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兰大团队深耕构造与古地理 书写第三极科研担当

时间:2026-01-13

在青藏高原北部无人区,寒风裹挟着沙粒割过脸颊,稀薄的空气让每一步前行都格外沉重,而第二次青藏高原综合科学考察研究项目团队的队员们正是在这里的陡峭山壁间穿梭采样,为获取理想样本反复往返。


巍峨的高山如何记录地质构造的历史?神秘的季风怎样参与地形地貌的变迁?广袤的高原对全球气候发挥着怎样的作用?对青藏高原演化与环境变化的探索吸引着一代代高原科考人的脚步。


兰州大学地质科学与矿产资源学院戴霜教授是第二次青藏高原综合科学考察研究专题负责人之一,其团队围绕第二次青藏科考第七任务“高原生长与演化”下设的第四专题“碰撞以来古地理格局与构造地貌过程”,开展了高原北部河西走廊-祁连山-柴达木-昆仑山及高原东南部地区新生代古地理与荒漠化过程综合科学考察工作。


再登高原,开启新征程


戴霜与青藏科考之间难以割舍的深厚联结,早已深深扎根于兰州大学五十余年的青藏高原科研传承中——从李吉均先生深耕冰川地貌演化,到方小敏院士聚焦高原隆起与环境变化,兰大人对高原的探索从未停歇。戴霜到兰大工作后,便接续这份学术使命,专注于青藏高原隆升与资源环境效应研究,而国家对青藏高原的生态屏障、亚洲水塔功能及资源禀赋等核心问题的认知需求,更让他坚定了深耕这一领域的决心。


此前,他曾针对高原北部构造与气候环境演变、矿产资源开展了多年的研究,积累了丰富的第一手资料,还于2017年作为共同负责人牵头申报并获准立项国际地球科学计划项目IGCP652(2017-2023),作为中方负责人组织30多位研究人员开展地质年表修订研究,构建了更为广阔的国内国际合作渠道,为青藏科考积累了扎实的跨学科研究经验,奠定了坚实的基础。


这份历经多年打磨的跨学科积淀,恰好与国家深化对青藏高原科学认知的迫切需求形成呼应。第一次青藏科考初步摸清了高原基本现状,2000年前后的国土资源大调查也积累了丰富的基础数据,但这些工作多以调查性、公益性为主,在系统性深化研究方面仍存在短板,第二次青藏高原综合考察研究项目的启动便应运而生。


“第一次科考和国土资源大调查让我们了解了高原的现状和部分矿产资源情况,但对于一些大的地质事件、气候环境事件是怎么发生的,青藏高原及周边地区对它们是如何响应的,青藏高原形成后对全球的具体影响是什么,这些核心问题我们都还不清楚。”戴霜解释道。


与第一次科考相比,此次科考涉及领域更加广泛,涵盖地质、矿产、环境、生态、人文等多个方面。戴霜团队聚焦的古地理格局研究方向,核心目标十分明确:“一是搞清楚新生代以来青藏高原及周边的古地理格局变化,二是聚焦构造地貌要素,细化山体抬升、侵蚀的过程,更关键的是探究全球重大构造气候事件在青藏高原的响应,以及青藏高原对全球构造气候的反馈作用。”


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野外调查现场


青藏高原地域辽阔,并非所有区域都适合开展科考。相较于拥有板块碰撞带的青藏高原南部,青藏高原北部昆仑山—祁连山地区,发育一系列巨型山系如昆仑山、祁连山、阿尔金山等,南接高原腹地可可西里—巴颜喀拉山一线,北邻塔克拉玛干、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠等关键区域,远离南部板块碰撞核心,处于碰撞远程影响区。


所以该区域新生代地质构造相对单一,主要是整体抬升和区域断褶活动,岩石变质作用弱,大部分岩石能保留原始模样,没有碰撞带复杂构造的叠加干扰,且柴达木、河西走廊等盆地地层连续完整,为追溯山体抬升、构造演化脉络提供了清晰样本,为研究构造现象提供了有利条件。‌‌“这里还是西风与季风的交界地带,山河相间,生态环境脆弱,气候或地貌稍有变化,生态系统便会随之改变,是研究地理演变的天然实验室。”戴霜解释道。


另一处重点考察区域则集中在藏东南横断山和三江地带。该地区是南亚季风深入高原的主要通道,南北走向的山系与季风风向一致,使其成为研究季风气候效应的典型区域。同时,藏东南地区作为南亚季风的必经之路,气候湿润,与北部的干旱环境形成鲜明对比,这一差异为研究不同气候背景下沉积物的搬运和沉积规律提供了宝贵样本。


而他们的研究阵地,也不止于高原群山,实验室分析同样是解锁地质密码的关键。实验室里,团队运用多种先进研究方法开展了系统分析。为在沉积盆地中建立完整的地质年代序列,团队运用了兰州大学最早系统开展的磁性地层学方法,该方法在相关研究中具有独特优势;在构造地貌研究方面,采用宇宙成因核素测年法,能准确测定地质体的埋藏和暴露年代;此外,环境磁学、生物标志化合物等成熟的先进研究方法也被广泛应用。


聚焦前沿,贡献新方案


“我们现在算是圆满完成任务了。”戴霜说。


截至目前,戴霜教授团队在第二次青藏科考中取得的主要成果可以归纳为四个方面:一是完善了高原北部的地层年代框架;二是查明了从渐新世和中新世的柴达木的古气候古生态环境情况;三是查清楚了藏东南地区大江大河的演变过程;四是在集成所有研究成果的基础上,编制了5张不同时间段的青藏高原古地理图。这些成果对于“高原生长与演化”这一核心任务提供了强有力的支撑。“我们在青藏高原的北部和东南部这两块儿地方有了比较多的发言权。”戴霜说。


除了理论层面的突破,该研究成果也在生态保护、资源勘探与防灾减灾等多个领域得到实际应用。


在生态保护领域,成果为国家重大战略规划提供了直接科学支撑。根据《国家公园空间布局方案》,国家将于青藏高原布局13个候选区,形成青藏高原国家公园群。戴霜教授团队编制的5张不同时间段的青藏高原古地理图,即可对此提供直接参考。


2019年9月,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话,并强调“黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略”,“黄河上游要以三江源、祁连山、甘南黄河上游水源涵养区等为重点,推进实施一批重大生态保护修复和建设工程,提升水源涵养能力”。


“因而,在推动黄河上游水源生态保护修复的同时如何兼顾经济社会发展?成为一大难题,如何破题是关键所在。”戴霜说。在科考项目执行期间,研究团队有关古地理演变的成果刚好能够为此提供帮助。于是,他们运用该成果为黄河上游的一条支流制定规划,即通过模拟自然背景下的河道与环境演变趋势,在此基础上评估人为干预的合理路径。“这一规划经省委省政府审批,被纳入到甘肃省‘十四五’规划的‘生态保护’专项。”戴霜说。


在资源勘探方面,项目成果还阐明了山体抬升的时间和幅度,这可以直接用于指导高原北部资源潜力的认识和勘查工作的部署。“我们做的工作,对于研究山体什么时候抬升,抬升到多大程度,有多少矿产资源被剥蚀掉了,或者说我现在要找的矿还有多深,有直接的作用。”


此外,该项目成果也对防灾减灾具有直接价值,可为地震及其他地质灾害的研究与预警提供基础支撑。


提及此次科考项目与国内外同类研究相比具有的独特优势,戴霜说:“我们的研究手段和产出成果,相当于为全球高原演变的演化研究,提供了中国经验。”他解释道,以往相关领域的研究往往各自为战,“古气候、古生物、古地貌等领域之间缺乏整合”,而此次科考,项目团队“把所有工作及时整合起来了”,研究手段和产出的成果也更系统、更深入。


迎难而上,谱写新篇章


“遇见的困难那可就太多了。”戴霜说。


在高原,平均海拔超4000米,氧气含量仅为平原的60%左右,高寒缺氧不仅易引发高原病、限制人体机能,还会干扰精密仪器运行;有些区域昼夜温差可达30℃以上,严寒漫长、强风暴雪频繁。


回忆起野外的研究生活,地质科学与矿产资源学院博士生张兆斌说:“我们当时只能居住在工人修路后废弃的彩钢房里面,昼夜温差极大,在五六月份晚上要盖棉被,睡睡袋烧炉子过夜。”


彩钢房里的住宿如此艰苦,荒漠中的野外作业亦显不易。青藏高原东北部遍布荒漠,地表鲜有植被,连低矮灌丛都稀疏难寻。烈日当空时,毒辣日光毫无遮挡地炙烤大地,无半片树荫可避。队员们需要顶着灼人热浪俯身作业,汗水浸透衣衫仍专注取样,不敢有丝毫懈怠。


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古地磁采样


而这,仅是他们工作的一个缩影。队员们每日肩扛几十斤样品穿行于狭长山沟,需小心翼翼避开崖壁和乱石;高原天气多变,烈日与寒风交替侵袭,蚊虫更是肆虐,即便身着防护装备也难避叮咬。从清晨八点半到傍晚五六点,高强度作业后疲惫不堪的队员们,还需坚持“今日事今日毕”,连夜整理分类样品、做好记录,确保后续实验顺利开展……


“上高原做考察,本身就是在艰苦地区工作,条件肯定差,但大家都没有怨言。”除了自然环境的严苛考验,多学科协作中的磨合也充满挑战,谈起这些,戴霜感慨万千,“因为是多学科集成,每个课题组都要互相协调,野外考察时也是几个团队一起行动,遇到不同观点还要耐心融合,这都是对我们的考验,但大家都做到了。”




戴霜在野外开展调查


即便困难接踵而至,团队始终以严谨治学的态度直面挑战,从未退缩。“其实按照经验和技术要求,一米一个样就可以获得好的磁性地层结果。”戴霜始终秉持着地质工作需做细、做实的理念,“但我们为了加大分辨率和精度,往往会采半米一个样,遇到复杂的沉积地层,还得进一步加密。”


若将这个项目比作一棵树,科研成果是繁茂的枝叶,团队努力是挺拔的枝干,那么它的深根则牢牢扎在“学校与国家托举”的肥沃土壤中。


“我们不仅用了学校地矿院、资环院的重点实验室,还联合中国科学院西北院、甘肃有色地勘局,申请成立了自然资源部黄河上游战略矿产资源重点实验室,为后续研究搭建了更好的平台。”戴霜介绍道。


扎根西部,眺望新未来


在戴霜团队的青藏科考项目中,每一位参与者都用实际行动展现了兰大人扎根西部、服务国家的奉献担当和认真负责的工作态度。




戴霜在野外调查中指导学生


作为项目的核心组织者,戴霜始终坚守在科考一线。从方案论证到野外统筹,再到数据分析,他全程参与、亲力亲为。“我到兰大工作后,就一直做青藏高原演化和环境变化的工作,这是我们的擅长领域,有四五十年的积累,从李吉均先生那一代就开始做冰川地貌演化研究,我们有责任把这个工作传承下去。”正是这份责任感,让他带领团队在艰难环境中不断前行。


科研的火种被无数人接过,中青年教师身先士卒,带领研究生穿越无人区;老一辈科学家用丰富经验为年轻一代保驾护航,传承着科研人的情怀与担当;学生们也不负众望,在科考实践中快速成长。


“整个项目里参与的研究生有三百多人,提交的博士、硕士论文接近两百篇。”戴霜欣慰地说,“学生们在野外采样、实验室分析中得到了充分锻炼,很多人毕业后继续从事青藏高原相关研究。”通过该项目,团队培养出了国家级人才4人、省部级人才8人,出站博士后13人,毕业博士、硕士研究生152人,为相关领域储备了坚实的人才力量。


因这份责任,为这份热情,他们走上高原,爬上高山。


对于兰州大学和兰大人而言,服务西部发展是与生俱来的使命与责任。“我们在西部,就应该做西部文章、创世界一流,这是责无旁贷的。”戴霜坚定地说,“我们不仅要把西部的工作做好,还要有引领性,让国内外的研究者都来关注西部、研究西部。”这种扎根西部的信念,贯穿了项目始终,也成为兰大人代代相传的精神内核。


多年来,团队成员顶风冒雪、跋山涉水,足迹遍布祁连山、柴达木、横断山等多个无人区。高寒缺氧、地形复杂的野外环境并未阻挡团队的脚步,兰大人的足迹深深印在第三极的土地上。扎根西部,不仅是地理选择,更是责任担当。


“通过几代人的努力,我们已经形成了兰州大学青藏高原隆升与资源环境效应的研究范式,我希望青藏高原研究作为兰州大学的特色,会越做越好。”谈及未来,戴霜沉稳而坚定。他的团队也始终朝着这一目标稳步迈进。也许在不远的将来,那些见证岁月沧桑的雪山、充满未解之谜的高原、难以勘测的地脉……所有未知与模糊的领域,终将被人类逐步揭开神秘面纱,而这其中,定然不会缺少兰大人的身影,他们将继续以雪山为证、以科研为刃,为国家生态安全、资源保障贡献更多兰大力量。


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