馬瑾院士科研工作經(jīng)歷和業(yè)績(jī)

馬瑾院士1934年出生于上海市。中學(xué)時(shí)代受“大陸漂移學(xué)說(shuō)”和“滄海變桑田”等地質(zhì)知識(shí)的影響，1952年高考時(shí)她選擇地質(zhì)專業(yè)作為第一志愿，并如愿考入北京地質(zhì)學(xué)院。1956年畢業(yè)后進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所，在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)家張文佑的指導(dǎo)下從事構(gòu)造地質(zhì)研究。1958年，前往蘇聯(lián)科學(xué)院大地物理研究所攻讀研究生，師從構(gòu)造物理學(xué)家格佐夫斯基，1962年獲得副博士學(xué)位并回中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)研究所工作。1962—1966年，她先后籌建相似材料和光彈實(shí)驗(yàn)室，把構(gòu)造物理研究引入到傳統(tǒng)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)中。1966年邢臺(tái)地震后，她把工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到地震研究方面，開展了地震構(gòu)造與應(yīng)力場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)研究工作。1978年后，她領(lǐng)導(dǎo)建立了構(gòu)造物理與高溫高壓巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并全面開展了地震構(gòu)造物理學(xué)研究。構(gòu)造物理與高溫高壓巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)為2003年組建中國(guó)地震研究領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室——地震動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室奠定了良好的基礎(chǔ)。

60年來(lái)，馬瑾先生根據(jù)國(guó)家的需要和學(xué)科發(fā)展的需求，不斷拓展研究領(lǐng)域和方向，先后結(jié)合礦田構(gòu)造、油氣開發(fā)、地震機(jī)理和預(yù)測(cè)等問(wèn)題，研究構(gòu)造變形過(guò)程和機(jī)制，發(fā)展構(gòu)造物理理論和方法，在多個(gè)方面取得了創(chuàng)新性的進(jìn)展:

褶曲和斷裂形成機(jī)制 1962年回國(guó)后，馬瑾先生繼續(xù)其在蘇聯(lián)的研究工作，在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究了褶曲和斷層的形成條件、形成機(jī)制及應(yīng)力場(chǎng)。這一工作在中國(guó)實(shí)驗(yàn)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的發(fā)展中具有開拓意義，其成果曾被國(guó)內(nèi)高校構(gòu)造地質(zhì)學(xué)教課書長(zhǎng)期采用，并被蘇聯(lián)和日本等國(guó)的學(xué)者所引用。在四川石油會(huì)戰(zhàn)中，她把構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用于裂隙型含油氣構(gòu)造的研究中，提出巖性組合決定構(gòu)造變形組合特征的新認(rèn)識(shí)，總結(jié)出含油氣層的有利儲(chǔ)集部位，在油氣構(gòu)造研究中起到了指導(dǎo)作用。

地震孕育發(fā)生過(guò)程與構(gòu)造變形 1966年及其后的10多年間，馬瑾先生深入地震現(xiàn)場(chǎng)開展調(diào)查和觀測(cè)，針對(duì)觀測(cè)資料提出的問(wèn)題開展構(gòu)造物理研究，在地震孕育發(fā)生及其與構(gòu)造變形的聯(lián)系方面提出了一些新認(rèn)識(shí)，其中包括:1)基于對(duì)中國(guó)大陸強(qiáng)震遷移的分析和構(gòu)造模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出構(gòu)造線在空間上的控震作用，歸納出地震遷移的準(zhǔn)則和類型。2)通過(guò)對(duì)新豐江水庫(kù)地震進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究，論證了地震震源機(jī)制與斷層錯(cuò)動(dòng)的關(guān)系，其中把水庫(kù)地震分為由蓄水直接引起的地震和庫(kù)水誘發(fā)的地震，指出大震前第2種類型地震增多。這一工作在推動(dòng)中國(guó)水庫(kù)地震研究方面發(fā)揮了積極作用。3)提出地震前兆和后效甄別的概念，從構(gòu)造變形演化角度論證了唐山地震后全國(guó)許多地方出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象屬于地震后效，進(jìn)而推斷在短期內(nèi)不會(huì)有大震。4)將前兆類型和構(gòu)造類型聯(lián)系起來(lái)，分析了海城地震有前震、唐山地震無(wú)前震及龍陵地震等為雙震的原因，從地質(zhì)構(gòu)造角度解釋了地震活動(dòng)及前兆現(xiàn)象的多樣性。

斷層幾何結(jié)構(gòu)與物理場(chǎng)演化 從20世紀(jì)80年代至今，馬瑾先生領(lǐng)導(dǎo)同事和學(xué)生圍繞斷層幾何結(jié)構(gòu)對(duì)斷層運(yùn)動(dòng)的影響問(wèn)題，對(duì)平直斷層、雁列斷層、拐折斷層、共線非連續(xù)斷層、入字型斷層等多種斷層組合的變形破壞過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬，通過(guò)對(duì)變形過(guò)程中微破裂活動(dòng)時(shí)空分布、應(yīng)變場(chǎng)演化、斷層位移分布、熱場(chǎng)演化的觀測(cè)，分析了不同斷層組合的失穩(wěn)條件和機(jī)制、成核過(guò)程以及前兆特征，為地震機(jī)理與前兆機(jī)理提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。同時(shí)還結(jié)合斷層活動(dòng)習(xí)性研究，開展了斷層帶寬度與斷層錯(cuò)距、斷層摩擦增溫與斷層最后活動(dòng)年代的實(shí)驗(yàn)研究。近年來(lái)，馬瑾先生提出了亞臨界失穩(wěn)的概念，帶領(lǐng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)研究和野外資料分析等方面深入探討斷層的亞臨界失穩(wěn)與地震前兆。實(shí)驗(yàn)室在此方面的研究被國(guó)內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為獨(dú)具特色，研究成果被廣泛引用。

斷層相互作用與塊體運(yùn)動(dòng) 斷層之間的相互作用和塊體運(yùn)動(dòng)對(duì)地震活動(dòng)的影響是馬瑾先生始終關(guān)注的問(wèn)題之一。她通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)力－應(yīng)變演化的觀測(cè)，提出了斷層相互作用的可能型式，分析了塊體運(yùn)動(dòng)對(duì)斷層失穩(wěn)分布的影響，為應(yīng)力觸發(fā)地震和地震復(fù)發(fā)規(guī)律等研究提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，她把室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬與野外觀測(cè)資料的分析相結(jié)合，探討了縫塊系統(tǒng)變形對(duì)地震活動(dòng)的控制作用。20世紀(jì)90年代初，她提出共軛斷層系的旋轉(zhuǎn)與交替活動(dòng)模型，對(duì)北京及鄰區(qū)第四紀(jì)沉積盆地的分布、地球物理資料、現(xiàn)代形變測(cè)量以及現(xiàn)代地震活動(dòng)給予了統(tǒng)一解釋。1999年，她論證了活動(dòng)塊體在地震活動(dòng)中的作用，明確提出了地震機(jī)理研究從斷層中心論向塊體中心論轉(zhuǎn)變的觀點(diǎn)，并指導(dǎo)研究生對(duì)鄂爾多斯塊體、川滇塊體的運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)震的關(guān)系進(jìn)行了研究。

斷層物質(zhì)與斷層滑動(dòng)失穩(wěn) 20世紀(jì)80年代初，馬瑾先生和學(xué)生通過(guò)大量高溫高壓實(shí)驗(yàn)，論證了斷層物質(zhì)對(duì)斷層運(yùn)動(dòng)的影響。其中包括:實(shí)驗(yàn)研究了不同類型斷層物質(zhì)發(fā)生粘滑失穩(wěn)的條件，以及溫度、壓力、孔隙壓力等不同物理因素的交叉影響問(wèn)題，分析了斷層宏觀力學(xué)性狀與微觀變形機(jī)制和相變之間的關(guān)系，討論了預(yù)存斷層面對(duì)脆性和塑性變形的影響。此項(xiàng)研究是國(guó)內(nèi)高溫高壓巖石摩擦以及實(shí)驗(yàn)巖石變形顯微構(gòu)造方面最早的研究成果，在推動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)研究中發(fā)揮了積極作用，研究成果被國(guó)內(nèi)外許多同行所引用。隨后，她又指導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)際斷層帶的物質(zhì)組成和物理性質(zhì)開展了深入研究。

熱紅外信息與斷層活動(dòng) 針對(duì)衛(wèi)星熱紅外信息應(yīng)用于地震研究中存在的一些關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，馬瑾先生及其研究集體開始了對(duì)衛(wèi)星熱紅外信息與活動(dòng)斷層關(guān)系的探討。即:通過(guò)熱紅外遙感信息分析，查明熱紅外輻射異常圖像時(shí)空演化，提取斷層現(xiàn)今活動(dòng)判別指標(biāo);通過(guò)巖石變形實(shí)驗(yàn)，探討不同變形階段熱紅外異常的機(jī)理;在此基礎(chǔ)上分析斷層現(xiàn)今活動(dòng)習(xí)性及相互作用。目前已在地震與斷層活動(dòng)的熱紅外異常分析方面發(fā)展了若干實(shí)用的技術(shù)與方法，并且在熱紅外異常機(jī)理方面提出了一些新的認(rèn)識(shí)。目前，她和其研究集體正通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、野外觀測(cè)、衛(wèi)星資料分析相結(jié)合的綜合性方法，繼續(xù)這一領(lǐng)域的研究和探索。

構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)技術(shù) 馬瑾院士始終把發(fā)展構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)作為一項(xiàng)重要任務(wù)，領(lǐng)導(dǎo)同事和學(xué)生根據(jù)研究工作的需求不斷建設(shè)和發(fā)展實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)。在她和實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建者們以及隨后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的一批科技骨干的共同努力下，幾十年來(lái)構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)室在技術(shù)創(chuàng)新方面取得了一系列成果。其中包括:研制了國(guó)內(nèi)最早的固體介質(zhì)和氣體介質(zhì)高溫高壓三軸巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，先后研發(fā)了三代適用于巖石變形破壞研究的多通道數(shù)字化全波形聲發(fā)射測(cè)量系統(tǒng)及聲發(fā)射三維定位技術(shù)，研發(fā)了三代多通道數(shù)字應(yīng)變儀及分析系統(tǒng)，研發(fā)了超低滲巖石滲透率測(cè)量系統(tǒng)，等等，建成了可研究地殼和上地幔物質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)、變形過(guò)程及其物理響應(yīng)的構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，保障了實(shí)驗(yàn)室在構(gòu)造物理研究方面的不斷深入和開拓創(chuàng)新，并帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)科和實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的多項(xiàng)設(shè)備和技術(shù)先后被國(guó)內(nèi)10多家教學(xué)、科研和生產(chǎn)單位所采用。

馬瑾先生在科研工作中忘我拼搏，在學(xué)術(shù)思路上開拓創(chuàng)新，取得了豐碩的研究成果，先后在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文200多篇，并著有《構(gòu)造物理學(xué)概論》等多部著作，獲國(guó)家和部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)10項(xiàng)。在開展科學(xué)研究和建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中，馬瑾先生非常重視青年人才的培養(yǎng)，1978年以來(lái)培養(yǎng)博士后、博士和碩士研究生近40名，這些學(xué)生大都成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究領(lǐng)域的骨干力量。在青年人才的培養(yǎng)中，她鼓勵(lì)創(chuàng)新思維和學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴，努力創(chuàng)建寬松和諧的學(xué)術(shù)氛圍，并盡力為年輕人創(chuàng)造學(xué)習(xí)和交流的機(jī)會(huì)。對(duì)于一個(gè)涉及地質(zhì)和地球物理研究、機(jī)械和電子技術(shù)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)室，團(tuán)結(jié)協(xié)作的集體是最重要的。因此，她強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，并以身作則，努力建設(shè)一個(gè)人格上人人平等、工作上各盡所能、學(xué)術(shù)上鼓勵(lì)爭(zhēng)鳴、生活上相互關(guān)心的充滿朝氣與活力的研究集體。她正派的學(xué)風(fēng)、誨人不倦的治學(xué)態(tài)度及甘當(dāng)人梯的精神受到學(xué)生們的尊敬和愛(ài)戴。構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)室在幾十年的發(fā)展歷程中始終后繼有人，得益于她在青年人才培養(yǎng)方面的突出貢獻(xiàn)。馬瑾院士始終崇尚腳踏實(shí)地、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、興致勃勃的科研治學(xué)風(fēng)格，極為重視第一手資料的獲取，對(duì)于承擔(dān)的每一項(xiàng)課題，始終堅(jiān)持參加從原始數(shù)據(jù)獲取、到資料計(jì)算處理、再到結(jié)果分析討論的全過(guò)程，直到今天，仍能在構(gòu)造物理實(shí)驗(yàn)室看到她親自參加實(shí)驗(yàn)的身影。作為學(xué)生，我們衷心祝愿先生健康長(zhǎng)壽，在學(xué)術(shù)研究中繼續(xù)引領(lǐng)我輩承前啟后，繼往開來(lái)。

馬瑾院士