纳米地质学：量子科学走进地质学的桥梁

纳米地质学是一门研究地质学中纳米尺度现象以及纳米物质的学科,其研究的尺度为1～100 nm。纳米尺度的物质应为宏观物质存在的最小不可分割单元。由于尺度极小,纳米级的物质表现出了很好的量子特性。量子具有很多神奇的现象,如量子纠缠等,这些现象在信息传递、数据处理等方面有着得天独厚的优势。由于纳米物质的量子现象,纳米地质学目前是量子科学应用于地质学最可能的媒介。目前研究表明,天然纳米级的物质(如矿物纳米颗粒)已经在各种地质体中发现,并且一些纳米尺度的地质体已经表现出了量子现象。这些研究结果为量子科学,尤其是量子纠缠进入地质学提供了坚实的物质基础,也为利用量子特性解决地质问题提供了可能。但是,不论是量子科学在地质学中的应用,还是纳米地质学都处于研究的初期,还有许多未知的纳米物质和纳米尺度的现象等待科学家们去发现和研究,进而才能使量子科学真正进入到地质学当中。     

不同起源的地下水

1986年8月8日至17日在冰岛首都雷克雅未克举行了水—岩相互作用第五次国际学术会议。本文是美国著名地下热水地球化学者D.E.怀特在会上的报告。要区别深部地下水的成因类型不是一件容易的事,是水文地质学基础理论问题之一,亦是从事成岩、成矿及构造作用研究的地质学者关注的基本地质问题之一。本文反映了当前对地下水成因类型研究的成就,文中列举了作者总结的鉴别地下水成因类型的16条特证标志,给人启迪,值得参考。     

稀土元素地球化学分析在地质学中的意义

稀土元素在地质学中具有重要的示踪意义,通过对稀土元素的地球化学特征进行研究,可以很好地解释一些地质现象,揭示矿物甚至矿床的成因,指导找矿,为地质学的发展提供有力的技术支撑.     

在首届成因矿物学会议上

建国以来,我国矿床矿物学、成因矿物学的研究有了很大发展.现代科技理论:量子物理学、固体物理学、量子化学、同位素地质学等的发展,现代实验技术方法:激光光谱、红外光谱、穆斯鲍尔光谱、核磁共振、顺磁共振、扫描电镜、电子探针、气液包裹体测定、同位素分析以及高温高压成矿成岩实验技术等的发展,为成因矿物研究提供了有利的条件.第一届全国矿床矿物成因矿物学术会议表明,我国成因矿物学的研究领域不断扩大.从地壳到地幔,从陆地到海洋,从单矿物到矿物系列,从     

天文地质学的发展与展望

天文地质学是天文学的地质学的边缘学科，是利用天文学的研究方法、观测资料的研究成果来探讨地球上各种地质现象成因和演化规律的科学，天文地质学的兴起是地球科学进入到成因研究阶段的产物，它的研究可望促进天文学和地质学的共同发展。本文简要介绍了这门新兴学科的发展过程、研究内容及发展趋势。     

天文地质学的发展与展望

天文地质学是天文学和地质学的边缘学科，是利用天文学的研究方法、观测资料和研究成果来探讨地球上各种地质现象成因和演化规律的科学。天文地质学的兴起是地球科学进入到成因研究阶段的产物，它的研究可望促进天文学和地质学的共同发展。本文简要介绍了这门新兴学科的发展过程、研究内容及发展趋势.     

我国四种锡矿床中的锡石的谱学研究

矿物谱学不但可以用来研究矿物的成分、结构、物理性质以及其因果关系,而且也可用来研究元素富集的内在规律及矿物的成因。因此,矿物谱学是量子矿物学研究的主要内容。作者曾以晶体场理论为基础,用谱学方法对海南红帘石进行了系统的量子矿物学研究,     

热释光剂量技术在找矿中的应用

热释光(简称TL)剂量测量技术是近二十年迅速发展起来的一种新技术.在辐射防护、放射性医学、放射生物学、宇宙医学、考古学、地质学等方面都受到重视,并得到日益广泛的应用.特别是随着现代物理学及测试技术的发展,热释光剂量技术在国外应用于寻找放射性矿床,并在已知铅锌矿床上进行试验,已取得了显著的效果.目前它已成为研究现代地质学的主要手段之一.热释光的一般概念和测量方法热释光系指荧光体受到辐射激发时释放出光的现象.荧光体并不是特殊物质,除金属因导带与价带重叠在一起不能释放荧光外     

论地质研究中的因果关系和相关关系——大数据研究的启示

我们对大数据两年多来的研究表明,大数据是一个非常有效的方法。一直以来,人们都是通过因果关系来认识世界的;而大数据不是,大数据是从数据出发,挖掘数据之间的相关关系,从而提升数据的价值。例如在矿床学研究中,人们往往过分关注矿床的成因,关注成矿与岩浆、流体与岩体之间的因果关系。实际上,流体与岩体、矿床与岩浆之间主要不是因果关系而是相关关系。早先的玄武岩构造环境判别图几乎都是按照因果关系的思路设计的,虽然取得了一定的效果但并不完美。我们采用大数据方法对全球全体玄武岩和安山岩的数据进行挖掘,取得了极佳的效果,主要依据的是元素之间的相关关系而非因果关系。多少年来,人们在科学研究的实践活动中习惯于对因果关系的追求。现在,科学的发展要求我们更加重视数据之间的相关关系,从对因果关系的追求转变为对相关关系的追求。实践表明,追求因果关系不可避免人为因素的干扰,而大数据方法挖掘数据之间的相关关系,在很大程度上避免了人为因素的干扰,因此,大数据的结果是真实可靠的。     

不同成因类型锡石的谱学研究

以矿物谱学为手段不但可以研究矿物的成分、结构、物理性质及其因果关系,而且可用来研究元素富集的内在规律及矿物的成因,因此,矿物谱学是量子矿物学研究的主要内容。作者曾以晶体场理论为基础,用谱学方法对海南红帘石进行了系统的量子矿物学研究,从一个侧面阐明了海南铁矿床的成因及其形成过程。本文试图以晶体场理论与能带理论为基础,以紫外(11V)—可见(ViS)—红外(IR)吸收光谱为研究手段探讨四种不同成因类型的锡石的谱学特征,样品采自下列四个不同的矿区:     

工程地质学发展趋势刍议

环境工程地质学是工程地质学发展的新阶段，它囊括并发展了工程地质学的所有问题。作为研究工程建设与地质环境相互作用的环境工程地质学，有待于进一步发展为工程环境灾害学──一方面，由于各种自然环境恶化和灾害间的相关性和因果性（环境恶化链、灾害链），研究似宜不限于地质环境和灾害（当然后者仍是重点），而适当扩大至土地环境、水环境和社会环境。作为一门应用地质学的环境工程地质学及其母学科工程环境灾害学将具有力学、地理、经济三大支柱，首先力求地质学与地理学的相互渗透和融合。另一方面，由于各种人类活动间的相关性和因果性（活动链），所研究的人类活动似宜不限于工程建设和运行，而适当扩大至采矿和水事活动，包括开采地下水和排污。后者引起的环境恶化和灾害尤为严重，正酿成危机。其根本出路不仅在于科技进步，而且在于文化调节，力求科技与文化的相互渗透和融合。     

谈工程地质的学科价值与学科发展

工程地质是一门认知工程－地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。工程地质学科的基本理论形态包括成因演化论、结构控制论和相互作用论,这些理论有着相通的思想方法,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。随着我国近期工程建设的规模增大,埋藏加深,地质条件更复杂,由此带来的工程地质问题表现出显著的新特点,即研究对象大、深、动、热凸现,工程地质过程水、岩、温、化耦合,已有理论遭遇挑战,工程地质过程研究需要扩充。工程地质学科近期需要加强地质体工程性质研究、工程地质动力过程研究,以及地质环境研究。地质、地球物理、力学、工程科学的结合是工程地质学科发展的有效途径,理论、技术方法与实践并重的模式是工程地质学科发展的基本模式。     

工程地质学发展趋势刍议

环境工程地质学是工程地质学发展的新阶段,它囊括并发展了工程地质学的所有问题。作为研究工程建设与地质环境相互作用的环境工程地质学,有待于进一步发展为工程环境灾害学──一方面,由于各种自然环境恶化和灾害间的相关性和因果性（环境恶化链、灾害链）,研究似宜不限于地质环境和灾害（当然后者仍是重点）,而适当扩大至土地环境、水环境和社会环境。作为一门应用地质学的环境工程地质学及其母学科工程环境灾害学将具有力学、地理、经济三大支柱,首先力求地质学与地理学的相互渗透和融合。另一方面,由于各种人类活动间的相关性和因果性（活动链）,所研究的人类活动似宜不限于工程建设和运行,而适当扩大至采矿和水事活动,包括开采地下水和排污。后者引起的环境恶化和灾害尤为严重,正酿成危机。其根本出路不仅在于科技进步,而且在于文化调节,力求科技与文化的相互渗透和融合。     

编篡中国区域地质志的基本要求——设想与愿景

国土资源部、中国地质调查局决定重编中国区域地质志,这是一个具有远见卓识的英明之举,是一项带有里程碑意义的战略性综合研究工作。为了创造有宏观影响的大成果,新编地质志应该在地质成果上做到大综合、大集成;在地质研究程度上有大幅度提高;在地质工作和经济社会发展中发挥大的作用;在地质规律的总结和认识上有大的提升;在国内外地质界产生大的影响。为了创造有宏观影响的大成果,必须在充分收集已有资料,忠实地记录地质事实基础上,实行八个结合:地质、地球物理、地球化学、遥感资料相结合;地表地质与深部地质相结合;大陆地质与海洋地质相结合;志书、图件与数据库相结合;科学性与艺术性相结合;综合研究与专题研究相结合;继承与创新相结合;编志与培养人才相结合。     

建立地矿信息系统的意义、内容及其方法

地矿部门由计划经济转向市场经济，尤其是属地化之后。要适应信息时代的需要，发展地矿产业经济,半矿信息系统，让我们了解世界，也让世界了解我们，本文着重论述建立地矿信息系统的意义，内容及其方法。     

中国环境地质研究主要进展与展望

环境地质研究是以人-地相互关系为核心、促进人类与地质环境协调共处的重大课题,受到国内外地质学界普遍关注。本文在简要回顾环境地质学科发展历程的基础上,较系统地总结了国内外环境地质研究的主要进展及存在的问题。结合我国当前生态文明建设和未来发展需求,提出环境地质研究是新时期地质工作的重要使命,未来发展方向和重点领域应涵盖城市地质研究、水资源可持续利用和管理、地质灾害监测与综合防治、生态环境系统保护、地球关键带相关问题研究等,强调学科交叉及新技术新方法的系统性研究,在合理开发利用资源和保护地质环境中发挥重要作用。     

地质构造变形数值模拟研究的原理、方法及相关进展

地质构造变形数值模拟实验研究是遵循自然科学规律,依据数学、物理学、化学等学科中已为人们认识的规律为原理;依靠计算机先进的综合处理系统;以固体地球科学资料为基础所构建的地质模型为实验研究本体。因而,地质构造变形数值模拟是采用数学物理方法对相关地质学问题的科学描述,并采用理论分析和数值模拟实验方法,对所描述的相关地质学过程进行定量化求解。由于数值模拟可以综合利用其它学科的研究成果,建立和模拟不受时空限制的各种地质模型,为定量化地解决一些复杂的地质学问题,提供有效的分析工具,已经引起了国内外地学界的重视和深入研究。数值模拟实验研究方法的发展,将极大地促进我国地学界从采用了多年的传统的描述性研究方法向科学的定量化研究方法的转变。     

地质大数据特点及其合理开发利用

大数据的合理开发与利用将开辟一个新的认知空间,提出解决各种实际问题的新模式,催生一个前所未有的数字经济新领域和开创一个新的人类生活方式。"数学地质"与"信息技术"结合形成"数字地质"。"数字地质"是地质科学的"数据科学"。地质数据科学是用数据的方法研究地质学,根据地质数据的特点和地质工作的需要研究和开发利用地质大数据。本文概述了地质数据的混合性、抽样性、因果性、时空性、多态性和多元性等主要特点,提出地质大数据的开发利用宜首先建立"知识库",据此建立"数据库""模型库"和"方法库",以便有针对性地做到获取、分析、研究和应用大数据。     

黄土地质灾害研究中的关键问题与创新思路

我国黄土高原不仅是中华民族的发源地,也是世界上惟一的最年轻、且正在堆积的高原,它记录着240万年以来全球自然环境和气候变化以及地表灾害演化的丰富信息,每年全国有近三分之一的地质灾害发生在这一地区。本文概述了黄土地质灾害的危害现状,分析了目前黄土地质灾害研究方面存在的关键科学问题,并提出了当前应重点开展的研究思路和课题:研究黄土地质结构和黄土介质力学行为对灾害孕育的协同控制规律,概化黄土重大灾害的基本成灾模式;破解复杂动力作用下黄土重大灾害发生、突变、演化机制和灾害链演变规律;建立黄土重大灾害超前判识、预警预报与风险控制的理论及技术方法体系,形成黄土地区重大灾害减灾示范。     

论地球科学

地球科学的基本任务是认识地球,并为矿产资源勘查、环境保护和灾害防治服务。国民经济建设对地球科学有广泛的需求。它需要在地球科学取得规律性认识的指导下,解决大量微观的实际问题,而这些实际问题的解决,又将积累起丰富的资料,推动地球科学的进展。地球科学包括地质、地球物理、地球化学以及其它有关学科。无论是认识地球,还是为国民经济建设服务,都要求对各种地球科学资料进行综合研究,以期获得比较全面的认识。地球是一个处于运动中的巨系统,它不仅体积庞大,结构和成分复杂,而且有漫长的演化历史。因此,对地球的研究必须分层次进行,而宏观认识将具体指导微观调查。整个２０世纪的重大成就是对地球的认识经历了大陆漂移、海底扩张和岩石层板块大地构造的发展,基本上建立起以活动论为内涵的全球构造观。在板块构造的宏观指导下,地质、地球物理与地球化学的系统总结,已经建立起中国大地构造格架及其演化史,尽管还有许多问题有待于深入解决,但它毕竟说明沉积盆地与矿产资源分布的大地构造环境。在宏观认识的基础上,还必须对区域地质作中观分析,例如通过详细的地质、地球物理和地球化学综合研究,进一步了解造山带、盆地及其间的关系。应该指出,只有深刻地认识区域地质特色,才能?