心有山海行无疆|甘肃地球物理综合实习:踏寻戈壁断层,感知大地脉动

发布人:黄荣 编辑:张耀中

     【编者按】心之所向,是亿万年的山海辽阔;行之所至,是脚步丈量的大地无疆。打开地质人的背包,除了地质锤、罗盘和岩样,还装着整个天地——高原的星空、南海的季风。学院推出《心有山海行无疆》野外趣闻专栏,带你在风霜与惊喜交织的野外,收藏属于地质人的浪漫。本期让我们跟随甘肃地球物理综合实习队,走入甘肃。

      方寸仪器观天地,千里戈壁探山河。跨越两千五百公里,中山大学地球科学与工程学院2023级地球物理专业学子奔赴甘肃,开展为期半个月的野外综合实习。扎根海原断裂带开展多手段物探实测,走进刘家峡主动源实验场感受人工地震探测,探访兰州观象台学习防震减灾前沿技术,还走进红色地标开展思政研学。从课堂理论到戈壁实操,从硬核科研到精神铸魂,学子们以脚步丈量地层,用仪器洞悉地壳脉动,在实地研学中读懂地球物理人的责任与担当。

Part 1实习回顾

       6月16日,实习动员大会正式召开。沈旭章教授、郑文俊教授等指导老师明确了本次实习的核心目标——以多方法联合探测解析海原断裂带地下结构,具体涵盖短周期地震台阵布设、浅层地震勘探、地质雷达、高密度电法、高精度磁法五大任务,并安排了刘家峡主动源实验场、兰州观象台等专业考察行程。6月23日,全体队员完成仪器操作培训与设备检修,确保设备状态稳定;25日,所有勘探设备分类封装、统一装车,跨越两千五百公里发往甘肃景泰野外观测基地。7月3日,实习队于珠海校区集结,整装启程前往西北;次日抵达测区后,师生立即开展场地踏勘。郑文俊老师结合断裂带地表陡坎、露头地貌,现场讲解海原断裂的地质演化历史与区域构造背景,帮助大家建立“地表-地下"的立体地质认知。随后,师生共同划定综合观测剖面,正式启动短周期地震台阵布设工作,同学们对照点位定点挖坑、将地震仪埋置覆土、完成水平校准与参数调试,在戈壁滩上搭建起连续观测阵列,野外探测正式拉开序幕。

同学们埋设地震台站
郑文俊老师讲解探槽处的断裂

     

      7月4日至7月9日,实习队按计划完成全部核心专业探测任务。全队划分为四个实习小组,采用"每日轮岗、方法轮换"的作业模式,轮流开展探地雷达、高密度电法、浅层地震勘探、高精度磁法四类野外勘探实验,确保每位同学都能完整参与不同方法的全流程实操;同步安排人员轮值短周期地震台阵,定期巡检设备状态、保障连续数据采集,实现台阵长期观测与剖面精细探测并行推进。各方法作业现场规范有序:探地雷达组沿预设测线匀速推进设备,精准采集地下浅部介质的电磁波反射信号;高密度电法组按固定间距布设电极阵列,逐段完成电阻率剖面数据采集,捕捉地层电性差异特征;浅层地震勘探组协同完成震源激发、检波器串接与信号收录,获取近地表地层的弹性波速结构;高精度磁法组沿测线逐点开展地磁观测,记录区域磁场异常分布。烈日下的戈壁滩上,大家走测线、拉测绳、布电极,严格把控每一个采集参数与操作环节。

实验剪影

       

      7月6日,实习队专程前往海原大地震震中遗址开展实地考察。师生沿地震地表破裂带徒步踏勘,近距离观察断层陡坎、地震鼓包、同震位移沟槽等典型震迹地貌;途中专程探访了历经大地震幸存的"震柳",这株在百年前强震中被山体撕裂却依旧茁壮生长的古柳,是海原大地震的鲜活地质见证,也让同学们直观感受到地震灾害的巨大破坏力与生命的坚韧力量。结合现场构造特征,大家深化了对海原断裂活动习性、发震机制的认识,将书本中的地震地质学知识与真实遗迹一一对应,进一步理解了断裂带的活动演化规律与地震灾害效应。

全体师生合影

      

       考察结束后,各项物探采集工作持续推进:短周期地震台阵保持连续运行,采集天然地震信号为深部结构反演积累基础数据;各组继续按轮换计划完成剩余测线的勘探作业,从电阻率、磁化率、地震波速等多维度捕捉断裂破碎带的物探异常。晚间回到驻地,师生共同开展数据处理与成果讨论,针对噪声干扰、异常特征逐一分析,通过多方法结果交叉验证,推演断裂破碎带的地下延展形态。从纸面理论到实地数据,同学们切实掌握了野外作业规范,提升了多方法联合解译地质问题的能力。

      7月10日,实习队开启思政实践行程。大家先后探访永泰古城,在明代边塞遗存中感受西北大地的厚重历史与人文底蕴;前往八步沙纪念馆,学习"六老汉"三代人治沙造林的坚守与奉献,体悟生态保护的时代重量;走进西路军纪念馆,在史料与文物中重温革命先辈的浴血征程,坚定理想信念。一堂行走的思政课,让同学们在历史现场中收获了精神的滋养。

思政教育过程留影

       

      7月12日,实习队前往刘家峡主动源实验场开展专项研学。该实验场坐落于青藏块体东北缘,地处青藏、阿拉善、鄂尔多斯三大活动块体的交汇核心区域,区域地质构造复杂、历史强震频发,是国内依托气枪震源开展长期重复探测的顶尖科研基地,依托科技部、国家自然科学基金委、中国地震局多方专项支持建成,依托宽阔平稳的水库水域条件,成为开展地壳深部结构高精度动态监测的天然试验场,为全国地震机理研究、地震预警技术研发、区域防灾减灾工作提供核心观测数据支撑。抵达场地后,专业工程师首先带领全体师生走进空气压缩机核心机房,细致拆解整套震源发生设备,通俗讲解空压机的运转逻辑、高压气枪释放能量的完整流程,系统阐释人工地震波的激发、传导与接收整套探测原理,把课本中抽象的弹性波、地下介质反演等理论知识转化为具象的设备运作实景,让大家直观理解人工模拟地壳震动的底层逻辑。

       随后师生共同前往中控数据平台,屏幕上实时跳动的波形曲线、持续更新的震动参数完整记录每一次气枪激发产生的地下信号,工程师结合图谱逐一讲解数据采集、实时传输、信号解译的全流程,演示科研人员如何依靠海量波形数据反演地下地层变化规律。讲解结束后,全体师生搭乘小艇奔赴水库中央水上激发平台,开阔湖面之上,工作人员按规范流程启动气枪震源,现场生成里氏0.7级人工微震,清晰可感的震动传递至平台每一个人,让大家跳出书本理论,真切感知地球内部蕴藏的巨大应力。通过全程观摩、现场体验,同学们完整掌握主动源给地下地壳做"全方位CT"的整套技术体系,深刻意识到长期持续的人工震源观测,能够精准捕捉地下构造细微形变,对研判地震风险、搭建区域预警体系具备不可替代的科研价值。

里氏0.7级地震激发时激发平台周围水波图
2023级全体师生合影

      

      7月13日,实习队走进拥有七十余年历史的兰州观象台,这座始建于1954年的观测站是我国首批综合性地球物理观测台,也曾入选国际地球物理年八大观测台,地处祁连山断裂与南北地震带叠合关键构造位置,如今已建成集测震、地电、地磁、地下流体、形变、重力、强震动观测于一体的全链条综合监测基地,承担甘肃及周边区域震情跟踪、前兆观测、震灾分析等关键职能。在站内科研人员的带领下,师生依次走访全流程观测业务区,系统学习地电、地磁微观前兆监测手段,了解台阵数据采集、设备运维、观测数据校准整套工作体系,完整梳理区域地震监测预警的闭环工作模式。随后众人走进黄土地震工程重点实验室,针对西北独特黄土地质环境开展专项学习,近距离参观两大核心实验装置:可复现不同震级、不同场地条件震动环境的大型振动台,能够直观还原黄土场地震害发生、演化、破坏全过程;高精度岩土等比模型试验平台,依靠仿真建筑与地层模型,精准推演黄土土体变形特征,研发适配西北地貌的抗震减灾技术,直观感受黄土震害防控领域前沿科研力量。

      参观尾声,师生一同走进全新建成的地震科普博物馆,馆内陈列着从上世纪老旧手动观测器械到现代全自动智能监测设备的历代仪器,搭配详实史料档案,完整梳理我国防震减灾事业从人工记录、经验研判,到自动化观测、智能化预警的跨越式发展历程。一件件斑驳的老仪器、一段段厚重的行业史料,让同学们真切读懂一代代地震科研工作者扎根西北台站、常年坚守监测一线的初心与担当,进一步明晰地球物理专业服务民生安全、守护山河安稳的核心使命。

 

Part 2 结语

      千里西行赴戈壁,知行合一探地层。本次甘肃野外综合实习,将野外物探实操、前沿地震科研参观、红色思政实践融为一体,让2023级地球物理专业学子走出书本、深入一线。烈日戈壁间的测线布设、刘家峡水库里的人工震源体验、兰州观象台中一代代观测仪器的岁月沉淀、红色场馆里震撼人心的精神洗礼,都化作同学们专业成长路上珍贵的印记。

       大地无言,自有回响;科研无声,守护山河。此次实践让同学们真切读懂了地球物理学科承载的防灾减灾使命,也切身感受到地质科研人扎根山野、坚守一线的责任担当。这段戈壁滩上的经历,将成为他们继续深耕地球科学领域的重要基石,以脚踏实地的行动,不断探索大地奥秘,用专业所学服务社会、守护平安。

 

供稿:甘肃地球物理综合实习队临时党支部

文字:第二小组 彭梦远、罗雪婷、鄢义秦、卜义瞳、徐典华

图片:第二小组 彭梦远、罗雪婷、鄢义秦、卜义瞳、徐典华

排版:张耀中

初审:罗妙琪

审核:徐永怡

审核发布:孔晓慧