地质力学所参加中国第33次南极科考系列之七顺利完成赖于尔群岛野外地质考察

作者:陈龙耀 刘健 发布时间:2017-02-10 阅读次数:

2016年12月15日至2017年1月7号,在经历了半个月的野外考察物资准备、气象观测、应急救援方案制定和野外生存技能培训等野外地质考察前准备工作后, 赖于尔群岛的野外考察工作正式拉开了帷幕。

在南极进行野外地质考察需要在外宿营,有大量的装备物资(如:发电机、野外宿营装备、炉子、气罐、冰镐和个人野外装备等)和生活物资需要准备,而且前往考察的赖于尔群岛上没有淡水,需要携带大量的淡水用于每天的做饭和饮用。经过7天的周密准备,野外考察装备物资和生活物资都进行了分类和分批,这样便于KA-32直升机运输过程中的配重要求。

考察之前另一个重要的保障就是中山站和赖于尔群岛的天气情况,考察的交通主要是KA-32直升机,中山站的气象条件直接关乎到KA-32直升机的起飞和返航,赖于尔群岛的气象条件不仅关乎到直升机的起降,更重要的是关系到野外作业的个人安全。如果在野外期间遇到暴风雪天气,风力达到7级风以上,直升机是无法起飞来前往救援的,唯一的办法就是自救,待风力减小后方可前往营救,所以选择的野外作业时间必须避免有暴风雪的来临,这样既能保障科考队员的安全,也可避免KA-32直升机中途返回。赖于尔群岛是距中山站90多公里的群岛,而距离澳大利亚戴维斯站仅15公里,站区的气象预报只能保障中山站站区气象预报的准确性。在这种情况下,为了保障赖于尔群岛气象预报的准确性,通过国际合作,澳大利亚戴维斯站为此次野外作业提供了气象预报和航空气象,但是,相较于中山站的地理位置,赖于尔群岛更加靠近西风带,气象变化较快,这将给我们的野外作业增加了很多风险和困难。

应急救援方案是站区领导对野外实施方案中最重视的一个环节。除了内陆考察队和固定翼机组外,我们地质组此次的野外作业地点是距离中山站最远的,因此在出发之前必须制定好行之有效的应急救援方案,这样在野外作业遇到突发事件的时候才会有最合理的应对方案。说实话,南极救援力量是非常薄弱的,我们只有依靠两顶单薄的户外帐篷、睡袋等野外装备要在几个孤立的海岛上度过数十天。西北侧是汹涌大海,东南侧是茫茫冰盖,一旦遇到暴风雪,可以说是无处求援。为了此次野外考察,野外考察期间直升机机组、中山站报房将全天候待命为我们提供应急救援。气象观测人员每天都与澳大利亚戴维斯站气象人员沟通了解天气变化情况,并将每天的天气情况和一周的天气预报通过卫星电话告知我们。同时,站区领导与澳大利亚协商,遇到突发事件,戴维斯站也会为我们地质考察组提供应急救援。

在野外考察物资和应急救援方案准备完成后,为了保障野外工作的顺利进行,同时完成对拉斯幔丘陵铁矿层位的调查,我们在站区附近对野外生存技能和考察装备物资进行了演练和试用。对野外露营装备(帐篷)、小型发电机、气罐和气炉、通讯装备(卫星电话)、罗盘(磁偏角)、手持GPS、相机和对讲机进行了试用和调试。

在经历了近半个月的野外考察物资准备、气象观测、应急救援方案制定和野外生存技能培训,终于等到了适合野外作业的好天气,戴维斯站气象预报显示2017年1月7号到13号天气较好,仅11号有少量降雪,于是我们正式开始了赖于尔群岛的野外考察工作。


飞行前KA-32直升机的安全检查

对赖于尔群岛——马瑟半岛进行野外地质考察

赖于尔群岛位于东南极普里兹湾,以前国内外研究者对赖于尔群岛的调查和研究均主要集中在发育超高温麻粒岩的太古宙马瑟半岛(Mather Peninsula)和中元古代的菲拉岛(Filla Island),由于二者的年代学图谱不同,所以给出的拼合时代和模式差别较大。因此,进一步的调查需扩展到其它岛屿。中国地质科学院地质力学研究所科考队员刘健研究员和陈龙耀博士生与中国科学院广州地球化学研究所刘兆博士生组成的中山站地质考察组,拟以托克勒岛(Torckler Island)为主,其次为马西半岛(Macey Peninsula)、小意大利岛(Little Italy Island)和马瑟半岛(Mather Peninsula) 展开地质调查。

2017年1月7日,原定于上午9点乘KA-32直升机前往赖于尔群岛的马瑟半岛(Mather Peninsula),但是上午中山站站区风力较大,直升机无法起飞,和直升机机组商定后,改为下午15点风力减小后前往马瑟半岛。经过40分钟的航程,我们到了目的地,随后迅速熟悉周围地形,选取有利的位置搭建营地,待我们的帐篷和炉灶搭建完成之后,已经是下午6点了。按照原定计划,马瑟半岛的考察时间是1月7日至11日,考察任务有两项,一是完成一条横穿马瑟半岛岩石构造单元的地质路线调查,另一项任务是寻找含假蓝宝石超高温麻粒岩和具有减压结构的基性麻粒岩这两种具有特殊指示意义的岩石。1月8日和9日我们顺利完成了马瑟半岛第一项任务,并且在该路线上发现了多处具有“白眼圈”结构的基性麻粒岩,但是对于超高温麻粒岩的寻找却遇到了很多障碍。超高温麻粒岩是指在中等压力(7-13 kbar)且温度达到900 ℃以上的地壳范围内变质作用下所形成的岩石。根据前人资料,马瑟半岛的超高温麻粒岩多以小的夹层、布丁或者透镜体产于副片麻岩中,出露面积很小,且没有确切的GPS点。第二,大部分超高温麻粒岩主要是以富Mg-Al岩石中一些特定的矿物组合为识别标志,而马瑟半岛的超高温麻粒岩出现了以假蓝宝石为代表的矿物组合,假蓝宝石本身就很稀有,国内报道也非常有限,我们三名考察队员之前在野外并未见过假蓝宝石,这对于我们在野外准确识别出超高温麻粒岩带来了极大的挑战。


安营扎寨

2017年1月10日,我们仔细比对了前人对于马瑟超高温麻粒岩的岩相学描述以及野外地质图件,最后圈定了重点寻找区域,终于找到了超高温麻粒岩,对其进行了详细的记录和采样。下午返回营地,虽然大家都负重30-40公斤,但是找到超高温岩石的喜悦让大家一路上有说有笑,完全忘记了疲劳。晚上我们按照既定的时间通过铱星电话与站里进行联系,并汇报考察情况和商讨1月11日早上的“转场”事宜。但是,我们被告知到11日赖于尔群岛将有大雪天气,直升机不能过来接我们,也就意味着,我们不能按照原计划在明天转场至托克勒岛进行野外工作。此时,我们发现不远方有个很明显的气旋从大海的方向正在向我们靠近,饥饿和疲惫让我们无暇顾及,埋锅造饭后大家终于可以吃上一顿热饭了。


埋锅造饭,让大家尽快吃上热饭

2017年1月11日,大雪天气如约而至,大雪断断续续下了二天多,好在现在是南极的夏天,地表温度较高,雪片落地既化,在风雪间断时间,我们抓紧调查采样,确保工作按时完成。


风雪并未阻挡我们的工作

 到1月12日下午,天才放晴,我们就马上和站里联系,请求站里派直升机接我们“转场”至托克勒岛,同时站里气象人员告知我们1月13日到20日天气较好,适合野外作业,但是1月21号有大雪,站长从安全的角度要求我们须在1月21号之前完成考察任务返回中山站。13日上午9点,KA-32直升机将我们运至托克勒岛,并将马瑟半岛的地质样品带回了中山站。

对托克勒岛和马西半岛野外地质考察

托克勒岛(Torckler Island)是赖于尔群岛考察计划中面积最大的一个岛,而且岩石风化严重,陡砍多而且深,很多地方需要绕行才能到达。原定的考察时间是2017年1月11日至16日共计6天,考察任务是完成四条横穿托克勒岛的地质路线调查,相当于平均每天要完成一条路线调查,因此托克勒岛的野外考察工作“时间紧,任务重”。1月13日上午到达后,我们搭好帐篷,做好简易的炉灶之后,就开始按照既定计划对托克勒岛进行了第一条地质路线的调查。第一条路线相对其他三天路线是最短的,我们仍然忙到下午5点才开始带着采集的岩石样品往回赶,由于采集的样品较多,回到营地已经是下午8点了,我们三人煮了5包泡面分着吃了,就赶紧去帐篷休息,因为明天的路线是最长的。鉴于1月13日的路线调查情况,一天的时间要完成最长地质路线的调查是非常紧张的,为了省出更长时间用来进行野外考察,我们决定1月14日早上不在营地吃早饭,7点从营地出发,携带着一些饼干、自加热米饭和巧克力,在前往第二条路线起点的途中,就着前一天晚上烧的热水和饼干吃了一顿简单的早饭。经过一天紧张有序的地质调查,到下午8点我们终于完成这条最长地质路线的调查,内心满满的成就感。1月15和16日我们顺利完成了最后两条线路的地质调查,当时我们每人手套磨坏了两双,脚底都磨起了泡,但是总归托克勒岛的考察任务已经基本完成了。1月16日晚上,我们开始清点物资,把一部分生活物资清点打包直接运回站里,另一部分准备带到马西半岛。1月17日上午,我们从托克勒岛转场至马西半岛,开展马西半岛地质考察。


工作圆满完成,KA-32直升机机接我们返回中山站

马西半岛(Macey Peninsula)是赖于尔群岛考察计划中面积最小的岛,但是也最靠近冰盖,因此大风天气比其他几个岛都要多很多。1月17日上午9点半我们到达马西半岛上空,发现原定的直升机降落点大的碎石较多,无法降落,机组人员随即现场观测,选取了一个峡湾降落。正如所预测的那样马西半岛的风明显比其他三个岛要大,我们搭帐篷遭遇了严峻的考验,经过三个人的密切配合才将帐篷支起来。随后,我们一起去察勘地形,在走至山坡的时候,由于风力太大,无法到达山顶,我们被迫返回营地。一路上我们发现山上的岩石风孔很多,破碎严重,这可能会给我们的采样工作带来很大的考验,因为需要把表面的风化层敲除,才能取下新鲜的岩石样品。按照考察计划,我们需要在这个岛完成两条横穿马西半岛的地质路线调查。1月17日晚上19点半,我们按照惯例和中山站联系,被告知直升机在返回途中对马西半岛的小意大利岛(Little Italy Island)进行了勘查,发现小意大利岛从地形上讲完全是一个山梁,直升机无法降落,因此,对小意大利岛的地质考察我们只能放弃了。对前面两个岛的考察已基本了解了赖于尔群岛的岩石类型,且有充足的三天时间,所以马西半岛的两条地质路线完成的相对顺利。1月20日上午9点半,当看到来接我们回站的KA-32直升机出现在我们上空时,我们才欣慰地露出了满意的笑容,看着身边自己亲手采集的岩石样品,我们坚信,我们所有的付出都是值得的!

至此,赖于尔群岛野外地质考察顺利结束,感谢第33次南极考察领导和中山站给我们的巨大支持!感谢KA-32直升机机组提供的无私保障!感谢发电栋的队友们帮助我们把前期的样品运输至发电栋并帮助保管!感谢气象预报人员和报房工作人员给予的气象和通讯保障!

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