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2021-04-19
程哲整理
專家信息：武澄瀧，副研究員，中國科學院地質與地球物理研究所
研究方向：地震波各向異性
教育背景：中國石油大學（華東）地球物理學士學位；中國科學院地質與地球物理研究所固體地球物理博士學位；
研究項目：造山帶殼幔變形機制
孫老師：
今天，我們請到中國科學院地質與地球物理研究所的武澄瀧副研究員。
他的研究方向可能大家現(xiàn)在還有點陌生，叫地球物理，具體為地震波各向異性。他是我們兄弟院校的校友，畢業(yè)于中國石油大學（華東）。博士是在中國科學院地質與地球物理研究所獲得的。目前他正在參與造山帶殼幔變形機制的深地項目。
我給他起了個名字叫做“給地球深部探傷的人”。武老師，您可以簡單的給我們介紹一下所謂的深地到底是多深呢？
武老師：
深地這個概念其實是有不同的層次。就是根據(jù)我們探測目標的不同，它可以從地表的幾公里的淺層地殼一直到幾百公里的上地幔的尺度。然后根據(jù)探測目標和研究目標的不同，我們利用不同的地球物理的手段來進行探測。比如說，對于淺層地殼，我們可以利用背景噪聲成像以及人工源的初至波成像來研究淺層地殼的速度結構。對整個地殼的尺度，我們可以利用地震曲線里面的“P”波接收函數(shù)來研究地殼的莫霍面的形態(tài)以及殼內界面的形態(tài)。通過背景噪聲的技術可以研究地殼內部的速度結構以及上地幔頂部的速度結構。至于巖石圈的尺度，我們則是可以通過“S”波接收函數(shù)來研究巖石圈與軟流圈的界面形態(tài)以及巖石圈內部，包括巖石圈中部的一個界面MLD（巖石圈內部不連續(xù)面）一個這樣的界面形態(tài)。再往深里說就是一個連接上地幔和下地幔的地幔過渡帶，它位于410km和660km兩個相界面的之間，我們也可以通過接收函數(shù)的震相來研究地幔過渡帶的起伏的形態(tài)變化，進一步來反演相關的地球動力學過程。
好，謝謝孫老師。
孫老師：
嗯，好的。那按照您剛才說的，深地項目不光是研究地殼，還包括巖石圈地幔，殼幔過渡帶，那現(xiàn)在會涉及到地核嗎？
武老師：
因為深地項目，我們主要是探測深部的背景和地表的資源的情況。通過地球物理的深部探測得到一個地殼上地幔的一個背景知識和背景的框架，然后來約束地表淺層的資源效應。比如說什么地方容易成礦。雖然地球物理也可以探測地心包括地核，外核、內核，這些內部的一些結構以及一些各向異性，包括地核內外核一些旋轉的特征，但是目前這個深地項目探測的目標來說，我們主要還是以探測和地表的一些成礦資源相關的地殼上地幔這個尺度一些結構的探測目標為主。而地核一些研究的方向也是一個非常前沿的方向，但是目前和深地的探測目標是不太一樣的。
孫老師：
好的，那我本人是搞地球化學的，我在研究的過程中也會遇到地球化學的數(shù)據(jù)解釋和地球物理的數(shù)據(jù)解釋會有一些不一樣，那請問你們在遇到這些問題的時候會怎么處理呢？
武老師：
我們可能或多或少在研究的過程中也會碰到類似的問題，但是我覺得應該首先明確一個概念，就是地球物理的觀測，包括一些地殼上地幔的一些結果，它都是一些現(xiàn)今的狀態(tài)，現(xiàn)今的結果。而巖石學和地球化學，在我的理解看來，它是一種過去和現(xiàn)在的多種過程的混合。可能它收到的干擾因素比較多，也存在較強的多解性。我覺得我們更應該把地球物理已經達成共識的一些經典的一些結果作為一個基本的約束條件，比如，它可以使我們在研究區(qū)有一個對殼幔結構的背景知識的相關了解，在這個條件下繼續(xù)進行我們相關的研究。比如說在華北克拉通地區(qū)，我們通過接收函數(shù)得到的華北東部的巖石圈非常薄，只有60-80km，而在它的西部鄂爾多斯的塊體，它巖石圈的厚度可以達到200km，所以我們應該基于這些深部的背景知識的前提下，再進一步結合巖石學包括地化以及地層學構造地質相關的結果，包括現(xiàn)在比較流行的地球動力學數(shù)值模擬的一些證據(jù)，如果能共同結合起來，來解釋我們的研究結果，相信是更有說服力的。
拿一個我現(xiàn)在正在研究的一個在膠東地區(qū)的研究結果來說，我們現(xiàn)在在華北華南塊體的碰撞邊界在郯廬斷裂帶的西側，它的碰撞邊界我們通常認為是秦嶺-大別超高壓變質帶是華北華南碰撞的一個縫合帶。而在郯廬斷裂的東側，就是縫合帶的位置還存在一些爭議，那么就是有一些學者根據(jù)地表的一些研究推斷在五連斷裂帶是它的一個華南華北的構造邊界。而另一些研究學者根據(jù)地表的巖性和構造分析他們認為是在五連斷裂帶的北側。因為它在五連斷裂帶的附近發(fā)現(xiàn)巖性是和華南更相似。然而他們只能得到一些地表的一些構造地質信息，但是對于地殼，包括上地幔深部的一些變形的結構通過這些研究是無法獲得的。我的研究就是通過地殼和上地幔的一些震相的剪切波分裂，我得到了在沿著五連斷裂帶這個方向，它這個地殼的變形是非常強而且和斷裂的走向比較接近，所以我的結果是更支持華南華北碰撞的縫合帶是位于五連-燕臺斷裂帶的邊界，可以說和地質的研究是一個不同尺度的概念，就是我們地球物理可以提供更深部的一些約束。
好，謝謝孫老師。
孫老師：
好的，那看我們同學們今天還有什么問題。
同學：
您好，武老師，我想問兩個問題，第一個問題就是我在世界地體圖上面看到中國大陸被印度板塊碰撞比較褶皺，那個邊緣，印度板塊北邊基本比較平坦的，這是為什么呢？第二個問題就是為什么印度板塊北部比較平坦而它的南部卻就有一些低矮的丘陵和山地而沒有高山呢？
武老師：
你說的是印度板塊是印度大陸這個區(qū)域嗎，還是說青藏高原的區(qū)域？你說的是印度板塊這個區(qū)域的北部比較平坦還是在青藏高原海拔內部是比較平坦的，我沒有聽清。
同學：
印度板塊北部比較平坦但是它接壤的中國大陸發(fā)育褶皺，我比較好奇印度板塊北部比較平坦而它的南部存在一些低矮的丘陵和山地，但卻沒有高山。
武老師：
對，我覺得是這樣的，因為我的研究區(qū)域之前主要集中在青藏高原內部的區(qū)域。印度板塊北邊比較平坦，它和歐亞大陸碰撞的邊界是喜馬拉雅造山帶，它非常高是世界屋脊。印度板塊北部我覺得它是因為這個碰撞還在持續(xù)進行，就是沒有俯沖到歐亞大陸的邊界，邊界帶可以理解是非常褶皺的，但是印度板塊的北部可能你說的這個平坦的區(qū)域還沒有俯沖到俯沖邊界，所以它比較平坦的。至于說印度板塊的南部存在丘陵和山地，這個我關注的比較少，因為我研究的區(qū)域集中在青藏高原內部，南部是不是會有其他的一些地形或者碰撞帶之類的，對于這個問題我可能以后需要去繼續(xù)關注一下。謝謝您的提問。
同學：
好的，謝謝老師！
孫老師：
好的，那武老師就是不知道您學地球物理是從大學本科開始的嗎，因為我們的學生可能會涉及到這樣一門課，那么請問您在后續(xù)的研究中，您本科所學的這個地球物理的課程對您的幫助是起到一個啟蒙的作用還是說現(xiàn)在使用的這些知識全部都是在當時所學到的呢？
武老師：
孫老師是這樣，我本科和博士基本上都是學固體地球物理，因為我一直從事這個專業(yè)，所以在本科期間主要的一些基礎課都是在為后續(xù)的一些研究打基礎，就是面比較廣，包括涉及重磁電震，就是重力、地磁、電法還有地震勘探，就是很多方面，那么到了博士期間的工作主要是以地震學來探測地球的，地殼上地幔這些深部結構為主。我覺得本科學習最重要的是接觸的面要廣一些，從而可以選擇自己更感興趣的一些點然后為今后的博士，包括一些選題就可以有一個更全面的認識，更容易找到自己的興趣點。
好的，謝謝孫老師。
孫老師：
好的，謝謝武老師，并且也感謝您和您的研究團隊在向地球深部進軍的過程中所付出的貢獻。
謝謝武老師今天的分享。
武老師：
感謝孫老師，謝謝同學們。
