文/汪?。ㄖ袊?guó)非洲問(wèn)題研究會(huì))
青藏高原及其影響區(qū)約占中國(guó)國(guó)土面積的三分之一,它形成時(shí)代新,且在繼續(xù)活動(dòng),高原隆升幅度高(平均海拔4500米),地震活動(dòng)頻繁。青藏高原隆升隔斷了南邊印度洋的暖濕空氣,造成中國(guó)廣大西部地區(qū)的沙漠化。喜馬拉雅山坡的不同高度上,不同類(lèi)型動(dòng)植物放任天足自由活潑的成長(zhǎng),成為研究生態(tài)變遷與生態(tài)平衡的“自然博物館”。
要加速西藏、青海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,需要從理論上進(jìn)一步揭示中國(guó)地震發(fā)生規(guī)律、火山活動(dòng)、氣候變化、地質(zhì)環(huán)境變遷,以及探討能源、礦產(chǎn)資源的形成和分布,這些都需要對(duì)青藏高原展開(kāi)進(jìn)一步的地學(xué)研究。
新中國(guó)成立后,中國(guó)政府在青藏高原地學(xué)研究中先后投入了大量人力、資金,開(kāi)展調(diào)查研究工作,大批的地學(xué)家對(duì)它進(jìn)行了廣泛的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、大地測(cè)量、鉆探工程等多學(xué)科結(jié)合的綜合研究,取得了一批有意義的成果。$
青藏高原以至整個(gè)中國(guó)地質(zhì)構(gòu)造多樣,有許多世界其它地方?jīng)]有的特點(diǎn),研究地學(xué)必須研究中國(guó),研究中國(guó)既是中國(guó)的需要,也是世界地學(xué)發(fā)展的需要,在改革開(kāi)放的新形勢(shì)下,中國(guó)地學(xué)家與外國(guó)同行開(kāi)展了一系列合作研究,合作的熱點(diǎn)之一就是青藏高原的大陸動(dòng)力學(xué)研究。
對(duì)喜馬拉雅造山帶和青藏高原的研究,在歐洲有法國(guó)、德國(guó)、瑞士,北美有美國(guó)、加拿大,南亞有印度、尼泊爾,東亞有中國(guó),各研究中心之間既合作又進(jìn)行著激烈的科學(xué)競(jìng)爭(zhēng),從而深化了人們對(duì)喜馬拉雅山和青藏高原的認(rèn)識(shí)。$
20世紀(jì)80年代初,以寬角反射為基礎(chǔ)的中法合作青藏高原地學(xué)項(xiàng)目啟動(dòng),中方投入了約300萬(wàn)美元資金,上世紀(jì)80年代在青藏高原的中法合作地學(xué)研究,使海外地學(xué)界看到,中國(guó)政府是重視基礎(chǔ)研究、重視和國(guó)際地學(xué)界合作的,當(dāng)時(shí)美國(guó)的科學(xué)家也非常希望加強(qiáng)與中國(guó)地學(xué)家的交流與合作。1984年中法聯(lián)合在成都召開(kāi)“地殼和上地幔構(gòu)造演化”國(guó)際研究討會(huì)時(shí),美國(guó)錫拉丘茲大學(xué)地學(xué)家多爾·內(nèi)爾森與會(huì),積極活動(dòng),探討中美合作開(kāi)展青藏高原深反射地震試驗(yàn)的途徑。隨后,他訪(fǎng)問(wèn)了西藏。$
美國(guó)地質(zhì)學(xué)界十分重視喜馬拉雅山和青藏高原的研究,早在1979年曾組織國(guó)際板塊代表團(tuán)考察了西藏,并提出在西藏開(kāi)展深反射地震試驗(yàn)及地質(zhì)和地球化學(xué)研究的建議;進(jìn)入20世紀(jì)90年代,中美雙方積極推動(dòng)關(guān)于喜馬拉雅山和青藏高原的合作研究。1991年10月18日,中美地學(xué)家雙方簽訂了“喜馬拉雅和青藏高原深地震反射剖面可行性試驗(yàn)”協(xié)議,中方由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院科學(xué)家趙文津簽字,美方由錫拉丘茲大學(xué)多爾·內(nèi)爾森、康奈爾大學(xué)拉里·布朗教授和哥倫比亞大學(xué)教授郭宗汾3人簽字,該項(xiàng)目也稱(chēng)“國(guó)際喜馬拉雅和青藏高原深剖面及綜合研究”,英文簡(jiǎn)稱(chēng)INDEPTH。該項(xiàng)目總體研究目標(biāo)是查明高原各個(gè)造山帶和地體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),闡明發(fā)生的構(gòu)造作用,探討有關(guān)造山帶的形成和高原隆升過(guò)程以及大陸物質(zhì)的深部遷移,并進(jìn)一步探討對(duì)資源生成、環(huán)境變遷的影響。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)對(duì)該項(xiàng)目給予了資助。中國(guó)地礦部、中國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)均向該項(xiàng)目提供了資助。西藏自治區(qū)各級(jí)政府均對(duì)項(xiàng)目開(kāi)展提供了大力支持,開(kāi)放邊境地帶使該項(xiàng)目順利地開(kāi)展起來(lái)。
1992年5月起開(kāi)展了INDEPTH第一階段工作,300名工程技術(shù)人員、上百輛車(chē),浩浩蕩蕩開(kāi)入藏南特提斯喜馬拉雅地區(qū),進(jìn)行“深反射方法探測(cè)深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造”的可行性試驗(yàn)。他們當(dāng)中有20余名美國(guó)地學(xué)工作者,他們工作熱情高,研究思路有值得中方借鑒之處。
INDEPTH第一階段野外工作共完成了100公里的剖面試驗(yàn)。1993年進(jìn)入室內(nèi)研究階段。同年12月,英國(guó)《自然》雜志發(fā)表中方首席科學(xué)家趙文津、多爾·內(nèi)爾森等人的論文“深地震反射提供的印度大陸向藏南下面俯沖的證據(jù)”。$
在INDEPTH項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中,中方建立了自己的深部資料處理中心,中美雙方先分別處理資料,然后進(jìn)行交流討論,找出雙方的優(yōu)缺點(diǎn),再作進(jìn)一步處理、改進(jìn)。中美雙方在野外數(shù)據(jù)采集、超深地震資料處理、在地球物理和地質(zhì)解釋方面密切合作,及時(shí)交流,雙方互相尊重,合作十分愉快、成功。1995年11月,美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表了專(zhuān)文,以“正確的合作可以拯救生命和移動(dòng)大山”為題,介紹了中美合作的INDEPTH的成果,對(duì)中國(guó)有關(guān)當(dāng)局向美國(guó)地質(zhì)學(xué)家開(kāi)放喜馬拉雅山邊界地區(qū)給予了高度的評(píng)價(jià)。
由于中美合作INDEPTH第一階段取得了成功,雙方在有關(guān)部門(mén)的支持下,于1994年1月14日簽署了開(kāi)展INDEPTH項(xiàng)目第二階段研究協(xié)定,并于當(dāng)年初進(jìn)藏開(kāi)展了野外工作,在雅魯藏布江縫合帶兩側(cè)開(kāi)展深反射和多學(xué)科的合作研究,探測(cè)縫合帶兩側(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)造。野外數(shù)據(jù)采集的方法是,每隔200米打一口爆炸井,每個(gè)爆炸井打50米深,放入50公斤炸藥,然后爆炸產(chǎn)生地震波,用1臺(tái)240道無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)地震儀接收地震信號(hào)。INDEPTH第二階段野外工作用了65噸炸藥,完成了深地震反射剖面長(zhǎng)達(dá)240公里,利用9臺(tái)REFTEK型寬頻地震儀器,記錄觀(guān)測(cè)了半年。這一階段試驗(yàn)期間,七位德國(guó)科學(xué)家也參加了合作研究,發(fā)揮了很大作用,他們帶來(lái)了30臺(tái)REFTEK型儀器負(fù)責(zé)兩線(xiàn)廣角反射觀(guān)測(cè),接收深反射地震的爆炸沖擊波;加拿大地質(zhì)調(diào)查局大地電磁場(chǎng)專(zhuān)家托恩斯也帶著ZIMS型長(zhǎng)周期儀器參加進(jìn)來(lái),開(kāi)展了西藏高原首次長(zhǎng)周期大地電磁場(chǎng)觀(guān)測(cè),這樣,中美合作發(fā)展成中、美、德、加等四國(guó)合作研究,參與的科學(xué)家來(lái)自9個(gè)國(guó)家。$
在INDEPTH項(xiàng)目中,中方采取了靈活的開(kāi)放式管理方法,即國(guó)家開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的一套方法,即少數(shù)人員固定,多數(shù)人員流動(dòng),盡量吸收年青的碩士、博士生參加,中國(guó)的國(guó)際科技合作在改革前進(jìn)。INDEPTH第一階段中美科學(xué)家的室內(nèi)資料對(duì)比了三次,地質(zhì)解釋也對(duì)比了幾次。第二階段,中方對(duì)資料處理了四遍,反映中國(guó)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué),研究工作扎實(shí)的特點(diǎn)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)對(duì)INDEPTH項(xiàng)目前兩階段做的評(píng)論都不錯(cuò)。1996年8月在北京召開(kāi)的第30屆世界地質(zhì)大會(huì)上,國(guó)際巖石圈委員會(huì)主席、美國(guó)休斯頓大學(xué)教授伯克在主旨發(fā)言中談到:INDEPTH項(xiàng)目的合作模式是今后解決重大地學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題的可效仿模式。1996年12月6日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志274卷中,發(fā)表了關(guān)于INDEPTH項(xiàng)目的5篇論文,中、美科學(xué)家在這一研究工作中發(fā)揮了同等重要的作用;中國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)學(xué)刊也發(fā)表了介紹INDEPTH項(xiàng)目研究的專(zhuān)文。$
中美雙方就INDEPTH第三階段合作研究有關(guān)問(wèn)題于98年5月達(dá)成協(xié)議。第三階段使用更多的REFTEK型地震儀進(jìn)行野外工作,這是一項(xiàng)跨世紀(jì)工程,工作量包括完成深地震反射剖面200公里,廣角剖面長(zhǎng)400公里。INDEPTH項(xiàng)目第三階段包括地球物理、地質(zhì)、地球化學(xué)等多學(xué)科的研究?jī)?nèi)容,于2006年完成。
在青藏高原的大陸動(dòng)力學(xué)研究中,中方重視同美方的合作,也希望德、法等國(guó)科學(xué)家更多地參與,并希望同印度、尼泊爾、巴基斯坦地質(zhì)學(xué)家加強(qiáng)合作研究,開(kāi)展橫穿喜馬拉雅造山帶的地質(zhì)、地球物理綜合研究。
中國(guó)有很多地質(zhì)構(gòu)造獨(dú)特的地區(qū),包括天山、昆侖山等,中方已有長(zhǎng)期研究的成果與經(jīng)驗(yàn),也希望與包括美國(guó)在內(nèi)的海外科學(xué)家,就這些地區(qū)的地學(xué)問(wèn)題開(kāi)展合作研究。中方重視基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用科學(xué)的銜接,希望通過(guò)研究深部地質(zhì)探究深部成礦區(qū)域背景及地震預(yù)報(bào),通過(guò)研究盆地形成演化及油氣生成關(guān)系,加快開(kāi)發(fā)當(dāng)?shù)刭Y源,從而促進(jìn)青藏高原地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
INDEPTH第四階段合作研究于2007年起步,由中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)三國(guó)科學(xué)家合作研究昆侖山深部結(jié)構(gòu)與造山機(jī)制。昆侖山東部屹立在中國(guó)青藏高原北部,海拔在5000-6000米,是研究地球科學(xué)的熱點(diǎn)地區(qū),近些年來(lái)沿昆侖山南部邊緣地帶曾多次發(fā)生大地震,如松潘7.8級(jí)、昆侖山口西8.1級(jí)、汶川8.0級(jí)等大地震給當(dāng)?shù)卦斐蓸O大的破壞,更促進(jìn)了人們對(duì)這一地區(qū)的研究工作。INDEPTH 第四階段重點(diǎn)研究的是200公里以淺的地殼與上地幔部分,并與地表的構(gòu)造地質(zhì)調(diào)查密切結(jié)合。野外工作結(jié)束后,隨著室內(nèi)研究的逐步深入,中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)識(shí)到昆侖-柴達(dá)木地塊是一個(gè)地塊,有統(tǒng)一的基底;昆侖地塊地殼厚度為65~70km,較正常地殼厚了近1倍。
伴隨著中國(guó)西部大開(kāi)發(fā)和建設(shè)“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”戰(zhàn)略的實(shí)施,中美地學(xué)合作之路將越走越寬廣。