)律(陳群策等, 2010)。專項(xiàng)建立的北京平谷地應(yīng)力監(jiān)測(cè)臺(tái)站, 成功記錄到2011年日本特大地震(里氏 9.0級(jí))前后地應(yīng)力的連續(xù)變化曲線及水位變化信息, 獲得了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn),為深入開展地震預(yù)測(cè)預(yù)警研究提供了寶貴的基礎(chǔ)資料, 為地應(yīng)力綜合監(jiān)測(cè)方法的廣泛應(yīng)用指示出良好前景。

3.7 地球動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬加深了對(duì)深部地質(zhì)過程

及其淺表響應(yīng)的認(rèn)識(shí)

大陸巖石圈的流變結(jié)構(gòu)對(duì)巖石圈動(dòng)力學(xué)過程有很大的影響, 因此對(duì)巖石圈等效粘度的估計(jì)是大陸動(dòng)力學(xué)研究中基礎(chǔ)和重要的問題(石耀霖等, 2008)。專項(xiàng)利用并行計(jì)算巖石圈動(dòng)力學(xué)模擬平臺(tái), 將層析成像結(jié)果轉(zhuǎn)化為初始溫度, 計(jì)算了全球?qū)α鲌D像。同時(shí), 也對(duì)含濕孔隙巖石的有效導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行了數(shù)值分析。

大地震發(fā)生后, 估計(jì)后續(xù)地震發(fā)展趨勢(shì)是人們關(guān)心的問題。強(qiáng)烈地震“孕育”、發(fā)生和發(fā)展的深部介質(zhì)和環(huán)境與其深層動(dòng)力過程乃是厘定強(qiáng)烈地震成因的關(guān)鍵所在(滕吉文等, 2009)。為此, SinoProbe專項(xiàng)修正了傳統(tǒng)的庫(kù)侖應(yīng)力計(jì)算中沿地震破裂面滑動(dòng)方向計(jì)算剪應(yīng)力變化的近似方法(石耀霖等, 2010),對(duì) 2011年日本東北大地震和海嘯可能造成的影響及時(shí)進(jìn)行了模擬, 對(duì) 2008年汶川地震(Dong et al.,2008c)孕育發(fā)生的動(dòng)力學(xué)背景、紫坪鋪水庫(kù)加載產(chǎn)生的應(yīng)力變化和臺(tái)灣復(fù)雜動(dòng)力學(xué)環(huán)境下的三維粘彈性變形等不同尺度問題進(jìn)行了三維動(dòng)力學(xué)模擬, 取得了較好的效果。2008年汶川大地震與 2001年昆侖山地震激發(fā)的地球自由振蕩頻譜的數(shù)值模擬與對(duì)比分析表明, 汶川地震具有逆沖-走滑特性, 昆侖山地震具有水平左行走滑特征。華北盆地三維粘彈性數(shù)值模擬結(jié)果, 給出了歷史地震空間分布與構(gòu)造應(yīng)力積累速率之間的關(guān)系, 以及地殼分層流變性質(zhì)對(duì)應(yīng)力積累的影響。

深部過程控制了地表和淺表的響應(yīng)并造就了大陸地貌特征。深部過程主要通過板塊構(gòu)造和重力勢(shì)等因素產(chǎn)生了對(duì)地應(yīng)力狀態(tài)的深遠(yuǎn)影響。數(shù)值模擬分析表明, 整體上, 中國(guó)大陸構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的分布特征與活動(dòng)構(gòu)造的展布密切相關(guān), 是在板塊構(gòu)造環(huán)境控制下, 整個(gè)地殼巖石黏彈特性長(zhǎng)期演化和活動(dòng)斷裂無震蠕動(dòng)的結(jié)果; 而伴隨地震發(fā)生的斷層滑動(dòng)引起的地應(yīng)力場(chǎng)的瞬時(shí)或短期調(diào)整, 可參考完全彈性分析的結(jié)果。線彈性有限元數(shù)值模擬結(jié)果表明, 龍門山斷裂帶附近相同位置的最大水平主應(yīng)力值在2008年汶川大地震前后分別呈現(xiàn)出高度集中和大幅降低現(xiàn)象; 大震發(fā)生約1年后, 斷裂帶附近北川、江油地區(qū)地殼淺表層構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)方向?yàn)镹E-NEE向, 與震前相比, 逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)了約39°。

4 深部探測(cè), 中國(guó)與世界同行

2011年11月16—18日, 專項(xiàng)主辦的國(guó)際巖石圈深部探測(cè)研討會(huì)(ISDEL)在北京召開并取得圓滿成功(Dong et al., 2012)。會(huì)議由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院(CAGS)、深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe)主辦, 美國(guó)地震學(xué)聯(lián)合會(huì)(IRIS)、國(guó)際大陸科學(xué)鉆探外業(yè)界的好評(píng)(圖2)。

圖2 SinoProbe專項(xiàng)在2012中國(guó)國(guó)際礦業(yè)大會(huì)上成功展出Fig.2 Exhibition of SinoProbe (2008—2012) at 2012 China Mining Conference in Tianjin

5 結(jié) 論

深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe 2008—2012)開啟地學(xué)新時(shí)代, 成為我國(guó)地球科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。作為我國(guó)歷史上規(guī)模最大的地球深部探測(cè)計(jì)劃, 專項(xiàng)成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新與重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的并舉, 建立了覆蓋全國(guó)的大地電磁參數(shù)網(wǎng)和地球化學(xué)基準(zhǔn)網(wǎng), 完成了約6000 km深地震反射剖面, 使我國(guó)進(jìn)入國(guó)際深部探測(cè)大國(guó)的行列。專項(xiàng)初步建立起適應(yīng)我國(guó)大陸地質(zhì)地貌條件和巖石圈結(jié)構(gòu)特征的深地震反射、折射與寬頻帶聯(lián)合探測(cè)技術(shù)體系, 礦集區(qū)三維“透明化”技術(shù)日臻完善。專項(xiàng)實(shí)施的6口大陸科學(xué)鉆探獲得重要發(fā)現(xiàn)。專項(xiàng)針對(duì)地殼活動(dòng)性規(guī)律研究的地應(yīng)力測(cè)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)也得到完善, 有助于了解現(xiàn)今地震、地質(zhì)災(zāi)害等發(fā)生的成因。專項(xiàng)在巖石圈動(dòng)力學(xué)模擬、大陸地殼結(jié)構(gòu)與演化研究方面取得長(zhǎng)足進(jìn)展。專項(xiàng)在深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制方面取得重要突破。成功研制的我國(guó)首臺(tái)自主研發(fā)和生產(chǎn)的萬米超深科學(xué)鉆探裝備,標(biāo)志著專項(xiàng)取得了又一個(gè)里程碑式的進(jìn)展。專項(xiàng)致力于深部探測(cè)的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步, 取得了一系列重大進(jìn)展與重要發(fā)現(xiàn), 為地殼探測(cè)工程的正式啟動(dòng)與組織實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

陳群策, 安其美, 孫東生, 杜建軍, 毛吉震, 豐成君. 2010. 山西盆地現(xiàn)今地應(yīng)力狀態(tài)與地震危險(xiǎn)性分析[J]. 地球?qū)W報(bào),31(4): 541-548.

陳群策, 豐成君, 孟文, 秦向輝, 安其美. 2012. 5.12汶川地震后龍門山斷裂帶東北段現(xiàn)今地應(yīng)力測(cè)量結(jié)果分析[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 55(12): 3923-3932.

陳群策, 李宏, 廖椿庭, 吳滿路, 崔效鋒, 楊樹新. 2011. 地應(yīng)力測(cè)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究——SinoProbe-06項(xiàng)目介紹[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(Supp.1): 113-125.

董樹文, 李廷棟, SinoProbe團(tuán)隊(duì). 2011a. 深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究(SinoProbe)[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(Supp.1): 3-23.

董樹文, 李廷棟, 陳宣華, 魏文博, 高銳, 呂慶田, 楊經(jīng)綏, 王學(xué)求, 陳群策, 石耀霖, 黃大年, 周琦. 2012. 我國(guó)深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展綜述[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 55(12):3884-3901.

董樹文, 李廷棟, 高銳, 呂慶田, 吳珍漢, 陳宣華, 周琦, 劉剛,劉志強(qiáng), 梅琳. 2010a. 地球深部探測(cè)國(guó)際發(fā)展與我國(guó)現(xiàn)狀綜述[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 84(6): 743-770.

董樹文, 李廷棟. 2009. SinoProbe——中國(guó)深部探測(cè)實(shí)驗(yàn)[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 83(7): 895-909.

董樹文, 馬立成, 劉剛, 薛懷民, 施煒, 李建華. 2011c. 論長(zhǎng)江中下游成礦動(dòng)力學(xué)[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 85(5): 612-625.

董樹文, 吳珍漢, 陳宣華, 鄭元, 管燁, 楊振宇, 趙越, 張?jiān)罉?張福勤, 劉志強(qiáng), 劉剛, 周琦,張交東, 李杰, 李冰, 徐燕.2011b. 深部探測(cè)綜合集成與數(shù)據(jù)管理[J]. 地球?qū)W報(bào),32(Supp.1): 137-152.

董樹文, 項(xiàng)懷順, 高銳, 呂慶田, 李建設(shè), 戰(zhàn)雙慶, 盧占武, 馬立成. 2010b. 長(zhǎng)江中下游廬江—樅陽火山巖礦集區(qū)深部結(jié)構(gòu)與成礦作用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 26(9): 2529-2542.

高銳, 盧占武, 劉金凱, 匡朝陽, 酆少英, 李朋武, 張季生, 王海燕. 2010. 廬—樅金屬礦集區(qū)深地震反射剖面解釋結(jié)果——揭露地殼精細(xì)結(jié)構(gòu), 追蹤成礦深部過程[J]. 巖石學(xué)報(bào), 26(9):2543-2552.

高銳, 王海燕, 王成善, 尹安, 張玉修, 李秋生, 郭彤樓, 李文輝.2011. 青藏高原東北緣巖石圈縮短變形——深地震反射剖面再處理提供的證據(jù)[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(5): 513-520.

高銳, 熊小松, 李秋生, 盧占武. 2009. 由地震探測(cè)揭示的青藏高原莫霍面深度[J]. 地球?qū)W報(bào), 30(6): 761-773.

黃大年, 于平, 底青云, 郭子祺, 林君, 孫友宏, 徐學(xué)純. 2012.地球深部探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版), 42(5): 1485-1496.

李廷棟. 2006. 中國(guó)巖石圈構(gòu)造單元[J]. 中國(guó)地質(zhì), 33(4):700-710.

劉敦一, 萬渝生, 伍家善, WILDE S A, 董春艷, 周紅英, 殷小艷.2007. 華北克拉通太古宙地殼演化和最古老的巖石[J]. 地質(zhì)通報(bào), 26(9): 1131-1138.

劉光鼎. 2007. 中國(guó)海地球物理場(chǎng)與油氣資源[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 22(4): 1229-1237.

呂慶田, 韓立國(guó), 嚴(yán)加永, 廉玉廣, 史大年, 顏廷杰. 2010b. 廬樅礦集區(qū)火山氣液型鐵、硫礦床及控礦構(gòu)造的反射地震成像[J]. 巖石學(xué)報(bào), 26(9): 2598-2612.

呂慶田, 廉玉廣, 趙金花. 2010a. 反射地震技術(shù)在成礦地質(zhì)背景與深部礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用: 現(xiàn)狀與前景[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),84(6): 771-787.

呂慶田, 史大年, 湯井田, 吳明安, 常印佛, SinoProbe-03-CJ項(xiàng)目組. 2011. 長(zhǎng)江中下游成礦帶及典型礦集區(qū)深部結(jié)構(gòu)探測(cè)——SinoProbe-03年度進(jìn)展綜述[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(3):257-268.

莫宣學(xué), 趙志丹, 周肅, 董國(guó)臣, 廖忠禮. 2007. 印度-亞洲大陸碰撞的時(shí)限[J]. 地質(zhì)通報(bào), 26(10): 1240-1244.

任紀(jì)舜, 王作勛, 陳炳蔚, 姜春發(fā), 牛寶貴, 李錦軼, 謝廣連, 和政軍, 劉志剛. 1997. 新一代中國(guó)大地構(gòu)造圖[J]. 中國(guó)區(qū)域地質(zhì), 16(3): 225-230, 248.

石耀霖, 曹建玲. 2008. 中國(guó)大陸巖石圈等效粘滯系數(shù)的計(jì)算和討論[J]. 地學(xué)前緣, 15(3): 82-95.

石耀霖, 曹建玲. 2010. 庫(kù)侖應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用過程中若干問題的討滄——以汶川 I地震為例[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 53(1):102-110.

孫樞, 王成善. 2009. “深時(shí)”(Deep Time)研究與沉積學(xué)[J]. 沉積學(xué)報(bào), 27(5): 792-810.

滕吉文, 劉財(cái), 韓立國(guó), 阮小敏, 閆雅芬, 張永謙. 2009. 汶川—映秀MS8.0地震的介質(zhì)破裂與深部物質(zhì)運(yùn)移的動(dòng)力機(jī)制[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版), 39(4): 559-583.

滕吉文, 皮嬌龍, 楊輝, 劉少華. 2012. 中國(guó)大陸動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)涵與軌跡的思考[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 55(3): 851-862.

滕吉文, 王夫運(yùn), 趙文智, 張永謙, 張先康, 閆雅芬, 趙金仁, 李明, 楊輝, 張洪雙, 阮小敏. 2010. 陰山造山帶鄂爾多斯盆地巖石圈層、塊速度結(jié)構(gòu)與深層動(dòng)力過程[J]. 地球物理學(xué)報(bào),53(1): 67-85.

滕吉文, 張洪雙, 孫若昧, 閆雅芬, 張雪梅, 楊輝, 田有, 張永謙, 阮小敏. 2011. 青藏高原腹地東西分區(qū)和界帶的地球物理場(chǎng)特征與動(dòng)力學(xué)響應(yīng)[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 54(10):2510-2527.

滕吉文. 2009. 中國(guó)地球深部物理學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究 16大重要論點(diǎn)、論據(jù)與科學(xué)導(dǎo)向[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 24(3): 801-829.

滕吉文. 2010. 強(qiáng)化第二深度空問金屬礦產(chǎn)資源探查, 加速發(fā)展地球物理勘探新技術(shù)與儀器設(shè)備的研制及產(chǎn)業(yè)化[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 25(3): 729-748.

王學(xué)求, 謝學(xué)錦, 張本仁, 張勤, 遲清華, 侯青葉, 徐善法, 聶蘭仕, 張必敏. 2010. 地殼全元素探測(cè)——構(gòu)建“化學(xué)地球”[J].地質(zhì)學(xué)報(bào), 84(6): 854-864.

王學(xué)求, 葉榮. 2011. 納米金屬微粒發(fā)現(xiàn)——深穿透地球化學(xué)的微觀證據(jù)[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(1): 7-12.

王學(xué)求, 張必敏, 劉雪敏. 2012. 納米地球化學(xué): 穿透覆蓋層的地球化學(xué)勘查[J]. 地學(xué)前緣, 19(3): 101-112.

王學(xué)求. 2012. 全球地球化學(xué)基準(zhǔn): 了解過去, 預(yù)測(cè)未來[J]. 地學(xué)前緣, 19(3): 7-18.

魏文博, 金勝, 葉高峰, 鄧明, 景建恩, 李艷軍, 張樂天, 董浩,張帆, 謝成良. 2010. 中國(guó)大陸巖石圈導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)研究——大陸電磁參數(shù)“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”實(shí)驗(yàn)(SinoPro be-01)[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào),84(6): 788-800.

許志琴, 李海兵, 楊經(jīng)綏. 2006a. 造山的高原——青藏高原巨型造山拼貼體和造山類型[J]. 地學(xué)前緣, 13(4): 1-17.

許志琴, 楊經(jīng)綏, 李海兵, 姚建新. 2006b. 中央造山帶早古生代地體構(gòu)架與高壓/超高壓變質(zhì)帶的形成[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 80(12):1793-1806.

許志琴, 楊經(jīng)綏, 李海兵, 嵇少丞, 張澤明, 劉焰. 2011. 印度—亞洲碰撞大地構(gòu)造[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 85(1): 1-33.

許志琴, 楊經(jīng)綏, 李化啟, 王瑞瑞, 蔡志慧. 2012. 中國(guó)大陸印支碰撞造山系及其造山機(jī)制[J]. 巖石學(xué)報(bào), 28(6): 1697-1709.

楊經(jīng)綏, 許志琴, 馬昌前, 吳才來, 張建新, 王宗起, 王國(guó)燦, 張宏飛, 董云鵬, 賴紹聰. 2010. 復(fù)合造山作用和中國(guó)中央造山帶的科學(xué)問題[J]. 中國(guó)地質(zhì), 37(1): 1-11.

楊經(jīng)綏, 徐向珍, 李源, 李金陽, 巴登珠, 戎合, 張仲明. 2011a.西藏雅魯藏布江縫合帶的普蘭地幔橄欖巖中發(fā)現(xiàn)金剛石:蛇綠巖型金剛石分類的提出[J]. 巖石學(xué)報(bào), 27(11):3171-3178.

楊經(jīng)綏, 熊發(fā)揮, 郭國(guó)林, 劉飛, 梁鳳華, 陳松永, 李兆麗, 張隸文. 2011b. 西藏雅魯藏布江縫合帶西段一個(gè)甚具鉻鐵礦前景的地幔橄欖巖體[J]. 巖石學(xué)報(bào), 27(11): 3207-3222.

楊經(jīng)綏, 許志琴, 段向東, 李靜, 熊發(fā)揮, 劉釗, 蔡志慧, 李化啟.2012. 緬甸密支那地區(qū)發(fā)現(xiàn)侏羅紀(jì)的 SSZ型蛇綠巖[J]. 巖石學(xué)報(bào), 28(6): 1710-1730.

楊文采, 王家林, 鐘慧智, 陳冰. 2012. 塔里木盆地航磁場(chǎng)分析與磁源體結(jié)構(gòu)[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 55(4): 1278-1287.

楊文采, 魏文博, 金勝, 孟小紅, 葉高峰, 徐義賢, 方慧, 鄧明,景建恩. 2011. 大陸電磁參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)研究——SinoProbe-01項(xiàng)目介紹[J]. 地球?qū)W報(bào), 32(Supp.1): 24-33.

楊文采, 于常青. 2011. 從亞洲S波波速結(jié)構(gòu)看地幔流體運(yùn)動(dòng)特征[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 85(9): 1399-1408.

張國(guó)偉, 程順有, 郭安林, 董云鵬, 賴紹聰, 姚安平. 2004. 秦嶺—大別中央造山系南緣勉略古縫合帶的再認(rèn)識(shí)——兼論中國(guó)大陸主體的拼合[J]. 地質(zhì)通報(bào), 23(9-10): 846-853.

張國(guó)偉, 董云鵬, 姚安平. 2002. 關(guān)于中國(guó)大陸動(dòng)力學(xué)與造山帶研究的幾點(diǎn)思考[J]. 中國(guó)地質(zhì), 29(1): 7-13.

張國(guó)偉, 郭安林, 董云鵬, 姚安平. 2011. 大陸地質(zhì)與大陸構(gòu)造和大陸動(dòng)力學(xué)[J]. 地學(xué)前緣, 18(3): 1-12.

張樂天, 金勝, 魏文博, 葉高峰, 段書新, 董浩, 張帆, 謝成良.2012. 青藏高原東緣及四川盆地的殼幔導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)研究[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 55(12): 4126-4137.

趙文津, NELSON K D, 徐中信. 1996. 深反射地震揭示喜馬拉雅地區(qū)地殼上地幔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)[J]. 地球物理學(xué)報(bào), 39(5):615-628.

趙文津, 劉葵, 蔣忠惕, 吳珍漢, 趙遜, 史大年, 熊嘉育,MECHIE J, BROWN L, HEARN T, GUO J R, HAINES SETH S. 2004. 西藏班公湖—怒江縫合帶——深部地球物理結(jié)構(gòu)給出的啟示[J]. 地質(zhì)通報(bào), 23(7): 623-635.

趙文津, 吳珍漢, 史大年, 熊嘉育, 薛光琦, 宿和平, 胡道功, 葉培盛. 2008. 國(guó)際合作INDEPTH 項(xiàng)目橫穿青藏高原的深部探測(cè)與綜合研究[J]. 地球?qū)W報(bào), 29(3): 328-342.

趙文津. 2003. 巖石圈深部探測(cè)與青藏高原研究[J]. 中國(guó)工程科學(xué), 5(2): 1-15.

BEST J A. 1991. Mantle reflections beneath the Montana Great Plains on consortium for continental reflection profiling seis-mic reflection data[J]. Journal of Geophysical Research, 96:4279-4288.

CHEN Qun-ce, AN Qi-mei, SUN Dong-sheng, DU Jian-jun, MAO Ji-zhen, FENG Cheng-jun. 2010. Current in-situ stress state of Shanxi Basin and analysis of earthquake risk[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(4): 541-548(in Chinese with English abstract).

CHEN Qun-ce, FENG Cheng-jun, MENG Wen, QIN Xiang-hui, AN Qi-mei. 2012. Analysis of in situ stress measurements at the northeastern section of the Longmenshan fault zone after the 5.12 Wenchuan earthquake[J]. Chinese J. Geophys., 55(12):3923-3932(in Chinese with English abstract).

CHEN Qun-ce, LI Hong, LIAO Chun-ting, WU Man-lu, CUI Xiao-feng, YANG Shu-xin. 2011. An experimental study of the technique for in-situ stress measurement and monitoring: An introduction to the project SinoProbe-06[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(Supp.1): 113-125(in Chinese with English abstract).COOK F A, VASUDEVAN K. 2003. Are there relict crustal fragments beneath the Moho?[J]. Tectonics, 22(3): 1026,doi:10.1029/2001TC001341.

DONG Shu-wen, LI Qiu-sheng, GAO Rui, LIU Fu-tian, XU Pei-fen,LIU Xiao-chun, XUE huai-min, GUAN Ye. 2008b.Moho-mapping in the Dabie ultrahigh-pressure collisional orogen, central China[J]. American Journal of Scicence,308(4): 517-528.

DONG Shu-wen, LI Ting-dong, CHEN Xuan-hua, WEI Wen-bo,GAO Rui, Lü Qing-tian, YANG Jing-sui, WANG Xue-qiu,CHEN Qun-ce, SHI Yao-lin, HUANG Da-nian, ZHOU Qi.2012. Progress of deep exploration in mainland China: a review[J]. Chinese J. Geophys., 55(12): 3884-3901(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, LI Ting-dong, GAO Rui, Lü Qing-tian, WU Zhen-han, CHEN Xuan-hua, ZHOU Qi, LIU Gang, LIU Zhi-qing, MEI Lin. 2010a. International progress in probing the Earth’s lithosphere and deep interior: A review[J]. Acta Geologica Sinica, 84(6): 743-770(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, LI Ting-dong, SinoProbe Group. 2011a. Deep exploration technology and experimentation(SinoProbe)[J].Acta Geoscientica Sinica, 32(Supp.1): 3-23(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, LI Ting-dong. 2009. SinoProbe: the exploration of the deep interior beneath the Chinese continent[J]. Acta Geologica Sinica, 83(7): 895-909(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, MA Li-cheng, LIU Gang, XUE Huai-min, SHI Wei, LI Jian-hua. 2011c. On dynamics of the metallogenic belt of Middle-Lower Reaches of Yangtze River, eastern China[J].Acta Geologica Sinica, 85(5): 612-625(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, WILLEMANN R, WIERSBERG T, ZHOU Qi,CHEN Xuan-hua. 2012. Recent advances in deep exploration:Report on the international symposium on deep exploration into the lithosphere[J]. Episodes, 35: 353-355.

DONG Shu-wen, WU Zhen-han, CHEN Xuan-hua, ZHENG Yuan,GUAN Ye, YANG Zhen-yu, ZHAO Yue, ZHANG Yue-qiao,ZHANG Fu-qin, LIU Zhi-qiang, LIU Gang, ZHOU Qi,ZHANG Jiao-dong, LI Jie, LI Bing, XU Yan. 2011b. The integration and data management of deep exploration[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32 (Supp.1): 137-152 (in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, XIANG Huai-shun, GAO Rui, Lü Qing-tian, LI Jian-she, ZHAN Shuang-qing, LU Zhan-wu, MA Li-cheng.2010b. Deep structure and ore formation within Lujiang-Zongyang valcanic ore concentrated area in Middle to Lower Reaches of Yangtze River[J]. Acta Petrologica Sinica,26(9): 2529-2542(in Chinese with English abstract).

DONG Shu-wen, ZHANG Yue-qiao, LONG Chang-xing, YANG Zhen-yu, JI Qiang, WANG Tao, HU Jian-ming, CHEN Xuan-hua. 2008a. Jurassic tectonic revolution in China and new interpretation of the “Yanshan Movement”[J]. Acta Geologica Sinica(English edition), 82: 334-347.

DONG Shu-wen, ZHANG Yue-qiao, WU Zhen-han, YANG Nong,MA Yin-sheng, SHI Wei, CHEN Zheng-le, LONG Chang-xing,AN Mei-jian. 2008c. Surface rupture and co-seismic displacement produced by theMs8.0 Wenchuan Earthquake of May 12th 2008, Sichuan, China: Eastwards growth of the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Acta Geologica Sinica, 82(5):938-948.

GAO Rui, WANG Hai-yan, WANG Cheng-shan, YIN An, ZHANG Yu-xiu, LI Qiu-sheng, GUO Tong-lou, LI Wen-hui. 2011.Lithospheric deformation shortening of the northeastern Tibetan Plateau: Evidence from reprocessing of deep seismic reflection data[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(5): 513-520(in Chinese with English abstract).

GAO Rui, LU Zhan-wu, LIU Jin-kai, KUANG Chao-yang, FENG Shao-ying, LI Peng-wu, ZHANG Ji-sheng, WANG Hai-yan.2010. A result of interpreting from deep seismic reflection:Revealing fine structure of the crust and tracing deep process of the mineralization in Luzong deposit area[J]. Acta Petrologica Sinica, 26(9): 2543-2552(in Chinese with English abstract).

GAO Rui, XIONG Xiao-song, LI Qiu-sheng, LU Zhan-wu. 2009.The Moho depth of Qinghai-Tibet Plateau revealed by seismic detection[J]. Acta Geoscientica Sinica, 30(6): 761-773(in Chinese with English abstract).

HUANG Da-nian, YU Ping, DI Qing-yun, GUO Zi-qi, LIN Jun,SUN You-hong, XU Xue-chun. 2012. Development of key instruments and technologies of deep exploration today and tomorrow[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 42(5): 1485-1496(in Chinese with English abstract).LI Ting-dong. 2006. Lithospheric tectonic units of China[J]. Geology in China, 33(4): 700-710(in Chinese with English abstract).

LIU Dun-yi, WAN Yu-sheng, WU Jia-shan, WILDE S A, DONG Chun-yan, ZHOU Hong-ying, YIN Xiao-yan. 2007. Archean crustal evolution and the oldest rocks in the North China craton[J]. Geological Bulletin of China, 26(9): 1131-1138(in Chinese with English abstract).

LIU Guang-ding. 2007. Geophysical fields and hydrocarbon resources of China seas[J]. Progress in Geophys., 22(4):1229-1237(in Chinese with English abstract).

Lü Qing-tian, HAN Li-guo, YAN Jia-yong, LIAN Yu-guang, SHI Da-nian, YAN Ting-jie. 2010b. Seismic imaging of volcanic hydrothermal iron-sulfur deposits and its hosting structure in Luzong ore district[J]. Acta Petrologica Sinica, 26(9):2598-2612(in Chinese with English abstract).

Lü Qing-tian, LIAN Yu-guang, ZHAO Jin-hua. 2010a. Application of reflection seismic technology in metallogenic geological background and deep mineral exploration: Status and prospects[J]. Acta Geologica Sinica, 84(6): 771-787(in Chinese with English abstract).

Lü Qing-tian, SHI Da-nian, TANG Jing-tian, WU Ming-an,CHANG Yin-fo, SinoProbe-03-CJ Group. 2011. Probing on deep structure of Middle and Lower Reaches of the Yangtze metallogenic belt and typical ore concentration area: A review of annual progress of SinoProbe-03[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(3): 257-268(in Chinese with English abstract).

MO Xuan-xue, ZHAO Zhi-dan, ZHOU Su, DONG Guo-chen, LIAO Zhong-li. 2007. On the timing of India-Asia continental collision[J]. Geological Bulletin of China, 26(10): 1240-1244(in Chinese with English abstract).

REN Ji-shun, WANG Zuo-xun, CHEN Bing-wei, JIANG Chun-fa,NIU Bao-gui, LI Jin-yi, XIE Guang-lian, HE Zheng-jun, LIU Zhi-gang. 1997. A new generation tectonic map of China[J].Regional Geology of China, 16(3): 225-230, 248(in Chinese with English abstract).

SHI Yao-lin, CAO Jian-ling. 2008. Effective viscosity of China continental lithosphere[J]. Earth Science Frontiers, 15(3):82-95(in Chinese with English abstract).

SHI Yao-lin, CAO Jian-ling. 2010. Some aspects in static stress change calculation–Case study on Wenchuan earthquake[J].Chinese J. Geophys., 53(1): 102-110(in Chinese with English abstract).

SUN Shu, WANG Cheng-shan. 2009. Deep time and sedimentology[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 27(5): 792-810(in Chinese with English abstract).

TENG Ji-wen, LIU Cai, HAN Li-guo, RUAN Xiao-min, YAN Ya-fang, ZHANG Yong-qian. 2009. The dynamical mechanism for medium rapture and motion of deep matler on Wenchuan-YingxiuMS8.0 Earthquarce, 2008[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 39(4): 559-583(in Chinese with English abstract).

TENG Ji-wen, PI Jiao-long, YANG Hui, LIU shao-hua. 2012. The ponder for study the intension and locus of continental dynamics in China[J]. Chinese J. Geophys., 55(3): 851-862(in Chinese with English abstract).

TENG Ji-wen, WANG Fu-yun, ZHAO Wen-zhi, ZHANG Yong-qian.2010. Velocity structure of layered block and deep dynamic process in the lithosphere beneath the Yinshan orogenic belt and Ordos Basin[J]. Chinese J. Geophys., 53(1): 67-85(in Chinese with English abstract).

TENG Ji-wen, ZHANG Hong-shuang, SUN Ruo-mei, YAN Ya-fang,ZHANG Xue-mei, YANG Hui, TIAN You, ZHANG Yong-qian,RUAN Xiao-min. 2011. Geophysical field characteristics and dynamic response of segmentations in East-West direction and their boundary zone in central Tibetan plateau[J]. Chinese J.Geophys., 54(10): 2510-2527(in Chinese with English ab-stract).

TENG Ji-wen. 2009. The research of deep physics of Earth’s interior and dynamics in China: The sixteen major thesis evidences and scientific quide[J]. Progress in Geophys., 24(2):801-829(in Chinese with English abstract).

TENG Ji-wen. 2010. Strengthening exploration of metallic minerals in the second deep space on the crustal interior; Accelerated research, development and industrialization for geophysical new technology and instrumental equipments[J]. Progress in Geophys., 25(3): 729-748(in Chinese with English abstract).

VAN DER VELDEN A J, COOK F A. 2005. Relict subduction zones in Canada[J]. Journal of Geophysical Research, 110:B08403,doi: 10.1029/2004JB003333.

VAUCHEZ A, TOMMASI A, MAINPRICE D. 2012. Faults (shear zones) in the Earth’s mantle[J]. Tectonophysics, 558-559:1-27.

WANG Cheng-shan, GAO Rui, YIN An, WANG Hai-yan, ZHANG Yu-xiu, GUO Tong-lou, LI Qu-sheng, LI Ya-lin. 2011. A mid-crustal strain-transfer model for continental deformation:A new perspective from high-resolution deep seismic-reflection profiling across NE Tibet[J]. Earth and Planetary Science Letters, 306: 279-288.

WANG Xue-qiu, XIE Xue-jin, ZHANG Ben-ren, ZHANG Qin, CHI Qing-hua, HOU Qing-ye, XU Shan-fa, NIE Lan-shi, ZHANG Bi-min. 2010. China geochemical probe: Making "geochemical Earth"[J]. Acta Geologica Sinica, 84(6): 854-864(in Chinese with English abstract).

WANG Xue-qiu, XU Shan-fang, ZHANG Bi-min, ZHAO Shan-ding.2011. Deep-penetrating geochemistry for sandstone-type uranium deposits in the Turpan–Hami basin, north-western China[J]. Applied Geochemistry, 26: 2238-2246.

WANG Xue-qiu, YE Rong. 2011. Findings of nanoscale metal particles: Evidence for deep-penetrating geochemistry[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(1): 7-12(in Chinese with English abstract).

WANG Xue-qiu, ZHANG Bi-min, LIU Xue-min. 2012. Nanogeochemistry: Deep-penetrating geochemical exploration through cover[J]. Earth Science Frontiers, 19(3): 101-112(in Chinese with English abstract).

WANG Xue-qiu. 2012. Global geochemical baselines: Understanding the past and predicting the future[J]. Earth Science Frontiers, 19(3): 7-18(in Chinese with English abstract).

WEI Wen-bo, JIN Sheng, YE Gao-feng, DENG Ming, JING Jian-en,LI Yan-jun, ZHANG Le-tian, DONG Hao, ZHANG Fan, XIE Cheng-liang. 2010. On the conductive structure of Chinese continental lithosphere – Experiment on “standard monitoring network” of continental EM parameters (SinoProbe-01)[J].Acta Geologica Sinica, 84(6): 788-800(in Chinese with English abstract).

WU Man-lu, ZHANG Yue-qiao, LIAO Chun-ting, CHEN Qun-ce,MA Sheng-ming, WU Jin-sheng, YAN Jun-feng, OU Ming-yi.2009. Preliminary results of in-situ stress measurements along the Longmenshan fault zone after the WenchuanMs8.0 earthquake[J]. Acta Geologica Sinica (English Edition), 83(4):746-753.

XIE Xue-jin, WANG Xue-qiu, CHENG Hang-xin, CHENG Zhi-zhong, YAO Wen-sheng. 2011. Digital Element Earth[J].Acta Geologica Sinica (English edition), 85(1): 1-16.

XIE Xue-jin, YAO Wen-sheng. 2010. Outlines of New Global Geochemical Mapping Program[J]. Acta Geologica Sinica(English edition), 84(3): 441-453.

XU Zhi-qin, LI Hai-bin, YANG Jing-sui. 2006a. An orogenic plateau – the orogenic collage and orogenic types of the Qinghai-Tibet Plateau[J]. Earth Science Frontiers, 13(4):1-17(in Chinese with English abstract).

XU Zhi-qin, YANG Jing-sui, LI Hai-bin, JI Shao-cheng, ZHANG Ze-ming, LIU Yan. 2011. On the tectonics of the India-Asia collision[J]. Acta Geologica Sinica, 85(1): 1-33(in Chinese with English abstract).

XU Zhi-qin, YANG Jing-sui, LI Hai-bin, YAO Jian-xin. 2006b. The Early Palaeozoic terrene framework and the formation of the high-pressure (HP) and ultra-high pressure (UHP) metamorphic belts at the Central Orogenic Belt (COB)[J]. Acta Geologica Sinica, 80(12): 1793-1806(in Chinese with English abstract).

XU Zhi-qin, YANG Jing-sui, LI Hua-qi, WANG Rui-rui, CAI Zhi-hui. 2012. Indosinian collision-orogenic system of Chinese continent and its orogenic mechanism[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(6): 1697-1709(in Chinese with English abstract).

YANG Jing-sui, DOBRZHINETSKAYA L, BAI Wen-ji,FANG Qing-Song, ROBINSON P T, ZHANG Jun-feng,GREEN II, HARRY W. 2007. Diamond- and coesite-bearing chromitites from the Luobusa ophiolite, Tibet[J]. Geology, 35:875-878.

YANG Jing-sui, XIONG Fa-hui, GUO Guo-lin, LIU Fei, LIANG Feng-hua, CHEN Song-yong, LI Zhao-li, ZHANG Li-wen.2011b. The Dongbo ultramafic massif: A mantle peridotite in the western part of the Yarlung Zangbo suture zone, Tibet,with excellent prospects for a major chromite deposit[J]. Acta Petrologica Sinica, 27(11): 3207-3222(in Chinese with English abstract).

YANG Jing-sui, XU Xiang-zhen, LI Yuan, LI jin-yang, BA Deng-zhu, RONG He, ZHANG Zhong-ming. 2011a. Diamonds recovered from peridotite of the Purang ophiolite in the Yarlung-Zangbo suture of Tibet: A proposal for a new type of diamond occurrence[J]. Acta Petrologica Sinica, 27(11):3171-3178(in Chinese with English abstract).

YANG Jing-sui, XU Zhi-qin, DUAN Xiang-dong, Li Jing, XIONG Fa-hui, LIU Zhao, CAI Zhi-hui, LI Hua-qi. 2012. Discovery of a Jurassic SSZ ophiolite in the Myitkyina region of Myanmar[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(6): 1710-1730(in Chinese with English abstract).

YANG Jing-sui, XU Zhi-qin, MA Chang-qian, WU Cai-lai, ZHANG Xin-jian, WANG Zong-qi, WANG Guo-can, ZHANG Hong-fei,DONG Yun-peng, LAI Shao-cong. 2010. Compound orogeny and scientific problems concerning the Central Orogenic Belt of China[J]. Geology in China, 37(1): 1-11(in Chinese with English abstract).

YANG Wen-cai, WANG Jia-lin, ZHONG Hui-zhi, CHEN Bing.2012. Analysis of regional magnetic field and source structure in Tarim Basin[J]. Chinese J. Geophys., 55(4): 1278-1287(in Chinese with English abstract).

YANG Wen-cai, WEI Wen-bo, JIN Sheng, MENG Xiao-hong, YE Gao-feng, XU Yi-xian, FANG Hui, DENG Ming, JING Jian-en.2011. Experimental study of the continental standard grid of electromagnetic parameters: An introduction to project sinoprobe-01[J]. Acta Geoscientica Sinica, 32(Supp.1): 24-33(in Chinese with English abstract).

YANG Wen-cai, YU Chang-qing. 2011. Movement Features of Mantle Fluid Flows based on the S-wave Velocity Structure of Asia[J]. Acta Geologica Sinica, 85(9): 1399-1408.

ZHANG Guo-wei, CHENG Shun-you, GUO An-lin, DONG Yun-peng, LAI Shao-cong, YAO An-ping. 2004. Mianlue paleo-suture on the southern margin of the Central Orogenic System in Qinling-Dabie–with a discussion of the assembly of the main part of the continent of China[J]. Geological Bulletin of China, 23(9-10): 846-853(in Chinese with English abstract).

ZHANG Guo-wei, DONG Yun-peng, YAO An-ping. 2002. Some thoughts on the study of continental dynamics and orogenic bellts[J]. Geology in China, 29(1): 7-13(in Chinese with English abstract).

ZHANG Guo-wei, GUO An-lin, DONG Yun-peng, YAO An-ping. 2011.Continental geology, tectonics and dynamics[J]. Earth Science Frontiers, 18(3): 1-12(in Chinese with English abstract).

ZHANG Le-tian, JIN Sheng, WEI Wen-bo, YE Gao-feng, DUAN Shu-xin, DONG Hao, ZHANG Fan, XIE Cheng-liang. 2012.Electrical structure of crust and upper mantle beneath the eastern margin of the Tibetan Plateau and the Sichuan Basin[J].Chinese J. Geophys., 55(12): 4126-4137(in Chinese with English abstract).

ZHAO Wen-jin, LIU Kui, JIANG Zhong-ti, WU Zhen-han, ZHAO Xun, SHI Da-nian, XIONG Jia-yu, MECHIE J, BROWN L,HEARN T, GUO J R, HAINES SETH S. 2004. Bangong Co-Nujiang suture zone, Tibet–a suggestion given by deep geophysical structure[J]. Geological Bulletin of China, 23(7):623-635(in Chinese with English abstract).

ZHAO Wen-jin, NELSON K D, XU Zhong-xin. 1996. Deep seismic reflection in Himalaya region reveals the complexity of the crust and upper mantle structure[J]. Chinese J. Geophys., 39(5):615-628(in Chinese with English abstract).

ZHAO Wen-jin, WU Zhen-han, SHI Da-nian, XIONG Jia-yu, XUE Guang-qi, SU He-ping, HU Dao-gong, YE Pei-sheng. 2008.Comprehensive deep profiling of Tibetan Plateau in the INDEPTH Project[J]. Acta Geoscientica Sinica, 29(3):328-342(in Chinese with English abstract).

ZHAO Wen-jin. 2003. Deep exploration for lithosphere with special reference to Qinghai-Tibet Plateau[J]. Engineering Science,5(2): 1-15(in Chinese with English abstract).

致謝: 國(guó)家深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)(SinoProbe 2008—2012)由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院組織實(shí)施、國(guó)土資源部歸口管理, 得到了財(cái)政部、科技部、

教育部、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)地震局和國(guó)家自然科學(xué)基金委的大力支持。以國(guó)土資源部張洪濤原總工程師和鐘自然總工程師為首的兩屆專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組(含辦公室), 由李廷棟、孫樞、馬宗晉院士等組成的專項(xiàng)專家委員會(huì), 為專項(xiàng)的頂層設(shè)計(jì)與高端綜合做出了卓越的貢獻(xiàn), 把握了專項(xiàng)主要研究方向和關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。來自各個(gè)部門的兩千多名科技人員參加了專項(xiàng)研究, 組成了強(qiáng)大的深部探測(cè)科研團(tuán)隊(duì),他們精誠(chéng)合作、團(tuán)結(jié)奮戰(zhàn)、刻苦鉆研, 為專項(xiàng)成功運(yùn)行和成果取得做出了巨大的貢獻(xiàn)。在此一并表示衷心的感謝。

Progress of SinoProbe – Deep Exploration in China 2008—2012

DONG Shu-wen1), LI Ting-dong1), GAO Rui2), Lü Qing-tian3), WEI Wen-bo4), YANG Jing-sui2),WANG Xue-qiu5), CHEN Qun-ce6), SHI Yao-lin7), HUANG Da-nian8), CHEN Xuan-hua1), ZHOU Qi1)

1)Chinese Academy of Geological Sciences, Beijijng100037;
2)Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijijng100037;
3)Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijijng100037;
4)China University of Geosciences(Beijing), Beijing100083;
5)Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang, Hebei065000;
6)Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijijng100081;
7)Graduate University, Chinese Academy of Sciences, Beijing100049;
8)Jilin University, Changchun, Jilin130026

The SinoProbe – Deep Exploration in China is a multidisciplinary earth science research program on geosciences with unprecedented scope and scientific ambition. The overall aim of the SinoProbe is to reveal the composition, structure and evolution of the continental lithosphere underneath China. SinoProbe 2008—2012, the initial phase of the SinoProbe, has achieved a lot of technological innovations and made some important scientific discoveries in the field of deep exploration in China, with a great innovation value for the society. The project has completed a total length of 6000 km deep seismic reflection profiling in Tibet, South China, North China, and Northeast China, impelling China to be one of the major advanced countries in the international society of deep exploration. It has carried out lots of research work, such as nation-wide geochemical baseline (with 78 elements)and magnetotelluric (MT) array (by 4°?4°, and 1°?1° in North China and Tibet), 3D exploration in ore deposit districts in eastern China, several fruitful continental scientific drilling boreholes, two regional in-situ stress monitoring networks, geodynamic modeling of the lithosphere underneath China’s mainland, and instrumentation development for deep exploration in China. As a result, some new recognitions on the Mesozoic – Cenozoic geological and tectonic evolution of the continental China have been gained. In addition, some valuable explorations on the organization and administration of big-science program were made, which have exerted a strong influence on the geoscience society of the world. The SinoProbe 2008—2012 has laid a solid foundation for the organization and implementation of the full scale SinoProbe – Deep Exploration in China as a Major National Science and Technology Program. The SinoProbe is considered as a major signature geoscience program during the transition of China from a big country of geoscience to a powerful country of geoscience. SinoProbe – Deep Exploration in China, opening a new time of geoscience research in China, was awarded one of the top 10 scientific and technological progresses of China in 2011 by the Chinese Academy of Sciences and the Chinese Academy of Engineering, and the international synchronization of the SinoProbe – Deep Exploration in China, has been awarded the Special Progress of the Chinese Academy of Geological Sciences in 2012.

SinoProbe–deep exploration in China; crustal structure; deep seismic reflection; MT array; 3D probe in ore deposits; scientific drilling; geochemical baseline; stress monitoring; geodynamic modeling; development of instrument; special progress

P313; P5

A

10.3975/cagsb.2013.01.02

本文由國(guó)家專項(xiàng)“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究”(編號(hào): SinoProbe-08)資助。獲中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院2012年度十大科技進(jìn)展之特別進(jìn)展。

2013-01-22; 改回日期: 2013-01-28。責(zé)任編輯: 閆立娟。

董樹文, 男, 1954年生。博士生導(dǎo)師, 研究員。長(zhǎng)期從事構(gòu)造地質(zhì)與成礦、深部構(gòu)造與地質(zhì)過程、深部探測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。E-mail: swdong@cags.ac.cn。

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