本项研究聚焦于国内外地学界研究的热点区域,以青藏高原东缘汶川地震的地表响应与龙门山造山带—前陆盆地耦合机制为关键科学问题,以汶川地震及其地表变形为关键地质信息,开展了龙门山与四川盆地西部的活动构造、汶川地震与芦山地震、龙门山造山带—前陆盆地的耦合机制等方面的研究。以最新地质资料为基础,多学科相结合,以宇宙核素、裂变径迹、数字高程模型、GIS技术、地壳均衡模拟技术和弹性挠曲模拟技术等为手段,是10项科学研究成果的集合和升华,包括国家自然科学基金项目7项、中国地质调查局项目1项、成都市科技厅项目1项、国际合作项目1项,属地球科学中构造地质学、沉积学、第四纪地质学等学科的综合,为一项基础研究成果。具体项目名称和编号如下:①龙门山—锦屏山新生代走滑—逆冲作用的沉积响应(49802013);②青藏高原东缘龙门山晚新生代河流下蚀作用与隆升作用的耦合关系研究(40372084);③汶川特大地震地表破裂与变形特征研究(40841010);④晚三叠世马鞍塘期龙门山前陆盆地礁、滩的迁移规律及动力学机制研究(40972083);⑤汶川地震驱动的崩塌、滑坡和泥石流的河流响应过程研究(41172162);⑥龙门山冲断带(中段)异地系统晚三叠世地层标定与原型盆地(41372114);⑦芦山地震特征与地表响应(41340005);⑧青藏高原东北缘和东缘的隆升时限、过程及前陆盆地形成的动力学机制(1212011121268);⑨成都市构造活动分析与地震安全性评价(08YTZD996ZF-014);⑩印亚碰撞在龙门山和四川盆地的作用(40510104130)。 本项研究成果属于多学科的交叉研究,利用国内外最新的科学技术手段,通过对龙门山与四川盆地西部的活动构造、汶川地震、芦山地震、龙门山造山带及其前陆盆地的耦合关系等相关科学问题的研究,不仅为我国乃至全球研究内陆造山带的耦合关系提供了一个科学范例。该成果是本团队30余名科研人员和国际合作者多次深入青藏高原、龙门山和汶川地震、芦山地震灾区进行科考的结晶。该成果经四川省科技厅组织鉴定,认为“成果总体达到国际领先水平,在国际上有很高的影响”。具体研究成果表现在以下4个方面: ①在汶川地震前,定量计算并对比了龙门山和四川盆地西部活动断裂晚新生代以来的逆冲速率和走滑速率,于2007年在国际刊物上提出了北川断裂是龙门山地区最危险的发震断裂这一重要认识和结论,为汶川地震的预测和研究提供了科学依据,并龙门山活动构造和地震奠定了科学基础。 ②建立了汶川地震的龙门山式地表破裂样式,研究了汶川地震导致的两条平行地表破裂带的组合样式及其对水系控制作用,探索了汶川地震后四川盆地中西部的地震(芦山地震、遂宁地震、三台地震)及其成因机制。 ③定量计算了汶川地震导致的构造抬升量和滑坡量的对比关系及其对龙门山地貌生长的影响,提出了汶川地震的同震滑坡量大于构造抬升量,并导致龙门山的物质亏损和山脉的降低。 ④提出了2种龙门山的隆升机制,建立了楔状前陆盆地与逆冲构造负载系统、板状前陆盆地与剥蚀卸载系统的盆山耦合动力学模型。通过对龙门山前陆盆地底部不整合面之上碳酸盐礁滩沉积序列和空间展布特征的研究,提出了龙门山造山楔加载所驱动的挠曲沉降和相对海平面上升导致了礁滩的生长、淹没、迁移的动力学机制。 本项研究成果也是与国外知名专家和科学机构进行长期国际合作研究的结果,其学术成果已在Basin Research、Tectonic、Geology、Nature Geoscience等10余个国际学术刊物上发表,并在AGU、HKT等10余个国际会议上宣读。已出版专著3部,发表论文共96篇(其中SCI检索论文20篇,EI检索论文2篇),培养硕、博士生20余名。据《2011年版中国期刊引证报告(扩刊版)》报告,本项目负责人李勇教授近5年发表论文23篇,2010年被引频次107次,被引率73.91%,在天文学、地球科学领域的论文被引频次位居全国第17位。同时,本项目组提交的《汶川大地震未对成都主城区造成损害的初步分析》、《擂鼓镇处于北川断裂带上,不宜作为北川县城新址备选区》等建议和报告曾指导了地震灾后重建工作。研究成果曾被科技日报、四川日报和British Geological Survey等中外媒体和报刊报导20余次。美国科学院院士Peter Molnar教授曾在《Nature Geoscience》上发表对该项研究成果的评述,并给予很高的评价。以李勇教授为带头人的研究团队被媒体《The New York Times》称之为“英雄的团队”。 综上所述,本研究成果展示了我国在造山带与前陆盆地、活动构造与汶川地震的优势与特色,汶川地震前有预测、震后有研究和科学建议,为国内外研究造山带与前陆盆地耦合机制、汶川地震、芦山地震的灾害防治以及灾后重建、成都盆地的地震安全评价等提供了科学依据和典型范例。因此,该成果不仅具有重要的科学意义和社会意义,而且也对四川省今后的地震安全稳定、灾后重建、生态恢复与可持续发展具有重要的指导意义。因此,本研究成果无论是在科学研究的理论价值还是在科学研究的应用推广上都具有良好的学术扩展价值和科学前景。