星空地井一体化探测技术体系在复杂地质条件场地调查中的应用

复杂地质条件下的场地调查往往受地形起伏、断裂构造复杂、水文地质条件变化剧烈、人类工程扰动强烈等因素影响,存在调查范围缺乏科学性、调查尺度与精度难以协同平衡导致总体工作量部署高而高风险区表征精度相对不足。本文通过融合“星空界”、“天空界”、“地表界”、“地下界”技术,在突破单一技术手段片面零散探测的基础上,强调空天地一体化与井下探测技术的有机融合,构建了星空地井一体化探测技术体系。该一体化探测技术在湖北典型污染场地地下水污染调查中得到了有效应用验证,具有全局性视野认知、自组织高效诊断识别、兼具大时空尺度风险筛查与场地尺度分层精细表征等技术优势。此外,采用该一体化探测技术体系在江西赣南边远山区找水打井与地下水源应急供水中得到了应用验证,从技术方法上克服了传统单一方法的不确定性,科学有效地提高了基岩山区水文地质调查找水的成功率与工作效率。地表界调查圈定找水靶区,论证地下水源找水井位;地下界探测应用落地,基岩山区水文地质钻探涌水量达120 m3/d,解决了赣南革命老区季节性缺水的实际问题。作为行业共性关键技术,星空地井一体化探测技术体系在生态环境、自然资源、水利巡查、应急救灾等业务领域应用前景广阔。未来在多技术方法融合、多元异质信息融合及项目应用落地方面有待进一步拓展,天空界无人机航测、地下界分层精细探测新技术新方法等尚需加强研发应用与技术协同。

西昆仑塔什库尔干新迭铁矿床赋矿地层形成时代及其地质意义

布伦阔勒群是西昆仑塔什库尔干地块的主要组成部分,也是该区域铁矿床的赋矿层位,主要发育有老并、赞坎、喀来子和叶里克等矿床。新迭铁矿为塔什库尔干成矿带北部新发现的一个小型矿床,主要含矿岩性为石英片岩、云母斜长片岩、大理岩等。新迭铁矿的形成与沉积成矿作用密切相关,其主要矿体与布伦阔勒群底部的含铁建造同生,且顺层产出。笔者对新迭铁矿赋矿围岩布伦阔勒群和铁矿体中的碎屑锆石进行年代学研究,结果表明布伦阔勒群最年轻碎屑锆石年龄主要集中在588.0~513.6 Ma,推测新迭铁矿布伦阔勒群的形成年龄应晚于588.0~513.6 Ma,为寒武纪成岩。因此,新迭铁矿的形成与寒武纪铁建造沉积有关,后期经历了区域高级变质作用和岩浆热液的改造。新迭铁矿布伦阔勒群形成时代为早古生代,应从原划分方案的古元古界地层中剥离出来。

信息化时代地质调查科技创新扩散影响因素分析

本文主要是研究在信息化的时代背景下有关地质调查技术创新扩散的影响因素,在通过深入细致的分析,根据科学家的调查,问卷,进而提出了多种影响因素,针对不同的因素提出相对应的对策,以期能够推动地质调查科技创新技术的发展,以供借鉴。

从地球生物学视角创新地质调查工作

地球生物学是地球科学与生命科学交叉融合而形成的新学科,主要探索生物圈与地球其他圈层之间的相互作用与协同演化。地球生物学研究涉及的时间跨度较大,从地球形成早期一直到现在,是在古生物学的基础上重点发展地质微生物、生物对地质环境的作用与反馈等领域。地球生物学的系统研究工作离不开地质调查,地质调查也需要从地球生物学的新视角进行开拓创新。地球生物学不仅是地球系统科学的一大关键支撑,而且极大地提升了地质学为经济社会发展的服务能力,具有很重要的科学功能和社会功能,因而其繁荣发展对新时期地质调查工作的创新意义重大。

鄱阳湖通江航道老爷庙水域沉船事件的相关地质环境因素研究

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,其与长江连通的航道老爷庙水域常年可通航千吨级船舶,该水域历史上沉船事件多发,造成了巨大的生命财产损失,被称为“东方百慕大”。目前对该地区沉船原因的相关研究极少,本研究通过水下地层结构探测、湖底地形探测、水动力数值模拟等多方法手段,探索了导致沉船的相关地质环境因素。在老爷庙水域之下的碳酸盐岩中发现了很多不同尺度的溶洞。此外,发现老爷庙除航道位置外,水深很浅,每年3、4月份水流在水域不同部位出现急流和旋涡。结合探测和模拟结果,本研究认为导致老爷庙水域沉船的因素除大风外,还有以下几种:水下溶蚀洞穴、急流和旋涡。此外,“五河”来水携泥沙可能使老爷庙区域水体浑浊及老爷庙水域湖底地形复杂、水流紊乱,也可能是沉船原因。其中,溶蚀洞穴导致沉船概率相对较小,大风及水流湍急、紊乱是导致沉船的主要原因。

沉积再循环碎屑锆石的地质意义及其识别——以长江流域的碎屑物源研究为例

碎屑锆石U-Pb年代学分析被广泛应用于限定地层沉积时代、重建沉积物源和古地理格局,结合Lu-Hf-O同位素的分析可以进一步制约地壳生长演化历史。锆石在地表过程中具有极强的稳定性,沉积再循环的碎屑锆石长期以来被认为广泛存在于各类碎屑沉积岩中,对碎屑锆石的数据解读产生重要影响,但是目前还没有简单直接的方式进行有效识别。本文对沉积再循环作用和再循环碎屑锆石判别手段的原理和相关地质应用做了简要总结,包括碎屑矿物结构、岩石化学成分、锆石多同位素年代学分析、多种碎屑副矿物联合示踪和放射性损伤评估等方法,评述了不同方法的优劣和适用条件。本文以长江流域的碎屑物源研究为例,使用源归一化的辐射剂量(α-dose)评估流域内再循环碎屑锆石的存在及其对物源重建的意义。我们强调基于碎屑锆石的研究应该综合区域的沉积记录和岩浆构造历史,考虑沉积再循环作用对数据解读的可能影响,为碎屑锆石数据赋予更加合理的地质解释。

地质样品Sr同位素比值测定计量比对结果评价

Sr同位素比值(87Sr/86Sr)测试技术作为一项成熟方法和常规示踪技术手段被广泛应用于地球科学、环境科学、考古学等研究中,但该测试技术至今并未开展相应的计量比对工作。为评价各实验室Sr同位素比值检测水平和能力,本文组织开展了地质样品Sr同位素比值测定专项计量比对活动。通过对参加实验室检测结果进行统计分析,评价各实验室的检测能力。结果表明:参比实验室检测结果的满意率为85.7%,仅一个实验室的检测结果为不满意,参比实验室整体检测能力和技术水平良好,但仍然需要重视高Rb/Sr比值样品分离有效性的问题。

多要素城市地质调查的实践及成效——以武汉市为例

为精准服务武汉市新型城镇化建设,聚焦城市规划、建设、运行、管理的重大地质环境问题,中国地质调查局联合武汉市人民政府实施了“武汉多要素城市地质调查”,通过环境地质调查、评价、监测以及综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识。调查研究表明武汉市绝大部分地区适宜工程建设和地下空间开发,局部地区受隐伏岩溶和软土等不良工程地质体的影响需谨慎开展工程建设和地下空间开发。武汉市具有6个中深层地热靶区和11处深部富水地段、5处集中连片富硒耕地、73处地质文化资源、9处应急(后备)地下水水源地、13处锶或偏硅酸天然饮用矿泉水水源地以及丰富的浅层地温能。武汉市生态环境质量总体较好,需要重点关注入江河渠的汞、氟化物以及总磷超标、长江消落带重金属元素富集、河湖湿地萎缩、水体富营养化等问题。武汉市地壳整体较为稳定,区域深大断裂处于基本稳定状态;岩溶塌陷高风险区约130 km^(2),岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,可采用不同的地球物理方法组合进行探测。采用多级结合表的技术构建了不同尺度的三维地质模型,初步建立了武汉城市地质辅决策信息系统,可为城市规划、建设和安全等领域决策提供支撑。

中南地区南华纪地层序列及对重大地质事件的响应

罗迪尼亚超大陆裂解、雪球地球、锰铁成矿作用耦合是南华纪重大地质事件。中南地区南华纪地层广泛分布,自北而南沉积类型丰富,本文以冰期沉积、锰矿层和铁矿层为标志,以同位素年龄为格架,厘定了南华纪岩石地层和年代地层序列,自北而南对比了超大陆裂解事件、斯图特冰期、马里诺冰期、成锰事件、成铁事件、火山事件和早期生命演化事件沉积的差异性。本文认为中南地区南华系表现为两次冰期和一次间冰期的沉积特征,下铁上锰、南铁北锰的时空格局揭示了裂谷的演化历程。建议进一步聚焦南华系存在的关键地质问题,加强锰铁成矿作用与全球重大地质事件的响应关系调查研究,为新一轮找矿突破战略行动提供理论支撑。

地质调查支撑服务海南生态文明建设探索与实践

为探索地质调查工作支撑服务生态文明建设与自然资源管理的模式与路径,2019-2021年,中国地质调查局组织实施了“海南生态文明试验区综合地质调查工程”。通过采用自然资源综合地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识(:1)初步形成了地质调查支撑服务海南生态文明建设工作模式和路径(;2)构建了服务典型城市国土空间开发利用与高质量发展的地质调查工作机制;(3)探索建立了不同层级双评价、自然资源空间区划和生态地质调查技术方法体系,创新海岸带“地层-气候-构造”三位一体活动断层探测和鉴定方法;(4)以服务区域国土空间规划、城市高质量规划建设和重大工程地质安全为切入点,支撑海南生态文明试验区国土空间优化开发与协调发展;(5)大力挖掘区域优质土地资源、地下水资源、地热水资源、地质遗迹和地质文化资源,助力脱贫攻坚与乡村振兴,探索出一条生态产品价值实现的地学路径;(6)助力红树林、珊瑚礁和沙滩退化等典型滨海生态资源保护修复,提出基于地质演化和地质过程的生态系统保护与修复科学方案;(7)编制了服务海岸带、重要城市和区域以及重大工程相关系列地质调查报告、图集和对策建议。成果提升了海南生态文明试验区地质调查工作水平,可为区域国土空间规划、新型城镇化建设、脱贫攻坚与乡村振兴、生态产品价值实现、生态保护修复等提供地质科技支撑,为未来地质调查工作向支撑生态文明建设和自然资源管理转型发展提供重要经验模式借鉴。

地质调查服务国家重大战略区规划建设探索与实践——以粤港澳大湾区为例

随着粤港澳一体化国家战略实施,在中央和地方公益性资金资助下,重点围绕大湾区规划发展对地质工作的重大需求,部署实施了自然资源、城市地质、海岸带地质、环境地质、活动断裂等多项地质调查工作,并取得系列调查成果。系统查明了自然资源本底条件,掌握了开发利用现状,评价了开发利用潜力;识别了重大地质安全问题,评估了地质安全风险,提出了防治对策建议;构建了地质信息服务和自然资源环境监测预警平台,掌握了资源环境变化动态,研判了发展趋势,提出了制约粤港澳大湾区发展的资源环境问题的地学解决方案。在智慧城市及韧性城市建设、特色农业发展、重大工程建设、水资源安全保障、绿色低碳发展及地质安全风险防控等6个方面得到较好应用,有效支撑服务粤港澳大湾区高质量发展和生态文明建设,为地质调查服务国家重大战略区规划建设提供典型案例。

桂东鹰扬关地区1∶5万区域地质矿产调查成果与主要进展

桂东鹰扬关地区位于钦杭结合带西南段,通过开展该区1∶5万区域地质调查,以国际地层表(2015)为指南,对调查区地层进行了多重地层划分与对比研究。从岩石学、构造学、地球化学角度,对鹰扬关岩群进行了详细研究,明确了其为一套构造混杂岩,通过获得的变质火山碎屑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄,认为其主要形成于新元古代。根据岩性特征、野外接触关系及同位素年龄等将区内岩浆岩划分为8个岩体,16个填图单位,获得了各岩体的高精度测年数据,确定了岩浆岩年龄格架;研究了其岩石成因,探讨了岩浆源区以及形成的大地构造背景。建立了调查区构造格架,阐明了构造形成演化历史,划分了构造变形阶段,通过构造解析,于鹰扬关构造混杂岩中识别出5期构造变形,结合区域构造演化确定了相对时序。通过1∶5万水系沉积物测量,查明了1∶5万太保圩幅水系沉积物地球化学特征,编制了元素地球化学图等系列图件。

粤西雷州半岛地区1∶5万区域地质调查成果与主要进展

在粤西雷州半岛地区完成的1∶5万区域地质调查,以最新的国际地层表为指南,建立并完善了调查区多重地层划分与对比系统。采用岩性-岩相-火山机构三重填图方法,查明了调查区内火山岩的岩石特征及产出分布特征,详细划分了火山岩相类型及其组合,划分了火山活动旋回,系统总结了各喷发期火山岩的岩石学、地球化学特征,并探讨了火山岩的成因;综合遥感、路线地质调查、物探与钻探等多种方法,基本查明了坡头-海康港隐伏断裂(四会—吴川断裂的南延北支)及火山构造等的展布特征,初步建立了调查区构造格架。开展地质灾害调查,编制了雷州半岛中西部地质灾害分布与易发区图;开展河头镇和唐家镇幅土壤环境专项调查,绘制了土壤质量地球化学等级图,综合评定良好级以上土壤655km^2,圈定富硒土壤510km^2;探索和总结了适用于雷州半岛覆盖区的地质填图方法。

北非重要矿产资源时空分布与典型矿床地质特征

北非地处冈瓦纳与特提斯两大构造域的交汇部位,经历了泛非、海西和阿尔卑斯等多期造山运动,构造、岩浆、变质、热液活动剧烈,为成矿作用创造了优越的地质条件,形成了丰富的金、铜、磷、铁、铬、铅锌、银、铌钽等矿产资源。通过对已有研究成果的梳理总结,发现北非地区最重要且最集中的矿床类型为花岗伟晶岩型矿床、造山带型金银多金属矿床、沉积型磷矿床、MVT型铅锌矿床以及VMS型铜锌金矿床。空间上分布阿特拉斯褶皱带和努比亚造山带,呈现聚集分布的特征。除沉积型矿床成矿时代集中在中生代以外,其他类型矿床主要形成于新元古代。区内典型矿床中,造山型金矿主要与泛非构造运动有关,沉积型磷矿主要受控于海相沉积环境,锡铌钽等稀有金属成矿主要与新元古代晚期花岗伟晶岩密切相关。

水文地质调查结合直流电法在赣南地区找水中的应用

水资源缺乏严重影响了赣南地区经济社会发展,本文采用水文地质调查结合直流电法分别在赣州市赣县区花岗岩分布区和寒武纪变质岩分布区成功找到了能满足当地村民需求的生活用水,为该区脱贫摘帽贡献了力量,同时为该区乡村振兴战略打下了坚实的基础。具体工作方法为:(1)在花岗岩地区,先通过水文地质调查确定浅层强风化构造裂隙为潜在含水目标层,然后结合直流电法查证浅层强风化构造裂隙带的分布、发育厚度、规模及赋水特征;(2)在寒武纪变质岩地区,找水目标层为构造破碎带,先通过水文地质调查确定构造破碎带的分布及走向,后续采用直流电法探查构造破碎带的发育特征及富水性。结果表明:采用上述方法成功探查到富水区域,为钻孔孔位比选及精准定位提供数据支撑;通过钻探和抽水试验验证了物探解译结果,两处钻孔均达到了预期目标,该找水方法可以为当地后续的找水工作提供借鉴和参考。

湖南岳阳-湖北通城地区1∶5万区域地质调查成果与主要进展

岳阳-通城地区完成的1∶5万区域地质调查,以国际年代地层表(2018)为指南,重新厘定了研究区地层序列,建立了多重地层划分与对比系统。岩石学、地球化学及年代学研究表明冷家溪群黄浒洞组形成于青白口纪早期(~824 Ma),为弧后盆地沉积。首次于原富禄组中发现一平行不整合面,并根据疑源类化石组合、碎屑锆石年龄,将其修正为五强溪组、多益塘组与富禄组,岳阳刘家庄、张辉山等地于富禄组中首次识别出冰水沉积。根据岩浆岩岩性特征、野外接触关系及同位素年龄将区内岩浆岩体划分为8个填图单位,均获得了高精度锆石U-Pb年龄数据,确定了岩浆岩成岩时代与活动期次,并结合岩石地球化学特征探讨了岩石成因及大地构造背景。按特征矿物差异将幕阜山地区花岗伟晶岩分为:电气石伟晶岩→电气石-绿柱石伟晶岩→绿柱石伟晶岩→绿柱石-铌钽铁矿伟晶岩→铌钽铁矿-锂电气石-锂云母伟晶岩5类,对应稀有金属富集的五个阶段:无矿化→含Be→富Be→富Be、Nb、Ta→富Be、Nb、Ta、Li。断峰山地区部分伟晶岩演化至第四阶段,具有较大的稀有金属找矿潜力。

三峡库区地质灾害监测分析与发展探讨

本文结合三峡库区地质灾害监测预警建设历程、地质灾害监测分析现状及面临的问题,从地质灾害监测分析概念和内涵、发展趋势等方面进行了探讨,获得了以下认识:(1)探讨了地质灾害监测分析的内涵,提出了地质灾害监测分析的定义,即围绕着监测目的、监测内容和监测方法,对地质灾害监测数据及相关成果资料开展综合性分析的工作,针对预警预报、防控决策、施工安全、工程效果等不同监测目的,总结了地质灾害监测分析的主要内容;(2)面对多源、异构、实时、海量的地质灾害监测及相关数据,发展地质灾害智能化监测分析系统,实现地质灾害监测数据、分析技术方法、应用服务以及监测分析工作流程化等方面有效集成,是破解监测分析困境和问题的关键。

三峡库区地质灾害趋势预测模型构建与预警系统开发

地质灾害预先发现、规模预测、受灾损失预测是地质灾害防治信息化建设的核心任务之一。尽管三峡库区地质灾害监测数据丰富,但此前并未建立全面、智能的地质灾害趋势预测体系。本文通过广泛收集三峡库区地质环境数据,选取了地形、地质、植被、气象水文、人类活动等方面的13个因子,通过训练多种机器学习模型,对库区地质灾害进行易发性评价,并根据降雨实况和预报数据的粒度构建短中期和长期趋势预测模型。在此基础上,开发了基于WebGIS的三峡库区地质灾害趋势预测预警系统。系统功能丰富,包括数据管理、地质灾害易发性评价、短中期和长期多尺度趋势预测等功能模块。系统首次实现了与传感网的直接对接,使传感数据能实时参与计算,保证了预测结果的及时性。通过历史灾、险情回代验证,建立的短中期和长期趋势预测模型均具有较好的预测效果,能为三峡库区地质灾害防灾减灾提供决策支持。

基于斜坡单元与信息量法的丹江口库区典型流域地质灾害易发性评价

地质灾害易发性评价是地质灾害危险性评价及风险评价的基础。本文以斜坡单元为最小评价单元,选取坡度、斜坡结构、工程岩组等8个指标作为评价因子,基于GIS平台采用信息量模型对丹江口库区典型流域开展地质灾害易发性评价,划分出极高、高、中、低4类易发区,分布面积分别为128.67 km^(2)、455.71 km^(2)、622.55 km^(2)和634.77 km^(2),分别占总面积的7%、24.7%、33.8%和34.5%。极高和高易发区主要分布在十堰断裂附近及以北区域,灾害点发育密度高,具带状分布特征。经成功率曲线法检验,评价结果合理,可以为地质灾害危险性评价及精准风险区划提供参考,进而为国土空间规划及风险管控提供重要依据。

湖北宜昌早寒武世岩家河组-水井沱组界线元素地球化学特征及其地质意义

为揭示宜昌地区早寒武世岩家河组-水井沱组转换时期的沉积环境、物源及构造背景,本文对宜昌暮阳溪剖面岩家河组-水井沱组界线上下采集的样品进行了元素地球化学分析。结果表明:排除成岩作用和陆缘碎屑影响后,对比稀土元素北美页岩标准化配分曲线、(La/Sm)N、(Gd/Yb)N特征,岩家河组-水井沱组轻、重稀土元素存在一定程度分异,且水井沱组轻、重稀土元素分异程度较岩家河组强;U、V、Ni、Co、Cr、Cu富集系数,MoEF-UEF协变图及V/(V+Ni)、δU表明岩家河组-水井沱组界线上下沉积时期总体处在缺氧还原环境中,但局部还原程度不一;La/Yb-ΣREE图解、Eu/ΣREE-ΣLREE/ΣHREE散点图和(K2O/Na2O)-SiO2图解特征显示岩家河组-水井沱组界线附近源岩主要为上地壳沉积岩类-玄武岩类,源区构造背景为被动大陆边缘。