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第1次格罗夫山考察

队次名称: 第1次格罗夫山考察
起止时间: 1998-12-10 ~ 1999-01-27
目录

考察概述


  1998 —1999年中国南极第15次考察期间,国家海洋局极地考察办公室组织安排一支4人

小分队(原计划安排2辆雪地车,在准备阶段因其中1辆雪地车故障无法排除调整为1辆)对格

罗夫山地区实施探索性考察。当时小分队的任务是:到达格罗夫山(安全寻找到今后进入该地

区的陆上通道);争取在那里生存一段时间(在该地区开展野外工作的生活模式);争取开展适当

的具体科学考察活动(争取落实原定的地质考察目标,同时寻找新的潜在科研目标,如是否可以

开展陨石收集工作等。4名中国格罗夫山考察队员克服后勤装备和自然环境方面的种种困难,

历经两个月,对格罗夫山开展了人类首次地质、测绘、气象、冰盖运动学等多学科的综合观测取

样。考察队获取大量岩石样品和产状数据,回收陨石4块,取得核心区的部分测绘数据,取得气

象实测数据,并在沿途全线设置测量标杆。胜利完成了预期的考察任务,为今后在该地区开展

工作奠定了基础。



现场实施情况

    根据实施方案,中国格罗夫山考察队于1998年12月15日与中国内陆冰盖考察队一起从中山站

出发,在冰盖上向南行驶10天,于24日晚到达11;865点(行程464千米〕。休整一天后,26日晨告别

冰盖考察队,单车分道向西驶向格罗夫山。沿途开始设标插旗并测量,用2天行进101千米,绕过阵

风悬崖南端进入格罗夫山区,设置宿营地MG7。在25个工作日(含迁移宿营地)中,按实施方案中基

本目标、扩大目标、备用目标顺序,对该地区实施地质与测绘调查。为配合冰盖队临时提前返回的安

排,格罗夫山队提前7天于1999年1月27日返回三叉路口与之会合,28日晨开始向北撤退,于2月2

日晚安全返回中山站。本次队全程共设置旗标134个,站位14个。在格罗夫山区内8个站位迁移

133千米,雪地摩托车考察路程近2000千米。

 

科考实施情况



    在2000平方千米范围内对51座冰原岛峰进行了地质考察,采集岩石标本800余块,包括所见到

的各种类型的岩石(岩石学、矿物学、年代学、组构分析等样品)。观测记录了岩层产状,构造特征等数

据,绘制不同比例尺的野外素描图和剖面图,填制了平面地质草图(待将来完成地形图后再转绘)。工

作过程中还采集了准原地冰水沉积岩转石近20块,据目前了解,这类沉积岩在东南极尚属首次发现。

这些沉积岩很年轻,是由于冰川流动摩擦地面,造成岩石碎屑角砾堆积而形成的。而形成沉积岩的必

要条件有两个,一是必须有水,二是要有相当大的压力,例如埋在地下很深的地方。对于格罗夫山来

说具有这两个条件有些不可思议。由于低温,东南极冰盖下面不可能有水,其次,南极冰盖形成以后,

也不复存在使堆积的岩屑深埋地下的机会。这些转石很可能暗示南极大冰盖曾经历过融化的阶段。

如果沉积岩中含有孢子花粉等植物微体化石,就可以肯定这个惊人的结论了 。

   在哈丁山和萨哈罗夫岭(Zakharoff Ridge)设立了 4个永久性大地水准标,绘制了核心区110平方

千米的平面图,为今后实施全区地形图测绘工作打下基础。在阵风悬崖发现4块陨石(目前经放大镜

观察,可初步确定其中1块为铁镍陨石,3块属球粒陨石),是我国开展南极考察15年来首次发现的陨

石,为今后在此地开展陨石收集工作打下了基础。在迁移营地时为冰盖物质平衡课题进行了全部134

个标杆高度测量,全程为中国气象科学院极地研究室测量采集了气象基本要素,并在^011、13站和

2053点挖3个1米雪坑,采雪样30份。

    在格罗夫山考察取得的数据标本,在很大程度上属于填补空白的性质,具有很高的科研价值。经

过综合性室内分析,将能够在确定格罗夫山大地构造性质,其与拉斯曼丘陵和查尔斯王子山的关系,

进而探讨东南极大地构造演化和10亿年以来全球构造演化新模型等方面作出重要的贡献。

野外科考成果

  1. 核心区地质填图及地质研究

   在哈丁山和萨哈罗夫岭设立了 4个永久性大地水准标,完成核心区110km2的平面地形图部分数

据的采集。由于"J6"型经纬仪出现机械故障,致使核心区1:2.5万地形图的目标未能实现,此次仅能

完成平面图。建议下次配备较先进的设备,如耐低温的全站仪等,一方面可保证顺利工作,另一方面

也可大大提高效率。本次队采集的数据仅为今后实施全区地形图测绘工作打下基础。由于缺乏详细

的地形图,地质考察仅进行了核心区基础地质路线勘查。考察队获得大量岩石样品和野外记录,了解

了该区岩石组成,构造样式及运动状态,在野外进行了岩石变形变质的初步分期与特征等考察,为今

后开展室内格罗夫山变质作用与年代学研究,主要构造热事件对比研究,伊丽莎白公主地岩石圈在冈

瓦纳古陆的形成与裂解过程中的构造演化模型和格罗夫山核心区小比例尺地质填图等打下坚实的

基础。

  2.冰川地质地貌及古环境变化遗迹的发现

发现一些可能成为科学研究新生长点的重要自然现象,如:

该区大部分岛峰都有明显的冰蚀地貌与风蚀地貌特征,较高的岛峰上可看到二者的分界线,通

过观测研究这些分界线的高度和机理,即可确定该地区古冰盖曾经有过的最大高度。若进而将同类

分析扩大至南极其他内陆山脉,就可能为研究距今1. 8万年前地球末次冰期极盛期时,南极冰盖的最

大厚度提供直接的依据。结合北极和中纬度的研究,可以更准确地描述末次冰期以来全球气候变化

的规模和过程。

通过岛峰岩石崩塌速度和蓝冰碎石带的长度,可以较精确地计算出不同冰流的速度,为南极冰

盖运动学研究提供更准确的地区性数据。

对山区溶冰水潭的观测,可以直接监测现代气候变化的过程。

根据岩石陡坡溶冰水流和地形分析,以及蓝冰颜色的变化,该区很可能存在冰下湖泊,而且将

是冰层最薄,最容易钻探的古老冰下湖。众所周知,冰下湖水和沉积物是研究近代气候环境变化的最

宝贵素材。果真如此,那无疑将又是一件轰动南极科学界的大事。

在蓝冰区发现几处碎石陇岗,很可能是古冰川的冰舌堆积垅堤,即7 000年前地球气候最暧时

南极冰川末端的位置。

格罗夫山区冰裂隙非常发育,活动性大,多数地表清晰可见。尤其在阵风悬崖北段的蓝冰陇丘

一带,考察队遇到一组宽达15米的巨大张性冰裂缝。下次再去考察时可利用软梯进入冰裂隙内部,

直接观测冰盖深部的结构。而且,如果能在冰裂隙内部直接切取冰样,可能会比打冰钻取冰芯省力得

多,取样数量也可以大得多。

  3. 陨石的发现与回收

    1998年12月,中国南极考察第15次队的格罗夫山考察队在蓝冰区发现并回收了 4块陨石,这是

我国开展南极考察15年来首次发现的陨石。这些陨石编号ZG9801 :重13. 5克;编号ZG9802:重,6 4

克;编号ZG9803 :重282.2克;编号ZG9804:重154. 8克。这一发现,使中国进入开展南极陨石研究的

先进国家的行列。而且,根据对其中2(09802号陨石的熔壳、气印、拇指纹的形态和大小的判断,该陨

石的母体应当重达数吨,在降落到离地面不远的空中才爆裂溅落的。因此,今后可望在该陨石回收点

附近回收其余碎块。这也预示格罗夫山区可能是南极又一个重要的陨石富集区。

     对于中国首次回收的南极陨石,按照专家制定的研究方案分两阶段开展研究。(门划分陨石类型

的研究:包括显微镜下的矿物结晶与冲击变质结构构造分析,利用电子探针、质谱仪等测取矿物学参

数,全岩化学分析和中子活化分析数据等。0多学科综合研究:包括陨石成因研究,元素丰度研究

(探讨早期太阳星云分馏作用),同位素年代学研究和宇宙核素研究〈陨石年龄和居地年龄),稀有气

体同位素研究〈陨石飞行年龄〉,以及不同类型陨石的成因及演化历史的综合研究。

    这些陨石首先在北京大学和清华大学物理系电子显微镜实验室进行了第一轮无损伤测试,用高

倍扫描电子显微镜,分析鉴定陨石表面的形态特征、主要矿物组成和矿物的元素含量。与此同时,在

中国科学院地质与地球物理研究所展开了基础数据分析测试。中国科学家将尽快把初步成果发表,

并填表向国际陨石学会申报,并在《陨石与行星科学》上公布登录。






考察队员

考察队员 单位 工作地点 考察类型 角色
霍东民 武汉大学 格罗夫山 内陆考察 测绘与导航
刘晓春 中国地质科学院地质力学研究所 格罗夫山 内陆考察 地质考察
李金雁 中国科学院地质与地球物理研究所 格罗夫山 内陆考察 驾驶员兼机械师
刘小汉 中国科学院地质研究所 格罗夫山 内陆考察 队长,全队综合协调,地质考察