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国内外该学科现状及发展趋势及应用前景

大陆碰撞动力学研究现状与发展趋势
板块构造已经发展成为比较完善的地学理论,能够很好地解释板块边界各种构造作用,如裂解、俯冲、碰撞以及相关的岩浆活动、变质作用和盆地沉降(Condie, 2006)。相对于大陆边缘构造作用,大陆内部的构造作用要复杂得多(Molnar1988)。大陆构造已成为当前地学研究的一个重要方面,自上世纪90年代以来,陆内深俯冲与超高压变质作用,大陆岩石圈加厚与破坏过程,岩石圈流变和下地壳流动等大陆碰撞动力学过程及其与气候和环境之间的相互作用的研究成为固体地球科学最前沿的领域,人们呼唤像板块构造那样的新的陆内构造理论体系的诞生。预计在未来20年间,大陆动力学仍将持续成为地球科学研究的焦点并逐步建立相对统一的地球系统科学理论体系。
青藏高原地球动力学研究现状与存在的重大科学问题
自上世纪70年代以来,一系列大型国际合作项目,把青藏高原推向世界,掀起了世界科学家既相互合作又激烈竞争的研究热潮,取得了一系列重大成果:揭示出青藏高原是由众多地体由南向北相继碰撞拼合而成,但特提斯洋有关特提斯的演化和消失历史仍然是一个永恒的研究热点问题;初步限定了印度和亚洲大陆碰撞的初始碰撞时间,但远未揭示两大陆的碰撞过程;发现高原地壳厚度是正常大陆地壳厚度的两倍,但地壳增厚的机制仍然是未解之谜;在北喜马拉雅中地壳发现代表印度板块俯冲顶面的大型拆离层—主喜马拉雅逆冲断层,证实了印度大陆板块的向北俯冲,但陆内俯冲的规模和机制还有待深入研究;提出下地壳物质塑性流动形成隧道流(channel flow),但有待进一步验证;发现藏南上地壳发育巨大的部分熔融和藏北地壳发育巨大的流体库,但还不清楚它们的物质组成和性质;发现西藏高原发育一系列南北向裂谷系,目前对其成因和动力学意义远未达成统一认识;系统研究了青藏高原火山—岩浆作用,但众多不同性质的火山岩浆作用始终困惑着地质学家;提出了多种动力学模型,如缩短增厚模型、拆沉模型、挤出模型等,但远没达到统一认识;发现多个大型成矿带、矿集区,但离建立大陆碰撞成矿理论还相去甚远;揭示了青藏高原的变形和抬升阶段,但人们惊呼过去50年对地表高度的变化几乎没有证据约束。
上述重大研究成果为本实验室的研究奠定了坚实的基础,同时,上述存留争议的重大科学问题也为实验室未来的研究指出了方向。
大陆碰撞研究的应用前景
通过大陆碰撞和高原隆升方面的系统研究,一方面可以在大陆动力学研究上获得创新性成果,另一方面可以建立大陆动力学过程与成矿作用之间的内在联系,完善大陆成矿理论,揭示构造与环境之间的耦合关系。
青藏高原蕴藏着丰富的矿产资源,特别是石油、天然气、铬铁、铜、金、铝、锌、稀有金属、盐类矿产等具有很大前景。地质勘察工作证明,高原东部的三江地层、冈底斯山中东段、东昆仑、祁连山以及一些湖泊等许多地区将成为某些矿产的基地,对于保证我国矿产资源的可持续供应,具有举足轻重的地位。复杂的地质结构及演化过程,各时代不同类型的沉积盆地,多期次特别是中新生代强烈的岩浆活动等,为矿产资源形成创造了有利的成矿条件。加强基础地质研究,为矿产资源勘察提供理论指导和技术支撑。
青藏高原生态环境脆弱,是地震及其他地质灾害频发地区。高原的隆升对中国、亚洲乃至全球气候环境变化影响极大,是亚洲季风区气候变化的启动区,高原地气系统的物理过程,是全球变化研究的重要内容。

鉴于青藏高原在地质资源勘查、地质环境及地质灾害评估和地球科学研究上的巨大潜力,以及它在我国经济社会可持续发展方面的重要作用,同时,也为了保持和发展我院对青藏高原研究的优势,我们拟围绕“大陆碰撞与高原隆升”这一主题,建设重点实验室,继续深入地开展青藏高原地质构造,岩石圈结构和演化的研究。

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