中山大学地球科学与工程学院

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教 授

高锐

发布时间:2017-01-11       点击数:635

 

     高锐(院士,地球物理学家),1981年于长春地质学院研究生毕业,获得应用地球物理硕士学位。先后在中国地质科学院矿床地质研究所地球物理研究室、原地质矿产部深部地质办公室、中国地质科学院岩石圈研究中心、中国地质科学院地质研究所岩石圈研究中心从事研究工作。1993年和1997年分别在美国康内尔大学及德国地学中心(GFZ)学习和培训。是中国地质科学院深部探测与地球动力学重点实验室主任,国土资源部深部探测与地球动力学重点实验室(筹)主任。2015年当选为中国科学院院士。2016年任中山大学(地球科学与地质工程学院)教授。

   高锐院士长期从事地球物理与深部构造研究。注重地震探测与地质构造相结合,在青藏高原及其他大陆岩石圈结构、构造与动力学领域的研究取得了具有国际影响的系统性和创造性成果,为开拓我国深地震反射研究大陆岩石圈事业做出了实质性贡献。主要学术成就与贡献表现在:

   1)揭露了印度板块和亚洲板块沿雅鲁藏布江缝合带正在进行的陆陆碰撞深部过程。陆-陆碰撞过程是理解板块构造缺失的链条,喜马拉雅-青藏高原是全球典型的陆-陆碰撞造山带,是研究典型陆陆碰撞深部过程与动力学的天然实验室。探测地壳的精细结构是解开造山带形成奥秘的基础。深反射地震剖面被公认是破解大陆碰撞奥秘的一项关键的先锋技术,可比喻给地壳做CT。长期以来,前人提出了多种印度板块与亚洲板块的碰撞模型,大都强调印度板块地壳俯冲进入到了亚洲大陆内部。高锐院士和他的团队提供的全地壳反射地震精细结构图像,揭示出印度地壳并没有大规模向北俯冲到亚洲大陆之下,改写了人们的传统认识。同时,提出在特提斯喜马拉雅构造带-雅鲁藏布江缝合带之间,存在一种新的陆陆碰撞地壳变形机制,即地壳尺度的构造叠置作用导致了俯冲板块的地壳物质顺着MHT(主喜马拉雅逆冲断层)从底部向上部运移,形成多重构造叠置, 这一过程造成印度俯冲地壳厚度的变薄与喜马拉雅地壳加厚;

   2)发现华北板块(亚洲板块一部分)岩石圈地幔俯冲在青藏高原东北缘之下的地震学证据。亚洲板块是否向青藏高原下俯冲是国际学者争论了几十年的重大疑难问题,涉及如何认识青藏高原隆升、大陆岩石圈变形之地球动力学过程。高锐院士和他的学生的这一发现为认识亚洲板块是否向青藏高原下俯冲提供了直接证据;

   3) 发现了塔里木与西昆仑大陆岩石圈倾斜相接的地震反射构造,提出青藏高原存在面对面的陆陆碰撞新类型。西昆仑位于青藏高原西北缘,呈现狭窄的板块碰撞强烈变形带(宽度仅为喜马拉雅的三分之一),被称为 “第二喜马拉雅”, 西昆仑逆冲变形成因备受世人瞩目。前人提出塔里木向南俯冲导致西昆仑逆冲变形。高锐与团队1997年首次在西昆仑山与塔里木结合地带实施的深地震综合探测,获得岩石圈尺度的精细结构,不仅揭示了塔里木岩石圈向南俯冲行为,而且发现了塔里木和西昆仑山大陆岩石圈相向俯冲碰撞的深部证据。依据这种南北相向倾斜相接的地震反射,他提出并命名面对面(face to face)陆-陆碰撞新类型;

   4)实现了横过高原腹地的羌塘地体310km不间断的长深反射地震剖面完整采集,获得羌塘地体的全地壳深反射精细结构。发现羌塘Moho面平坦、厚度变薄(平均深度约60km,较拉萨地体薄约10km)的反射证据。同时通过大范围远震P波层析成像,发现了印度板块岩石圈地幔深俯冲至羌塘地体200km之下的深部证据,由此提出由于俯冲板块前缘的断离导致青藏高原腹地地幔热物质上涌,正是这一过程引起地壳伸展变薄的新认识,被国际同行认为更好地给出印度板块俯冲到西藏高原腹地之下的深部过程;

   5)提出并命名青藏高原北边界逆冲断裂(NBT),提出龙日坝断裂是扬子地块西缘边界,从深部地壳结构约束了高原北部和东部的地壳边界。从地质-地貌角度,长期以来地质学界将青藏高原的北界和东部边界定位于现今的祁连山和龙门山。高锐和他的团队根据深反射地震剖面揭示的,祁连山以北河西走廊盆地下存在的一条被沉积物覆盖的南倾的逆冲断裂,提出它的动力学与青藏高原南缘主边界逆冲断裂类似,将其命名为北边界逆冲断裂(NBT, North Border Thrust),沿NBT阿拉善地块向青藏高原之下俯冲。并通过向北延伸到阿拉善南缘的600km高分辨深地震反射长剖面,进一步描述了高原北缘地壳向外构造发展的过程。 通过横跨龙门山310Km深反射地震探测发现,扬子地块下地壳反射结构向西一直延伸到龙日坝断裂,由此提出龙日坝断裂而不是龙门山断裂是扬子地块西缘边界和地壳尺度斜向挤出抬升造成龙门山崛起的新认识;

   6) 他作为课题负责人主持完成青藏高原地学断面和项目负责人之一主持完成西昆仑-塔里木-天山地学断面的岩石圈综合地球物理调查与研究。3条剖面,比例尺为1:1000 000,总长度3500km,初步建立了青藏高原岩石圈断面结构和双向挤压地球动力学模型;

   7)作为项目负责人,他主持完成了国土资源部深部地球物理探测数据库和中国岩石圈三维结构数据库建设。

 

   高锐院士不仅取得了上述系统性、创新性的成果,而且和他的团队主持完成的深地震反射探测与处理解释剖面超过8000km(约占全国总量2/3),为我国大陆深反射地震探测研究进入世界大国做出了重要贡献,《Science》发表评述认为这些“深反射数据是出色的(Outstanding)”。

   高锐院士学风严谨,具有很好的团队合作精神,有较强的组织和综合研究能力。已在Natrual Geosciences, Earth and Planetary Science Letters(EPSL), Geology, Tectonophysics, Lithosphere, Chinese Sci. Bull,Science in China(Series D),地质学报、地球物理学报、中国科学等国际国内权威刊物发表学术论文271余篇,其中第一作者及通讯作者100余篇(SCI论文50余篇),SCI引用1124余次(他引806余次)。主编及合作发表学术专著15部。获国土资源部科技进步一、二等奖6项。

   他还担任中国青藏高原研究会常务理事,中国地球物理学会理事,地球学报常务编委;中国科学 D-地球科学编委(2000-2012); 多次担任国家自然科学基金委评委(优青、杰青、创新团体、重点项目、国际合作重点项目等 答辩评委)。曾担任国家科技进步奖答辩评委。

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