问鼎极地地学之巅

    4月10日，上海浦东曹路镇的中国极地考察国内基地码头。第26次南极科学考察历时6个月，圆满完成了任务，凯旋归来。随着科考队员之一、中国地质科学院地质力学研究所陈虹博士的归来，至此，我局在南极的综合地质科学考察研究工作又向前迈进了一大步。

近年来南北两极成为各国地学研究的重要舞台

   极地科学考察关系着全球的变化和人类的未来，是人类探索自然奥秘、拓展发展空间的伟大事业，在诸多方面都具有重大而深远的意义。地处地球两端的南北极作为特殊的地理单元，在全球气候与环境变化中的重要作用越来越被人们所认识，所蕴藏的宝贵物质财富和科学资源更是受到世界各国的关注，备受全球科学家的向往。
    南北极尤其南极，是目前全球受人类活动影响和环境污染最少的地区，对了解人类活动与全球环境变化的关系有重要的战略意义。南极大陆是地球上最古老的大陆之一，已经发现的最老的岩石年龄达3930百万年。它经历并保存着地球演化中一些重大地质事件的记录，如格林威尔构造热事件、泛非期构造热事件。南极大陆的形成与演化的研究，关系到人们对全球构造格局的形成和演化的认识，具有重要科学意义。。
    我国已经成为极地国际合作计划实施队伍中的重要成员。1984年以来，在邓小平同志“为人类和平利用南极做出贡献”题词的号召下，我国逐步建立了南极科学考察“一船三站”的支撑体系，初步建立了观测体系，形成了以冰川，地质、地球物理等为基础的学科群，从而已具有实施极地重大科学计划和参与国际地球系统科学计划的一定能力。在南极长城站、中山站、昆仑站和北极黄河站建立了大气科学、地球物理学等学科的常年观测系统。
    1985年以来，地调系统先后有33人17次赴南极进行地质科学考察。1999年以来，我局先后15人次参加了中国南极科学考察，中国地质科学院地质研究所和地质力学研究所等单位的科研人员，在南极开展了地质编图和综合地质考察等系列研究。2005年，中国科学院院士李廷栋和中国地质科学院地质力学研究所赵越研究员等前往北极黄河站进行了科学考察。
    这些科学考察活动取得具有国际重大影响的科学成就，提升了我国极地科研水平，为人类认知极地作出了杰出的贡献。一批中国地质科学家也因此成为国际全球计划，特别是国际极地学术组织或科学计划的领导者和重要成员。

        普里兹带和格罗夫山地区的地质科学考察进展，为我国从极地考察大国向考察强国迈进奠定了坚实的基础
    我国在南极地质科学研究中虽然起步较晚，但通过地质学家们的艰苦努力，在地质考察和研究方面均取得了丰硕的成果：
    陈廷愚主编编辑出版了1：500万南极地质图，并对南极洲的地质发展和冈瓦纳古陆的演化进行了深入的研究。李兆鼐等建立了西南极乔治王岛菲尔德斯半岛的构造格架，并对乔治王岛菲尔德斯半岛进行了火山岩地质初步研究。任留东等发现了硅硼镁铝矿石，纠正了国外地质学家把柱晶石误认为电气石的错误。刘晓春等人回收了我国在南极收集的第一块陨石和以后参与了近500块陨石的回收，为我国天体化学及陨石学的研究作出了贡献。
    值得一提的是，赵越等发现东南极泛非期普利兹构造带，突破了传统的东南极大陆形成理论模式。其中东南极泛非期(5亿年)地质事件的识别及其构造意义的认识，明确提出在东冈瓦纳内部存在一条泛非期碰撞造山带——普里兹带，证明格罗夫山是普里兹带向南极内陆的延伸部分，从而推测冈瓦纳超大陆是多个陆块在泛非期拼合的结果，改写了前人提出的由东、西冈瓦纳碰撞形成冈瓦纳超大陆的简单模型。
    2004年以来，我局对南极科学考察给予了支持，相继部署了《南极普里兹带1：50万地质图编制》和《格罗夫山—埃默里冰架东缘综合地质研究》等地质调查项目，以深化普里兹造山带造山过程和冈瓦纳超大陆最终拼合的研究。自此，我国极地地质科学考察开始进入了一个新的历史阶段。
    普里兹带虽然受到越来越多的地质学家们的关注，但由于南极考察地域和条件的限制，国际上针对普里兹带本身的调查和研究工作都比较薄弱。我国中山站恰好位于普里兹带的核心部位——拉斯曼丘陵，这为我们在普里兹带开展研究工作创造了非常有利的条件。地质力学所的刘晓春、赵越、胡健民、徐刚及地质研究所任留东等人在野外地质调查和综合研究的基础上，在中国地质调查局的支持下，完成了我国在南极第一张中比例尺地质图《1：50万普里兹湾—格罗夫山地区地质图》。这张地质图的制作完成，不仅填补我国在南极地质调查和制图的空白，提高我国南极地质科学研究的水平，也大大提高了中国在南极事务中的国际地位。
    《1：50万普里兹湾—格罗夫山地区地质图》建立了东南极普里兹湾—格罗夫山的构造格架，研究结果不仅证明格罗夫山是普里兹带向南极内陆的延伸部分，而且发现了它有别于其他泛非期地质体的一些独特特征，为普里兹带的性质和成因的确定提供了新的证据；首次在格罗夫山地区发现镁铁质高压麻粒岩，建立起普利兹构造带顺时针P—T演化轨迹，这项成果首次为确认普里兹构造带为碰撞造山带提供了直接的岩石学证据；发现格罗夫山地区大型低角度韧性剪切变形带，变形时代为530～480 Ma；基本上确定了普里兹构造带构造格架与变形序列及演化过程，建立了普里兹造山带西部构造边界划分及延伸等重要构造问题；首次发现了东南极西福尔丘陵冰碛物中沉积岩和浅变质岩，研究结果表明在西福尔丘陵东侧存在一个年龄可达3500Ma的中太古宙陆块等。这些研究成果对普里兹构造带的研究、为探讨冈瓦纳大陆的重建，奠定了新的基础。
    陈虹是第26次南极考察队10名格罗夫山队成员之一，他深入南极内陆格罗夫山地区工作了40天左右，执行的是地调项目“南极埃默里冰架—格罗夫山综合地质调查与研究”、国家自然科学基金项目“南极普里兹带构造格架、变形过程及大地构造意义”、国际甘布尔采夫冰下山脉省计划和国际天然地震网项目研究。
    1月4日，陈虹在格罗夫山基岩露头上安装了我国在南极内陆基岩上第一个天然地震台站，这是中国首次在格罗夫山地区部署地震观测台站，有助于探明南极大陆地壳和地幔的深部结构，进而了解南极大陆的板块构造学和深部地球动力学信息。中国目前已在南极内陆沿南极中山站至南极昆仑站方向建立了6个地震观测台站，此次将距离中山站300公里处的一个观测台站转移至格罗夫山地区，以更好地利用这些台站进行综合科学观测。
    随后，陈虹对格罗夫山北部构造研究空白区进行了地质构造研究，对这一地区的一些冰原岛峰开展了地质构造考察，采集了124件样品，加上中山站采集的24件样品，总共带回148件珍贵的地质样品。其中，采集的磷灰石裂变径迹样品，对研究确定格罗夫山隆升过程与隆升速率具有重要意义；采集的蓝冰碎石带岩石样品，为开展冰下地质研究提供了条件。
    南极地质考察，不仅是我国地质调查的重要组成，也是我国南极科考的重要内容。这些成果，为我国了解南极奠定了重要基础，为实现我国从极地考察大国向极地考察强国迈进奠定了坚实的基础，也将为人类极地科学研究事业的发展作出更多、更新的贡献。

 “十二五”期间，我局将进一步加强南北两极综合地质考察的力度

    在南极进行科学考察，及时拿出南极地区的高质量研究和调查成果，对于提升我国的国际影响力和在国际南极事务上的发言权具有至关重要的意义。
    十二五”期间，我局将加大在南北两极的地质科学考察力度。
    首先，在已有工作基础上，我局将派研究团队分别赴东南极埃默里冰架东缘和北查尔斯王子山开展地质考察。利用地质、地球物理等综合调查和遥感探测等手段，揭示埃默里冰架地区从格林维尔期到中新生代的构造演化历史，研究普里兹湾盆地和兰伯特裂谷的地质构造特征等。
    埃默里冰架东缘的基岩出露区是5亿年前（泛非期）形成的东南极普里兹造山带的重要组成部分，在大地构造部位上属于普里兹造山带的西缘，越过埃默里冰架即是10亿年前（格林威尔期）形成的北查尔斯王子山地质体，南部又与南查尔斯王子山太古宙变质杂岩相望。长期以来，关于其大地构造属性一直存有争议。因此，在埃默里冰架东缘开展详细的地质调查和研究，对查明普里兹造山带的完整结构、延展方向和演化历史等具有重要意义，将深化对整个泛非造山带性质的认识以及冈瓦纳超大陆重建的理解。
    其次，继续开展东南极普里兹湾—查尔斯王子山—格罗夫山—甘布尔采夫冰下山脉地学断面考察和地质、遥感、地球物理综合研究；对南极半岛北部的火山岩进行地质调查。
    南极大陆的基岩露头不到陆地面积的2%，在这种情况下，不同地区，特别是内陆地区的冰碛岩可能对冰下基岩的地质演化提供一些重要的信息。地球物理探测和冰下山脉钻探也是了解南极冰下地质的重要手段和方法，因此对甘布尔采夫冰下山脉地球物理测量和岩心取样，将有可能解决普里兹造山带向南极内陆的延伸及其性状这一国际关注的问题。
    “十二五”期间，我局还将加大对北极地质科学考察的力度，将派科考队员前往楚科奇海等特定海区进行地球物理场特征、地壳结构、区域构造、沉积盆地的研究和评价等工作。
    极地地质科考任重而道远。我们相信，随着我国南北两极地质科学考察工作的进一步推进，地质学家们将不断开拓极地地质科考事业的新领域，为人类探索极地科学奥秘、拓展生存与发展空间以及和平利用南北两极，实现人类社会与自然的和谐与可持续发展作出更大的贡献。