国土资源部大陆动力学重点实验室


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国土资源部大陆动力学重点实验室




实验室-依托


国土资源部大陆动力学重点实验室依托:中国地质科学院地质研究所。

实验室-领域


学科(领域):构造地质、基础地质研究

研究方向:

1、大陆科学钻探(板块会聚边界动力学;现代地壳作用);

2、中国巨型超高压变质带及南北板块汇聚;

3、青藏高原的地体拼合及碰撞动力学。

实验室-目标


预期目标:以中国中央巨型高压超高压变质带和青藏高原为大陆动力学野外基地,以中国大陆科学钻探工程为大陆动力学实验平台,以超高压变质作用和大陆碰撞造山带动力学为主要研究方向,以板块汇聚边界深部物质组成、结构、构造为主要研究内容,建成以国家重大项目为主要支柱,集样品加工、观察、实验分析、数据处理和多学科综合研究于一体的,对国内外开放的实验室。

大陆动力学实验室特色:

有研究目标、有研究方向;有实验平台、有野外作业基地;有多学科的研究群体(精干梯队)、有与国际接轨争一席之地的战略;有宽松的环境、有交流的舞台(国内外);有充足科研经费、有(将有)创新的系统研究成果。

实验室-成果


1、对获得的3000米的金柱子(岩心),建立了以下多种剖面:

岩性剖面、地球化学剖面、构造变形剖面、流变学剖面、岩芯伽玛异常剖面、矿化剖面、岩石物性系列剖面、地下流体化学剖面、地下微生物剖面、14种测井参数剖面;

2、首次利用深孔进行三维地震探测及数据处理,建立结晶岩地区的地球物理标尺;

3、苏鲁地区大量柯石英包体在占有90%的榴辉岩围岩中发现,表明巨量物质深俯冲;

4、中央巨型超高压变质带的提出(4000公里长由两个时代加里东和印支期)组成);

5、阿尔金地体为祁连山的西延;阿尔金断裂平移400公里;阿尔金断裂形成于印支期;

6 、青藏高原已完成10000多公里的地震层析剖面;

7、苏鲁发现金刚石和柯石英;柴北缘发现超高压变质岩;秦岭发现金刚石;超高压变质岩锆石年代;钛粒硅镁石及钛硅镁石出熔条带在石榴石、单斜辉石包体中发现。

上述成果已在Science、中国科学、科学通报、地质学报、岩石学报、地球化学、地球物理学报、地学前缘等国内外核心期刊上发表。

8、2005年3月8日中国大陆科学钻探达到5158米胜利终孔,4月18日曾培炎副总理出席了中国大陆科学钻探竣工典礼。以我所许志琴院士为首席科学家的中国大陆科学钻探科学研究取得了一系列新进展和多项创新成果。

其创新成果是:建立了伸入地球深部的"金柱子":中国大陆科学钻探工程在获得主孔5118.20米珍贵岩心和气流体样品的基础上,按照国际大陆科学钻探编录的科学原则及测试,完成了中国第一井的系列"金柱子",包括岩性剖面、地球化学剖面、构造剖面、岩石伽玛异常剖面、矿化剖面、岩石物性剖面、流体剖面等。通过这些剖面的研究,揭示了板块会聚边界深部连续的物质组成,三维结构,流变学,壳幔物质交换,流体组分及地球物理状态。中国大陆科学钻探主孔5000米岩性剖面揭示50多种丰富多彩的岩石类型,并在已知的达到工业品位的毛北金红石矿层下在1600米深度以下又发现400米厚的达到工业品位的金红石矿层。

实验室-团队


实验室固定研究人员11人,主要研究成员是以中青年科研骨干为主,长期从事青藏高原和中央造山带的基础地质学研究,成果显著,有重要的发现或新的突破。三年发表论文近100篇,SCI期刊论文26篇。同时,这些人员都有自己的科研项目或在重大项目中承担主要工作,并具有实验仪器的操作经历,可以独立进行实验研究工作。客座研究人员12人,其中国内4人,国外(德国、加拿大、法国、美国、日本)8人,均为国内外相关领域的专家,与我方主要研究者有长期有合作用关系,而且他们都具有自己的、在国际上有影响的高水平实验室,与我们的实验技术方法可以互相补充。技术队伍5人。2000-2002年,大陆动力学实验室共培养博士后3名, 博士研究生5名, 硕士研究生1名。

实验室-支撑


已具备的实验条件:科研用房情况:固定科研人员的办公用房约20间,按每间30平方米计算,约600平方米。

大陆动力学实验室设置

(一)大陆动力学实验平台(东海)

岩石构造实验室:负责中国大陆科学钻探现场的岩心编录和采样,包括:岩性单元划分、构造编录、矿化编录和岩心定向归位。编录室拥有:国际大陆科学钻探(ICDP)提供的德国制造岩心表面图像扫描仪,自然γ测量仪,偏光透反射显微镜和立体实物显微镜,以及全套的手动和自动磨片设备。

深部流体实验室:主要任务是进行地下流体分析,并实施气体异常值判定,收集地下深部气体。同时通过对钻井过程,工艺参数,流体组分与泥浆相互作用的研究,判断流体来源,研究地球深部流体变化。流体地球化学实验室由在线实时气体分析和泥浆现场分析两部分组成。并与国际大陆科学钻探组织(ICDP)和德国Posdam地学研究中心(GFZ)开展了合作。实验室的主要设备包括质谱仪、气相色谱仪、高效液相色谱仪、测氡仪、气体自动收集器及脱气器等。

岩石物理实验室:科学钻井岩石物理性质测试通常分为两大类:⑴ 钻井现场实验室物理性质测试是在常温和常压条件下进行。测定项目主要包括:密度,电导率,磁化率,热导率,渗透率,孔隙度和超声波速度等。⑵ 场外实验室岩石物理性质测试:为了更加准确地对地表和井中地球物理探测成果 进行合理解释,还需要在岩石所处的原始深度的温度和压力条件下(In Situ)进行高温高压岩石物性测试。通常要将部分钻孔岩心送往国内外高水平实验室进行测试和综合研究。主要仪器:岩石地震波速高速采集仪,HK-IV型渗透率自动测定仪,HKXD-C型氦孔隙度自动测定仪,ZL5智 能LCR导电率测量仪,LP1002型比重仪,HKB-3型磁化率仪,KT-04型热导仪。

测井与录井实验室:任务是取全取准全井孔的多种地球物理及地球化学原位测井数据,经处理和解释后,提供多种信息,为地学研究和深化地球物理解释服务;测井工程还要为钻探施工提供技术支持。

长期实验观察站:

(二)大陆动力学实验研究基地(北京)

微区测试分析实验室

深部地震层析实验室

深部地震反射实验室

(三)大陆动力学岩心、数据库、博物馆 (东海、北京)

大陆科学钻探主孔岩心库(东海)

大陆科学钻探预先导孔岩心库(北京)

大陆科学钻探数据库及网站(东海-北京-ICDP)

大陆动力学标本馆(北京)

"地球、人类及科学钻探"科普博物馆(东海)

现有仪器设备

我们将在大陆科学钻探工程和其它项目的支持下,投入近1000万元,购置下列70多台套仪器设备:

电子显微镜- X光能谱仪(1台)

拉曼光谱(1台)

阴极发光(1台)

X光岩组仪

气相色谱

离子色谱

岩矿显现成像系统(3套)

岩心扫描成像系统

岩石物性分析系统(8台)

冷热台

岩矿样品加工制作系统(10台)

高级偏光显微镜(7台)

立体显微镜(3台)

计算机工作站(3台)

三分量便携式地震仪(30台)

实验室-交流


管理和开放运行情况:大陆动力学实验室采用对国内、外开放的机制运行。实验室实行主任负责制和岗位责任制,对有关负责人要求:需要对仪器的正常维护和使用负责,制定并严格执行操作规范;对要求使用仪器人员进行使用方法及注意事项的培训;负责对申请使用者排班,检查仪器使用记录;领取耗材和登记耗材使用情况。

实验室设学术委员会。学术委员会由国内外知名学者组成,是实验室的学术指导机构。其职能为:(A)确定重点实验室的学科发展方向;(B)审议实验室主任提出的发展规划、年度计划、和实验室主任提交的年度工作报告;(C)评议重点实验室资助的课题;(D)评价实验室的研究成果(包括客座人员的成果)。

积极开展学术交流和合作研究:主办会议:在北京主办了第二届海峡两岸祁连山及邻区地学研讨会。参加会议代表约50名,其中台湾代表分别来自成功大学、自然科学博物馆、中央研究院(台湾)、中央大学、中山大学(台湾)等单位共15名。国内代表分别来自中国地质科学院、中国地质科学院地质研究所、矿产资源研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质大学(武汉)、同济大学、中国地质调查局天津地调院、中国地质调查局西安地调院等单位共35名代表。

参加国际学术会议:10人次参加了在成都举办的第15届HKT国际学术讨论会、1人次参加了在奥地利举办的第16届KHT国际学术讨论会、20人次参加了在北京举办的纪念中法地学合作研究二十周年国际研讨会、3人次参加了美国地球物理年会(AGU)、3人次参加了在巴西召开的31国际地质大会、7人次参加了在日本举办的超高压变质作用国际会议、10人次参加了在台湾成功大学举办的第三届海峡两岸地学研讨会、5人次参加了在北京召开的超高压变质作用国际会议。