21世纪前20年世界地质工作重大事件、重大成果与未来30年中国地质工作发展的思考

在21世纪前20年里,以页岩气、页岩油、天然气水合物和干热岩为代表的非常规能源勘查开发取得重大突破,美国因页岩气勘查开发取得突破实现了能源独立。随着全球经济发展、气候变化加剧和能源转型,对关键金属矿产的需求不断增加,世界各国强势推出关键矿产清单,力求保障本国资源安全。深海探测、地球深部探测取得新进展。地球系统科学成为当代地质科学主题,形成了一批新概念,例如地质多样性、关键带、人类世、临界要素等,引领地质工作的转型。展望未来30年,世界百年未有之大变局加速演进,人类将面临资源、环境、生态的重大挑战,地质工作正处于重大转折时期。中国地质工作要突出清洁能源和深海资源勘探开发,要建立基于生态系统的地质调查、监测、模拟与预测技术体系,开展自然资源综合调查,支撑服务国土空间规划、生态保护和修复及城市建设,促进地质工作转型和发展。     

黄淮海平原晚新生代重大地质事件

晚新生代以来,青藏高原的隆升导致中国地貌格局、古气候系统及晚新生代沉积体系发生巨变。青藏高原以东至边缘海的广大区域形成统一水系,将巨量沉积物搬运至中国东部连续堆积形成黄淮海平原。太行山的隆升、边缘海陆架的沉降,黄河的贯通及晚第四纪大规模海侵等,深刻改造了黄淮海平原的自然环境,至今仍然影响其社会经济的发展,成为重要的科学问题。针对这些事件的研究,对于理解晚新生代黄淮海平原的形成和演化具有重要意义,也可为缓解该地区目前紧张的人地关系提供理论基础。对晚新生代黄淮海平原形成发育的构造地貌过程、黄河贯通和晚第四纪海侵等重大事件研究现状进行了综合分析,认为：①青藏高原隆升是黄淮海平原当今地貌及海陆格局形成的根本原因;②黄河贯通对黄淮海平原地表过程、水系演化及源-汇体系带来深远影响;③沿海地区晚更新世以来3次重要的海侵事件及相关的海陆相互作用,不但造成了沉积环境的变化,还形成了下切河谷特殊地貌景观;④晚新生代黄淮海地区重大地质事件的时间节点是中新世和晚第四纪。系统总结了黄淮海平原在构造-气候相互作用、地貌动态演化和年代学研究中存在的问题,认为未来亟需对黄淮海平原开展多学科系统性的工作。     

辽宁锦州市地质遗迹资源禀赋及保护性利用

地质遗迹资源是提高人类当前和将来生活质量最珍贵的、不可再生的自然遗产,其保护、利用与管理是地质遗迹可持续性发展的前提和基础。辽宁省锦州市地跨燕山余脉和辽西中生代盆地,长期的地质演化留下了丰富的地质遗迹资源,其中尤以典型地层剖面、古生物化石、花岗岩地貌、河流地貌景观和海岸线最具特色,典型地质遗迹特征是对重要地质事件与人类活动历史的响应。通过锦州地质遗迹资源专项调查,从遗迹特征、成因等角度,将锦州市地质遗迹资源分为两大类、七小类、十一亚类,共计238处,整体上类型多样、内涵独特、分布范围广。然而,由于基础数据不清、保护意识淡薄、投入资金有限、管理机制不健全等原因,锦州市内的地质遗迹正遭受或面临严重破坏。针对锦州市"山、海、城"旅游产业空间布局、打造精品旅游目的地、宜居城市、生态文明、乡村振兴建设与地质遗迹保护性利用中存在的问题,建立地质遗迹资源保护名录、科普基地、特色风景廊道、风景旅游区、特色小镇及地质文化村,形成多层次、多样化的保护性利用路径。     

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。     

鲁寺村地下水位抬升灾害成因分析

通过对鲁寺村受灾区水文地质条件、抽水试验、水质、环境及工程地质条件的分析,确定了地下水位抬升灾害产生的原因。沿河小煤窑的无序开采是这种地质灾害产生的根源,而地质及环境因素是灾害产生的必要条件。分析成果为灾害治理工程提供了理论依据,同时也在治理工程过程中得到了验证。     

黑龙江省矿区生态破坏与地质灾害及其防治

黑龙江省矿产分布情况和开发概况以及矿业开发在经济发展中占有重要地位 ;在矿业开发过程中引起的诸多生态破坏和地质灾害及其引起的危害 ,已引起高度重视 ;本文在综合论述黑龙江省矿区发展所带来各项利弊后提出了具体的防治对策。     

迁移学习支持下的高分影像山地滑坡灾害解译模型

无人机低空遥感是近年来新兴的一种快速获取灾情信息的手段,如何利用无人机高分影像构建滑坡灾害解译模型是实现快速自动解译滑坡的关键。针对该问题,对比了多种影像特征提取方法,将迁移学习(TL)特征和支持向量机(SVM)引入到构建滑坡灾害自动解译模型中,提出了一种TL支持下的高分影像滑坡灾害解译模型。选取5·12汶川地震及4·20芦山地震系列无人机影像构建了滑坡灾害样本库并进行了实验,TL特征方法整体分类准确度ACC为95%,ROC达到0.98,识别准确率达到97%。结果表明,所提方法可用于高分影像滑坡自动解译,同时可用于大面积高分影像中快速山地滑坡灾害定位及检测。     

便携式Li-K分析仪的研制及其在锂辉石中锂的分析应用

我国锂钾主要矿产资源大多分布在西部偏远地区,其勘查找矿或综合利用迫切需要现场快速分析技术的支持。本文介绍了自行开发的便携式Li-K分析仪的主要性能及其在锂辉石中锂的分析应用。Li-K分析仪是一种基于大气压的液体阴极辉光放电光谱仪,以待测液体为放电阴极,实现了样品中Li、K等元素的原子化和激发。该仪器以光纤传导CCD光谱仪作为检测器,其波长范围为345~1015 nm,分辨率3 nm;以Li 670.78 nm和K 769.90 nm分析谱线,在仪器最佳工作条件下测定Li、K的精密度(RSD,n=14)均低于2%,检出限为0.03μg/m L,检测范围0.1~10μg/m L。研究表明,不同酸度和酸的类型对谱线强度影响较大,且存在显著的样品基体效应,标准曲线法分析锂辉石中Li的结果偏差高达267%;而标准加入法可克服基体效应的影响,获得与ICP-OES一致性较好的分析结果,为现场开展固体样品中Li的测定奠定了基础。     

丝绸之路经济带甘肃黄金段找矿勘查新进展

丝绸之路经济带已成为国家战略,赋于了上合组织新的内涵,也给地质工作者提出了新的要求。甘肃是古丝绸之路的锁匙之地,是丝绸之路经济带上的“黄金路段”。2014年甘肃省提出利用拥有古丝绸之路贯穿境内1600 km的战略通道优势,打造丝绸之路经济带的黄金段,使其成为向西开放的战略平台、经贸物流的区域中心、产业合作的示范基地、人才交流的桥梁纽带。本文就甘肃省矿产资源优势、找矿勘查新进展及向西走出去提出建议。     

Use of cartographic images by expert and novice field geologists in planning fieldwork routes

Topographic maps and aerial photographs are particularly useful when geoscientists are faced with fieldwork tasks such as selecting paths for observation, establishing sampling schemes, or defining field regions. These types of images are crucial in bedrock geologic mapping, a cognitively complex field-based problem-solving task. Geologic mapping requires the geologist to correctly identify rock types and three-dimensional bedrock structures from often partial or poor-quality outcrop data while navigating through unfamiliar terrain. This paper compares the walked routes of novice to expert geologists working in the field (n = 66) with the results of a route planning and navigation survey of a similar population of geologists (n = 77). Results show clearly that those geologists with previous mapping experience make quick and decisive determinations about field areas from available imagery and maps, regardless of whether they are or not physically present in the field area. Recognition of geologic features enabled experts to form and verbalize a specific plan for travel through a landscape based on those features. Novices were less likely to develop specific travel route plans and were less likely to identify critical landscape cues from aerial photographs.