地表基质分类及调查初步研究

地表基质分类研究是开展地表基质调查的基础,而厘清地表基质的科学内涵、时空展布特征、支撑服务目标及调查精度等是开展调查的前提条件。文章充分借鉴区域地质、水文地质、工程地质、第四纪地质、环境地质等学科分类和图件表达方式,综合岩石、砾石、沙、土壤等的物质组成、成因类型、地貌形态和粒度质地等,初步将地表基质的类型划分为四个层级,并提出了地表基质层的物质组成、成因属性和研究深度范围,指出了未来开展地表基质调查和编图的主要方向,结果为地表基质统一分类体系构建和全国范围开展的地表基质调查提供了参考依据。     

地表基质调查的工作思路刍议：以海南岛为例

地表基质调查是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,如何开展还缺乏统一的行动指南。在初步总结地表基质调查现状的基础上,提出从全国、大区、关键地段3个层次、分阶段组织开展全国地表基质调查的总体思路。结合海南岛地表基质发育的地质背景和赋存条件,就南方强风化区地表基质调查工作进行了实例分析。建议按照分区逐级调查与分类补充调查相结合、调查与研究并重的原则,开展海南岛全域—流域—重点区段不同层级地表基质调查。针对地表基质分类补充调查提出基础调查指标、特征调查指标和评价指标,强调热带强风化条件下海陆交互作用、表生地质作用和多圈层相互作用对地表基质的控制与影响。在查清海南岛地表基质现状和演化规律的基础上,开展地表基质的综合评价和区划,探索形成热带强风化区地表基质调查的技术方法。     

基于地质建造的西南山区生态地质编图探索与实践——以邛海—泸山地区为例

地质作用是形成区域生态环境格局的重要驱动力之一,岩石圈表层地质建造是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体,制约着地形地貌、水文地质、土壤物理化学性质以及地质灾害等生态地质条件,进而对整体的生态平衡起着重要的作用。生态地质研究在于探索生态环境与地质条件之间的联系,从地质学的视角,探寻生态系统运行与演化机制。本文在四川邛海—泸山地区生态地质调查实践中,探索了一套适用于西南山区的土壤地质图、生态地质剖面和生态地质图等生态地质系列图件的编制方法。研究认为,生态地质系列图件应是岩石圈- 土壤圈- 生物圈等多圈层融合的地球表层系统在地质图上的反映,其表达内容主要包括：作为生态环境物质基础的地表基质层（岩石圈和土壤圈）的生态功能属性、地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布、生态地质单元的生态功能属性等。基于地质建造和地表基质层的生态地质系列图件,能系统地反映研究区地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系,为生态保护修复及国土空间用途管制提供地球科学依据。     

地表基质调查分层及分层测试指标体系设计与构建

地表基质是地球表层物质与能量循环的主要载体,地表基质调查是一项创新性工作,明确地表基质调查分层及分层测试指标是开展地表基质调查的基础。本文基于地表基质调查的内涵和目标定位,深入分析了多目标区域地球化学调查、全国第三次土壤普查和全国农用地土壤污染详查等调查深度和测试指标;利用近三年自然资源综合调查指挥中心在吉林省梨树县、辽宁省丹东市、黑龙江省哈尔滨市三个地表基质调查试点项目实测数据,运用变动系数法分析了不同地区地表基质层的地球化学元素垂向变化特征,结合表生地质作用(风化为主)最大深度、地表植被根系最大深度、浅层地下水位波动下限、基岩顶面深度等因素,将地表基质在垂向上大致分为三层：表层(0～2m)、中层(2～10m)和深层(10～20m),基岩埋深浅于20m则以揭露到基岩为准;表层(0～2m),称为生产层,包括支撑农业生产的耕作层,主要服务国家粮食安全,以收集资料为主;中层(2～10m),称为生态层,主要支撑植被生长和群落演替,服务国土空间开发保护与格局优化,是地表基质调查的重点;深层(10～20m),称为沉积层,主要研究地表基质从基岩—深层—中层—表层演替规律和特征,以部署少量工程控制为...     

论俯冲增生杂岩带洋板块地质构造图编图思想与方法

对地质类图件编(填)图而言,合理厘定不同级别的编(填)图单元,是保证所编(填)图件质量的关键.俯冲增生杂岩带的物质组成,主要是来自洋盆不同构造环境下洋岩石圈的构造-岩石建造,可区分出洋脊建造(蛇绿岩)、深海平原建造、洋岛(OIB)-海山建造、洋内弧建造、海沟建造、源自洋岩石圈的高压-超高压岩石建造.另外,还有混入到俯冲增生杂岩带但不源自洋岩石圈,而是源自陆岩石圈的裂离地块建造、高压-超高压岩石建造、陆缘岩浆弧建造和楔顶盆地建造等.因此,查清并厘定出不同来源的地质体建造,是开展俯冲增生杂岩带编(填)图单元划分与图件编绘的基石.本文从区分出俯冲增生杂岩带内不同来源物质建造之科学目标为出发点,将它们的编图单元划分为3级:俯冲增生杂岩带(一级单元)、岩片(二级单元)、岩块和基质(三级单元).对各级编(填)图单元类型进行了具体划分和命名,规定了其代号、用色和岩性花纹的使用要求.简述了俯冲增生杂岩带构造形变的图面表达要求,强调俯冲期和碰撞期的构造变形是俯冲增生杂岩带的两大主期变形,必须合理编(填)绘.     

厚覆盖层矿山地下开采地表塌陷机制分析

随着矿山开采深度的不断增加,厚覆盖层成为部分深部地下矿山的主要特点。以物探调查、变形监测以及理论分析为手段,对某典型厚覆盖层金属矿山地下开采初期地表塌陷的成因与机制进行了分析。结果表明,厚覆盖层中存在的大面积采空区为地表塌陷变形提供了空间,采空区顶板厚度较小为地面塌陷的发展提供了条件,采空区的存在是地表塌陷的主要原因。地表出现塌陷以后,塌陷范围以塌坑为中心继续向外扩展,受覆盖层内采空区走向,断层和岩层分界面等地质缺陷影响,塌坑向西、向南与向北三个方向上的扩展较向东快得多。降雨会增大塌坑向外扩展的速度,因为地表水的下渗加快了塌坑周围岩土体向塌坑方向的移动和下沉。     

陆相沉积盆地岩相古地理图编制准则及其方法概述

在强调陆相沉积盆地岩相古地理图件编制重要性的基础上,着重提出若干编图准则：（1）编图对象必须是＂同时相＂的地层,亦即同一时期内沉积作用的产物;（2）所取地层间隔（作用单元）原则上是越短,越接近真实情况,具体比例尺选择应根据任务而定;（3）要严格遵循瓦尔特相律,沉积相在剖面上的变化序列应与沉积相在平面上的展布相一致;（4）必须综合分析各类沉积相标志,充分利用地质、地球物理、地球化学和古生物等多方面的信息,准确开展沉积相类型的划分;（5）图面上各类沉积相要配套,形成一个沉积体系。编图具体方法首先必须要有完备而可靠的第一手素材,然后按照先剖面图,后平面图;先基础性图件,后综合性图件的步骤有序地进行。     

基于转移概率的河北省定兴县地表基质垂向分布特征分析

地表基质层为地表自然资源的承载体和赋存体的空间实体.查明地表基质平面分布、垂向组合及空间变异是地表基质调查的关键.将转移概率统计方法应用到河北省定兴县5 m以浅地表基质层,通过极限概率分析、置换分析、熵分析和差值矩阵环流分析,总结出定兴县及各地貌类型的地表基质的垂向组合与横向变化特征,并构建地表基质结构序列.研究表明,该地区长地表基质受多种复杂成因因素的影响,其类型剧烈变化,自下至上的砂土基质-壤质砂土基质-砂质壤土基质-壤土基质为区内典型代表组合,壤质砂土基质-黏质壤土基质为次级组合类型.结果显示,转移概率方法能够较为准确地刻画地表基质的空间分布,能够从大量繁杂的编录中获取区域内地表基质垂向变化的宏观规律.     

近地表金矿床地质地球化学特征及其找矿准则

对东外贝加尔新生代褶皱带范围内近地表金矿床在总体分带系统中的位置和断陷构造的成矿顺序进行了探讨,绘制出巴列依成矿区矿化类型分带图,并阐述了近地表矿床地质地球化学特征及找矿准则。     

自然资源地表基质层调查技术方法新经验——以保定地区地表基质层调查为例

生态文明建设对自然资源管理工作提出新的要求。地表基质层作为自然资源分层分类模型中的第一层,是支撑孕育地表覆盖层的基础物质。因此,实施自然资源地表基质层调查,准确掌握其本底现状是一个现实而迫切的任务。中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心准确把握国家需求,率先在保定地区开展了自然资源地表基质层试点调查工作。以保定地区地表基质层调查工作探索实践为基础,地表基质试点任务总结提出了地表基质层调查要素-指标体系,探讨确定了不同区域、不同类型地表基质层调查底界。首次建立了"室内研究、野外调查、建库模拟、平台服务"的地表基质层调查技术路线和"资料改化、遥感解译、综合编图、剖面测量、地球物理调查、地球化学调查、工程施工(钻探、槽探、井探等)、采样测试、综合研究"等地表基质层调查方法体系,探索了不同工作手段的应用效果。提出了地表基质层调查工作部署意见建议,旨在为组织和部署自然资源地表基质层调查相关工作提供借鉴和参考。     

基于GPR图像的福建海坛岛北部海岸冲积扇沉积构造及其成因的初步研究

福建海坛岛北部海岸发育一座覆盖淡灰黄色风成砂层、相对高度达30 m的大沙山,外貌很像风成大沙丘,但同时又具有冲积扇形态。其成因和沉积环境有待考证,而探明大沙山内部沉积构造是判别其成因的主要途径之一。在野外考察的基础上,运用探地雷达（GPR）对大沙山内部沉积构造进行探测,获得约20 m深度范围内的沉积构造图像数据。结果表明:大沙山中上部发育由棱角状砾石或粗砂细砂组成的沉积旋回和沟槽沉积构造,显示出冲积扇上部的沉积构造组合特点;中下部层面中交替呈现弧形沉积构造,大沙山南侧发育有向南倾斜28°～30°的前积层理。结合大沙山西侧冲沟剖面沉积构造、大沙山表面的棱角状砾石特征以及现代风沙地貌分布规律,初步认为大沙山是山前多期沟谷洪流携带的碎屑物沉积形成的冲积扇残余堆积体,沉积间隙受海岸带风沙活动影响。     

地质雷达探测技术在浅覆盖活动构造区填图中的应用——以宁夏青铜峡地区1:5万新构造与活动构造区填图为例

地质雷达探测以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图像显示等优点,成为地质调查中广泛使用的一种探测方法。本次宁夏青铜峡地区1∶5万新构造与活动构造区填图中运用地质雷达探测技术对第四系和隐伏断层进行了探测。结果表明,40 MHz地质雷达可以有效地探测地表以下30 m内的第四系结构,可清晰地识别出3套第四纪地层。这一地层结构划分被第四系浅钻证实,其为第四系全新统灵武组,自下而上由泥岩、砂砾石层和含砾的砂或泥等3套地层组成。对测区主干断裂——柳木高断裂南段的地质雷达探测表明,断裂带表现为近地表发散向下汇聚的正花状结构,这与探槽揭露的特征一致,表明地质雷达探测可以准确标定隐伏断层平面位置与垂向精细结构。本次宁夏地质填图证实,地质雷达技术是浅覆盖活动构造区进行隐伏断裂调查和第四纪地层层序划分的可行、高效、便捷的技术方法之一。     

地表基质综合调查：内涵、分层、填图与支撑目标

地表基质综合调查评价是支撑自然资源管理和服务宜林宜草、宜耕宜荒的基础性工作。关于地表基质综合调查的理论基础、目标定位、科学内涵、填图方法及分类分层等是目前探索的焦点与热点。文章在近年来承德生态文明示范区地表基质综合调查与多尺度填图的基础上,结合全国不同典型地区地表基质调查研究试点工作,进一步厘清了地表基质的科学内涵与支撑服务目标,建立了地表基质第三级分类方案和填图单元及命名方式,提出了地表基质调查中生产层、生态层和生活层的深度范围,最后从支撑塞罕坝地区植树造林和坝上地区狼毒草生态防治两个案例揭示了地表基质对植被群落的约束作用。研究成果可为深入理解地表基质的科学意义和开展全国范围的地表基质调查、监测、评价、区划提供基础参考。     

贵州省福泉英坪磷矿A矿层特征及沉积环境分析

通过对贵州省福泉高坪矿区英坪磷矿A矿层的地质详查工作,查清了矿区区域地质特征和矿床地质特征。编制了A矿层厚度等值线图、工作区磷块岩沉积古地理图,结果发现磷块岩受潮坪浅滩相控制,潮坪浅滩相是研究区厚层磷块岩、高品位磷矿重要的成矿环境,这对瓮福磷矿成矿规律研究和找矿具有重要意义。     

Mapping the Pliocene Clay Deposits Using Remote Sensing and its Impact on the Urbanization Developments in Egypt: Case Study,East Sohag Area

In the current study, Thematic Mapper image was compiled along with field and laboratory investigation results to map the Pliocene clay deposits. These deposits have high swelling potential; consequently they will have a negative impact on the urbanization expansion surrounding the flood plain zone (Low desert zone) in Egypt. Principle Component and Minimum Noise Fraction techniques with the help of supervised classification were successful in the mapping of these deposits. The interpretation shows that the Pliocene clay deposits occupy most of the wadis terraces and part of the wadis floors, and sometimes they covered by Quaternary deposits (1–5 m of sand and gravel). The physio-chemical characteristics of these deposits indicate that the Pliocene clay ranges from silty clay to clay with small amounts of sand. Laboratory analysis (Atterberg limits, saturation degree, and cation exchange capacity) indicate the swelling characteristics of the Pliocene clay. Different classification systems were applied and all reveal the expansive nature of this soil, which should be taken into account for future development in the area.     

皖南网纹红土的粒度分布特征及古环境意义

安徽宣城向阳剖面高分辨率粒度分析结果表明:1)网纹红土含有较高的胶结性很强的次生氧化铁,样品前处理时单颗粒的分散效果将会显著地影响粒度测试结果。向阳剖面不含>2mm的砾石,砂粒(>63μm)的含量也很低,粘粒(<2μm)和粗粉砂(10～50μm)明显富集;2)除底部外,向阳剖面粒度组成特征反映了明显的风成特性,但不能因此忽视其强风化特征的存在,尤其是剖面中、下部的网纹红土。应肯定向阳网纹红土的风成特性,但不能简单地称其为风积成因;3)向阳剖面磁化率值与粘粒和细颗粒含量无显著正相关性,说明磁化率值不能指示网纹红土的风化强度;4)向阳剖面粒度分布特征无法提供该剖面存在多个“沉积—成土”过程旋回的证据。向阳网纹红土更多地体现了其具有原始风成沉积和后期强烈风化的双重特性。     

基于GIS技术和C-A分形方法的浅层地温能定量适宜性评价——以乌鲁木齐市北部城区为例

浅层地温能利用前景广阔。据实际勘查资料和测试数据,采用层次分析法及C-A分型方法对乌鲁木齐市北部城区进行浅层地温能定量适宜性分区评价。结果表明,地下水源热泵适宜,较适宜区面积196.35 km^2,分布在第四系卵砾石厚度适中、含水层富水性好、单井涌水量1 000~5 000 m^3/d、地下水径流速度0.1~0.2 m/d的地带;土源热泵适宜、较适宜区总面积284.50 km^2,分布在黄土、粉土、砂砾卵石厚度大于30 m的地带,研究区其它地方不适宜浅层地温能的建设。评价结果对该区浅层地温能开发利用具有良好的指导作用。     

Desert Pavement—the most ancient surface or a more recent development?

Desert pavement comprises a surficial layer of gravel clasts and cobbles underlain by dust and silt that mantles mature alluvial surfaces in arid regions around the world. Once thought to originate from either deflation or expansion and contraction of wet desert soils, desert pavement is now known to form in place from the aeolian accumulation of dust beneath a surface layer of gravel. Desert pavement affects the type and distribution of desert plants on arid land surfaces, as well as inhibits the activities of small burrowing animals. Considerable debate surrounds the age of pavement surfaces and how well they survive changes in climatic conditions. Some researchers maintain that most desert pavements developed during the Holocene, whereas others indicate that some of the oldest surface soils on the planet are desert pavements in the Middle East.     

Electrical resistivity ground imaging (ERGI): a new tool for mapping the lithology and geometry of channel-belts and valley-fills

Efforts to map the lithology and geometry of sand and gravel channel‐belts and valley‐fills are limited by an inability to easily obtain information about the shallow subsurface. Until recently, boreholes were the only method available to obtain this information; however, borehole programmes are costly, time consuming and always leave in doubt the stratigraphic connection between and beyond the boreholes. Although standard shallow geophysical techniques such as ground‐penetrating radar (GPR) and shallow seismic can rapidly obtain subsurface data with high horizontal resolution, they only function well under select conditions. Electrical resistivity ground imaging (ERGI) is a recently developed shallow geophysical technique that rapidly produces high‐resolution profiles of the shallow subsurface under most field conditions. ERGI uses measurements of the ground's resistance to an electrical current to develop a two‐dimensional model of the shallow subsurface (<200 m) called an ERGI profile. ERGI measurements work equally well in resistive sediments (‘clean’ sand and gravel) and in conductive sediments (silt and clay). This paper tests the effectiveness of ERGI in mapping the lithology and geometry of buried fluvial deposits. ERGI surveys are presented from two channel‐fills and two valley‐fills. ERGI profiles are compared with lithostratigraphic profiles from borehole logs, sediment cores, wireline logs or GPR. Depth, width and lithology of sand and gravel channel‐fills and adjacent sediments can be accurately detected and delineated from the ERGI profiles, even when buried beneath 1–20 m of silt/clay.