青藏高原构造混杂岩带的孕灾地质基因与重大工程地质问题研究

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活跃的地质构造、复杂的水热条件、混杂的岩性组合、特殊的蚀变软岩和构造岩溶导水通道等,是引发重大地质灾害和工程地质安全风险的根源。结合典型案例,剖析了构造混杂岩带大型滑坡的成因类型主要有三大类:构造控制型、泥质软岩控制型和蚀变蛇绿岩带控制型,其中蚀变蛇绿岩带是构造混杂岩带最具特色的易滑地质结构,具有典型的地质构造与特殊岩性联合控制特征。构造混杂岩带隧道工程变形破坏主要有塌方、水平收敛、环向收敛、底鼓和错断等五种模式,黏土化蚀变软岩的不良工程特性是制约构造混杂岩带隧道围岩稳定性的重要因素。针对传统的工程地质理论和灾害风险防控技术难以适应构造混杂岩带大规模工程建设面临的挑战,提出了有待深入研究的关键问题和防灾减灾策略。

川西泸定昔格达地层黏土岩工程地质特性研究

昔格达地层作为一类特殊的半成岩,具有“见风成粉,遇水成泥”的特性,是工程地质问题与地质灾害的良好孕生载体。以川西泸定海子坪昔格达地层黏土岩为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、现场与室内岩土测试,分析了其物质组成、微观结构及力学特性,重点研究水作用下其物理力学性质的变化规律,并与其他地区昔格达地层工程地质特性进行比较分析。研究表明:①海子坪昔格达地层黏土岩主要成分为粉细砂、黏土等细粒物质,由薄层黄色和灰色的黏土岩互层产出,具有近水平层理构造。②黄色和灰色黏土岩的物质组成相同,但占比不同,黄色黏土岩的黏粒含量比灰色黏土岩高约12%,方解石含量少约10%,黄色黏土岩的结构更为致密,黏粒间胶结作用更强。③海子坪昔格达地层黏土岩现场实测渗透系数为3.62×10^(−4)~7.34×10^(−4)cm/s,介于其他地区昔格达地层的黏土岩类–砂岩类之间,这与其天然节理发育、受扰动极易开裂的特性密切相关。④黄、灰色黏土岩的黏聚力均随含水率增加而降低,且含水率越高,降幅越大,内摩擦角与含水率的关系则表现有所不同。⑤不同地区昔格达地层的力学特性对含水率变化的敏感性具有明显差异,其中泸定海子坪昔格达地层黏土岩的水敏性最为显著。

地质力学理论对中国深层油气勘查的作用

地质力学是我国著名地质科学家李四光创立的一门以系统论为基础,以构造体系为核心内容、跨学科的系统构造地质学理论。七十多年来,在区域地质、地震地质、地热勘查、第四纪地质、地壳稳定性评价等方面得到广泛的应用发展;在固体矿产、油气资源战略选区预测,指导部署勘探方面硕果累累。文章回顾了中国油气勘探历程,总结了地质力学理论在中国常规油气勘查思路和方法的成功经验,在松辽、塔里木及江汉等多个重要含油气盆地的发现中,地质力学理论起到了实用效果,并认为地质力学理论将一如既往,在我国深层油气勘查中继续发挥引领作用。

地质力学矿田构造研究思路、步骤与实践

简要介绍了地质力学矿田构造研究的基本思路、步骤和方法,总结了构造体系控矿规律特征,并以江西相山铀矿为例,简述了矿田构造研究的基本过程,旨在为隐伏矿产找矿预测提供理论指导。

遥感构造解析与地壳表层结构构造型式——拓展地质力学学科研究的一个方面

遥感构造解析是以遥感信息为依据,结合地质调查和地球物理资料进行大地构造研究的一种有效方法。研究结果表明:中国大陆壳表层广泛发生过不同程度的水平滑动,剪切-推覆构造系统和推覆-拉伸构造岩片是大陆壳表层的两种基本构造型式。中国大陆壳表层构造格局及山川地貌都是新生代地壳运动形成的,对现今地质环境、地质灾害和不同时期形成的矿产资源都有控制和改造制约作用。

自然科学基本概念的进步和学科的发展——地质力学三重基本概念的探讨

地质力学是本世纪初由李四光教授提出并逐步创立起来的地学边缘学科,也是在认识地壳运动及探讨其成因方面的一个大地构造学派。值李四光诞辰100周年之际,本文主要以作者在地质力学领域实际地质研究工作为据,试图探讨自然科学的一般进程和学科评价,地质力学的基本概念和学科的发展问题。

中国石油普查勘探中的地质力学理论与实践

本文概略叙述了李四光教授自1953年至1971年任地质部部长期间,运用地质力学理论,指导中国石油普查勘探的实践及其重大贡献,以此纪念他百岁诞辰。

地质力学在矿田构造研究中的应用与进展

本文介绍了地质力学在矿田构造研究中的应用成果和进展,内容主要包括八个方面:(一)构造动力作用下岩石矿物形变相变与元素聚散的关系;(二)构造动力成岩成矿;(三)同成矿构造体系及其控岩控矿作用;(四)构造体系控岩控矿规律;(五)构造地球化学;(六)构造应力场控矿规律及模拟实验;(七)控矿构造模式;(八)成矿预测。实践证明,地质力学理论和方法在矿田构造中有所创新和发展,在许多应用领域取得了良好的效果,进一步显示出地质力学在矿田构造研究中的旺盛生命力。

地质力学研究中的构造地球化学问题

本文概略地阐述了构造地球化学体系,构造地球化学成矿,成矿带构造地球化学特征以及成矿带和矿田构造地球化学的主要研究内容等地质力学研究中的某些构造地球化学问题。地质力学与地球化学的结合,不仅会促进构造地球化学的发展,而且也必然会丰富和提高地质力学的理论水平。

基于岩石CT扫描的冻融作用对花岗岩细观结构及力学强度影响研究

近年来随着西部地区的基础工程建设数量及规模不断增加,西部高原地区的季节性冻融循环效应的影响也随之增强,开展冻融循环作用下岩石细观特性及强度劣化性质研究对指导西部寒区基础工程建设至关重要。首先在偏光显微镜下对岩石薄片进行观察,获取岩石的矿物成分和微结构;接着利用CT扫描技术,对冻融后的花岗岩进行扫描,对扫描图层利用阈值分割进行二值化处理,堆叠得到样品内外结构的高分辨3D数据及影像;结合分形理论计算图像计盒维数并由此对图像复杂度做出量化判断,由此对冻融循环对花岗岩内部结构演化分布特点进行分析;进而揭示其强度演化规律,探究结构演化与强度之间的关系。偏光显微镜下,岩石呈块状构造,具有似斑状粗粒不等粒花岗结构,局部见交代蠕虫结构。似斑晶矿物主要为碱性长石;其他矿物粒径0.25~4.0 mm为主,矿物成分主要为石英、斜长石、碱性长石,次要矿物为黑云母、绿帘石,副矿物有磷灰石、锆石、黄铁矿等,镜下鉴定为似斑状粗粒不等粒黑云二长花岗岩。CT扫描显示,冻融循环效应在影响花岗岩细观结构时,会导致花岗岩内部孔隙率的整体上升,但岩石渗透性变化不大,岩石渗透率仅上升0.003×10^(-3)μm^(2);内部孔隙发育不均匀,试样整体结构改变以萌生较多新的微孔隙为主。冻融循环后岩石内部结构复杂度有所下降,但岩石整体完整性仍然较好,分形维数仍保持在较高水平。分形研究显示,20次冻融循环并未导致花岗岩的结构复杂度发生较大变化,同时试样整体力学特性出现下降,黏性增加以及长期强度出现较大幅度的衰减,进入蠕变试验阶段的应变阈值提高。在评价此类原生结构较致密的岩石的安全性时,仅从结构上进行考量与实际情况往往会出现偏差,应结合必要的强度指标综合评估。岩石在经历冻融循环后,在强度更低的同时会发生更大的变形。该研究可为分形理论在岩石细观结构演化方面的应用及岩石细观结构与强度演化相关研究提供借鉴,并对高寒地区工程施工有指导意义。

积石山Ms6.2级和泸定Ms6.8级地震地质灾害发育规律对比

2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害,但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异,2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。为揭示不同震区地震地质灾害发育规律,本研究采用地面调查、遥感解译和空间叠加统计等方法,对比分析了积石山和泸定地震地质灾害发育分布特征和控灾因子。结果表明:断层类型控制了同震地质灾害的发育优势坡向和垂向空间展布,即“背向坡效应”和“上下盘效应”;地貌条件是影响同震地质空间分布的主要因子,即川西高山峡谷地貌中“线状”分布和陇西黄土地貌中“面状”分布;特殊土体类型、气候、植被覆盖等差异性是同震地质灾害调查与应急处置中需要重点关注的因子。本次研究可为不同断层类型和不同地貌区同震地质灾害重点防范区范围划定、趋势预测和灾后重建提供科学参考。

甘肃积石山县M_(S)6.2地震同震地质灾害发育特征与易发性评价

2023年12月18日,甘肃积石山县发生M_(S)6.2地震,诱发的同震地质灾害严重威胁到人民生命和财产安全,因此及时总结分析同震地质灾害发育规律并进行县域易发性评价,对支撑震后恢复重建至关重要。通过应急排查、野外调查与结果分析,对同震地质灾害发育特征进行分析总结;以震后排查的同震新增和加剧隐患点为分析样本,采用Pearson相关性系数与随机森林Gini系数分析方法,筛选了15个影响因子,并运用机器学习-随机森林模型对积石山县进行同震地质灾害易发性评价。结果表明,震区同震地质灾害总体发育程度不强,规模以小型为主,崩滑流地质灾害隐患可分为3大类、8个亚类,绝大部分分布在黄土丘陵区;积石山县同震地质灾害随机森林模型易发性评价(AUC=0.961)结果显示,极高易发区面积占比约8.67%,主要分布在胡林家乡、徐扈家乡、柳沟乡等乡镇,且县域及各乡镇易发性分级结构与隐患点密度分布吻合程度高。评价结果对已有排查隐患点以外的震裂山体或潜在崩滑流灾害具有重要指示作用,可为积石山县灾后恢复重建规划提供决策支撑,同时将Pearson相关性系数与随机森林Gini系数的影响因子筛选方法及机器学习模型——随机森林应用于易发性评价中,可为其他山地丘陵区地质灾害易发性评价提供参考。

中国北方造山区显生宙地质历史重建与成矿地质背景研究进展

简要概述了近3年对中国北方造山区地壳基本构造格局开展综合调查与研究取得的主要进展,包括重新厘定该区前南华纪古陆碎块的时空分布,获得与该区重大地质构造问题相关的新资料,提出对该区地壳构造格局、造山过程和成矿地质背景的最新认识,介绍了与该区地壳构造格局和成矿地质背景有关的需要进一步研究的重大地质构造问题。

20世纪地质科学学科体系的发展与演变——根据地质论文统计分析

地质科学10 0年的发展折射了2 0世纪经济发展和社会进步的曲折过程,地质学科的演化反映了工业化对矿产资源的依存度和社会进步对地质学科布局的深刻影响。通过对2 0世纪10 0年世界地质科学论文的统计、分析和综合,从计量的角度获得了反映地质科学及其各学科发展和演化的轨迹,包括:1见证了地质科学的发展动力从“供给驱动型”向“需求驱动型”的转变;2记录了工业化过程中对矿产资源的需求对地质科学发展和演变的影响;3反映了过去10 0年重大历史事件对地质科学发展的影响;4体现了技术进步是地质科学发展的革命性推动力;5揭示了我国与发达国家地质科学发展的差距。运用学术论文定量分析地质科学长周期发展规律,用数据反映地质学科的百年兴衰,是研究地质科学发展战略的新思路、新方法。

应对全球变化的中国地质灾害综合减灾战略研究

为了探索极端气候事件引发重大地质灾害的综合减灾防灾战略,提高主动减灾防灾的科技能力与管理水平,积极应对全球变化条件下中国地质灾害防治面临的挑战,本文在"全球灾变事件与重大地质灾害减灾战略研究会"与会专家汇报和讨论的基础上,结合近年来国内重大地质灾害事件,从新构造与地震活动,气候变化,人口与城镇化进程三个方面开展分析,试图探讨我国2010年重大地质灾害多发,群发的原因,并对我国地质灾害今后面临的总体形势做出宏观研判。综合分析认为:①近年来全球构造运动和地震活动进入一个新的相对活跃期,我国处于欧亚地震带和环太平洋地震带的交汇区,是现今构造地震活动强烈响应区,尤其是印度板块的强烈活动,使青藏高原周缘地区的地震活动频繁,断裂活动增强,内外动力耦合作用下的地质灾害频发是总体趋势;②全球气候变化引起的极端气候异常条件使地质灾害的成灾模式趋于多样化和复杂化,由于中国大陆是全球最大大陆性气候和海洋性气候交汇地带,也是地貌高差气候变化最大的地区,特别是2010年长时间干旱,汛期集中的高强度、长持时的降雨、局部强暴雨导致大规模滑坡泥石流灾害,尤其是在青藏高原周缘等内动力作用强烈地区,导致地质灾害频发;③人口增长、城镇化进程及工程经济活动是地质灾害发生不可忽视的重要因素,城镇化建设和工程经济活动规模大,且逐步向生态地质环境相对脆弱的地区转移,城镇人口密度快速增加,特别是山区城镇自主防灾减灾意识薄弱,直接导致地质灾害伤亡和损失程度加重。为了应对全球变化条件下的中国地质灾害形势,提高我国地质灾害防灾科技能力与管理水平,从我国地质灾害防灾减灾的现状分析入手,充分借鉴国际自然灾害综合减灾与风险管理的成功经验与策略,从推进中国地质灾害风险管理的角度提出了7点综合减灾建议,以期起到抛砖引玉的作用,推动政府管理部门、专业技术人员参与地质灾害综合减灾的广泛交流与讨论,促进防灾减灾科技与策略在实践中应用,为应对全球变化的中国地质灾害综合减灾集思广益。

地质信息化建设研究进展与展望

基于对地质工作的理解和多年地质信息化建设研究的实践,系统论述了地质信息化的基本内涵,将地质信息化的发展历程划分为数字化、网络化和大数据3个阶段,并归纳了每个阶段的主要特点和标志性成就。归纳总结了近20多年来地质信息化建设研究在地质数据资源建设、地质工作主流程信息化、地质数据共享与信息服务、地质信息化基础设施建设、地质信息化重大工程支撑等方面取得的10项代表性成果,认为地质信息化成果丰硕,与时代发展相适应,为提高地质工作质量和效率、推进地质工作现代化做出了重要贡献。分析了当前地质信息化存在的数据格式多样、整合难度大、信息技术与业务融合不够等问题,提出了地质信息化工作今后应加强地质数据模型和相关标准研究、进一步整合数据资源、完善数字地质调查系统、优化业务管理模型和信息系统部署模式、优化“地质云”架构等方面的发展方向。

地质力学的创新与发展

本文从知识创新体系、技术创新体系以及应用传播体系等方面提出地质力学再创新的新思路，从许多方面具体地提出如何发展地质力学，建立面向２１世纪的地质力学创新体系。

基于地质安全评价的废弃矿山高陡边坡生态修复技术研究

新一轮找矿突破战略行动需要关注生态环境保护,废弃露天矿山生态修复则是矿地综合利用、生态环境保护的重要举措,其中高陡边坡修复是废弃矿山生态修复的重点与难点。为此,选择浙江省兰溪市灵洞乡洞源村废弃露天矿山开展了生态修复技术示范研究,在实地勘察、工程地质测绘与工程钻探的基础上,基于有限元方法,对边坡进行安全性数值分析,进而对高陡边坡实施生态修复。数值分析表明:边坡随着降雨的进行,其安全系数从1.458降至0.851,存在安全隐患;高陡边坡生态修复必须辅以削坡降低斜坡坡度、在边坡前缘实施挡土墙等工程手段才能达到安全性要求;合理排水可大大降低水对边坡安全性的影响,增强边坡的稳定性。经过生态修复设计后,暴雨条件下边坡安全系数显著提高且基本保持在1.7左右,达到了安全性的设计要求。该技术示范可为其他废弃矿山生态修复提供参考。

地质力学矿田构造的进展与前景

地质力学矿田构造研究秉承李四光教授构造体系的理论和方法,研究地质构造对成矿区带、矿田、矿床及与成矿有关的岩层、岩体、脉体的形成、改造、分布的控制规律和内在作用机理,实现矿产资源找寻和勘查突破,这是矿田构造研究的基本任务。本文归纳总结了地质力学矿田构造在内生矿产资源方面所取得的成就和进展,指出了地质力学矿田构造预期的发展前景和发展方向,该门学科将在指导矿产资源调查评价和勘探开发中,为国家矿产资源的寻找和勘查作出重要贡献。

新概念地质力学的提出与探索

地质力学是由我国著名地质学家李四光教授依据中国和亚洲大陆地质特征总结出来的大地构造理论,是对地质和地球科学的重大贡献。半个多世纪以来,在李四光及几代地质力学工作者不懈努力下。