加強地震帶構造研究，促進社會可持續發展

劉光鼎

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主編寄語

加強地震帶構造研究，促進社會可持續發展

劉光鼎

固體地球是人類的家園，為我們提供了生存與發展所需的各種資源與能源．500年來，人類工業化的進程與地球的相互作用，產生了地質環境惡化、地質災害頻發等方面的不可持續發展的問題．上述問題的解決需要開拓地球物理學的研究領域．中國擁有960萬km2的陸地和近300萬km2的海域，獨特的地域環境和自然現象、復雜的大陸組成與結構、年輕的山脈和構造活動性等，為固體地球科學的發展提供了獨特的科學問題和天然試驗室，南北地震帶的研究就是其中的重要課題之一．

地球科學的永恒主題是地球的組成、結構和形成、演化，這也是地球物理探測的主要目標．46億年來地球演化的過程中發生過各種各樣的地質作用，反映了地球在不同時期行為的特點．這些地質作用的記錄稱為“事件”，可粗略分為三種尺度：全球尺度、區域尺度和局部尺度．海平面升降、生命大爆發或者生命大滅絕都屬于全球尺度，而中國大陸大地構造格架為三橫（東西向）兩豎（南北向）兩個三角，不僅表明“一路一帶”的重要性，而且還表明西部新生代晚期青藏高原隆升、新生代南北地震帶形成演化，都屬于區域尺度．不言而喻，區域大地構造研究是全球構造理論的基礎．比區域尺度還要高的尺度叫局部尺度，這個尺度主要與礦產資源勘探有關．對于公益型的地球探測研究，主要進行區域尺度的探測，研究對象為區域地殼上地幔，目標是搞清區域地殼上地幔的組成結構與演化．開展區域地殼上地幔研究的問題主要有二：

其一是區域的面積很大，可達上百萬平方公里，用幾條剖面只能大略地在切面上看一下沿線的地殼結構，發現不在線重要信息的幾率非常低，達不到揭示演化事件的細節的目標．

其二是研究成果如何驗證的問題．地球探測得到的“成果”就是關于區域地殼上地幔組成結構的一些科學假說．驗證的方法一是預測、二是鉆探．由于地質作用進行十分緩慢，如一年的變形速率大約在1～5mm級次，通過預測來驗證假說至少也要等幾十年的時間．而且，在這幾十年中又會有幾十個更新穎的假說出現，到底去驗證哪一個？科學鉆探是客觀的驗證，但是不僅耗費巨大，而且目前只能鉆在1萬米左右，無法打穿上地殼堅硬的結晶巖石．

然而，地球探測的同行們并沒有放棄探測區域地殼上地幔的努力，因為這件事不僅涉及到新全球構造理論的開創，也與現代社會人類面臨的能源、資源危機與環境災害密切相關．近年來，借助信息時代的技術支撐，地球物理學找出了幾種能進行面積性調查而且成本很低的地球探測新方法，其中最重要的就是流動地震臺站遠距離接收的地震層析成像、大地電磁法探測和區域重力場多尺度分析及多層密度反演．本專輯中相當部分論文就是利用這些新進展對中國

中部南北地震帶區域地殼上地幔進行探測取得的研究成果．

南北地震帶北起陰山和河套盆地，向南經過銀川盆地、六盤山、西秦嶺、龍門山松潘甘孜、西康地區，直到滇西三江，這里地勢險要、人口比較密集，但是地震等各種地質災害頻發．在地質上南北地震帶緊接青藏高原東緣，是青藏高原向東部克拉通盆地過渡的構造轉換地帶．新近紀以來受印度—澳大利亞板塊向北碰撞－俯沖的影響，南北地震帶發育了大量地殼深部的活動斷裂構造，它們控制了中國大陸東西部的地震活動性和活動大地構造特征．本專輯中的論文通過研究南北地震帶地殼深部的活動斷裂和其他構造，揭示區域地震活動性成因和活動大地構造特征，對于該區的可持續發展具有一定的指導作用．

2012年G8峰會前夕，全球15個國家的科學院聯合簽署了一份名叫“G－Science”的科技聲明，聲明認為目前全球三大難題是：第一，如何同時滿足人類對水和能源的需求；第二，如何形成人類對自然災難和技術災難的彈性應對機制；最后，如何精確測定各國溫室氣體排放量并形成國家減排目標和履行國際義務．呼吁G8領導人進一步考慮科學與技術在解決全球挑戰中的重要性和緊迫性．上述15個國家的科學院來自中國、巴西、加拿大、法國、德國、印度、印度尼西亞、意大利、日本、墨西哥、摩洛哥、俄羅斯、南非、英國和美國．聲明呼吁，各國政府應積極解決全球三大難題，并形成系統性、創新性的解決辦法．聲明強調了科學在解決全球三大難題中的重要性和緊迫性．開拓區域地球物理學的研究領域，加強南北地震帶地殼構造和活動構造研究，體現了中國地球物理學界對解決全球三大難題的積極響應，這也是《地球物理學報》推出本期專輯的目的．

本專輯特邀請楊文采、王椿鏞先生做為執行主編，他們為專輯的出版付出了巨大貢獻．在此我表示衷心的感謝！！目前我國正在實施習總書記得出的“一帶一路”的戰略構想，在大力加強“一帶一路”研究的同時，為了中國社會的可持續發展，希望大家一起來加強區域地球物理學研究，查明中國大陸和海洋的地殼上地幔，使人類與地球的互動更加和諧和協調．

二〇一五年十月一日