依照研究目标，针对华北地区地壳速度结构研究现状展开深入的调研，查阅了1988年以来的《地球物理学报》，1985年以来的《地震地质》，创刊（1979年）以来的《地震学报》和1983年以来的《华北地震科学》等刊物，搜集有关“华北地壳速度结构”研究公开发表的文献60余篇，并查阅与华北地壳结构有关的专著2部。
调研的结果表明，华北地区的人工地震宽角反射/折射深地震测深（DSS）剖面大多数是由中国地震局地球物理勘探中心完成的，因而所使用的野外数据采集设备、采集技术和室内数据处理方法、技术，以及资料的解释水平应该是比较相近的。相对而言，这给区内人工地震数据的融合提供了方便。此外，还考虑到人工地震资料远比天然地震资料的精度高，所以在构建地壳三维速度结构模型时，主要选用人工地震资料。但遗憾的是我们不可能使用原始的数据，只能利用已发表的文献，尽可能搜集人工地震宽角反射/折射、深地震测深（DSS）剖面的P波速度资料进行研究。
选取人工地震剖面资料时，首先选择文献中介绍的人工地震P波速度结构断面图件清晰、可靠的剖面；其次，尽可能考虑所选择的剖面在区内分布较均匀，以便提高数据网格化处理的可靠性。
根据这两条原则，我们选择了14条测线的资料（嘉世旭等，1991；张成科等，1997；刘昌铨等，1997；祝治平等，1995；祝治平等，1994；刘昌铨等，1996；祝治平等，1997；张建狮等，1997；王椿镛等，1994；任青芳等，1992；祝治平等，1999）（表4.1）及上述7条重新处理、反演过的剖面资料（表4.2），利用它们构建区内地壳P波三维速度结构。这些人工地震测线的分布正如图4.1所示，它们主要集中在东经110°～120°，北纬35°～41 °之间；显然，利用这些剖面资料构建该区地壳的P波三维速度结构，资料是较充分的。然而，这块面积大约只占华北研究区的1/3，不可能覆盖全区；若讨论全区性的规律，还需要借助天然地震层析成像的结果，但这只能提供一些宏观的信息，可靠性不如人工地震方法的探测结果。
表4.1 用于构建华北中部地区地壳P波三维速度结构的人工地震剖面
表4.2 重新进行数据处理的折射地震剖面
图4.1 华北地区中部人工地震宽角反射/折射深地震测深（DSS）剖面位置
我们根据人工地震资料构建的地壳P波三维速度结构覆盖区正位于华北地区中部，基本覆盖了华北裂谷盆地、山西断隆和鄂尔多斯东缘，既是华北最重要的构造区，又是研究中国大陆东部华北古大陆克拉通解体，岩石圈减薄深部过程的关键区域；同时，也是研究华北油气、矿产、地热资源深部成矿作用，以及研究地震灾害诱发机制的理想地区。因此，获得该区较可靠的地壳三维速度结构，对于深入研究华北地区岩石圈三维结构及其演化过程至关重要。
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中国地质科学院地质研究所是国家科技创新体系的重要组成部分，是国家基础地质研究和地质调查的重要力量，主要从事基础性、公益性、战略性和前沿性的基础地质调查及基础地质研究工作，同时承担地质学、地球物理学和地球化学等专业研究人才的教育和培养。通过50多年的建设和发展，地质研究所已经成为一个学科较齐全、人员结构较合理、设备较完善的综合性地学基础研究机构，20世纪90年代曾被国际地学刊物《地质时代》评为世界地学百强机构，是中国最有影响的两个地学机构之一。
所长兼党委书记侯增谦（右二）、副所长耿元生（左二）、副所长高锦曦（左一）、常委副书记兼纪检书记沈琳（右一）
松多榴辉岩带的新达朗榴辉岩露头
2009年地质研究所承担项目100余项，其中国家科技支撑课题11项、国家863课题1项、国家973课题2项、国家自然科学基金项目39项、地质大调查项目43项、深部探测技术与实验研究专项项目2项、公益性行业科研专项项目2项、国土资源部百人计划项目2项、非财政项目13项、基本业务费项目和院实验室项目若干项。获国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖1项。以第一作者发表论文210篇，其中SCI收录120篇（国际SCI论文40篇），国内核心期刊100篇，出版专著2部。
雅鲁藏布江大拐弯缝合带西侧“鲁郎—拉月韧性走滑剪切带”的野外照片
南迦巴瓦石榴辉石岩及其退变质岩的显微照片
2009年度重要科研成果
青藏高原周缘造山带的崛起及资源效应：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人为许志琴院士等。项目在拉萨地体中部发现了松多榴辉岩高压—超高压变质带，把拉萨地体解体为北拉萨地体和南拉萨地体，为古特提斯洋盆演化和多地体存在提供了新证据。厘定了南迦巴瓦的构造格架、地质年代序列和重要的构造岩浆事件；提出南迦巴瓦岩群经历了多期造山与再活化过程；获得了拉萨地体前寒武纪构造热事件的年代学证据；证明拉萨地体存在同俯冲/碰撞型埃达克岩；发现了高喜马拉雅造山带的EW向拆离构造，拆离构造始于27Ma，与南迦巴瓦变质地体向北挤出时限相当，提出新的隧道流和物质侧向运动的模式；确定了北喜马拉雅穹隆带中的两期富钠过铝质花岗岩浆事件，提出高级变质岩的部分熔融，可能是形成埃达克质岩浆及相关斑岩型铜金矿床的重要机制。通过阿尔金断裂—康西瓦断裂及喀喇昆仑断裂的几何学、运动学、年代学、走滑速率及地震位移的研究，阐明青藏高原西缘大型走滑断裂的动力学与物质运动方式，探索了地震强震复发周期。厘定了龙门山—锦屏山西缘的前震旦纪基底和盖层之间的一条大型拆离断裂；提出龙门山—锦屏山在白垩纪开始强烈隆升的挤出机制，认为高原北缘和东缘的强烈隆升发生在印度和亚洲碰撞之前的白垩纪，可能与班公湖—怒江特提斯洋盆的关闭有关。提出四川前陆盆地是晚三叠世—侏罗纪松潘—甘孜前陆盆地和白垩纪—第四纪龙门山—锦屏山再生前陆盆地叠合的中新生代前陆盆地。锑金多金属矿床的成矿作用与特提斯喜马拉雅前陆断褶带沿逆冲推覆构造事件诱发地壳部分熔融，导致岩浆侵位及成矿。开展了高原西北缘西昆仑和塔里木盆地盆山耦合研究，提出塔里木南缘的前陆盆地的北界为麻扎塔格逆冲断裂；重新厘定天山构造系和青藏高原构造系的界限以及动力学机制。
阿伊拉日居山地区喀喇昆仑韧性剪切带中的变形特征
阿尔金断裂带西段地区Landsat卫星影像、活动构造及火山岩的分布特征
青藏高原演化与资源环境效应：中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目，负责人为肖序常院士。项目对羌塘中部高压变质带中已发现的榴辉岩、蓝片岩等进行了详细的研究，建立了相应的PTt轨迹；在绒玛地区发现了典型的蓝闪石；在冈玛错地区发现了新的榴辉岩出露点，对认识青藏高原早期形成演化、板块闭合及碰撞造山过程的研究具有重要意义。发现并确定了羌塘中部早古生代蛇绿混杂岩，对探讨特提斯洋的构造演化具有重要意义。推断羌南—保山板块基底与羌北—昌都板块和松潘—甘孜板块基底性质不同，而与印度板块和喜马拉雅造山带之间有很好的亲缘性。通过对晚古生界—三叠系剖面的实测，证实了北羌塘盆地南缘存在中下二叠统含特提斯暖水动物群的碳酸盐岩相地层；在上三叠统望湖岭组中发现浅海相生物化石；提出上二叠统吉普日阿组更可能为早中三叠世地层。对第四纪以来该区气候环境变迁作了探讨，发现了新石器时代遗存物。提出青藏高原油气成藏地质背景与西特提斯有一定对比性，指出了高原具有寻找油气藏的前景，提出“幔源（流）合成催化生油论”。
藏北羌塘榴辉岩位置图
羌塘中部角木日二叠纪蛇绿岩野外露头
榴辉岩显微照片
贺兰山群野外露头
中国西北地区若干重要演化阶段地层格架建立与对比研究：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人耿元生、姚建新、朱祥坤研究员等。项目分为3个专题开展工作，分别取得重要进展。
贺兰山群变质PT轨迹
中国西北部前寒武纪地层对比研究：查明和确定了赵池口群、贺兰山群和千里山群的分布、组成特征和形成环境、时代，改变了以往将贺兰山群和千里山群划归太古宙的认识；查明了贺兰山地区早前寒武纪岩浆事件的期次、特征；揭示出华北克拉通的西北缘古元古代晚期的岩浆启动和结束事件均早于北缘。在阿拉善岩群中识别出一些具有重要意义的变质变形的新元古代、晚古生代和中生代的岩浆岩。贺兰山群变质过程的PT演化轨迹的建立表明该区变质晚期是较慢的抬升减薄过程。通过对比研究，提出了阿拉善地块在不同阶段的大地构造属性。
塔里木重要区段古生代和中生代地层格架的建立及对比研究：在一些重要的地层中采集到孢粉、疑源类和几丁石等微体化石，为这些地层时代的确定与对比提供了新的证据。据发现的钙质超微化石、沟鞭藻化石进一步厘定了该区中—新生代地层层序，证实了库车坳陷及塔东北地区晚白垩世存在海相和陆相沉积，塔西南是近岸滨海—浅海沉积环境。确定麻扎地区火成岩具有岛弧性质，且形成于早石炭世。建立了柯坪地区早古生代三级层序，归并出二级层序，提出中—上奥陶统自东向西发生超覆。
柯坪同古四布隆寒武系灰岩野外露头
新元古代—早古生代重大转折期的同位素记录和生物与环境的协调发展：通过对陡山沱组盖帽碳酸盐岩Sr同位素研究，揭示了新元古代“雪球地球”事件之后强烈的化学风化作用和巨量的陆源物质输入。过渡族元素（铁、铜、锌）同位素分析表明，相对于碳酸盐岩，黑色页岩Fe重同位素富集、Zn重同位素亏损、Cu同位素组成无明显差异。Fe、Cu和Zn同位素在不同沉积相存在着差异，表明海水存在化学分层。陡山沱期早期，从台地相、斜坡相到深海盆地相，海水由表层氧化逐渐向深海的还原状态转化。
峡东地区九龙湾剖面盖帽碳酸盐岩的稀土元素和锶同位素特征
都兰单元南带榴辉岩中首次发现石榴子石的柯石英包体
柴北缘超高压榴辉岩野外露头
祁连—阿尔金造山带构造演化及其对成矿作用的制约：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人张建新、李海兵研究员。项目划分并确定了祁连—阿尔金造山带的构造单元和构造属性，明确了被阿尔金断裂所切割的阿尔金山和祁连山古构造单元具可对比性；首次在柴北缘榴辉岩中发现柯石英，在都兰识别出新的高压麻粒岩单元；建立了南阿尔金—柴北缘高压/超高压变质带的年代学格架；明确了北祁连—北阿尔金早古生代具有冷洋壳俯冲性质，而且早古生代洋壳俯冲存在穿时性；确定了北阿尔金红柳沟蛇绿岩的完整组合，获得北祁连SSZ蛇绿岩时限。南北两条俯冲（碰撞）杂岩带控制了这一地区基本的古构造格架和矿产资源的时空分布。
阿尔金断裂带被识别出新生代有多期强烈活动，至少存在3次快速隆升过程；最大走滑位移量由韧性和脆性走滑位移量组成；祁连山西段新生代火山岩和东段白垩纪火山岩特征为阿尔金断裂活动时限及演化提供了新的佐证；区域山脉的形成可能与阿尔金断裂走滑作用伴随的逆冲断裂活动有关。祁连山在白垩纪开始抬升，形成了青藏高原雏形的北部边界，新近纪的快速抬升造就了现今的高原北部面貌。白垩纪昌马盆地具有较大的旋转量，而柴达木地块并没有发生整体顺时针旋转。柴达木盆地和酒西盆地的主要油气构造是伴随阿尔金断裂走滑过程的产物，对冲构造发育区是上述盆地中的有利储油构造。
青藏高原南部地幔岩及铬铁矿成因：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人为杨经绥研究员。项目在罗布莎铬铁矿中发现呈斯石英假象的柯石英，推测是由更高压相的斯石英减压相变形成，提供了铬铁矿可能来自＞300km的地幔深部的重要证据；在铬铁矿的锇铱矿中发现原位金刚石，表明金刚石形成在高温高压（T＞2000℃，P＞5GPa）环境；在罗布莎、康金拉和香卡山矿区的铬铁矿及其围岩中发现了金刚石，为探讨铬铁矿、蛇绿岩的成因提供了新的重要证据。
在俄罗斯极地乌拉尔铬铁矿中首次发现金刚石等异常地幔矿物，并在金刚石中发现纳米级柯石英包裹体，证明金刚石为原位产出，提供了铬铁矿成因的关键证据；罗布莎铬铁矿中发现的新矿物罗布莎矿、曲松矿、藏布矿和雅鲁矿获国际新矿物委员会的批准；高温高压实验证明，铬铁矿中发现的硅金红石形成于超高压环境；发现碳硅石的原位δ13C亏损，经对比认为其可能来自下地幔；提出地幔橄榄岩经历了洋底扩张，在板块汇聚边缘经历了高Mg熔体的交代。橄榄岩中的锆石年龄（130Ma）代表了岩体的侵位阶段，提出康金拉铬铁矿成矿物质来自深部而不是容矿围岩。认为地幔橄榄岩中发现的壳源锆石、石英、红柱石、蓝晶石等可能存在早期俯冲地壳物质的再循环，支持了“地幔不均匀”理论，罗布莎地幔橄榄岩和铬铁矿体均可能形成于地幔柱背景。
呈斯石英假象的柯石英及其共生矿物
白水江群灰岩块体中的牙形石
a—Ligonodina sp.;b—Icriodus culicellus;c,d—Icriodus sp．
南秦岭主要构造岩带及其形成环境研究：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人王宗起研究员等。项目重新梳理了白水江群、碧口群、横丹群、西乡群、三花石群、耀岭河群、郧西群、洞河群的岩石组成特征，结合构造变形样式及古生物化石，认为南秦岭白水江群等志留系、北大巴山地区洞河群和部分志留系分别具有增生杂岩和弧后混杂岩的典型特征，碧口群、西乡群与耀岭河群/郧西群则为晚古生代岛弧杂岩，北大巴山地区则为古生代弧后杂岩及弧后陆缘组合序列。泥盆纪孢子、几丁虫、虫颚等微体化石的发现证明碧口群和广义的西乡群主体时代为晚古生代，对前人有关北大巴山腹地没有晚古生代地层的认识做出了重要更正。早石炭世微体化石的发现和玄武岩、凝灰岩锆石年龄表明安康一带耀岭河群主要形成于晚古生代。原划为奥陶纪大堡组的生物灰岩块中发现了中泥盆世化石，白水江群碎屑锆石年龄及花岗侵入岩年龄表明南秦岭增生杂岩带形成的最终时间为二叠纪末或三叠纪初。
全国区域地质综合研究试点：中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目，负责人李廷栋院士、丁孝忠研究员。完成了全国区域地质志编写技术要求的研究，基本满足了地质志编写专业构架内容的要求。在区域地层综合研究、大地构造综合研究、岩浆岩综合研究、地球物理和深部地质综合研究、编图、第四纪地质综合研究及地质志数据库建设方面提出了整体编图的指导思想、编图原则和地质志图件、数据库的基本构架。江西省的试点工作全面覆盖了区域地质、矿产、环境三部分。通过资料总结研究和初步的野外调查对江西省的诸如双桥山群研究等重大地质疑难问题的研究有了重要的新发现和新认识，为指导和规范全国地质志的编写提供了有益的经验和范例。
双桥山群和河上镇群地层柱及锆石U-Pb谐和图
内蒙古中部晚新生代湖泊演化与古气候研究：中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目，负责人为王永研究员。项目结合卫星遥感影像解译及野外地质调查，综合分析湖泊沉积地层、孢粉组合及环境磁学特征，将内蒙古中部第四纪晚期以来湖泊演变及气候环境演化划分出3个阶段：150ka、21ka、10ka，此期间曾大范围发育湖泊，为一较温暖的半湿润气候环境。将之与阳原全新世剖面对比分析，证实了中国北方第四纪晚期气候变化的波动性与阶段性，同时也存在区域性差异。浑善达克沙地在晚更新世就已经存在，经历了3次明显的气候干冷事件。
浩来呼热古湖泊遥感影像图
典型珍稀化石特征研究：中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目，负责人为姬书安研究员。项目基本查明收藏的恐龙蛋化石、哺乳动物化石以及其他类型化石的产出地点以及时代分布；完成了中国恐龙蛋化石分布、河南省恐龙蛋化石分布、和政地区晚新生代哺乳动物化石分布图等图件。对发现于河南潭头盆地的恐龙蛋壳进行了详细研究，确定了2个属3个种恐龙蛋，极大地丰富了前人对该盆地恐龙蛋的认识。在甘肃兰州盆地中铺一带发现了恐龙蛋壳，为甘肃省境内恐龙蛋化石的首次记录。识别出了恐龙蛋化石、和政哺乳动物头骨化石标本中几类不同形式的作假现象，对以后相关工作的开展具有借鉴意义。
内蒙古中部地区全新世以来孢粉组合特征
中国白垩纪恐龙蛋化石分布图
河南潭头盆地恐龙蛋化石
中国大陆科学深钻主孔钻井
中国大陆科学钻探工程综合研究（东海）：中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目，负责人为许志琴院士、刘福来研究员等。项目通过钻探，在原有金红石矿体下又发现了厚达400m的金红石矿体，为富含钛磁铁矿的辉长岩经超高压转变成富金红石榴辉岩的结果。在岩心及附近地表露头岩石的锆石中普遍发现柯石英，表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质曾整体发生深俯冲。发现有经超高压变质的侵入性超镁铁岩（CCSD主孔、PP3卫星孔）和残余地幔楔（PP1和PP6卫星孔）；在主孔岩心橄榄岩和榴辉岩岩屑中鉴定出金刚石、方铁矿、自然铁、自然铬、自然金、自然铝、镍纹石、铁纹石等数十种矿物，初步判断它们来自于深部地幔。矿物氧同位素组成研究证实超高压地体的原岩形成于被动大陆边缘的构造环境，陆壳岩石曾与寒冷的冰水发生过广泛的交换作用。建立了苏鲁地体“俯冲—超高压变质—折返—隆升—去顶”全过程的年龄谱系和各阶段的俯冲与抬升速率，表明苏鲁超高压变质带经历了快速俯冲—快速折返以及慢速隆升和极慢速去顶的演化过程。显微构造分析发现橄榄岩和榴辉岩在深俯冲过程中经历了强烈的高温塑性变形。将苏鲁超高压岩石的流体—岩石相互作用划分为7个演化阶段，提出大陆板块的深俯冲可以将相当多的流体和其中的溶解物质从地表带入到地幔深处；在锆石中发现了与柯石英共存的原生流体包裹体和超临界富硅酸盐的含水熔体，表明苏鲁地体的榴辉岩及其围岩在超高压峰期变质阶段有流体参与。提出了苏鲁地体分片俯冲—折返的穿时模型和深俯冲的物质沿板块汇聚边界的多层隧道呈多重/分片样式“挤出”的折返模式。首次利用科学钻探验证了结晶岩区地球物理成果，并建立了主孔区6000m深度的结构剖面，为陆—陆碰撞带的深根和苏鲁UHP变质地体三维结构的建立奠定了基础。
5100m钻探岩性剖面
汶川地震钻探专项：为科技部项目，总负责人为许志琴院士，由8个子课题组成在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期，快速实施汶川地震断裂的科学钻探是认识地震发生的机制、提高地震监视和预警的能力的一条重要途径，是研究地震破裂、应力解除过程的最佳时段。WFSD—1完成了1200m的钻进目标，在589～700m深度发现北川—映秀地震主断裂。主断裂带由厚达200m的黑色断层泥、碎裂岩和断层角砾岩组成，发现了罕见的20m厚的断层泥；在主断裂上部的彭灌杂岩中发现近20条古地震断裂带。开钻以来通过30000次余震的监测以及随钻实时流体监测，发现流体异常与余震及断裂带有相关关系。
脊椎动物化石研究取得了突破性进展：为中国地质调查局、国家自然科学基金、科技部973课题共同资助的阶段性成果。在辽西热河生物群研究中取得了突破性进展：新的哺乳动物化石——亚洲毛兽的发现为早期哺乳动物的中耳演化提供了重要线索。新属新种孔子天宇龙恐龙化石的发现不仅将异齿龙类恐龙的分布扩展至亚洲，而且填补了羽毛早期演化中的一个空白。达尔文翼龙化石的发现填补了由原始翼龙向进步翼龙演化的过渡类型的空白。中国猛龙恐爪龙类足迹化石的发现（河北省赤城县土城子组地层）成为世界上最古老的、最小的恐爪龙类足迹。
大型科学仪器远程共享公共服务系统取得重大进展：由北京离子探针中心牵头承担的国家科技基础条件平台重点项目“用于微束分析的大型科学仪器远程共享公共服务系统”和“离子探针示范系统”项目实现了微束分析大型科学仪器远程共享公共服务系统和离子探针远程共享控制系统，接入了中国地质科学院、中国计量科学研究院、吉林大学、南京大学、西北大学、北京大学、天津地矿所、宜昌地矿所和澳大利亚Curtin大学及ASI公司等单位的微束仪器，提供了针对地球科学、材料科学、生命科学、医学、纳米技术等学科的远程科学实验，提高了该类仪器的使用效率和应用水平。
我国台湾地区第一个SHRIMP远程工作站建成。SHRIMPII中国台湾地区远程工作站（SROS工作站）于2009年3月16日下午顺利通过调试，并在3月16日至19日期间与北京连线进行了约80个小时的实际样品远程定年。系统运转稳定，测试工作圆满成功。SROS得到国际地学界的广泛认可和高度评价，SHRIMPII远程测试工作已在全球范围内成功地常规化开展。中国台湾地区远程工作站的建立，将进一步加强海峡两岸在地学研究方面的互动与交流，为地质研究所与台湾地学界同仁开展全方位的合作打开新局面。
汶川地震科学钻探
台北中研院地球科学研究所所长江博明教授和中心主任刘敦—研究员在2009年3月建立的台北SROS工作站观摩SHRIMP远程实验
