西南山区生态地质调查技术方法研究

生态地质调查以区域地质调查成果为基础,查明调查区生态地质现状和主要生态地质问题,研究生态环境与地质条件之间的联系,并开展生态地质综合评价。笔者利用在大凉山区和三峡库区生态地质调查的探索经验,总结了西南山区生态地质调查与评价思路和技术方法,主要取得以下认识：①地质条件是生态系统的物质基础和孕育环境,地质条件通过制约土壤、水文、地形地貌、动力作用、地质灾害等生态地质条件,而制约生态系统质量和生态环境发展差异。②西南山区成土母质主要是下伏基岩原地风化或风化后近距离迁移形成的,存在明显的岩石−土壤−植被物质传导链条,地质条件是制约该地区生态环境质量的重要因素。③对地质建造和地质构造等地质条件的分析和研究,是在该地区进行生态地质调查的基础。④提出了西南山区生态地质调查的目的任务、工作思路、工作内容、技术路线和主要技术方法。该成果可为西南山区开展生态地质调查提供借鉴案例,同时对生态地质学科的建设和全国生态地质调查方法体系的建立也具有一定支撑作用。     

基于地质建造的西南山区成土母质分类方案——以大凉山区为例

为适应生态地质调查和评价工作对成土母质研究的要求,以四川大凉山区为例,提出基于地质建造的成土母质分类方案,即以地质构造演化和地质建造环境为依据,结合残坡积物的成因类型对成土母质进行分类。大凉山区的成土母质可划分为第四纪冲洪积物、新近纪—第四纪砂泥岩类残坡积物、侏罗纪—白垩纪泥质岩类残坡积物、三叠纪砂泥岩类残坡积物、中生代中酸性岩类残坡积物、二叠纪基性—超基性岩类残坡积物、震旦纪—三叠纪砂泥岩类残坡积物、震旦纪—三叠纪碳酸盐岩类残坡积物、元古宙中酸性岩类残坡积物、元古宙火山碎屑岩类残坡积物、元古宙基性—超基性岩类残坡积物、元古宙变质岩类残坡积物等12类。研究表明,大凉山区成土母质和土壤存在差异性,但同一成土母质上的不同土壤类型具有一定相似的地球化学特征,不同成土母质形成的同一种土壤类型存在较大的地球化学差异。因此,基于地质建造的成土母质分类方案既能有效反映不同构造背景和成岩环境下的成土母质差异,又能有效表征成土母质与其上土壤的内在联系。     

基于地质建造的生态地质调查方法——以河北省承德市国家生态文明示范区综合地质调查为例

生态地质（学）是研究生态与地质环境相互关系及作用机理的科学。通过“承德市国家生态文明示范区综合地质调查”项目的实践，探索总结出一套适合山区、基于地质建造的生态地质调查思路和技术方法框架。按照全域背景（基准）调查—重点小流域调查—生态关键带解剖3个层次开展工作，逐步深化对承德市生态地质特征和作用规律的认知。通过全域1：25万地质建造分析与编（填）图，查明生态地质背景，划分生态地质单元，快速筛选生态资源优势区和生态环境问题区；针对筛选出的生态资源优势区和生态环境问题区，开展以小流域为单元的重点区1：5万调查，以查明优势资源特征，评价生态环境风险；开展重要地质建造典型生态关键带1：1万调查与研究，揭示生态地质系统三维结构特征和相互作用机理，为综合监测和生态系统演变趋势预测提供依据。构建了生态地质调查“需求—调查—转化”体系框架，依据生态地质调查成果，为承德市国土空间规划、生态产业发展和生态保护修复，提出了相应的地学建议。     

基于地质建造的土壤地质调查及应用前景分析——以大凉山区西昌市为例

为探索适合中—高山区的土壤地质调查方法,选择兼具高寒山区、干热峡谷和中山宽谷盆地等不同地貌单元,以及沉积建造、岩浆建造和变质建造等不同地质建造类型的大凉山区西昌市进行试点研究。本次工作基于地质建造,将西昌市成土母质划分为7大类14个类,土壤地质单元分为31个类,并探讨了他们的互馈机制。研究认为,地质建造是土壤的物质基础,大体控制了土壤的平面分带,而海拔等地理因素则控制土壤的垂向分带。本项研究可为地方政府的规划布局提供数据支持和科学依据,也为高山区的土壤地质调查和生态地质调查提供了思路与范例。     

新构造活动的生态地质环境效应讨论——以扬子西缘西昌市为例

扬子西缘西昌市的环境变迁和地质灾害与新生代构造活动密切相关。该地区的新构造运动主要经历了5个阶段: ①青藏运动阶段(N_1-2, 11.6~3.6 Ma),强烈向东挤压,形成一系列的复式褶皱系,断裂带以挤压走滑活动为主; ②伸展断陷阶段(N₂—Q₁, 3.6~1.0 Ma),断裂带以斜张走滑活动为主,活动强度较弱,形成安宁河谷等断陷盆地; ③元谋运动阶段(Q_1-2, 1.0~0.6 Ma),进一步向东挤压,地壳逆冲增厚,早期褶皱山系加速隆升; ④构造松弛阶段(Q₂, 0.6~0.126 Ma),在安宁河谷等地区再次发生断陷作用; ⑤共和运动阶段(Q_3-4, 0.126 Ma至今),左旋走滑活动为主,褶皱山系整体缓慢剥蚀和抬升。西昌市的新构造运动具有强烈性、差异性、振荡性、继承性和新生性等特征。新构造运动导致了该区现今地貌格局,控制了山河湖泊的分布,形成了独特的局部气候,对土壤、植被等生态环境的影响十分显著。新构造运动也直接或间接地控制着本区地质环境的演化以及地质灾害和地震的发育。     

不同地质建造类型的生态环境功能特征——以西昌地区为例

地质建造背景可以直接反映该地区的形成演化过程、物质组成和地理条件,直接或间接地影响基岩上的生态环境。小范围内生态环境效应由地质建造直接控制,再由不同的气候条件、人类活动进行改造。土壤中的营养元素基本继承于母岩,而气候条件和人类活动同样会对土壤的物理性质、化学性质形成扰动。以中国地质调查局生态地质调查工程之大凉山区生态地质调查项目为依托,以沉积建造特征、空间分布、大地构造属性等因素为基础,将西昌地区划分为11个地质建造单元。通过详细的野外调查和数据分析,对西昌地区不同地质建造单元进行研究,认为建造单元上的生态地质环境存在明显的差异性,地质建造背景直接制约了成土母质及土壤的物理化学性质,营养元素在成土母质和土壤之间的迁移存在明显的继承性。同时,不同的地质建造单元和不同的地理地貌特征共同决定了不同地质建造单元的生态功能属性。研究成果为下一步开展生态地质调查提供依据和思路。     

遥感技术在地质编图中的应用——以库车盆地1∶10万遥感地质填图为例

随着地质工作的深入发展和科学技术的进步, 遥感技术在地质填图中的应用日益广泛, 遥感地质填图的工作程序可分为前期准备设计、野外填图调查、室内资料处理三个主要阶段,文章对三个主要阶段的具体程序及要求进行了探讨, 同时对野外地层、构造的遥感影象进行了讨论。     

生态地质层理论在煤层保护和生态修复中的应用——以高原高寒矿区生态治理实践为例

高原高寒冻土区生态治理是世界性难题,在生态治理的同时进行煤炭资源保护更少先例可言。按照系统工程思路,以生态环境保护为宗旨,并兼顾残存煤炭资源的保护,在青海省木里地区生态治理过程中取得成果认识如下：研究了木里矿区自然气候特征控制下的生态易破坏且难于修复性;总结了土壤层状结构控制下的水土流失和植被水分补给特征;认为生态地质层缺失和破坏是致使生态破坏的关键症结。为此,借鉴前人成果,研发了煤层顶板及其上覆岩层生态地质层修复技术,建立了生态地质层损伤判识方法,分析了生态地质层修复与再造对煤炭保护及生态修复的意义。     

基于GIS技术的生态地质环境承载力研究——以宁夏沿黄经济区为例

随着社会经济的发展,我国的城镇化进程不断加速,于此同时产生的生态破坏、地质灾害、环境污染等生态地质环境问题也日益突出。因此,生态地质环境承载力的研究,对一个地区城镇化及经济的发展都有一定的指导意义。本文在对生态地质环境承载力内涵及影响因素分析的基础上,根据城市经济区生态地质环境的普遍情况,分层次探讨了生态地质环境承载力评价指标体系的内容。把生态地质环境承载力评价指标体系分为3个子系统,它们分别是：地质环境子系统、生态环境子系统和社会环境子系统。并且根据宁夏沿黄经济区的特点,从正负两个方面对3个系统内的各个指标进行阐述,并对其影响程度进行分析打分。然后,利用GIS技术的空间叠加技术,对宁夏沿黄经济区的生态地质环境承载力进行分级。此区域共分为三级：第一级为适宜建设区,第二级为适度控制建设区,第三级为中度控制建设区。     

服务生态文明的生态地质调查工作方法浅析——以地表基质调查为例

服务生态文明是新时期赋予地质调查工作的新使命,广义上相关调查工作都可称之为生态地质调查。由于处于初期摸索阶段,缺少成熟的技术规范支撑,生态地质相关调查工作内容不是十分清晰。因此,梳理相关概念的内涵、厘清工作思路、明确调查内容对于实现任务目标具有重要的意义。笔者以表生地质过程对地表生态发育的制约作用为线索,从地球系统科学的角度探讨生态地质调查的任务与目标,并提出生态地质学属于“地质+”范畴。基于陆地生态系统不同地质-地貌单元的表生地质过程,以地表基质调查为例,从剥蚀区到沉积区将陆地生态系统划分为浅山-丘陵区、河流-湖泊-湿地区、平原-盆地区。根据不同调查单元的表生地质特征,分别阐述相关调查内容、调查手段及布署原则。在此基础上,探讨地表基质调查的成果表达方式与应用,以期为其他相关生态地质调查工作提供借鉴和参考。     

基于三维地质-地球物理建模的深部成矿预测——以黑河地区永新金矿床为例

黑龙江省永新金矿床位于兴蒙造山带东段的兴安地块和松嫩地块交会拼合部位,是近几年新发现的大型金矿床。为了深入探讨永新金矿床外围及深部的成矿潜力,首先在典型矿床分析和音频大地电磁测深以及重磁联合剖面基础上,利用三维地质建模软件Creatar XModeling构建了区域和矿床三维地质模型,刻画了主要控矿地质体三维形态,揭示了区内深部构造地质特征、矿体空间分布特点及与各地质要素之间的关系。然后,采用立方体预测模型找矿方法,依据证据权法对研究区地质、地球物理等多源信息进行融合,圈定了8处深部找矿预测靶区。部分深部靶区钻孔发现了多处矿化信息,验证了本次深部预测的准确性和可靠性,指示研究区深部仍具有较大的成矿空间和潜力。     

重要生态功能区土壤化学元素的空间分布模式——以大兴安岭松岭区为例

大兴安岭森林带是我国“两屏三带”生态安全战略格局中的重要一环,其北段松岭区目前是生态地质调查的空白区,查明区内土壤中的元素含量以及空间分布模式,可以为该区生态保护与修复提供基础支撑。以松岭区表层土壤和深层土壤为研究对象,利用多目标区域地球化学采样及分析方法,探讨了各元素指标的地球化学特征及分布模式。研究区土壤的元素分布模式有以下特征: 全C、N、P、S在表层土壤中显著富集; K₂O、CaO、Na₂O、SiO₂在表层土壤中明显贫化; F、Cl、Br、I在表层土壤中高值区的分布受深层土壤影响,同时Br和I在表层土壤中的富集与有机质关系密切; 内梅罗综合指数显示As、Cd、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素在土壤中轻微超标。     

中国东部中生代火山岩区地质文化村建设实践与思考——以福建杞溪为例

中国东部中生代火山岩区不仅拥有丰富而类型多样的地质遗迹资源,同时也是我国人口和城镇、乡村最密集的地区,且交通便利、产业齐全、经济发达,是利用地质遗迹资源推动经济发展,支撑乡村振兴的先行区和示范区。本文以福建省大田县杞溪村为例,通过开展地质遗迹资源和社会人文资源综合调查和分析融合,将其规划、设计并建设成为一个以火山文化为特色的地质文化村。基于杞溪地质文化村的建设经验,通过对比分析,提出我国在建设地质文化村时普遍存在单村资源和承载能力有限等问题,认为地质文化村建设方向应遵循以点带面,发挥区域联动作用,使业态趋于完善的发展路径,最终实现该模式的可持续发展。     

增生杂岩带1∶5万地质填图的实践与探索:以西藏羌塘中部角木日地区为例

增生杂岩带1∶5万地质填图的理论与方法是目前区域地质调查工作亟待解决的难点。1∶5万地质填图是调查增生杂岩的地层组成、拼贴结构与构造变形的重要手段,也是构造演化研究的基础。羌塘中部角木日一带出露典型的印支期增生杂岩,按照物质组成与构造调查并重的原则开展了1∶5万地质填图与1∶1万构造-岩性解析填图。发现增生杂岩物质组成具有基质-岩块的拼贴结构,边界为俯冲期形成的脆性、脆-韧性及韧性剪切断层,基质由大陆斜坡-洋底环境的细碎屑沉积岩及强面理化构造岩组成,岩块为洋岛蛇绿岩残块、基性岩脉残块、海山碳酸盐岩残块、外来岩块等。其以俯冲期后收缩背景下的缩短褶劈理S2为区域面理,并叠加有造山期后陆内浅层次变形。地质图图面表达采用了"三元"与"四要素"方法,客观表达了该杂岩的组成与结构。上述实践提出了当前增生杂岩带地质填图的工作方法及填图单位划分与图面表达的方式,有益于探索我国现阶段造山带地质填图的方法。     

地质实习基地建设实践与思考——以昌平南口实习基地为例

为了突出实践教学效果,更好地完成任职教育,2012-2014年武警警种学院打造了南口综合地质实习基地。该基地筛选并确立了5条地质观测路线31个观察点。通过3年10个班次的野外地质实习,较好地完成了教学任务,丰富和发展了实习基地的内容,取得了良好的办学效益,反映出该基地具有较强的利用和推广价值。建设过程中,应重点抓好实习基地选址、实习计划与实习指导书编制工作,才能推进实习基地健康可持续发展。     

典型生态脆弱区环境地质问题及防治对策研究——以河北坝上地区为例

环境地质问题是以人—地二元相互关系为根本、促进人类与地质环境协调共处的重大课题,一直受到国内外地质学界的高度关注。为进一步揭示生态脆弱区的环境地质问题,本文以生态脆弱区的典型地区——河北坝上为依托,通过广泛收集资料、野外调查取样和室内测试等方法,初步查明和掌握了坝上地区的水文地质、生态环境地质,以及地下水位下降、土地沙化、土地盐渍化及水土流失等生态环境地质问题,针对地质环境条件和产生的主要环境地问题的不同,分区提出相应的防治对策。为相关部门制定坝生态脆弱区地下水和生态环境地质保护对策提供科学依据。     

基于生态足迹的县域生态承载力研究——以陕西省旬阳县为例

基于生态足迹理论,对陕西省旬阳县生态盈亏状况进行分析,结果表明句阳生态足迹需求小于生态承载力,说明旬阳县生态足迹需求没有对本地的生态系统的可持续性发展造成威胁,从生态足迹需求构成来看,耕地、林地、草地等用地占总需求的比重较大,是影响旬阳县生态足迹变化的重要因素.     

中基性侵入岩中-大比例尺专题地质填图实践——以河北武安铁矿集区填图试点为例

侵入岩类的填图方法伴随侵入岩成因分类、填图实践及研究技术手段发展而不断更新和完善。近20年来,由于新技术及新方法的应用,侵入岩的研究取得了长足的进步。研究表明,一个岩浆系统可能具有多个岩浆源区,单一岩浆房和全岩浆同时结晶模式在自然界几乎不能存在。因此,基于同源岩浆演化理论的"单元-超单元"填图方法似乎应该得到修正和完善。以河北武安铁矿集区填图试点为依托,总结出一套针对中性-基性侵入岩的填图方法——"岩浆系统-子系统"填图方法。运用该填图方法,在武安地区识别出6个岩浆成矿系统,在详细研究的基础上,对每个系统进行了若干子系统的进一步划分。在此基础上,厘清了每个系统的侵入岩组装过程及成岩成矿过程。     

覆盖区智能地质填图的探索与实践 ——以森林沼泽区为例

截至目前,中国已经完成的1:5万区域地质填图工作主要分布于基岩裸露地区,很少涉及覆盖区.为了满足和适应新时代国家经济建设对地质调查工作的需求,未来中国地质填图工作必须向覆盖区推进.所以,利用机器学习与数据挖掘技术,按照地质填图的要求对海量多源异构地质数据融合与综合分析,是实现覆盖区智能化地质填图的关键环节.以浅覆盖森林...     

覆盖区智能地质填图的探索与实践——以森林沼泽区为例

截至目前,中国已经完成的1:5万区域地质填图工作主要分布于基岩裸露地区,很少涉及覆盖区。为了满足和适应新时代国家经济建设对地质调查工作的需求,未来中国地质填图工作必须向覆盖区推进。所以,利用机器学习与数据挖掘技术,按照地质填图的要求对海量多源异构地质数据融合与综合分析,是实现覆盖区智能化地质填图的关键环节。以浅覆盖森林沼泽区为例,充分利用航空磁测、土壤地球化学等结构化数据和遥感影像、地表地质等非结构化数据,开展聚类分析与人机交互深度学习2种算法模型的对比试验。结果表明,单一数据的聚类分析无法进行有效的地质单元划分,而利用多源数据进行人机交互深度学习和训练所获得的预测模型结果图件经检验与实际地质单元基本一致。本次试验,充分利用了机器学习功能和特殊算法,实现了计算机代替地质人员进行地质填图的探索,为森林沼泽区地质填图工作中设计地质图、工作部署和成果总结提供了示范案例,为覆盖区智能地质填图提供了借鉴。