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构造地质学论文

发布时间:2024-07-05 09:21:20

构造地质学论文

第一节 地球科学的研究对象和研究内容人类生活在地球上,衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命,要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具,要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产,要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而,人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识,并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学(geoscience)。 地球科学简称地学,是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象,包括环绕地球周围的气 体(大气圈)、地球表面的水体(水圈)、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体(生物圈),由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性,因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然界奥秘与规律的科学使命,同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展,地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展,逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中,地质学(geology) 由于其研究领域广博、分支学科较多,并且以研究地球的本质特征为目的, 因而成为地球科学的主要组成部分,以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用,其实两者的含义是有差别的,它们具有包容关系。随着科学 的发展,地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。地理学(geography)主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、分布和演变规律,并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科,主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科,主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。气象学(meteorology)以地球周围的大气圈为研究对象,主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛,包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等,主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质,从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。水文学(hydrology)和海洋学(oceanography)以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律,以及它们与地理环境、生态系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的,它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的, 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称,根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。土壤学(soil science)以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同,土壤学也有一些分支学科,如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。地球物理学(geophysics)是应用物理学的方法研究地球的一门学科, 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科,所以一般所称的地球物理 学是狭义的,其主要研究对象是固体地球,因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中,应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。地质学(geology)研究的主体对象也是固体地球,当前主要是研究固体地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右,与地球的半径(6371km)相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象,一方面是出于实际需要,因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关;另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层,但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径,但由于受当前技术水平的限制,钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井()位于俄罗斯西北部的科拉半岛,这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信,随着科学技术的发展,地质学研 究的对象将不断向地球的深部(如地幔、地核)扩展。地质学的研究内容主要包括固体地球(重点是地壳或岩石圈)的物质组成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同,地质学的主要 分支学科可简举如下:(1)研究地球的物质组成方面的学科,如结晶学、矿物学、岩石学等;(2)研究地球的内部构造方面的学科,如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等;(3)研究地球的形成演化方面的学科,如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等;(4)研究地质学的应用方面的学科,可分为两个方面:其一是研究地下 资源方面的分科,如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等;其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科,如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。此外,人们为了更好地研究上述地质学的各个方面,不断地吸收和借鉴其它一些学科的先进理论、方法和技术,用以促进和深化地质学的各项研究, 于是逐渐形成了一系列的边缘学科,如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等,这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。近几十年来,由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展,其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的(如污染问题)、有些是间接的(如气候变化),它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展,因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切,于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科,即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同,又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。朋友! 这些比较详细缺点就是多点 呵呵不知道你用不用

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地质构造的论文

浅谈土木工程地质野外实习 工程地质学是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关的地质问题的学科。它的主要任务是:勘察和评价工程建筑场地的地质环境和工程地质条件;分析和预测工程建设活动与自然地质环境的相互作用和相互影响;选择最佳的场地位置;提出克服不良地质作用的工程措施;为工程建设的规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据。因此,工程地质学是每一个土木工程人员所应掌握的课程。 在工程地质学教学过程中,主要学习了基础地质和工程地质两部分内容。基础地质包括岩石和土的成因类型、地质特征及其工程性质;地质构造基本类型及特征、地史及地质图的基本知识;水的基本类型和特征等。基础地质是解决好工程地质问题必不可少的基本理论和知识。工程地质包括常见的各种地质灾害;地下洞室常见的工程地质问题;边坡工程常见的工程地质问题;地基工程常见的工程质问题等。这些知识要彻底掌握,必须作好野外实习工作。 在教学过程中学习得到的知识,如果不能运用于实践,这无疑于纸上谈兵。而要将课本知识转化为实践知识的最重要的手段就是野外地质实习。在课本上学习的知识很多是概念化的,或者说是标准化的东西。比如断层,在课本上是理想化的模型,断层面是一个平面,上下盘的移动方向在图上有标识,岩性差别也很明显,因此在课本上很容易识别。然而在野外,断层规模相差很大。小的断层在手标本上可以识别,而大的断层延伸数百公里甚至上千公里。断层是一种重要的地质构造,对工程建筑的稳定性起着重要作用。地震与活动性断层有关,隧道中大多数坍方、涌水均与断层有关。野外实际的断层不是课本上的模型,如何识别规模较大的断层呢?这就要野外实践知识。首先从地貌上识别,断层通过地区通常形成一些特殊的地貌现象,如断层崖、断层三角面、断层湖、断层泉等。其次岩层分布情况,往往断层会造成部分地层的重复或缺失现象。第三可观察断层伴生现象,如擦痕、阶步、摩擦镜面、牵引现象等。再比如说岩石,室内实习时见到的手标本均是比较标准的样本,而野外的岩石千差万别,形态各异。 虽然在课本上也能学到这些,但必须通过野外现场观察,亲手触摸、亲身体会才能记忆深刻,也就能够举一反三,遇到类似情况知道是什么,没有现场的体会根本就不知道野外的地质现象是什么样子,更不用说到野外进行识别。通过野外实习,不但巩固了课本上所学的知识,还能学到很多野外实践知识,这将为以后参加工作打下扎实的基础。

论文都是收费的吧

工程地质勘查论文

工程地质勘查为调查工作,进行是为了研究影响建筑的地质因素,水文条件、一些天然的地质现象、岩土的力学性质及地质构造为地质勘查的主要因素。以下是我整理的工程地质勘查论文,欢迎阅读。

1 岩土工程地质勘察技术应用现状

地质勘察的技术问题

岩土工程地质勘察工作是确保岩土工程能够实施的关键所在。

目前在地质勘察技术应用过程中还存在着一些问题。地质勘察人员在勘察过程中,需要根据岩土的各种性质来对界面进行划分,从而区别性进行对待,但在实际工作中,界面划分上缺乏针对性。在对岩土进行取样时全面性,特别是在取样时某些原状岩土样本极易被忽视,这就导致岩土室内试验缺乏全面性, 其所得出来的各项参数触及面狭窄。

部分岩土地质勘察人员由于自身勘察能力不高,这就导致野外作业和资料整理分析的能力有限, 使其无法有效的胜任勘察工作的实际需求。另外在勘察工作中,与建筑结构的结合缺乏,往往造成勘察工作存在较强的片面性。

导致地质勘察技术问题存在的原因

首先,地质勘察过程中勘察依据不足,在勘察报告中缺乏对建筑项目相关资料的分析,这就导致在勘察工作中不能有针对性的进行勘测点的布置, 从而所勘察出来的结果会无法满足建筑工程施工的要求。 而且工程所处范围内的最大限度荷载也没有进行综合考虑,这就导致勘察工作不到位情况的发生。 特别是在工程桩基施工过程中,如果某地段如果有特殊的岩土结构出来,则在桩基施工过程中需要改用水桩,这就需要对建筑物结构设计进行重新修改,导致大量的人力、物力和财力资源浪费发生。

其次,勘察工作缺乏合理性。 在勘察过程中,由于不同建筑物的在勘察工作中其勘察间距及勘察点布置都具有较大的差别性,但在勘察工作具体操作过程中,由于作业不按规范要求进行,从而导致孔深不足及勘察点超范围等现象时常发生。 在地质勘察工作中,由于对勘察等级缺乏考虑,这就导致往往按普通标准进行的地质勘察时,在测试过程中发现地基条件良好,但在后期剪切波速测试过程中往往会发现在钻孔深度内存在特殊结构的岩层。 最后,当前地质勘察水平较为落后,在碎石土层时,往往采用静力触探法进行,这就导致触控试验过程中缺乏连贯性, 在对岩层进行钻进过程中,由于对岩心采取率较为忽略,从而导致钻探效果缺乏全面性。

2 岩土工程地质勘察技术

地质勘察测绘

岩土工程地质勘测测绘,是对岩土的地貌地形、变化情况和地质条件等情况进行测绘,具体内容包括:在岩土工程勘察界限内外的一定宽度内,调查是否存在滑坡、土洞和坍塌等不良地质现象,以及岩石、软弱层地质体的出露部位、范围和分布,按照一定比例将这些调查内容标示在图纸之上;岩土所在地的气候等水文气象,以及周边生活和生产建筑物对岩土的破坏程度等的调查,并对岩石的特征、风化程度,所在位置的地貌与岩土层关系进行分析,初步划分地貌单元;调查岩土位置的地下水情况,包括地下水的类型、水位情况和流量等,并按照一定比例标示在测绘图纸上。 以上的调查内容除了标示在图纸之上,还要进行调查情况的野外照相或者素描,作为编制地质勘查报告的基本资料。

钻探技术

在岩土工程地质勘察工作中, 需要通过岩土钻探来掌握第一手资料,而且在钻探过程中对其技术性要求较高,所以在钻探过程中需要有效的掌握一些切实可行的方法,确保钻探技术水平能够更好的发挥出来。

1)钻探技术的选择。在不同的地质环境下,所选择的钻探技术也会有所不同。 当钻探在地下水以上的地层进行时,采用勺型钻锤击干法掏土钻进法为宜,这种钻探方法具有简单和便捷的特点,但利用这种方法进行钻探过程中会给土层带来较大的干扰,所以当钻探深度具有较高要求时,这种方法则不宜使用。 当针对多种岩土工程勘察的深度时,则可以利用岩芯回转泥浆护壁钻进法进行钻探。 在普通地质勘察工作中,往往会选择双管单动个别进、冲击钻探等钻进方法进行工作。

2)钻进深度的控制。在对岩土层的分层深度进行测量时,需要严格控制误差,确保其测量误差在小于 5cm. 在利用岩芯回转泥浆护壁钻进法进行钻进过程中, 为了能够更好的实现对分层精度的控制,则需要严格控制非连续取芯钻进的回次进尺,通常情况下是需要将其控制在 2m之内。

3)针对不同性质的'岩土,控制取芯率。当岩土性质不同时,则需要针对不同性质来对其取芯率进行控制。 对于土层其取芯率需要达到 100%, 在对岩石风化的残积土进行钻探时, 其取芯率则以85%为宜。而半岩半土的取芯率控制在 90%,破碎岩控制在 65%,软质岩控制在 65%,而完整岩则将其取芯率控制在 80%为最佳。

4)在钻进过程中,需要根据钻进的回次来对钻探记录进行填写,这些记录可以作为钻探技术进行应用时的必要依据。

取样和试验技术

首先,取样技术。 取样需要根据工程地基的情况进行采取,一般采集中风化和微风化岩的上部位置, 因为这些风化带具有过渡的特点,而上部位置就具有代表意义,其他位置超风化带实验值过于离散。

采集后的样本做及时蜡封处理,用胶带包括岩样,以防止其水分流失,并分类妥善保存,每种样本都要有标签清楚记录孔段的深度,然后送到土木试验地点进行土样和岩样的分析和试验。其次,原位试验,即在保证检测对象不被扰动和破坏的天然状态下,通过各种试验手法进行指标测定。 原位试验是岩土工程地质勘察的重要部分,获取岩土的设计参数,也是岩土工程施工质量检验的重要手段。 原位试验的方法很多,包括荷载、静力触探和标准贯入试验等。

试验方法具体根据工程条件和需求而定,常用的试验方法是标准贯入试验法。根据《 建筑地基基础设计规范》规定,标准贯入试验是自动落锤的试验法。该法应根据地基的条件,以 1~为一次钻进单元深度,如果地质为松土,则钻进深度应该结合实际而定, 风化残积土和全风化带钻进以 为一次钻进单元深度,强风化带以 2~为一次钻进单元深度。 最后,编写地质勘察报告。 严格按照相关规定要求进行编写,编写的前应该将各类勘察资料进行汇总整理,结合实际拟定大纲后再进行编写,内容包括勘察基本内容、地质条件、工程分析评价以及相关的结论和建议。

3 结论

岩土工程地质勘察属于综合型的工作,不仅具有复杂性,而且还具有较强的多变性特点,当前岩土工程地质勘察技术在应用过程中还存在一些不足之处, 所以需要针对产生这些问题存在的原因进行分析,从综合运用各种勘察技术来提高地质勘察的技术含量,综合、客观的对地质环境进行判断和评价,确保为建筑工程的施工提供科学的各项岩土工程地质勘察数据,确保施工的顺利进行。

参考文献

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[2] 刘群。对堤防工程地质勘察规程中若干问题的探讨[J].人民长江,2015( 1) :14.

[3] 张淑杰。岩土工程地质勘察中控制质量的因素分析[J].黑龙江科学,2014( 10) :15.

构造地质学研究报告论文

第33届国际地质大会原计划设置10个方面构造地质讨论会,在会议正式召开后,只召开了综合讨论会1个、专题讨论会7个。共提交论文摘要206篇,其中,构造地质和大地构造方面的综合讨论论文就有60篇。由于会议时间安排的关系,在讨论会上宣讲的论文则少很多;邀请演讲的内容可能主要体现了主办者倡导的主流方向。

在地区性(区域性)的学术讨论会上,也有大量有关区域构造和大地构造方面的论文。如亚洲大陆地壳的增长问题、阿巴拉契亚加里东造山带的构造演化问题。从会场出席人员的情况看,对区域性专题讨论感兴趣的学者数量还多于一般泛泛的专题讨论,显示了学者更多关心的是与自己研究区有关的区域构造话题。

一、主要研究进展情况

在构造地质学综合讨论方面,提交的论文摘要很多,所涉及的讨论会也较多,特别是展板上的论文涉及内容丰富,但研究范围主要集中在四个宏观构造区带:

(1)沿特提斯构造带:喜马拉雅山脉(青藏和帕米尔高原)、扎格罗斯山脉、地中海、阿尔卑斯山脉和比利牛斯山脉的晚古生代和中生代构造研究;

(2)环太平洋构造带:日本列岛、朝鲜半岛、中国南海、越南和澳大利亚、美国西部(主要是加利福尼亚地区、阿拉斯加)、中美洲海沟和南美西部等地区的中—新生代以来的构造研究;

(3)原大西洋、古亚洲洋的构造演化研究:涉及阿巴拉契亚山脉、纽芬兰、英国加里东山脉、挪威的斯堪的纳维亚半岛的加里东构造演化研究,以及乌拉尔山脉和古亚洲洋的构造演化研究等诸多方面;

(4)有关壳幔演化的地球动力学等方面的2D和3D的计算机数字模拟。

在论文的论述内容方面,涉及地质学的诸多学科,反映了不同专业学者对区域构造演化问题的浓厚兴趣。其中,在区域构造演化研究的论述方面,充分利用了地层学、岩石和矿物地球化学、同位素测年数据和构造地质学研究所获得数据资料;综合论述的内容丰富、讨论深刻,资料翔实。

在裂谷盆地和被动大陆边缘从地表到深部的构造与结构研究方面,提交的论文摘要较多,但主要讨论的地区则集中于大西洋沿岸地区。内容既包括地壳尺度上的思考和论述,也包括利用深部地震反射剖面资料对深部构造的研究与讨论。在增生造山带的特征与过程研究方面,论文主要集中于中、新生代以来,与活动大陆边缘构造岩浆活动有关的地壳增生,以及围绕古老大陆地壳增长的造山带的构造演化。在深入开展古老造山带逆冲褶皱带研究的同时,更加重视构造岩浆活动在地壳增生方面的作用。在大陆裂解边缘的洋—陆转换研究方面,研究工作主要集中在大西洋沿岸,论文内容主要包括岩石圈减薄、被动大陆边缘裂解,以及对相关问题的计算机3D模拟。在海、陆区的褶皱逆冲断裂带研究方面,研究成果主要集中于特提斯构造带的地中海沿岸和中东地区,如阿尔卑斯山脉、比利牛斯山脉、扎格罗斯山脉地区。对喜马拉雅造山带的研究也非常深入,研究内容则着重于构造几何学、运动学;地球动力学讨论主要利用地震反射剖面和3D模拟研究成果。在俯冲带的三维样式、动力学模型、构造重建的观察研究方面,较多的研究成果是利用地震反射剖面资料和岩石流变学知识,同时对俯冲带结构、建模方面进行的计算机3D模拟研究。在变形研究的数字化类比与模拟研究方面,着眼点依然是从宏观构造的地壳尺度进行讨论,以及利用区域岩石学资料和岩石流变学知识进行计算机3D模拟。在有关全球构造的新理念研究方面,讨论内容活跃,包括行星尺度构造类比,全球构造、构造活动与海啸,海平面变化诱发机理等新大地构造理论,以及地球动力学机制和有关构造学的一些新看法和新理念。也有学者探讨深部构造与油气田形成的关系,论文内容涉及面广,学术思想活跃。

挪威作为第33届国际地质大会的主办国,通过区域性专题讨论的形式,深入、系统地推出了挪威地学界对斯堪的纳维亚半岛前寒武纪地质、古生代地质、中、新生代地质和对加里东运动构造演化的系列研究成果。内容既涉及前寒武纪基底和古生代地质,也涉及新构造运动和区域构造演化与成矿作用关系等诸多方面,资料的翔实程度反映了挪威地调、科研和大学等机构,在区域地层划分、区域地质构造、岩石与矿物学、同位素测年、计算机3D模拟和构造时空演化研究方面的理论水平。

有关构造地质学方面展板介绍的内容也十分丰富。其内容也集中于全球著名构造带(阿巴拉契亚加里东造山带、古亚洲洋造山带(乌拉尔、蒙古—鄂霍茨克带)、中生代特提斯—喜马拉雅造山带和中—新生代环太平洋构造带(日本列岛、朝鲜半岛)的趋势。同时,还有一些关于构造地质与环境地质、灾害地质关系的研究论文成果。这些成果论文既反映了地质学家对人类生活环境的关注,也反映了不同国家不同社会发展阶段对地质工作的需求差别。展板上较多地反映了地质学家在计算机技术应用方面的研究成果和认识,包括利用地震反射剖面资料的利用和2D或3D模拟研究成果。

值得指出的是,美国地质调查局展出的成果和提出的发展计划依然代表了地学发展的方向,反映了发达国家社会发展的需求,也反映了美国地质调查局应对社会发展的地质调查工作思路。整体上体现在更加关注人类生活的环境、地质灾害;更加关注矿产资源配置和环境问题治理的全球化。以板块构造理论为核心内容的新全球构造理念在不断深化,美国地质调查局关心的事物和问题更多的是伴随经济全球化的全球尺度地质工作战略。

在地质工作的理论研究、新方法技术应用和开拓新领域方面,美、英、法等国依然有其先进性。发达国家的地质工作更多与环境灾害联系在一起,更加重视使用现代计算机技术、航天技术和深地震反射剖面的研究工作。先进国家的地质工作视野较发展中国家更宽阔,更注意全球性和综合性研究,更注意数据库建设和应用。

二、主要建议

通过参加33届国际地质大会的各类会议,聆听论文报告,浏览论文摘要和展板论文内容,使我们感到在构造地质和大地构造研究方面,国际地学界的研究内容主要反映在理论创新研究、区域性深化研究、新技术新方法的应用和计算机模拟等方面。发达国家的研究成果反映其工作的层面更高,自主性更强,计算机技术应用更多,也更关心构造地质与人类生活资源、环境的关系;其研究工作的系统性和成果的深入程度都值得我们借鉴。我国在这些方面的研究水平也很高,研究也有一定的深度;特别是在反映国家意志的基础地质调查方面工作程度较高,系统的地质编图工作成果较突出。

本次大会反映的另外一个地质工作特点是国际区域协作更加突出。这与人类社会发展的阶段和需求性有关,也提示我们应当加强国际地学合作,在国际地学发展中做出我们应有的贡献。

中国地质调查局是我国公益性、基础性地质调查工作的主体。在公益性和基础性地质调查工作的部署和组织实施中,有关调查与研究结合方面依然存在一些问题,需要下气力处理好地质调查工作中的调查与研究的结合。在强化地质调查工作成果数据质量的同时,应当鼓励和引导理论和方法技术的创新;应当注意地质调查工作部署紧密与经济社会发展的需求结合,注意地质调查工作的系统性,地质调查研究命题的攻关性和理论方法的应用性。

在研究内容和命题方面,我国有自己社会发展阶段的特点与需求,有自己的国家地质工作目标。在地质构造和大地构造研究方面,建议重视与青藏高原地壳隆升有关的构造演化研究、重视古亚洲洋构造演化与成矿条件的研究、重视中—新生代滨太平洋大陆边缘构造演化与成矿作用的研究。在调查研究中要注意借鉴国际先进理论和先进的方法技术,注意更多地使用现代计算机技术和数字模拟。另一方面,由于我国处于现代化、工业化和城市化的社会经济发展阶段,在公益性和基础性地质工作中重视地质调查研究工作为找矿工作服务的同时,也必须前瞻性地注意公益性和基础性地质调查工作成果数据与生态环境、地质灾害、社会经济发展的其他需求关系和资料的积累。

(张允平执笔)

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中文摘要】本文依托南秦岭平利地区南北4幅1:5万矿产远景调查,在充分搜集研究前人资料的基础上,通过野外实际路线和矿点调查及重要样品实验测试研究,重点对平利地区的区域地质和矿产特征、重要矿化类型及成矿特点进行了研究,探索了以花桥钛磁铁矿为代表的重要成矿类型,并研究分析了平利地区主要矿化类型的找矿远景。取得了以下主要成果和进展。1.平利地区地处扬子陆块与秦岭造山带结合部位,主要出露有基底中元古界杨坪组,由绢云绿泥片岩和绢云钠长片岩等组成,上覆有南华系耀岭河组的变质火山岩系、震旦系陡山沱组的碳硅质板岩和灯影组白云质灰岩等,早古生代主要沉积了一套被动大陆边沿还原相的硅质岩、灰岩和碳质板岩等,自泥盆纪以后地层缺失;区内岩浆作用微弱,岩浆岩出露有限,主要发育有南华系基性火山岩和奥陶纪碱性辉长岩类两期岩浆事件,分别代表Rodinia超大陆裂解在秦岭地区的响应和早古生代大陆板内构造—岩浆事件。现有构造和地形地貌是印支期构造运动的结果。2.平利地区整体矿化较弱,仅发现有一些工作程度较低的矿点、矿化点,主要成矿类型为与奥陶纪碱性辉长岩类有关的岩浆分异型钛磁铁矿,产于震旦纪灯影组灰岩中的MVT型铜铅锌矿和主要分布于冷武纪鲁家坪组碳硅质岩中的沉积改造型钒钼矿等。其中,钛磁铁矿有较好找矿远景,已发现有中小型成矿潜力的花桥矿点;产于灯影组灰岩中的铜铅锌矿化,区域成矿分析与扬子北缘MVT型铅锌矿处于同一层位,可能是该类型矿产在本研究区的表现,但研究区产于灯影组灰岩中的罗家院子矿点,以铅锌含量较低(—),铜含量高(—)为特点,与区域上扬子型MVT铅锌矿在矿种上有明显差异;冷武系中的钒钼矿目前尚未见有产业意义的矿化,可能是成矿元素富集不足。3.花桥钛磁铁矿作为区域上较有价值的与碱性辉长岩类有关的金属成矿类型,本论文进行了较为深进的研究。花桥钛磁铁矿可见赋矿岩体长约250m,宽8—10m,面积约2500m~2,岩体呈透镜体状,岩石类型主要为辉石岩、辉长岩等,主要含矿岩相为黑云母辉石岩,岩石主要由含钛普通辉石组成,其次为黑云母。含钛普通辉石呈自形一半自形晶,见微量磷灰石和榍石,岩石绿泥石化、碳酸盐化明显。钛磁铁矿体产于岩体中部,与岩体呈过渡关系,无清楚界线,矿石主要为稠密浸染状,主要金属矿物为钛磁铁矿、钛铁矿、磁铁矿和少量黄铁矿。4.花桥钛磁铁矿赋矿岩石岩石地球化学全碱—硅图解投图,主要落进碱性辉长岩中,但与一般碱性辉长岩相比,SiO_2较低,已获样品SiO_2在—(wt%)之间,Na20>K_2O,Na_2O/K_2O在—之间,属典型钠质型碱性岩类;MgO含量—为—为—;m/f比值为—,属富铁质系列。Pearce(1977)的FeO—MgO—Al_2O_3图解,落进大陆板内。稀土元素总量较高,∑REE为—×10~(-6),呈明显轻稀土富集特点,(La/Yb)N=—,δEu为—,铕呈稍微正异常。矿石矿物钛磁铁矿TiO_2含量—含量—含量—。上述特征表明研究区钛磁铁矿是扬子陆块北缘早古生代幔源低程度部分熔融产物上侵分凝成矿作用结果。5.平利地区南北长80余公里,东西宽20余公里,约1700km~2范围内,运用综合分析方法,对岩浆分异型钛磁铁矿、MVT型铜铅锌矿和沉积改造型钒钼矿找矿远景进行猜测。钛磁铁矿以碱性辉长岩类矿化,特别是辉石岩的产出为有利找矿标志,有明显磁异常和Ti元素地球化学异常,在研究区共圈出3个找矿远景区,以花桥远景区最具找矿远景;MVT型铜铅锌矿,主要找矿标志为震旦纪白云质灰岩及后期构造裂隙发育为典型特征,Cu、Pb、Zn元素地球化学异常为重要找矿指示,在研究区圈出6个找矿远景区,其中以罗家院子远景区最具找矿潜力。');【Abstract】 On the basis of 4 one to fifty thousand of mineralization and prospective survey in Pingli area in South Qinling,the author collected and researched many datas of the the former geological workers in the area,and then through investigating field routes and ore occurrences and testing on important samples,especially researched the characters of regional geology,mineralization,important mineralization types in Pingli quest for the important mineralization types which representative of Huaqiao titanomagnetite occurrence in the research area,then analyse and predicate the ore deposit of the major mineralization types in Pingli major inclusion and advances as Pingli area is located in the region of the joints of Yangtze block and Qinling orogenic outcrops are mainly fundus of Yangping Group of Middle Algonkian, which is composed of sericite chlorite-schist and sericite roof rock consist of metamorphic lava of Nanhuaan System,Doushantuo Group carbonaceous-siliceous rocks and Dengying Group dolomitic-limestone of Sinian Period,and a set of siliceous rocks, limestone and carbonaceous slate in deoxidize environment on the edge of passive continental margin in Early the strata were lost began from magmatism were faint and the magmatic rock are exiguous exposed in the Pingli area,and mainly developed two times of magma events of basic lava of Nanhuaan System and alkaline-gabbro of Ordovician,The basic lava of Nanhuaan System represents the corresponding to the breakup of the Rodinia super-continent in Qinling,and the alkaline gabbro of Ordovician represents the intracontinental tectonic- magmatism in Early mineralization is faint in the whole Pingli area,and only found some mineralization occurrences which were inadequate exploration in this main mineralization types of them are Magmatic Differentiation-type of titanomagnetite occurrence related to the alkaline-gabbro of Ordovician,the MVT-type of Cu-Pb-Zn mineralization produced in the Dengying Group dolomitic-limestone of Sinian Period and the Sedimentary Reformation-type of V-Mo mineralization mainly distributed in the Lujiaping Group carbonaceous-siliceous rocks of Cambrian et titanomagnetite occurrence has the long-range view in these mineralization types and it has found the Luojiayuanzi Cu-Pb-Zn ore occurrence,which has the long-term view of becoming small-middle sized to the regional mineralization analysis,the Cu-Pb-Zn mineralization occurs in the Dengying Group limestone is found in the same strata horizon to the MVT-type of Cu-Pb-Zn mineralization in the edge of Yangtze block,it maybe the behaviour of MVT-type of Cu-Pb-Zn mineralization in Pingli the Luojiayuanzi is characterd by low-grade of Pb/Zn(—),high-grade of Cu(—),it is different to the ore of MVT-type hasn\'t found economic value of V-Mo mineralization in the Cambrian system,it is probably because of the inadequate enrichment of mineralization titanomagnetite occurrence,as has the economic value of the metal mineralization type related to the alkaline-gabbro in the region,the author made embedded study on visible ore-body of Huaqiao titanomagnetite occurrence is about 250m long and 8—10m wide,and the area is about 2500m~ was lens shape,and the ore type are mainly pyroxenite and gabbro et ore-bearing lithofacies is biotite- rock mainly consists of titaniferous-pyroxene,the others is the rock the titaniferous-pyroxene is automorphic-hypautomorphic,and there is a little of apatite and sphene in chloritization and carbonatization are distinct in the titanomagnetite occurrence is occured in the middle part of the pyroxenite body,and is gradual changed of no obvious borderline between the ore body and the country ore is mainly of dense-disseminated and consists of titanomagnetite,mohsite,magnetite and little petrogeochemistry of Whole alkali-Silicon schema of Huaqiao titanomagnetite occurrence reveals it is in the alkaline-gabbro range,but it has lower content of SiO_2 than the common gabbro,the SiO_2 is —(wt%) of the now get Na_2O>K_2O, (Na_2O/K_2O = —),so that it is typical natrium-type alkali = — = — = — value of m/f= — it is belongs to Fe-rich rock FeO—MgO—Al_2O_3 schema(Pearce,1977) of the samples\' data revels it is within the ∑REE = —×10~(-6),shows the LREE-rich character.(La/Yb)_N =—.δEu =— a faint positive anomaly trend of TIO_2=— = — = — the the characters above show that the titanomagnetite occurrence is the result of magmatic segregation when the low-degree of partly fusing outcome of mantle origin in the north edge of the Yangtze block in the early investigation area of this *** is about 80 km long and 20 km wide,the area is about 1700km~ the integrate analysis,the author predicate the prospective ore deposit to the Magmatic Differentiation-type of titanomagnetite mineralization,the MVT-type of Cu-Pb-Zn mineralization and the Sedimentary Reformation-type of V-Mo suggest in this *** that the mineralization of alkaline-gabbro,spatially the emergence of pyroene is the effective symbol indicating the titanomagnetite mineralization,and there are distinct magnetic and Ti petrogeochemistry abnormity,and predict 3 prospective zones,the Huaqiao zone is the best major orefinding symbols of MVT-type of Cu-Pb-Zn mineralization are dolomitic-limestone of Sinian Period and development of Later tectonic break,and the Cu/Pb/Zn petrogeochemistry abnormity are important oresearch indicator,and predict 6 prospective zones,the Luojiayuanzi zone is the best one.

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地质构造的研究现状论文

山东省地质调查工作程度

区域地质调查是构造格局和地质构造演化研究的基础。山东省面积性正规区域地质调查工作始于1958年,当时山东省地质局分别与北京地质学院、长春地质学院合组山东区测队,开始进行1∶20万区域地质调查工作,至1962年全面完成了山东省基岩出露区的1∶20万区调工作(计23幅)。1960年还曾开展过沂蒙山地区的46幅1∶5万填图工作。其后山东地质局自组区调队(805队),于1963~1968年修测和编制了鲁东地区的1∶20万区调图幅,并填制了全国第一幅1∶5万地质图——1∶5万泰安幅地质图。这一期间的区调工作称为山东省的第一轮区调。

自1976年开始,原山东地质局部署了第二轮区域地质调查,这一阶段的工作特点是1∶20万区调与1∶5万区调同时展开,专业队和综合地质队以及院、校、所(包括中国地质科学院地质研究所、水文地质工程地质研究所,中国地质大学和原长春地质学院)共同承担项目。共完成1∶20万区调27幅,面积约124324km2,占全省陆地面积的82%;完成1∶5万区调191幅,面积67641km2,占全省基岩面积的84%,占全省陆地面积的43%。

自2000年国土资源大调查项目启动以来,山东省进入了以1∶25万区调为主的新一轮区域地质调查阶段,已完成的1∶25万区域地质调查图幅11幅,面积约97862km2,占全省面积的63%。

山东省地质科学研究现状

在全省第二轮区域地质调查工作和1∶25万区域地质调查工作的基础上,地质科学研究取得了重大进展,大大提高了地质研究程度和基础地质科学的理论水平。地层学方面,已从岩石地层学、生物地层学发展到包括同位素年代学、层序地层学、化学地层学、地震地层学、磁性地层学、事件地层学等现代地层学多方面领域;沉积岩石学方面,已从岩性描述发展到包括现代沉积学、岩相学、古地理学、古气候学及沉积格架研究等多方面研究领域;岩浆岩石学方面,已从一般描述发展到包括区域岩石学、岩理学、侵入岩等级体制、侵位机制和成因等多方面研究,成因矿物学、同位素年代学、稳定同位素、稀土元素地球化学等技术和方法在岩浆岩研究中得到广泛应用;在变质岩方面,已从单纯变质地层学和个别地区变质岩石学研究,发展到应用变质地质学新理论、新技术、新方法研究大面积区域变质岩系的岩石组合、原岩建造、变质相、变质相系、变质作用的PTt轨迹及其所反映的大地构造环境和地壳演化特征,同时对不同变质作用类型和变质与变形作用的关系进行了深入研究,电子探针技术在变质岩研究中得到广泛的应用;在地质构造方面,板块构造的观点、活动论的思想被普遍开始应用于构造研究中,建立了不同地区较完善的地质事件演化序列,造山带和韧性剪切变形的理论、方法在基底构造的研究中广泛应用。

据初步统计,自1991年以来国内主要地学期刊发表的有关山东省地学的文章有近1000篇,其中以有关苏鲁造山带、金矿地质、岩浆岩、断裂构造和济阳坳陷地质构造演化等方面的文章居多。这些文章全面反映了山东省地质科学的研究程度。

自20世纪80年代以来,苏鲁造山带成为山东省地学研究的最大热点,经过广大地学工作者的深入研究,取得了明显的进展,主要表现为:①认识到该造山带主体由形成于新元古代的大量花岗质片麻岩组成,有少量超镁铁质岩、印支期侵入岩和变质表壳岩,对这些造山带组成物质的分类、成因、形成条件、形成时代等进行了全面研究;②通过对超高压变质岩岩石和矿物特征、地球化学、成因、折返机制和PTt演化等的广泛研究,探讨了大陆深俯冲和造山带形成的动力学过程;③对苏鲁造山带构造格局划分、结构构造特点、大地构造属性、形成与演化等提出了一些新的认识和模式。

中新生代岩浆岩及其中的幔源包体的研究,是山东省地质研究的另一个热点。通过研究,人们对中生代构造体制转折、壳幔相互作用、金矿大规模成矿作用等有关大陆动力学过程有了深入的了解。

沂沭断裂是山东省地质研究的传统热点,通过广泛的研究与争论,地质工作者对断裂性质、活动期次、演化历史等逐渐形成了大致相似的认识。

由于济阳坳陷蕴藏丰富的石油资源,地质工作者对其进行了广泛研究,这些研究主要包括:盆地构造、盆地成因、盆地演化、层序地层、地球物理特征与解释等。

山东省大地构造研究简况

对山东省大地构造划分及演化的研究多见于区域地质调查报告、基础地质专题报告及部分研究者论述大区域构造时涉及的山东部分,也零星见于有关研究论文中,全面、系统地研究山东省构造格架和演化的论著尚未见及。传统的“槽台说”认为山东属华北地台或中朝准地台。按黄汲清先生多旋回槽台观点,山东大地构造划分为鲁西断隆、华北断坳、胶辽台隆三个大地构造单元(二级);李四光先生创立的地质力学理论对山东的地质构造研究有较深刻影响,认为山东处于新华夏系第二隆起带和第二沉降带两个一级构造单元之上;根据陈国达先生地洼学说,山东为典型的地洼区(鲁西),太古宙前属前地槽阶段,古元古代属地槽阶段,新元古代—古生代为地台阶段,中新生代为地洼阶段;张文佑先生的断块说理论和张伯声先生创立的地壳的波浪状镶嵌构造学说,对山东的地质构造划分和研究也都有影响。按照地体构造观点,曹国权先生[8]对胶南地体进行了详细研究。牛树银等认为[9],由于强烈的岩浆上侵,使得变质基底隆升、盖层拆离滑脱,形成典型的鲁西幔枝构造。

宋明春等[10]在进行山东省区域地质总结时,以板块构造理论为基础对山东大地构造单元进行了初步划分:一级构造单元划归华北板块和秦岭-大别板块结合带,二级构造单元划分为华北坳陷、鲁西地块、胶北地块、沂沭断裂带,此外,划分了7个三级构造单元,21个四级构造单元和80个五级构造单元。将构造演化阶段划分为陆核形成阶段(>2900~2600Ma)、陆块发生形成阶段(2600~800Ma)、陆块发展阶段(800~205Ma)和滨太平洋构造发展阶段(205Ma现今)4个阶段。

山东省地质构造研究存在的主要问题

山东省以往地质工作取得了很多重要进展,但随着地质工作的深入,发现有许多地质问题仍然尚未解决,与本研究有关的主要问题表现在以下几方面。

1)大地构造单元划分远未形成一致的认识。除以往按槽台观点对山东省大地构造单元进行过系统的划分外,部分研究者按照各自的观点或理论进行了局部构造单元划分,个别研究者按板块构造观点进行了粗略的划分。这些构造单元划分方案之间存在许多矛盾,对山东省构造格架和构造演化有不同的诠释,在生产实践中难以准确把握和应用。

2)苏鲁造山带的大地构造属性存在不同认识。20世纪80年代以来,地学工作者逐渐认识到该区是与周围构造单元均不相连的独立地体,并曾分别将其称为构造混杂岩带、胶南地体等,后来认识到它是秦岭造山带的东延部分,夹持于华北板块与扬子板块之间。目前较一致的认识是:苏鲁造山带是华北板块与扬子板块之间的碰撞造山带,是一个独立的大地构造单元。但对其大地构造背景存在不同认识,大致可分为三种意见:一种认为它主体属扬子板块;另一种认为它主体属华北板块;第三种认为它主体属华北板块与扬子板块之间的微板块。

3)对胶东中生代构造体制转折的地球动力学机制缺乏统一的认识。华北东部中生代发生过构造动力体制的重大转折,胶东地区是这一构造体制转折事件的缩影,其表现形式主要包括:构造体制由中生代早期挤压构造体制,向中生代中期-新生代伸展构造体制转变;动力学体制由古生代-中生代早期不同陆块的拼合向以陆内构造过程为主的动力学体制转变;大规模地幔上涌、岩石圈减薄与地壳快速沉降;频繁而强烈的岩浆活动;活跃的地质流体活动和大规模金属成矿和油气成藏作用。这些陆内动力学过程,引起了地学界的普遍重视,并提出了多种可能的假说,主要包括:板块俯冲的远程效应(包括库拉板块),邻近块体的综合作用,中央造山带大陆深俯冲后的陆内应力场调整、大规模区域性旋转剪切构造作用,郯庐断裂带多期构造活动及其剪切深溶作用,华北与华南古板块的碰撞造山作用,地幔岩浆底辟作用,地幔柱构造,岩石圈拆沉或根柱构造等。

4)地质构造研究方面存在的突出问题还有:对各种地质事件形成的大地构造背景缺乏深入了解;对各种构造形迹的成生联系及其动力学条件尚不清楚;对地质构造演化的大陆动力学原因难以解释;对古元古代—中元古代、新元古代、中生代等重大构造体制转折的动力学过程还没有引起足够的重视。

笔者认为,解决山东省大地构造研究中存在问题的关键是,系统研究山东省各时代沉积、岩浆建造形成的构造背景、动力学意义,将各时代地质事件有机结合起来并与中国乃至全球构造演化联系起来。大陆动力学研究的方法和思路,为我们重新审视山东省构造格架及演化提供了可靠的手段和途径;山东省以往较高的地质调查和地质研究程度,为我们提供了研究大地构造背景和动力学演化的基础;前人研究过程中发现或提出的大量问题,为我们指出了研究的方向。

东准噶尔古生代造山带是研究与认识中亚造山带演化的重要地区,反映了古亚洲洋演化的重要阶段,前人对其地质构造做了大量的研究,提出了各种观点及认识,在准噶尔洋盆演化时限、构造属性、板块边界、造山带模型、前寒武纪基底性质及东和西准噶尔对比等重大地质构造问题上尚未形成共识。

板块边界划分

与东准噶尔地区地质构造密切相关的主要是西伯利亚板块与哈萨克斯坦-准噶尔板块边界划分的问题,不同学者从各自的研究角度出发提出了不同的认识。李春昱等(1982)强调图瓦贝(Tuvaella)动物群出现的构造位置的分界意义,主张以斋桑-卡拉麦里-红石山缝合带作为西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块的分界线。何国琦等(1994)主张以科克森他乌-阿尔曼太蛇绿岩带为泥盆纪末—石炭纪初哈萨克斯坦板块与西伯利亚板块的缝合带。张良臣等(1990,2003)认为应以查尔斯克-乔夏哈拉缝合带作为西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块的分界线。陈哲夫等(1997)据开合构造理论提出以额尔齐斯晚古生代构造混杂带作为边界,其北部为阿尔泰陆缘开合构造系,南部为准噶尔陆间开合构造系。成守德(2000)提出以额尔齐斯-布尔根缝合带作为西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块的界线。

洋盆演化

通过对区内阿尔曼太和卡拉麦里两条重要的蛇绿岩的研究,提出了不同认识。李锦轶等(1999)认为卡拉麦里蛇绿岩代表泥盆纪初形成、早石炭世晚期关闭的洋盆。舒良树等(2003)根据卡拉麦里蛇绿岩套红色硅质岩中的放射虫鉴定成果,确定其时代为晚泥盆世法门期—早石炭世杜内期,代表蛇绿岩形成的晚期年龄。张海祥等(2003a)获得的库尔提蛇绿岩中斜长花岗岩SHRIMP U-Pb年龄为(372±19)Ma,代表了库尔提弧后盆地的扩张时代,由此认为古亚洲板块向西伯利亚板块俯冲消减作用应始于晚古生代早期。龙晓平等(2006)通过石炭纪火山岩的研究,提出东准噶尔地区晚石炭世仍存在洋内俯冲消减作用,准噶尔洋的闭合应发生在晚石炭世之后。肖文交(2006a)在阿尔曼太蛇绿岩斜长花岗岩中获得SHRIMP U-Pb年龄为(503±7)Ma,认为阿尔曼太蛇绿岩是古亚洲洋在晚寒武世—早奥陶世的残余。张招崇等(2006)根据东准噶尔北部俯冲花岗岩SHRIMP U-Pb年龄为(381±6)Ma和(376±10)Ma,提出准噶尔洋由西南向北东俯冲的时间间隔可能为408~376Ma。唐红峰等(2007)根据卡拉麦里蛇绿岩伴生的斜长花岗岩SHRIMP U-Pb年龄为(373±10)Ma,认为其代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。汪帮耀等(2009)测得卡拉麦里蛇绿岩辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(±)Ma,根据地球化学研究提出蛇绿岩形成于大洋中脊,卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期,最终闭合于早石炭世谢尔普霍夫期。

造山带模型

各位研究者在板块增生模式、俯冲极性和构造属性等方面都提出了不同的认识。李春昱(1982)提出了西伯利亚、哈萨克斯坦板块碰撞增生演化模式。Zonenshain等(1990)和Mossakovsky等(1992)认为该地区地壳演化模式为西伯利亚古陆的不断侧向增生。Sengor等(1993)认为该区地壳形成于岛弧向洋的持续增生及后来的走滑断裂造成的构造叠置,蛇绿岩为增生杂岩,不存在碰撞带。何国琦等(2001)提出早古生代期间伴随着卡拉麦里和阿尔曼太早古生代洋的闭合形成了早古生代卡拉麦里-麦钦乌拉、阿尔曼太-北塔山两条造山带,额尔齐斯-南蒙古晚古生代洋可能是在增生了的西伯利亚古陆内部拉张、发育形成的次生洋盆。梁云海(2004)提出准噶尔是在新元古代早期形成的克拉通基底上裂解,经历了多旋回手风琴式开合运动,由一系列沟-弧-盆体系挤压拼贴在一起,于石炭纪末期最终固结成的新的古亚洲大陆。成守德等(2005)认为北天山-准噶尔洋盆主体封闭于加里东晚期,形成了夹持于斋桑、南天山洋盆之间的早古生代统一大陆,构成了哈萨克斯坦-准噶尔古板块。肖文交(2006b)认为阿尔曼太蛇绿岩与岛弧火山岩组成了洋内弧,向北拼贴到阿尔泰地体南缘,形成科迪勒拉型俯冲边缘,东准噶尔带是阿尔泰南缘在古生代向南增生的弧碰撞-增生造山带。毛启贵等(2008)根据对东准噶尔碱性花岗岩的研究,认为侧向增生和垂向增生均表现为向南增生的极性,在东准噶尔的增生过程中,俯冲带不断向南后退,各种块体不断拼贴到西伯利亚板块南缘。李锦轶等(2009)认为卡拉麦里蛇绿岩和南蒙古蛇绿岩所代表的古洋盆,可能属于弧后盆地或边缘海盆,古洋盆关闭是古洋岩石圈板块向北俯冲的结果。

准噶尔基底认识

对于准噶尔基底的认识,不同研究者分歧较大,主要有洋壳、陆壳、地幔底垫改造的古基底等不同认识。江远达(1983)、李继亮(1989)、Carroll等(1999)认为准噶尔盆地基底是较为典型的洋壳。吴庆福(1989)、黄汲清(1990)认为准噶尔盆地基底由前寒武纪地块组成。肖序常等(1990)认为准噶尔盆地基底为含有陆壳碎块的洋壳。张前锋等(1996)根据东准噶尔小石头泉获得的前寒武纪变质岩年龄数据[Sm-Nd等时线,(670±81)Ma]认为准噶尔存在前寒武结晶基底。韩宝福等(1999)提出准噶尔盆地基底不是简单的洋壳或陆壳,而是受幔源岩浆底垫作用改造的基底。李锦轶等(2000,2006a,2006b)提出准噶尔盆地与吐-哈盆地基底是一个古陆,均由陆壳组成,但南北有差异,北部为线型正负航磁异常,为古生代造山带;南部为面型航磁异常,为单一的陆壳基底。袁超等(2006)通过对扎河坝钾质玄武岩的研究,认为热消减机制曾经广泛出现在准噶尔板块演化的不同历史时期,岛弧地体在准噶尔盆地基底中占有相当大的比例。

东、西准噶尔对比

对于古生代时期是否存在统一的准噶尔洋以及东、西准噶尔蛇绿岩带是否可对比连接均存在不同认识。肖序常等(1990)认为,西准噶尔达拉布特蛇绿岩与东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩基本是同期形成,代表了晚古生代早期洋盆,可能与斋桑及以西晚古生代洋盆贯通,向东断续与晚古生代“中亚蒙古洋盆”相连。唐红峰等(2007)根据卡拉麦里蛇绿岩形成时代及地球化学特征与西准噶尔进行对比,认为晚古生代早期可能存在统一的准噶尔洋。李锦轶等(2009)根据卡拉麦里断裂带的运动学特征及古俯冲带向北俯冲的极性,认为卡拉麦里构造带与北天山蛇绿岩带、斋桑造山带及达拉布特蛇绿岩带难以对比。

地质构造与岩溶关系研究论文

一、内容概述

1.成果简介

通过对我国西南和华北地区岩溶分布区岩性特征、岩溶发育成因条件、发育强度等的分析对比,认为华北地区岩溶地下水含水条件相对比较稳定,含水介质以构造裂隙为主,较大的溶洞及地下河较少,分布较为均匀,具有统一的地下水位;而在西南地区岩溶地下水主要储藏在溶洞和地下河中,地下水位随当地水文、水文地质条件及地形地貌变化较大,分布极不均匀。根据上述特点,提出了在水文地质调查的基础上,选用适当的物探方法确定井位的工作方法。

2.技术特点

岩溶区勘查找水主要包括水文地质靶区调查和水文地质物探两个方面,水文地质靶区调查的主要内容包括:

(1)收集1∶20万区域水文地质普查资料,特别是1∶5万原始资料,作为工作的基础依据。

(2)水文地质观测线路的布置。根据初步掌握的勘查区水文地质条件,合理地布置观测路线。观测路线采用穿越和追踪法相结合,原则上,观测路线应垂直于构造线方向、穿越地貌变化最大方向。对重要构造形迹、特殊非岩溶夹层等采用追索法布置线路。

(3)对地方政府提出的缺水集中村寨和集镇所在地,调查干旱缺水情况,并重点调查地下水的赋存条件、补给面积、环境水文地质条件及其开发利用条件,初步确定供水水源。

(4)野外调查,对各种调查点进行观测描述,包括以下主要内容:出露的地层及岩性;出露的地质构造及所处构造形迹的部位,岩层产状及其力学性质、水理性质,地质构造与岩溶发育的关系;所处地貌单元位置及地貌特征;水点地面标高;水位、埋深、水深,并访问其变化幅度及观测洪水痕迹;水温,同时观测气温、水的物理性质、测量流量动态变化。对控制性水点都要实测流量;绘制水文地质剖面草图或示意图。对有特殊意义的水点,应绘制水文地质剖面图或洞穴水文地质图,并素描或摄影;调查水点附近的环境地质问题对水点的影响。

(5)水文地质单元的补、径、排条件调查:掌握各类水文地质单元岩溶地下水的补给、径流与排泄条件。补给地段,一般应了解大气降水与地表河水渗入地下的方式与通道,补给地段的范围与面积及地层、岩性、地质构造条件和地貌特征。径流地段,主要了解集中岩溶水流的埋藏深度、分布情况、运动方向及水动力特征,为整个水文地质单元地下水资源的初步评价提供重要依据。

(6)调查储水构造(富水块段),储水构造在地貌上一般表现为山间盆地或规模较大的谷地,盆地周边为基岩裸露的山区,为地下水的主要补给区。盆地内被第四系土层覆盖,为地下水汇集的区域,在一定构造控制下,一般均能形成地下水富集、适宜机井开采的水源地。

(7)通过地面调查,结合物探等技术,查明含水层的结构、边界条件、分布规律、动态特征、开发现状和利用条件。

(8)调查水资源开发利用现状:包括人畜饮用水情况,农田水利化程度及灌溉用水情况,地下水开发利用引起的地质环境问题等。

水文地质物探方法的工作要点是:

(1)物探方法选择。根据近几年实施物探找水经验,主要采用高密度电阻率法、视电阻率联合剖面法、视电阻率对称四极法、音频自然大地电场法等,寻找地下河和裂隙溶洞含水构造,查明裂隙溶洞含水层的分布情况,确定岩溶发育的主导方向和深度及圈定富水地段等;探测储水构造,查明具有一定规模的断层、裂隙带的分布情况,确定井位。

(2)物探剖面要垂直于暗河、断裂构造及地层走向布设,每个靶区布设测线2~3条,采用2~3种探测方法,线距控制在50~100m,点距原则上按10~20m控制,激发极化法点间距按10m进行控制。在测试对象可能通过的断面内,应加密间距,控制在10m内,以便确定钻探井位。

(3)物探工作的布置、参数的确定、检查点的数量和重复测量的误差,其检查数应控制为5%;重复测量误差应满足《直流电法工作规范》具体要求。

(4)勘探线及测点应标明在较大比例尺图上,对勘探点应采用专门手薄认真记录,并及时绘制测量草图。

(5)野外工作结束并经主管部门验收后,应及时提交物探工作报告和相应的图件(包括实际材料图、平面图、剖面图及地质推断解译成果图)、原始记录手薄等。

二、应用范围及应用实例

该技术对我国广大岩溶分布区地下水勘查与找水打井具有指导作用。部分成果已撰写形成学术论文(《严重缺水地区地下水勘查论文集》第3、4集),包括“岩溶地区地下水成井机制探讨”、“不同储水结构的地球物理组合方法选择”、“黔西南岩溶石山区电测探法异常类型及其成因探讨”、“AMT电磁成像系统在贵州抗旱找水中的应用效果”等。

在国土资源部组织的2010年西南三省区(云南、贵州、广西)应急抗旱找水打井和2011年北方四省(山东、河北、河南、山西)应急抗旱找水打井行动中,中国地质科学院岩溶地质研究所分别承担了贵州和山东岩溶区的找水任务。在山东共完成水文地质地面调查1200km2,地球物理勘探剖面71条,侧线总长,总测点4099个,探点27个,定点23个,确定井位38处,施工30处钻孔,成井28处,成井率超过93%,单井最大涌水量达2400m3/d。在贵州共完成靶区物探100 处,测线总长81380m,测点5648个,确定井位59个,施工钻孔24个,成井22个,成井率达,单井最大涌水量孔达3700m3/d以上。

三、推广转化方式

会议交流、项目合作、技术培训、技术咨询服务等。

四、技术依托单位

技术依托单位名称:中国地质科学院岩溶地质研究所

技术依托单位名称:中国地质科学院岩溶地质研究所

联系人:王珽唐建生李兆林

通讯地址:广西省桂林市七星路50号

邮政编码:541004

联系电话:,

电子邮箱:,

地质构造及新构造运动是岩溶发育的必要条件,也是岩溶发育的内在控制因素之一。断层、裂隙、接触带等构造,为地下水的初始径流和溶蚀作用提供了必需的通道,新构造运动为地下水的运动和溶蚀作用提供了动力条件,其特征控制了岩溶发育的分带和成层性,以及岩溶水系统的边界特征,引起了岩溶发育的均匀性、含水层富水性的差异,由此也决定了岩溶水的富集特征。

新构造运动特征

西南岩溶石山地区,新构造运动对岩溶发育的影响表现为强烈的断裂活动及差异上升、沉降所造成的岩体破裂、岩体结构的改变、巨大的地势起伏与地貌变化。断块隆升形成了岩溶断块山地,区域抬升造就了岩溶高原,断裂急剧活动形成了岩溶高原峡谷,断裂的拉分形成了岩溶断陷盆地,间歇性的差异上升则产生了多层岩溶台地和溶洞,大面积的沉降区发展成了宽阔的平原。同时,新构造运动中的断裂活动加剧了碳酸盐岩的破裂程度,不断扩充新的径流通道,促进了岩溶的发展和分异。断块差异上升导致地形高差加大,为地下水循环提供了动力,使得“三水”转换连续不断,溶蚀作用得以持续进行。因此,新构造运动是岩溶发育的内在动力条件,其特征决定了一定区域的岩溶及其水文地质面貌。

隆起上升区大都形成岩溶石山及台地。地表碳酸盐岩裸露,次级地貌峰丛、峰林、洼地、漏斗和落水洞发育,呈峰丛洼地、峰丛谷地等地貌形态组合。为适应强烈的地壳上升和侵蚀基准面的下降,垂向溶蚀强烈,持续向深部发展,形成规模巨大的溶洞管道系统,埋藏深度大,岩溶发育极不均匀。这样的地区多属于岩溶水的补给、径流区,以溶洞管道流为主,岩溶水力坡度大,水流速度快,动态变化剧烈。岩溶水深埋,含水层富水性极不均匀。

下降区常沿断裂带形成一系列的岩溶断陷盆地、深切河谷,多为岩溶水的汇集、排泄区。岩溶断陷盆地区,岩溶含水层组从山区至盆底由裸露转变为覆盖或埋藏型。裸露岩溶山区为岩溶水的主要补给径流区,岩溶发育极不均一,导储水空间以溶洞管道为主,岩溶水流快急,储存调节能力弱,水位流量季节变化剧烈,岩溶水部分以悬挂泉及下降泉、暗河出口的形式,在弱透水层(带)顶面和沟谷中排泄,大部分在山边土石分界线附近排泄,剩余部分继续向深部径流。覆盖或埋藏岩溶区岩溶发育较均一,储水空间以管隙为主,岩溶发育深度大,一般直至碳酸盐岩底板仍有发育。通常是岩溶水的储集区,但在部分处于区域深层径流过程中的盆地,同时也是岩溶水的径流区。这类地区岩溶水资源丰富,动态稳定。山间河谷区岩溶水汇集,水动力强,侵蚀溶蚀作用强烈,岩溶发育,岭坡地带岩溶发育极不均一,导储水空间主要为溶洞管道,岩溶水以溶洞管道流为主,岩溶水流顺坡向快速径流,动态变幅大,在坡上一些缓台地、弱透水层、阻水断层或岩溶弱发育带顶面上有部分悬挂泉流和暗河出露。在谷底常形成沿河带状分布的泉、暗河集中排泄点及富水块段,岩溶发育较均一,岩溶水资源丰富,动态较稳定。

岩溶水富集的构造特征

地质构造控制着岩溶发育的特征,最直接地表现为构造破裂对岩溶发育的控制作用。水对碳酸盐岩的溶蚀一般自裂隙开始,岩溶本身往往就是裂隙溶蚀扩展的结果,裂隙越多,岩溶水入渗条件越好,岩溶越发育。因此,一般在断层、断层交汇部位、背斜轴部、背斜和向斜的转折端、特别是倾伏背斜和向斜的倾伏端和仰起端、碳酸盐岩与非可溶岩断层接触带等构造应力集中的部位,岩体破碎,裂隙发育,岩溶发育较强烈,形成地下水径流和储存的良好空间,为岩溶水的富集创造了条件[5]。

地质构造控制了岩溶含水层与相对隔水层(带)在空间上的组合形式和特征,对岩溶水系统的边界、水文地质结构类型和特性往往起着决定性的作用,从而也决定了其水文地质及岩溶水富集的特征。对于一个透水的岩层(带),即使有充分的地下水补给条件,也还需要在其周围和下面有相对隔水层(带)与之相互组合,把重力水封托住,使之不致完全流失,才能形成含水层。因此,要掌握岩溶水富集规律,找到可供开发的水源地,还必须研究透水层和隔水层(带)所组成的各种地质构造。储水构造就是透水层与隔水层(带)相互结合而构成的能够富集和储存地下水的地质构造形式。对于储水构造已经有许多研究成果[6],在此,作者仅将常见的几种储水构造和岩溶水富集特征归纳如下,以提供岩溶找水的地质构造标志。

水平储水构造

指岩溶含水层产状水平或近于水平,以地形分水岭为汇水边界,河谷为其排泄边界,隔水层或岩溶弱发育带顶面为隔水底板的储水构造。

在岩溶石山区,当水平隔水底板高于当地排泄基准时,就形成了滞水型岩溶水系统,赋存岩溶上层滞水。由于水平碳酸盐岩层构造变形小,破裂程度低,岩溶发育不均匀,以孤立的溶洞管道、溶隙带为主,加之含水层沿排泄边界暴露于谷坡上,岩溶水排泄通畅,这种水平储水构造的岩溶水储存量有限,动态变幅很大,允许开采量主要为径流量,开采方式主要是截引泉或暗河水流。一般可在低洼地带的含水层与下伏隔水层接触面上找到富含水段。因其多处在干旱缺水的岩溶山区,开发利用价值大,是解决岩溶山区农村生活和生产用水困难的重要水源。在岩溶盆地、宽谷底部平坝区等平坦开阔的区域,水平隔水底板通常低于当地排泄基准,水平碳酸盐岩层处于半淹没或淹没状态,岩溶发育程度高,也较为均匀,岩溶水水位面平缓,主要为水平扩散流,它的储水条件较之岩溶石山区要优越得多,侧向常常存在阻水边界,岩溶含水层往往储水丰富。

单斜储水构造

由均匀状岩溶含水层组或间互状岩溶含水层组构成的单斜构造,当岩溶含水层的倾伏端具备阻水条件时,在适宜的补给条件下即形成单斜储水构造。

单斜储水构造在均匀状岩溶含水层组条件下,形成潜水含水层;在间互状岩溶含水层组条件下,则形成潜水-承压含水层。前者岩溶一般顺层面发育强烈,且不均匀,地表发育落水洞、盲谷,地下发育岩溶溶洞、管道,以溶洞管道为主要储水空间;后者由于层间裂隙发育细而密集,在此基础上发育的岩溶裂隙较为均匀。岩溶水系统具明显的功能分带性,掀起端为岩溶水补给区,获得补给后,顺岩层层面径流,在倾伏端岩溶含水层与其他隔水层的接触带溢出或涌出,以暗河出口、泉、散流带的形式排泄或继续作深远程径流。单斜储水构造排泄区附近即为岩溶水富集带,溢出泉、上升泉发育普遍,流量大且稳定,常成为重要的水源地。

褶皱储水构造

由间互状岩溶含水层组构成的褶皱构造,不透水的非可溶岩层构成隔水边界,透水的碳酸盐岩层成为含水介质,在适宜的补给条件下,褶皱构造中储集岩溶水,形成褶皱储水构造。其中包括向斜储水构造和背斜储水构造。

从空间形态和地质结构来看,向斜储水构造通常都有利于岩溶水的聚集,是典型的汇水构造。向斜储水构造由翼部圈闭的非可溶岩层组成隔水边界,岩溶水从地形较高的岩溶透水层裸露区接受补给,向地形较低的核部或翼部汇集,溢流排泄,构成良好的岩溶水富集条件。一般在盆地边缘形成暗河、泉等天然出露的水源地。由于存在圈闭较好的隔水边界,在向斜储水构造背景上发育的暗河,最有利于通过暗河通道筑坝和灌浆防渗,建设地下水库。而向斜轴部和转折端等张应力集中带,因裂隙发育而溶蚀强烈,常常形成富水块段。

背斜储水构造由圈闭的非可溶岩层及地下分水岭组成岩溶水系统边界。岩溶水的补给、径流、排泄特征与向斜储水构造相似。往往沿核部张应力集中带发育断层和裂隙带,平行轴向溶洞管道发育,地表形成谷地、串珠状洼地和落水洞,常形成岩溶水集中径流带。一般背斜轴部和倾伏端,张裂隙发育,岩石破碎,岩溶发育强烈而不均匀,常常形成富水块段。

断层储水构造

断层储水构造是由构造岩带及其影响带中的裂隙构成含水介质,以两侧较完整的岩石构成相对隔水边界,在适宜的补给条件下形成的带状储水构造。断层并非都含水,有些断层因为其构造岩带被完全胶结,不但不含水,反而起隔水作用。有些断层虽然是含水的,但其各个部位的富水性很不均一,有的部位含水丰富,有的部位贫水,甚至不含水。断层的富水性是很复杂的。而断层储水构造仅指那些具备了储水条件的断层构造。

形成于碳酸盐岩中的断层,其构造岩带及其影响带裂隙发育,岩石破碎,岩溶作用强烈,常沿走向发育溶洞、管道,地表相应的形成谷地、串珠状洼地和落水洞,只要地形条件适宜,往往成为集水廊道,汇集广大范围内岩溶含水层中的地下水,形成岩溶水富集带。

接触带储水构造

主要是侵入岩与可溶的碳酸盐岩地层接触而形成储水条件的储水构造。由于侵入岩不可溶蚀,完整性好,构成了隔水底板;侵入岩体与周围碳酸盐岩的接触带裂隙特别发育,加之地下水易于聚集在这一界面上,并常伴有地热高异常的影响,溶蚀作用强烈,岩溶储水空间很发育,因而形成了侵入岩体悬托式的储水构造。常沿接触带形成带状的岩溶富含水段。在侵入岩顶面呈盆、槽状的地段,常常富集了丰富的岩溶水。

表层带储水构造

表层带储水构造是以表层岩溶带为含水介质,以其下弱岩溶化的碳酸盐岩层或其他非可溶岩层为隔水底板而构成的储水构造。

“表层岩溶带”(epikarst zone)一词,最先由法国地学家Mangin A.于20世纪70年代使用于岩溶水文学方面,目的是为了区分出岩溶水动力带的包气带中上部相对含水比较丰富的部分,使岩溶水垂向分带更加完善。20世纪80年代Williams .在分析新几内亚等地的岩溶漏斗和洼地的成因时,又提出了“浅表层”(subcutaneous layer)的概念,以说明表层岩溶的集中溶蚀过程。实际上,“浅表层”的含义与“表层岩溶带”相似,但更强调岩溶区植被和表层土壤的存在及岩溶动力意义。在我国,袁道先首先使用岩溶表层带的术语,并自20世纪80年代后期以来,带领国土资源部岩溶动力学开放实验室的研究人员,以桂林试验场为基地,对表层岩溶带的结构、动力条件、岩溶特征、水文地质特征以及对岩溶水的调蓄进行了系统研究,并以此为基础,创立了岩溶动力学[7]。概括成一般概念,“表层岩溶带”是由强烈的溶蚀作用在碳酸盐岩表层形成的密集而不规则的岩溶微空隙形态构成的岩溶化带。一般厚度为2~30m,在地形相对平缓的地段,如:碳酸盐岩浅埋的岩溶盆地边缘、谷地和夷平面、溶蚀台面,峰丛山区的垭口、洼地、峰顶均是表层岩溶带发育较好的部位。

表层岩溶带发育密集的溶沟、溶槽、溶隙、溶孔等岩溶空隙,成为岩溶水的赋存空间,构成含水层。当其底部存在弱岩溶化的碳酸盐岩或其他非可溶岩隔水层,并且岩层倾角较小、地形低洼或较为平缓时,就形成了表层带储水构造。表层岩溶水主要来自大气降水的渗入补给,受地形限制,汇水面积一般较小,岩溶水主要顺斜坡径流,往往在地形转折的地段呈分散的渗流或小泉点的形式排泄。通常在宽缓的洼地、槽谷、盆地边缘等汇水和蓄水条件较好的地段表层含水层的富水性较强。若加上断层的影响,以及下伏存在分布较广、产状平缓的不纯碳酸盐岩或非可溶岩隔水层,则可形成流量较大的表层泉或表层带富水块段。

通过上述分析研究,作者结合自身的实际经验,归纳总结了地貌、含水层组、地质构造等岩溶水富集的控制因素及其富水特征,提炼出了相应的找水标志。但在岩溶水的勘查和开发实践中,我们必须认识到,岩溶水的富集并不是仅仅由某一因素单独决定的,而是各种因素共同作用的结果,仅只有在特定的条件下,其中的某一、二个因素可能成为相对主导的因素,这一点即使是在以上的分述内容中也可以感受到。因此,只有进行系统的水文地质测绘,对控制岩溶水富集的各种因素进行深入的分析和综合研究,才能准确地找到可供开发利用的岩溶水源地。

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