地质力学研究所开展极地科学考察工作始于1998年,到目前为止已有17人次赴南极,12人次赴北极科考,现已形成一个专业结构齐全,老、中、青相结合的高水平研究团队。2012年成立了极地地质研究室,专门负责规划、组织和实施极地地质和资源环境的调查与研究。我所科研人员注重野外考察与室内研究相结合,将主要研究成果发表于国际主流杂志并在有关国际学术讨论会上交流,得到了国际同行的认可,现已跻身国际南极地学研究的先进行列。
1. 编制了整个南极大陆和重点区域小、中、大不同比例尺的系列地质图件,包括早期参与编制完成的南极洲1:500万地质图,编制完成并即将出版的东南极普里兹造山带1:50万地质图和格罗夫山1:5万地质图,正在编制的拉斯曼丘陵1:2.5万地质图和维多利亚地新站区1:2000地质图。这些中、大比例尺的地质图件是我国主张南极普里兹湾-格里夫山地区的权益的重要基础性工作,将有助于提高我国在南极国际事务中的地位。
2. 在国际上率先查明东南极拉斯曼丘陵主期变质-变形作用发生在泛非期(500 Ma)和泛非期热事件的构造意义,基本上建立了普里兹造山带的地质构造格架,确认格罗夫山是普里兹造山带中最典型的泛非期地质体,发现镁铁质高压麻粒岩并刻画了泛非期碰撞造山的精细过程。通过这项研究明确提出在东冈瓦纳内部存在一条泛非期碰撞造山带-普里兹造山带,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传统模式,体现了我国科学家对南极地学研究的重要贡献。
3. 在中山站-泰山站(格里夫山)-昆仑站一线布设7台低温宽频天然地震仪并提取了观测数据,同时借助国际合作获取了南极大陆其它地区天然地震观测数据。通过对这些数据的处理和计算,获得了南极板块三维地壳和上地幔波速结构,据此获得了南极大陆Moho底界面形态图。利用三维波速结构计算了南极板块地壳和上地幔三维温度场,由此获得了南极板块岩石圈底界面图。这是迄今为止得到的南极板块最清晰的地壳和岩石圈结构图,为探索南极大陆及周边海域的地质演化提供了地球物理学制约。
4. 四次参加南极内陆格里夫山考察队,与其他队员一起共同确定格罗夫山地区是南极又一个陨石富集区,共收集南极陨石489块,包括我国在南极回收的第一块陨石,不仅填补了我国在此项科考领域的空白,而且使得中国的南极陨石库在世界排名第二,为我国天体化学及陨石学的研究作出了贡献。
5. 系统总结了北极地区主要油气区和含油气盆地的基础地质和油气地质特征,并结合野外实地考察,开展了北极地区油气资源潜力评价、投资环境综合研究和有利区域优选,编制出1:1000万环北极地区地质构造、沉积盆地及油气资源分布图和1:500万环北极地区油气资源勘查程度图,为未来我国利用北极油气资源、制定国家油气资源战略与能源外交政策提供了科学依据,为我国石油企业“走出去”提供了较为详实的基础地质资料。
结合我国在南极科学考察站的设立情况以及国际合作条件,我们在南极大陆将进一步开展如下研究工作:(1)东南极地盾地质演化与超大陆重建;(2)东南极大陆边缘的早古生代增生造山过程;(3)南极半岛-斯科舍弧的中新生代构造演化;(4)南极大陆矿产资源调查与潜力评估。在北极方面,从地质构造演化角度系统研究北极地区的成矿地质条件、成矿规律,科学评价油气资源及矿产资源的成矿潜力及可预见的将来我国介入北极资源开发的可能性。总体目标是在南北极基础地质研究方面达到国际先进水平,矿产资源潜力调查与评估方面满足国家需求。
我国南极大陆地质考察与研究工作区域分布图
I—北查尔斯王子山-普里兹湾工作区;II—威尔克斯地工作区;
III—维多利亚地工作区;IV—南极半岛-斯科舍弧工作区
南极普里兹造山带1:50万地质图
南极板块地壳和岩石圈厚度图
我国在南极回收的第一块陨石
冈瓦纳超大陆重建示意图