工程地質條件成因演化論西北地區

『壹』 工程地質學基礎的圖書目錄

緒論
0.1工程地質學的研究對象與任務
0.1.1工程建築對地質環境的作用
0.1.2工程地質條件
0.1.3工程地質問題
0.2工程地質學的研究內容
0.3工程地質學的研究方法及其與其它學科的關系
0.3.1研究方法
0.3.2工程地質學與其它學科的關系
0.4工程地質學的發展
0.4.1工程地質學的發展
0.4.2我國工程地質學的成就
0.5本課程主要內容
參考文獻
第一篇工程地質學基本理論
第1章工程地質條件成因演化論
1.1概述
1.2工程地質條件形成的控制因素
1.2.1大地構造
1.2.2自然地理
1.3中國工程地質條件分區分帶的規律性
1.3.1中國大地構造環境
1.3.2中國自然地理環境
1.4中國工程地質條件的組合類型
1.5工程地質條件成因演化論
參考文獻
第2章區域穩定性理論
2.1概述
2.2區域穩定性基本理論
2.2.1區域地殼穩定性分析原理
2.2.2區域穩定性分級與分區理論
2.3區域穩定性研究基本內容
2.3.1區域地殼結構與組成研究
2.3.2區域新構造運動與應力場研究
2.3.3區域斷裂現今活動性研究
2.3.4區域地震活動與火山活動研究
2.3.5區域重大地質災害研究
2.3.6區域穩定性評價理論與技術方法研究
2.4中國區域構造挽近期活動性概述
2.4.1中國構造地貌基本特徵
2.4.2中國主要活動斷裂帶
2.4.3中國氣候、環境的變遷
2.4.4中國以來岩漿活動和地熱活動
2.4.5中國的地震活動與挽近構造應力場特徵
2.4.6中國構造活動分區概述
2.5區域穩定性分區與評價
2.5.1區域穩定性分級原則
2.5.2區域穩定性分區
2.5.3區域穩定性評價因素及指標
2.5.4區域地殼穩定性評價指標
2.5.5區域穩定性評價方法
參考文獻
第3章岩體結構控制論
3.1概述
3.2岩體結構的物質基礎
3.2.1岩石的成分與結構
3.2.2岩石的成岩環境與岩相變化
3.2.3岩石的成層條件及厚度變化
3.2.4岩石組合特徵及其劃分依據
3.2.5岩石的物理力學性質
3.3岩體結構
3.3.1結構面的類型及特徵
3.3.2岩體結構基本類型和特徵
3.4岩體結構的力學效應
3.4.1岩體變形機制
3.4.2岩體破壞機制
3.4.3岩體力學性質與力學介質
3.4.4岩體賦存環境因素及結構的力學效應
參考文獻
第二篇工程地質問題研究
第4章活斷層與地震
第5章斜坡工程
第6章地下工程
第7章岩溶
第8章泥石流
第9章地面沉降
第10章滲透變形
第三篇工程地質技術與方法
第11章工程地質模擬與評價
第12章工程地質勘察
第13章工程地質測試與試驗
第14章工程地質監測與預測
第15章工程地質信息技術

『貳』 西北地區成礦背景及成礦條件約束

西北地區作為銅、鎳、鉛、鋅等大宗有色金屬礦產資源的重要基地，其後續資源的潛力如何，特別是能否獲得礦產勘查上的突破，愈來愈受到人們的普遍重視。西北地區（包括陝、甘、青、寧、新疆五省（區）和內蒙古自治區中西部）面積達304×10⁴km²，佔全國陸地面積的31.7%。經過近半個多世紀的地質找礦勘查和開發利用，西北地區不僅在大宗有色金屬礦產資源保有儲量上佔有重要地位，而且已形成了多個有色金屬的重要生產基地。比如佔全國工業鎳金屬儲量90%的甘肅金川礦床，實際亦是中國已發現和利用的惟一超大型銅鎳礦床，還有甘肅的西成超大型鉛鋅礦床、白銀廠大型銅多金屬礦床和青海的錫鐵山大型鉛鋅礦床等一大批重要有色金屬礦床，這些礦床的開發利用構成了西北地區的重要經濟支柱，並加速了西北地區的城市化進程。如何保持西北地區有色金屬礦業的可持續發展，加快包括白銀廠等危機礦山後續資源的找礦勘查是極其重要的。

（一）區域成礦地質條件

西北地區地處大陸腹地。地質上以塔里木陸塊為主體，東接華北地台西段的阿拉善地塊，南、北分別由眾多微陸塊鑲嵌的顯生宙造山系構成。北造山系以天山-興安嶺華力西造山系的西段為主體，向北接有阿爾泰-額爾古納加里東造山系，間有準噶爾、伊犁等微地塊；南造山系則自北而南依次由秦祁昆中央造山系中西段、松潘甘孜造山系等組成，間有中祁連、柴達木等微地塊（圖3-1），構造復雜，是典型的大陸造山帶發育地區。總體上處於古亞洲造山區，南接特提斯造山區，東疊環太平洋造山區。

中國大陸處於歐亞板塊向南逆沖、印度板塊向北俯沖和西太平洋板塊向西俯沖的交匯部位，實際上是一個北西伯利亞地塊、南印度地塊和東西太平洋古陸（任紀舜等，1999），地質歷史上不同階段相互作用而成的構造鑲嵌體。在全球范圍來考察，塔里木、華北和揚子三個陸塊僅能算做以造山系為主體的微陸塊，是地質歷史上大陸邊緣較大的碎塊，形式上類似於現今東亞大陸邊緣的一些存在前寒武紀基底的陸塊，只是規模更大而已。因此，整體處於古亞洲構造域的中國西北地區，以古生代的地質作用，特別是華力西期的造山作用最為鮮明，古生代處於古亞洲洋南側，屬岡瓦納大陸邊緣的組成，華力西期造山作用形成了大規模的天山-興安嶺華力西造山系；中生代西北地區之南特提斯洋打開，並於東面的古太平洋連通，西北地區又隸屬於北部勞亞大陸，構成特提斯洋之北勞亞大陸的南緣，印支期特提斯封閉造山作用形成了松潘甘孜印支造山系，並對昆侖山、西秦嶺造山帶有重要影響。而古太平洋則於燕山期封閉造山，形成中國東部眾多北東-北北東向構造山系，並對西北地區東部形成重要影響。晚白堊世以後，由於印度洋的劇烈擴張，南特提斯最終消減，岡瓦納大陸與亞洲大陸的強烈碰撞，形成新生代青藏高原和昆侖山、祁連山、秦嶺、天山等現今山系（尹安，2001）。這一構造輪廓基本可概括中國西北地區顯生宙以來的構造演化地質背景，也控制了中國西北地區有色金屬成礦的可能類型和形成地質條件。

但前寒武紀構造演化的樣式還不清楚。元古宙似乎發生過多次大的構造裂解，新元古代晚期（800～700Ma）Rodinia聯合大陸愈來愈多的證據證實存在，古亞洲洋就是由Ro-dinia超大陸在新元古代末裂解而成。中元古代早期長城紀（1508Ma）以金川為代表的鎂鐵-超鎂鐵岩侵入體的產出（湯中立和李文淵，1995），可能代表更早一期的大陸裂解和大規模的岩漿事件。

（二）區域成礦時空分布

依據區域構造特徵和成礦類型組合，已展現出了西北地區有色金屬成礦的總的時空分布（圖5-2）。與區域構造劃分一致，西北地區總體屬元古宙-古生代亞洲成礦域，南接中生代特提斯成礦域，東疊中新生代環太平洋成礦域（Chen Yuchuan et al.，1996）。一般又將秦-祁-昆中央造山系單獨劃為秦-祁-昆成礦域，其北部主要為加里東祁連-北秦嶺造山帶，南部則由華力西-印支昆侖-西秦嶺造山帶構成。反映了秦-祁-昆成礦作用的獨特，總體屬於古亞洲構造作用范疇，但南部特提斯構造作用顯著，系古亞洲構造域與特提斯構造域的轉換部位。值得指出的是，古亞洲洋總體向北俯沖，西伯利亞地台由北而南增生，先阿爾泰-額爾古納加里東造山系、後天山-興安嶺華力西造山系。概貌上類似於現今西太平洋西海岸主動邊緣海的祁連-北秦嶺洋（主要是北祁連洋），於加里東期早於古亞洲主洋封閉造山，似乎在構造解釋上存在難點。除非古亞洲洋開始先於加里東期向南俯沖於岡瓦納大陸，柯坪地塊的新元古代高壓變質帶似乎可視做向南俯沖的證據。另一種解釋就是，祁連-北秦嶺洋（主要是北祁連洋）是與古亞洲洋並行發育的大洋，但地質認識上並不予支持。且龍首山、北祁連西段鏡鐵山微陸塊基底與中祁連和柴達木陸塊古元古代片麻岩源岩ε_{N d}數值也趨於同一范圍（龍首山群ε_{N d}=-4.8～-23.2，北大河群ε_{N d}=-4.8～-15.7），（化隆群ε_{N d}=-9.7，達肯大坂群ε_{N d}=-10.2～-10.9）。不過，秦-祁-昆成礦域構造背景的獨特性是存在的，有其鮮明的成礦特色。

圖5-2 西北地區有色金屬成礦帶劃分及主要有色金屬礦床分布示意圖

西北地區不同成礦域各成礦帶的有色金屬成礦類型和時間，可顯著反映其區域成礦時空分布特點（圖5-2、表5-1）。與主要構造事件相一致，古亞洲成礦域以華力西期成礦作用為主，並有元古宙和加里東期成礦作用發育，向東部出現與環太平洋構造作用疊加向配套的中新生代的有色金屬礦化。總體上，古亞洲成礦域元古宙主要發育與大陸裂解事件有關的幔源鎂鐵-超鎂鐵深成岩硅酸鹽岩漿-硫化物液相不混溶作用形成的銅鎳礦床，主要分布於大陸元古宙的裂谷帶（或未發育即消亡的陸殼減薄的裂解帶）中（李文淵，1996），如阿拉善陸塊的金川超大型礦床、伊犁地塊的特克斯礦床，以及秦祁昆成礦域碧口地塊的煎茶嶺礦床（李文淵，1996）。元古宙整個中國大陸裂解事件是普遍的，是有限大陸快速增長的一種方式，只有在大陸較大、較深規模裂解部位才有可能造就成礦的環境。

表5-1 西北地區主要有色金屬礦床分布—覽表

續表

進入顯生宙以後，中國大陸的構造作用明顯分化，加里東僅秦祁昆成礦域中的北祁連、柴北緣有較大規模有色金屬礦床產出，主要表現為大陸裂解洋盆打開及其消減過程形成的一系列與火山熱液作用、構造-侵入熱液作用有關的銅、鉛鋅、鎢（鉬）、錫等礦床，例如北祁連山的白銀廠銅多金屬礦床、石居里溝富銅礦床、塔爾溝-小柳溝鎢（鉬）礦床和柴北緣的錫鐵山大型鉛鋅礦床等，同時由於碰撞構造-岩漿熱液作用還形成有鏡鐵山、筏子壩等熱液蝕變型銅礦床等。華力西期是古亞洲成礦域的最主要成礦時期，主要表現為造山帶中伴隨急劇的殼幔演化形成的銅、鎳和鉛鋅礦床，古亞洲洋整個古生代的發育歷史，在中國新疆北部主要呈現為泥盆紀-中石炭世的岩漿作用，早古生代岩漿作用分布有限，這可能與加里東構造作用在新疆地區表現不明顯，或被華力西的強烈作用掩蓋所致。伴隨古亞洲洋在泥盆紀的再次發育，相應的產有與海相火山作用有關的塊狀硫化物銅鋅礦床（阿舍勒）、鉛鋅礦床（科克塔勒）、與中酸性侵入岩有關的斑岩型銅礦（土屋-延東、喇嘛蘇、公婆泉、白山堂）和與鎂鐵-超鎂鐵岩有關的銅鎳礦床（黃山、喀拉通克），以及熱水沉積和熱液蝕變型鉛鋅礦床（霍什布拉克）等。除土屋-延東和喇嘛蘇等斑岩型銅礦床的形成環境存在爭議外，這些礦床的成礦背景據目前的研究，似乎都與裂谷或裂陷槽有關，少見洋-陸碰撞帶（ocean-continent collision zone）（Wilson，1989；Hynd-man，1985）環境的成礦類型。這可能反映了中亞成礦的特殊性，不同於環太平洋成礦作用建立起來的成礦構造模式的特點（Kerrich，2001）。秦祁昆成礦域南部的華力西成礦作用也相當發育，以西秦嶺西成鉛鋅礦田、銅峪溝和賽什塘銅礦床和阿尼卿山的德爾尼銅鈷礦床最為重要。印支-燕山期成礦作用，主要表現在東部環太平洋成礦域疊加地區，例如西秦嶺著名的金堆城斑岩型鉬礦床，以及熱液型鉬鎢礦床（南台）等（李華芹等，1998）。

上述分布可以看出，西北地區的有色金屬成礦以元古-古生代有色金屬成礦為顯著特色。新疆北部、甘肅北部古亞洲成礦域、新疆南部邊緣、青海和陝西南部秦祁昆成礦域南部范圍，主要產出華力西期海相火山岩銅多金屬礦床、鉛鋅礦床、斑岩型銅礦床、岩漿熔離型銅鎳礦床和熱水沉積型鉛鋅礦床等（李文淵，1995）。但甘肅北祁連山地區，則以加里東期塊狀硫化物銅多金屬礦床、矽卡岩型鎢（鉬）礦床和熱液蝕變岩型銅礦床等成礦為主要特色。印支-燕山期的成礦作用主要是對元古-古生代成生礦床的改造，而明顯與中國東部相別。

（三）區域成礦作用及其成礦特點

分析西北地區有色金屬礦床的成礦類型，主要可歸類為7類（表5-2）：①岩漿熔離型銅鎳（鉑族金屬）礦床；②塊狀硫化物型銅多金屬礦床；③斑岩型銅、鉬礦床；④矽卡岩型鎢礦床；⑤熱水沉積-改造型鉛鋅礦床；⑥熱液蝕變岩型銅、鉛鋅、錫、銻礦床；⑦沉積型銅礦床等。

表5-2 西北地區有色金屬礦床主要成礦類型—覽表

這些典型礦床類型的存在並不是孤立的，它們響應於所在構造單元的地質構造作用，與一定的地質事件相互聯系（Kerrieh，2001）。主要內生有色金屬礦床，主要是地質歷史上重要殼幔物質演化（包括流體）的產物，特定的地質歷史時期和作用形成一定的礦床類型，而且其成礦並不是單一的，往往應伴隨大的構造事件的發生、發育和結束形成一系列有成因聯系的礦床組合。

1.大陸裂谷或裂陷槽環境與鎂鐵-超鎂鐵岩有關的銅鎳成礦作用。

中國的銅鎳礦床主要形成於三個時期：元古宙、加里東早中期和華力西中晚期（李文淵，1995）。都無一例外的與大陸裂谷初始階段環境或造山帶碰撞造山後的局部裂陷槽有關。西北地區只發現元古宙和華力西中晚期有工業價值的銅鎳礦床。從全球范圍看，大規模銅鎳礦床的形成，需有大規模的地殼裂解事件存在，才可能提供必要的成礦物質和動力，金川礦床是中國原始大陸中元古代（1508Ma）大規模裂解事件的產物（湯中立和李文淵，1995）。早古生代處於岡瓦納大陸邊緣海地位的秦祁昆構造系，其有限的裂解和裂解深度，不可能造就類似金川礦床那樣規模的金屬銅鎳富集，而新元古代末或加里東早期古亞洲洋打開前處於Rodinia大陸裂解部位的塔里木-華北地台北緣及殘存的微地塊中，其統一大陸的裂張規模，可能形成較大規模銅鎳礦岩漿房的產生。昆侖-柴達木陸塊南緣，響應印支期特提斯洋的形成，在華力西中晚期的大陸裂解也有可能有較深幔源鎂鐵-超鎂鐵岩的上侵，形成銅鎳礦成礦的有利條件。

2.北祁連加里東期大陸邊緣構造轉換對成礦類型的影響。

北祁連山早古生代區域構造-火山岩漿-成礦系統的深入研究（夏林圻等，2001），提供了中國加里東造山帶造山前溝-弧-盆系的典型重塑，但北祁連西段鏡鐵山微陸塊的存在，對北祁連早古生代成礦構造背景的認識產生頗多爭議（李文淵，1999a）。考察鏡鐵山微陸塊產出大面積花崗岩基、中酸性火山岩和矽卡岩型鎢（鉬）礦床共存的大陸岩漿弧特點（湯中立等.2002；毛景文等，2003），暗示我們北祁連早古生代自東而西存在構造轉換：東段為洋-洋碰撞的溝-弧-盆系，以塊狀硫化物礦床的產出為主要成礦特點；西段則為洋-陸碰撞的活動大陸邊緣，形成殼重熔型花崗岩和矽卡岩型鎢礦床，並可能存在斑岩型銅礦床（李文淵，2003，2004）。由於古生代大陸規模和質量不同於中新生代的特點，這種大陸邊緣的構造轉換在古生代可能是普遍的。它控制了同一成礦帶成礦類型的在區域上的重要變化。

3.新疆北部華力西有色金屬成礦的特點

主要為中亞巨型成礦帶的東延，有一個突出特點是：已發現的蛇綠岩基本上是早古生代的，例如，北准噶爾的洪古勒楞蛇綠岩為411±53Ma奧陶紀的洋殼，阿爾曼太-札河壩蛇綠岩為561±41Ma震旦-早寒武世的洋殼（張旗等，2001），但已知礦床如前所述，基本是晚古生代華力西的產物（韓春明等，2002），而且成礦環境已有的證據多傾向於大陸裂谷或裂陷槽環境。這給我們提出了一個重要的問題：大洋化殼幔物質急劇交換的過程中，沒有成礦物質的顯著聚集，特別是沒有大陸邊緣環境礦床的形成。地質背景研究與成礦事件的不協調，反映了該區成礦研究尚存在諸多疑問。

（四）區域找礦潛力

西北地區鎳、銅、鉛、鋅等重要大宗金屬礦產資源的保有儲量佔有重要地位。在銅、鉛、鋅保有儲量6000×10⁴t中，僅2754×10⁴t工業儲量。在相當一段時間內已發現的大量銅礦產地，包括探明儲量達650.22×10⁴t的西藏玉龍超大型銅礦床暫不能開發利用（國土資源部規劃司等，2001）。因此現階段中國還將處於銅資源嚴重不足的局面。與國際礦業類似，以中國東部德興超大型銅礦為代表的斑岩型銅礦是中國第一銅礦資源來源，但第二來源與世界礦業結構以砂岩型銅礦為主不同，塊狀硫化物銅礦床是中國僅次於斑岩型銅礦的第二銅礦資源來源。甘肅白銀廠是中國重要的銅工業基地，提供白銀廠礦山接替資源對西北地區的社會經濟發展有重要意義。

西北地區已發現17處銅礦產地，除新疆的阿舍勒尚未開發利用外，青海的德爾尼、賽什塘、銅峪溝三個大型銅礦床目前存在交通不便、開發利用環境差等限制。因此，從解決白銀廠礦山接替資源出發，從白銀廠礦區挖掘潛力和外圍進一步找礦是一條重要出路。其次，甘肅肅南鏡鐵山鐵銅礦床的深入調查研究發現，銅礦成礦時間顯著晚於元古宙的鐵礦，形成於加里東期，為熱液改造型銅礦（趙東宏等，2003），有發現大中型銅礦床的潛力。我國鉛鋅礦產資源量較豐富，由於國際市場的需求，對甘肅秦嶺鉛鋅成礦帶、青海柴北緣錫鐵山鉛鋅成礦帶的進一步找礦勘查仍十分必要。

鎢礦主要分布於我國南嶺地區，為印支-燕山期的產物。近年來在北祁連山西段發現的小柳溝等加里東期白鎢礦礦床，且上鎢下鉬，遠景資源量當在100×10⁴t以上（周廷貴等，2002），應是我國重要的鎢礦開發接替基地。

西北地區有色金屬礦產基本形成於大陸邊緣或顯生宙以來形成的造山帶中，自北而南有色金屬礦產的形成，大致可劃分為十個Ⅱ級成礦帶（圖5-2），分別為：Ⅱ-1阿爾泰銅、鉛鋅成礦帶；Ⅱ—2准噶爾鎳、銅、鉬、錫成礦帶；Ⅱ—3博格達（東天山）銅、鎳、鎢成礦帶；Ⅱ—4伊犁銅、鎳、鉛鋅、鎢、鉬成礦區；Ⅱ—5塔北緣鉛鋅、鎢、錫、銻、銅、鎳成礦帶；Ⅱ—6祁連-北秦嶺（包括龍首山）鎳、銅、鉛鋅、鉬、鎢成礦帶；Ⅱ—7柴邊緣銅、鉛鋅成礦帶；Ⅱ—8西秦嶺鉛鋅、銅、銻、鉬、鎢、鎳、鈷成礦帶；Ⅱ—9塔南緣鉛鋅、銅成礦帶；Ⅱ—10松潘銅成礦帶。其中，以祁連-北秦嶺、西秦嶺、阿爾泰、西准噶爾和博格達（東天山）成礦帶工作程度相對較高，發現的有色金屬礦床數量也較多。隨著國家基本建設的進程，在已探明礦床基礎上，為進一步加強銅、鎳、鉛鋅、鎢、鉬等後備資源的勘查，以提供大中型礦山後續資源基地。塔北緣、塔南緣、柴北緣和松潘等工作程度較低或極低地區，已知成型礦床甚少，自然條件也最為艱苦，應開展鉛鋅、鎢、錫、銻、銅、鎳等有色金屬礦產的戰略性找礦探索工作。

祁連-北秦嶺成礦帶可再劃分為：龍首山鎳成礦帶、北祁連銅、鉛鋅、鎢成礦帶、北秦嶺鉬（鎢）成礦帶和南祁連鎳、銅、鉛鋅成礦帶。龍首山鎳成礦帶以產出金川超大型銅鎳礦床而著名，並已建成中國最大的鎳工業基地。作為小岩體成大礦的典型代表，金川外圍仍具有巨大的找礦潛力，國外超大型鎳礦床外圍找礦近年已提供了成功的範例。北祁連成礦帶，除在北祁連中西段已展示了銅多金屬礦床找礦新發現（石居里溝、尕大坂）外，白銀廠礦區仍有進一步找礦潛力，由於礦床埋深較大，500m以下尚未進行勘探，礦區尚有值得進一步勘查的地段。更重要的是礦床火山作用階段形成但經歷熱液階段顯著改造認識的深入調查研究，為礦區外圍的成功勘查提供了新的工作思路和方法選擇。此外，北祁連西段的塔爾溝-小柳溝鎢礦區和鏡鐵山鐵銅礦床，有尋找北方大型、超大型鎢礦和大型後期熱液蝕變岩型銅礦的潛力。北秦嶺金堆城大型鉬礦床外圍仍有眾多的礦化小岩體，值得探索。西秦齡的西成超大型鉛鋅礦田，產於華力西期造山帶裂陷盆地，賦礦泥盆紀碳酸鹽岩和細碎屑岩分布尚廣，印支期構造事件對成礦有重要影響，礦帶整體工作程度還不高，仍有發現新礦床的地質條件。由上述分析可見，西北地區在鎳、銅、鉛鋅、鎢及鈷、鉑族金屬礦產資源存在重要找礦潛力。

『叄』 　工程地質學的未來

人類在跨入21世紀後，將隨著工程設施的興建和對地質環境保護的重視，對工程地質學的期望也更多、更高，工程地質學科面臨新的挑戰和機遇。

一、國際工程地質學發展趨勢

從世界范圍看，工程地質研究繼續由發達國家向發展中國家擴展。發展中國家的各類工程建設將以前所未有的規模和速度發展著，各種不同復雜程度的地質環境將向工程地質學家們提出許多研究課題，也要求工程地質勘察技術手段不斷創新和改進。

可持續發展又是一個影響工程地質學發展的重要概念。工程地質學家要把人類賴以生存的環境的保護（包括地質災害防治在內）作為義不容辭的己任，尤其是重大工程環境影響問題需要切切實實地加以研究和解決。由於岩石圈與水圈、大氣圈、生物圈各層圈之間相互作用影響著，它們又具有全球觀念，所以勢必促使工程地質學家們從全球演化的角度來研究工程地質特徵的多樣性以及各層圈對工程地質條件的影響，進行全球性的工程地質研究和對比。

作為地學分支的工程地質學與工程科學、環境科學以及地球科學的其它分支學科關系密切，所以工程地質學與各相關學科必須更好地交叉和結合，以促進基本理論、分析方法和研究手段等各方面不斷更新和前進，進而使工程地質學的內涵不斷深化，外延不斷擴展。此外，工程地質學必將融入現代數理化、計算機科學、空間科學及材料科學等更多的新鮮知識，以保證在未來的信息世界裡工程地質學的適應性。

二、我國工程地質學未來的任務和發展趨勢

在21世紀的上半葉，根據我國的發展戰略，將大大提高綜合國力，加速四個現代化建設，趕上中等發達國家的水平。為了保持較快的穩步發展速度，在能源、交通、現代城市化建設和礦產資源開發方面將要有更大、更快的發展。同時，為了實施可持續發展戰略，要重視環境保護，加強自然災害的防治。我國的工程地質學將會擔負起新的更為艱巨的任務，面臨更為嚴峻的挑戰。

我國要在今後50年內趕上中等發達國家的水平，開發西部地區是關鍵一環。最近，已吹響了西部大開發的進軍號。西部地區占國土面積的三分之二，自然資源豐富。我國西南以金沙江、雅礱江、瀾滄江、大渡河等西南目標水能資源的開發將提上日程，在規劃的近20座大水電站中，大多具有數百至上千萬千瓦裝機容量，其中有的工程已在興建之中。該地區正處於印度次大陸板塊與歐亞板塊碰撞帶東側擠壓區，劇烈的構造活動世所罕見。工程的興建將會出現區域地殼穩定、山體穩定以及高陡邊坡穩定等一系列前所未見的工程地質問題。遼闊的西北地區土地資源豐富，開發潛力大，但水資源匱乏，成為大開發的瓶頸，所以位於青藏高原的西線南水北調工程勢必要上馬，將要興建一批深埋長大輸水隧洞，它們要穿越大活動構造斷裂帶，高地應力和碎裂岩體導致的圍岩穩定性又是前所未遇的一大工程地質難題。交通工程是西部地區大開發中居於首位的基本建設事業。已有若干條正在規劃設計或興建的連接東西部的鐵路干線，將穿越東部丘陵山地向雲貴高原過渡的地形梯度帶以及秦嶺山地。進藏的青藏和滇藏鐵路則位於高原永凍層和活動構造帶上，工程十分艱巨。它們地形陡峻，構造復雜，內外動力地質作用均十分活躍，工程地質學家也可大展身手。西部地區自然條件復雜，地質和生態環境脆弱，是我國地質災害多發區，災種多、強度大、復發頻繁，往往遭致嚴重後果。地震、滑坡、崩塌、泥石流、土地荒漠化等制約了當地社會經濟的發展，對地質災害的風險評估、預測預報以及防治對策的措施，又給工程地質學家們提出了新的研究課題。可以這樣說，西部大開發戰略的實施將會帶動我國工程地質學的理論水平和勘察技術方法更上一個新的台階。

我國的核電站、高速鐵（公）路、長距離輸油（氣）管道等工程建設，雖起步較晚，但進展迅猛，在21世紀上半葉將要大力發展。核電站主要興建於東部沿海地區，已建成的有大亞灣和秦山兩座。由於核電裝置的特殊性，選址時區域穩定性評價是關鍵的工程地質問題。此外，高放射核廢料地質處置工作又給工程地質學家提出了全新的研究課題。首先在東部地區興建京滬、京廣等高速鐵路干線，縱貫南北，將跨越長江、黃河，有的還要越海，解決其地基、橋基及海底隧道等工程難題已經提上日程。橫貫東西的塔里木—上海輸氣管線工程已經規劃，其投資僅次於三峽工程。線路將通過眾多的大地貌和大地構造單元，工程地質選線也將實施。

為了實施可持續發展戰略，在21世紀要十分重視保護環境和防治自然災害的發生。在此領域內工程地質學家將擔負更多的以前不熟悉的任務。我國城市化進程很快，城市地質工作將更為加強。為了優化城市居民的生活環境，住宅工程、地下和輕軌鐵道、高架道路等各項市政建設以及生活和工業廢物的地質處置工程等有關的工程地質問題，都將需要工程地質學家有更新的思路和技術去解決。

我國工程地質學經歷了半個世紀的發展，已經成為比較成熟的現代地球科學的分支。當前我國工程地質界在創新開拓中思路活躍，年青的工程地質學家正茁壯成長，能在新世紀擔負起工程建設、環境保護和災害防治的重任，發展工程地質學科。

『肆』 工程地質條件的因素分類

工程地質條件是指工程建築物所在地區與工程建築有關的地質環境各項因素的綜合。
工程地質條件的因素分類：
(1) 地層的岩性:是最基本的工程地質因素，包括它們的成因、時代、岩性相關書籍、產狀、成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。
(2) 地質構造:也是工程地質工作研究的基本對象，包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造，特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂，對地震等災害具有控製作用，因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。
(3) 水文地質條件:是重要的工程地質因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。
(4) 地表地質作用:是現代地表地質作用的反映，與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等，對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。
(5) 地形地貌:地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵，這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。
(6)地下水:包括地下水位，地下水類型，地下水補給類型，地下水位隨季節的變化情況。
(7)建築材料:結合當地具體情況，選擇適當的材料作為建築材料，因地制宜，合理利用，降低成本。
需要說明的是：工程地質條件是客觀存在的地質因素，只有其中的穩定因素或工程建設產生的不穩定因素對工程建設運行構成或可能構成有害影響時才成為工程地質問題

『伍』 工程地質物理模擬

1 工程地質模擬試驗概述

一些與重大工程有關的復雜地質現象，在分析評價研究中，往往需要採用模擬研究手段，對其做更深入的論證與評價，模擬研究按採用的手段可分為物理模擬與數值模擬兩大類型。前者包括有光彈模擬、電模擬和相似材料地質力學模擬試驗等多種方法；後者採用有限元、邊界元和離散元等數值計算方法。

模擬研究的基本任務是通過再現復雜地質現象的形成和演化過程，對於某些或全部課題做出論證：①驗證地質分析所建立的機制模型或概念模型是否符合實際，對其演化機製作更深入的（量化）分析；②量化評價地質現象演化過程中，各主要控制要素之間及其與主導內、外營力間的相關性，論證所建立的評價模型是否合理；③量化評價地質現象或過程在所處環境條件下的演化發展趨勢，論證所建立的預測模型是否可信；④量化評價工程設計或治理措施的效果，論證擬定的對策和方案是否有效和優化。

近十多年以來，我國工程地質模擬試驗研究取得了長足的進展。在廣泛引進國外先進技術的基礎上，探索出適合於我國實際情況的研究途徑，其特點是重視原型建模分析和全過程演化模擬，在研究地質災害和復雜岩體穩定問題的模擬研究中，已逐步形成具有我國特色的研究系統。這里著重介紹相似材料地質力學模擬（geomechanical model test）的基本原理、方法和應用。

2 地質力學模擬試驗原理與方法

2.1 模型的設計

按相似理論，除要求幾何的、力學的相似以外，還要求原型和模型材料具有相似的變形破裂過程特徵，它們的應力（σ）和應變（ξ）曲線應符合如下關系：

地殼淺表圈層與人類工程

式中：C_ξ為應變相似系數（原型C_p與模型C_m的比值，下同）；C_ξ為殘余應變相似系數。根據量綱分析，可導出如下關系：

地殼淺表圈層與人類工程

式中C_σ、C_E、C_L、C_δ和C_ρ分別為應力、彈模（變模）、幾何尺寸、位移量和材料密度的相似系數。

模型設計中，按照設計擬定的幾何相似系數，則可根據公式（2）推算出其他各項

系數，據此確定材料的選擇、模型製作及載入系統的設計。

2.2 模型材料

通常可採用重晶石粉、氧化鋅粉、硅藻土、磁鐵礦粉、鐵粉、鉛粒、聚苯乙烯粒、石英砂等作為骨料。膠結劑可採用石膏、石蠟油、甘油、機油和環氧樹脂等。

採用石膏作為主要膠結材料的模塊，其力學特徵決定於骨料的配比和膠結料的水膏比，長江科學院岩基室做了系統研究（表1）。採用石蠟油等做膠結材料，需用一些特殊的製作模塊的設備壓製成塊，或用夯實的辦法制模。模塊的力學特徵除與骨料選材和配比有關外，很大程度上決定於制模施加壓力的大小或模塊密度ρ（表2）。

表1 石膏膠結模塊力學性能試驗成果表

表2 粉粒材料壓縮模塊力學性能測試成果表

2.3 結構面模擬

通常以抗剪強度作為控制條件。摩擦系數相似系數C_f=1，黏聚力C_C=C_σ。硬性結構面（如節理、裂隙等）用模塊接觸面模擬。模塊的形狀應根據裂隙的組合形式確定。在需要考慮裂隙連通率時，可將模型製成嵌合模塊。

軟弱結構面（如連續性較好的斷層、軟弱夾層、層面、地質接觸面等），採用鋁箔、聚乙烯薄膜作夾層材料模擬，其中還可噴上滑石粉，以獲得低摩擦系數。模擬的f值可變化在0.08～0.75之間。需要模擬斷層等軟弱結構面的高壓縮性能時，可選擇適當厚度的馬糞紙或軟木作為墊層。

2.4 載入系統

外部荷載採用不同型號的千斤頂或壓力枕（袋）等載入。模擬孔（空）隙水壓力可在模塊中採用砂墊充氣（水）法，也可通過不同方式將水直接注入模型中。

動荷載可在作用面上安裝震動器施加，按要求模擬震動效應。更為完善的辦法是將整個模型置放在震動台上，由三維震動台模擬動力環境。

自重荷載是體積力。為了使模型在試驗過程中能充分反映岩（土）體自重在演進中的作用，最好能使模型的密度與原型接近。大型模型試驗中，必要的自重荷載補償，可採用拉桿補壓系統對模型分層加壓。拉桿通過橡皮圈與施加拉力的底座相聯結，橡皮圈的多少確定了拉桿承受的拉應力的大小，以此模擬重力場梯度。小型模型試驗，可將模型放在離心機轉斗中，通過高速旋轉增加自重應力。我國長江科學院、水利水電科學院已安裝了6m直徑的大型高速離心機。

2.5 量測系統

測量位移的常規方法是用千分表直接測定，或採用應變片或位移感測器通過多點應變儀測量；這種測試在試驗中十分必要，但有很大局限性，由於所獲得的數據僅能反映固定測點的信息，難以描述全斷面曲變形破裂跡象。某些材料很軟的模型，也不適宜採用這種方法。根據模型試驗的特點和特殊要求，我國開發採用了下列測試技術：①跟蹤攝影或快速攝影；②靜電復印碳粉網格，用以觀察量測模型大變形後破裂出現部位和特徵；③白光散斑法，量測重點測試部位全斷面內微量位移形跡；④投影網格法，用以測量軟材料模型大斷面群點面內位移；⑤影像雲紋法，用以測量較軟材料模型全斷面或一定面積的離面位移。

3 工程岩體穩定性評價中的應用

3.1 壩基岩體穩定性模擬

擬建的長江三峽大壩壩高175m，壩基為前震旦系閃雲斜長花崗岩，岩質堅硬完整。但左廠房壩基中傾向下游的緩傾角裂隙相對較發育，又有斷層與之相交，構成可能的楔形滑移體（圖1a）。廠房坑段整體穩定性需要考慮以下幾個主要問題：①可能的滑移體產生的條件及其對大壩穩定性的影響；②從岸邊向河床方向建基面高程相差79m，是否會造成有害的不均勻壓縮變形；③迎水和背水方向基坑開挖最大深度達120m，邊坡穩定性如何?為論證上述問題，必須了解各壩段在設計荷載下的位移場、超載下的安全度及可能的破壞機制，為基礎處理提出建議。為此長江科學院在義大利模型結構試驗研究所（ISMES）提供技術咨詢和量測制模設備的條件下完成了大型地質力學模型試驗（圖1b）。模型的C_L=150，C_ρ=1，C_E=C_σ=C_L。採用重晶石粉、機油（代替石蠟油）、立德粉（代替氧化鋅粉）等壓縮模塊制模。緩傾裂隙和斷層連通率分別為10%～50%和50%。採用系列千斤頂載入，浮托力用改變岩體密度（ρ）來表徵。

圖1 三峽大壩左廠房壩段穩定性地質力學模擬

試驗獲得以下主要結論：

（1）在設計荷載下各壩段安全儲備能滿足要求，而建基面安全儲備又高於緩傾角裂隙面。超載（3.5N）時個別壩段出現沿下伏第一緩裂隙面滑移或伴有踵處拉裂。

（2）設計荷載下壩址與廠房相對位移很小。相鄰壩段最大水平位移11.1mm，沉降相對錯動最大值僅4.1mm，有利於壓力管道和壩間止水設施的設計。

（3）設計荷載條件上、下邊坡均穩定，超載（3.5～3.8N）時，個別壩段下邊坡沿緩傾裂隙面出現明顯滑移。

試驗結果建議對個別南段下伏緩傾角裂隙及斷層作適當補強措施。

3.2 地下洞室圍岩噴錨支護作用機制模擬

試驗研究了中等強度均質岩體中地下洞室圍岩在不同措施條件下的穩定狀況。試驗模型採用石膏、沙子等材料製成四個50 cm×50 cm×20 cm的模型（圖2a），分別模擬無支護（圖中I）、錨桿支護（Ⅱ）、噴錨聯合支護（Ⅲ）和錨桿補強（Ⅳ）等四種情況。錨桿補強是在成洞後洞壁變形已基本達到穩定狀態時再插錨桿。模型放在三向載入試驗裝置中加壓，用以模擬地應力場。模型材料抗壓強度R_C=2MPa，抗拉強度S_t=0.2MPa，彈性模量E=1.25×10⁴MPa，泊松比μ=0.17，φ=41°，c=0.45MPa。噴層材料採用石膏、碳酸鈣和水的混合料：R_C=1.45MPa，S_t=0.28MPa，E=1.8×10MPa，噴層厚約3mm。

獲得如下主要結論：①均質材料洞室中，噴錨支護同樣具有明顯加固效果；②不同措施，洞室圍岩變形破壞形式無明顯差別（圖2b）；③錨桿支護和錨桿補強均對提高洞室承載能力和變形剛度有明顯效果。

圖2 洞室支護措施作用機制模擬試驗

4 西安地裂縫形成機制模擬研究

西安地裂縫的成因有多種觀點。本項研究以再現地裂縫形成演化過程為依據，論證「構造重力擴展」成因觀點能否解釋這種特殊地質現象。地裂縫發育在厚約5km 的新生界蓋層中，周圍有四條張性斷層。南側的臨潼-長安大斷層為盆地與秦嶺褶皺帶的分界斷層，是一條活動性正斷裂。地幔隆起軸在西安市區附近，呈 NEE向通過。模型採用重晶石粉、硅藻土和石蠟油混合料，逐層鋪墊夯實，圍限在代表周邊斷層的框架中，C _L=10000。東西兩側用有機玻璃板作為剖面觀察窗。底座放在拱形鋼樑上，可以抬動模擬地幔隆起。南側擋板可拉開傾斜，模擬臨潼-長安斷裂拉張活動。頂面採用影像雲紋法測試微量離面位移（圖3）。

5 長江雞扒子滑坡與暴雨關系的模擬研究

1982年7月24日，長江雲陽縣城附近在暴雨作用下，發生了雞扒子滑坡，是老滑坡的局部復活。為了論證滑坡復活與地下水水力坡度的量化關系，開展了模擬研究。模型採用細碎石、砂、土按不同比例以原型結構為依據分層製作而成。滑動面k鋪上聚乙烯薄膜。沿縱剖面不同深度引出橡皮管，測量側壓管水頭。人工噴水模擬降雨和暴雨。

模型中「降雨」近20h以後，於凌晨3點半鍾下滑。滑後外觀可與實際情況對照。起動時滑體中地下水水力坡度為1.9%，與實際推算值相近。該值可作為評價滑坡在暴雨條件下穩定性時的參考值。

圖3 西安地裂縫地質力學模擬

『陸』 西北地區荒漠化成因。

找了一些……不知道對不對……都復制上來了

黨中央提出以「五個統籌」和「以人為本」為核心的科學發展觀，符合我國經濟和社會發展新階段的要求。「統籌和協調」就是要解決矛盾，化解沖突。西北乾旱區生態脆弱、經濟落後，經濟發展和生態建設都牽扯到資源、環境、生態及發展方面的許多矛盾，這些問題錯綜復雜。每個方面矛盾的統籌和協調都需要科學工作者提供准確的信息、有據的判斷以及可*的知識。本文就西北乾旱區資源環境管理和生態建設工作對學術研究的需求，分析其中有待解決的關鍵科學問題。

一、氣候變化背景下的水資源演化問題

西北地區為乾旱半乾旱區，土地廣闊，但水資源相對貧乏，水資源是當地經濟社會發展和生態保護的主要限制因子。在全球氣候變化的背景下，未來西北地區水資源將會有什麼樣的變化？既是重要的科學問題，又對規劃當地的發展戰略具有重要的現實意義。

施雅風對西北地區的氣候與水資源變化進行了很多研究。他認為西北乾旱區在20世紀處於氣候乾旱化、水資源萎縮過程中（施雅風，1995；2001），而烏梢嶺、日月山以西的西北西部地區於80年代末出現氣候由暖干向暖濕轉型的現象（施雅風等，2002）。2005年6月在蘭州「科學與中國」報告會上，他進一步明確了如下觀點：「未來降水量增加趨勢實現，結合冰川融水增加，則西北和青藏高原徑流量或地表水資源量也存在增加趨勢，西北東部與黃河源區已持續多年的乾旱現象將會轉入多雨的豐水期，但還不能確切預估轉向濕潤的具體年份」（宋華龍，2005）。

西北地區西部降水從80年代末呈增加趨勢已得到氣象和水文資料的證實（劉春蓁，2000；任國玉等，2000；周陳超等，2005）。但關於溫度升高後蒸發的變化趨勢則有不同的認識。一些研究認為陸面蒸發量會增加，而另一些研究則認為蒸發會下降（任國玉，2005）。特別是對氣候暖濕（或暖干）轉變導致的內陸河流域兩個水源地——冰雪帶與森林帶徑流變化對山區總徑流變化的綜合效應，仍需深入探討。

目前，回答這一問題最大的障礙之一是沒有滿足研究（模型模擬）所需要的山區不同地帶的綜合觀測。今後，在加強冰雪帶與森林帶徑流變化觀測的基礎上，應重點研究以下問題：（1）西北地區氣候暖干與暖濕轉型在時空尺度上的變化；（2）氣候變化背景下西北地區蒸發將如何變化？（3）氣候變化對山區冰雪帶和森林帶徑流變化的總體效應。

二、生態用水與生產生活用水的協調問題

流域生態需水量是指維持流域正常的生態和環境功能所必需蓄存和消耗的水資源量(劉昌明，2004)。長期以來，由於對生態需水的重視不夠，西北乾旱區水資源過度開發利用的現象普遍存在。生態需水被大量擠占，生態和環境質量惡化問題非常嚴重。如塔里木河、黑河、石羊河，由於水資源的過度開發利用，導致了其河流下游水資源量銳減、河道斷流、湖泊沼澤萎縮（台特瑪湖、居延海、青土湖等已乾涸）、地下水位下降、植被（胡楊、紅柳等）枯死、生物棲息地破碎、消失等生態和環境退化現象。

在西北乾旱地區，由於降水稀少，使水成為維系生態系統的關鍵因子。只有在降雨較多的山區和平原的河流兩岸才有較好的植被分布。西北地區生產、生活用水與生態用水矛盾非常突出。要解決這一矛盾，合理配置兩者的用水量，一個關鍵的問題是生態需水的定量估算。

生態需水估算的常用方法包括：（1）傳統的水文流量計算方法（標准流量法）；（2）基於水力學基礎的水力學方法；（3）基於生物學基礎的生物棲息地方法。然而，對於西北內陸河流域生態需水量的估算，傳統方法仍存在很多問題。如：如何確定下游適宜的生態水位？它與沿岸植被生長的關系如何？與河水水位和流量的關系如何？尾閭湖泊要保護到什麼程度？需水量如何確定？天然綠洲的變化與河流水量是什麼關系？與洪水流量和淹沒范圍之間是什麼關系？等等問題，現有方法都很難確定。缺乏足夠的觀測數據也是重要的原因之一。

今後重點科研工作包括：（1）加強生態水文學的研究，特別是水與生態系統變化關系的規律性研究；（2）將生態用水、生產生活用水的配置與流域水循環和水量平衡結合起來，開展研究；（3）綜合研究不同水資源配置下的生態、環境和經濟效應。

三、草地退化問題

據北方地區實測的樣方資料，目前西北五省區草地總面積11975萬ha，因各種因素造成的退化草地總面積為6960萬ha，占草地總面積的58%。其中輕度退化面積3020.9萬ha，占退化總面積的43.4%；中度退化2650.7萬ha，占退化總面積的38%；重度退化面積1289萬ha，占退化總面積的18.5%。與80年代和90年代的調查結果比較，草地退化有加劇的趨勢（洪紱增，待出版）。

關於如何控制西北乾旱區草地的退化、走可持續草原畜牧業經營之路，爭論的焦點是：在我國西北生態這樣脆弱的地區，應該粗放還是集約？是較大尺度的自然輪牧還是定居（李向林，2002）？支持集約的觀點認為：（1）集約化的草地畜牧業生產是現代草業發展的方向；（2）人工草地建設是解決飼養家畜飼草料穩定來源的有效途徑；（3）人工草地的建設有利於草場的管理；（4）可以減輕天然草地壓力；（5）有利於社區建設和草原地區教育事業的發展。而支持粗放的觀點認為：（1）游牧和季節性遷移生產方式是世界上幾乎所有牧業地區（包括我國北方草原地區）牧民千百年來智慧的結晶，符合北方地區草地資源空間分布不均、季節性差異大的特點。而定居高強度的草地畜牧業生產在北方和西北的乾旱地區更容易造成草地的退化；（2）在澳大利亞等國家類似我國西北的內陸乾旱地區也實行粗放的經營方式，並不提倡集約化的生產；（3）大規模的人工草地建設，由於耗費土壤水分，造成土壤干化（魏永勝等，2004）。

實際上，因地制宜，在空間上合理配置集約化和粗放化經營，才是正確的選擇。然而，要做到這一點，尚有許多科學問題有待探討：（1）在氣候的季節和年際波動都很大的我國西北地區，如何合理確定放牧「壓力」，合理計算草地承載力？特別是如何根據草地承載力的時空變化選擇合理的經營方式？（2）如何綜合考慮草地退化的狀況與牧民生計，合理確定經營性草地和保護性草地面積的比例？

四、沙塵暴災害與荒漠化問題

2000年及隨後幾年我國北方地區沙塵暴災害的加劇，引起各界對我國生態狀況的廣泛關注，也是政府增加生態建設工程投入的主要驅動因素之一。然而，近幾年沙塵暴的加劇究竟在多大程度上說是人類活動造成的？或者在多大程度上與荒漠化有關？又在多大程度上說與氣候波動有關？學者們的觀點莫衷一是。

爭論的焦點是沙塵來源和沙塵暴的發展趨勢。關於沙塵的來源，人類活動成因說認為：沙漠中的沙塵含量百分率低，流沙的風沙流中，只有5%的粉砂和粘土。從而推論說沙塵天氣的物質來源為沙漠邊緣的沙漠化土地。氣候波動說則認為，流沙中沙塵含量低並不能否定沙塵天氣的主要物質來源是沙漠，況且沙漠景觀中並不都是流沙，存在大量的細物質。沙漠和戈壁在不斷產生細物質，其機理並未搞清楚。

關於建國後沙塵天氣的發展趨勢，人類活動成因說主要依據媒體報道的強度沙塵天氣在50-90年代間有增加的趨勢；而持氣候波動說的學者則認為這一統計不夠全面。根據北方681個氣象站的記錄，45年(1954-1998)間，三種沙塵天氣（沙塵暴、揚沙、浮塵）都呈現減弱趨勢，只有朱日和、海興兩站例外（周自江，2001）。

對於沙塵來源和沙塵暴形成機制的認識，決定到底應該採取什麼對策和措施，來應對這一自然災害。今後需要重點研究的問題包括：（1）沙漠中細物質產生的機理；（2）粉塵來源的定量監測；（3）統一標準的沙漠化土地變化定期制圖。

五、生態建設中需統籌和協調的深層次問題

大自然是各種要素密切聯系相互作用構成的有機整體，而利用自然資源和生態服務的各方利益不同。統籌和協調產業之間、城鄉之間、上下游之間、自然生態與人類發展之間以及近期利益與長遠利益之間的矛盾和沖突，才能真正走上可持續發展之路。目前，西北地區生態建設中需統籌和協調的深層次問題主要表現在以下幾個方面：

（1）禁牧、退耕政策與農牧民生計的統籌問題。西北地區的農牧區群眾生活一般都比較貧困，農牧業以外的從業機會較少，其生計主要來源於農牧業，即對於生態系統生產力的利用。這註定了農牧業發展與生態保護之間存在矛盾和沖突，特別是在乾旱年份，生產性用地難以維持農牧民的生計，部分地區實施「禁牧」，難度很大。

（2）生態建設措施實施中「一刀切」的問題。西北地區環境復雜，區域差異較大，生態建設應採取因地制宜的措施。然而這在管理上存在難度。許多地區在植樹造林、人工草地的牧草引種、人工草地的栽培方式以及草地的恢復等方面，違反地帶性原則和因地制宜原則，出現「一刀切」的現象，違反自然生態規律，給農林牧業發展帶來損害。

（3）各地區尤其是上下游之間利益的統籌問題。流域是一個上中下游功能互補、相互聯系的整體。然而，在資源尤其是西北地區緊缺的水資源的利用上，在產業發展的環境效應上，流域上下游之間往往存在著利益沖突。沒有流域上下游之間的共同努力，西北地區生態質量的整體提高是不可能的。

（4）涉及生態建設各部門（農、林、水、土、環境）工作的協調問題。大自然是一個整體，任何人類活動對大自然的影響也是多方面的，然而政府對自然環境、資源和生態的管理只能分部門進行。各部門都希望為生態建設多做貢獻，多做工作。有時，自然的綜合性特點與分部門管理之間會出現沖突。例如，對於有些地區，有些生態系統，自然恢復可能是最佳途徑。只有農、林、水、土、環境各部門之間相互協調，才能達到生態保護的目的。

鑒於以上問題，應加強資源環境科學與經濟學和法學的學科交*，加強人地關系的綜合研究。社會科學工作者應在經濟和社會層面上積極探索沖突的根源和關鍵環節，而自然科學工作者應瞄準其中的關鍵自然科學問題，提供准確的評估信息。只有自然科學與社會科學的交*協作，才能找到生態建設有效可行的策略。

個人簡歷：

孫鴻烈,土壤地理與土地資源學家，中科院院士。中國科學院地理科學與資源研究所研究員。1932年生於北京,原藉河南濮陽。1954年北京農業大學土壤農化系畢業，1960年中國科學院沈陽林業土壤研究所研究生畢業。1987年當選為第三世界科學院院士， 1991當選為中國科學院院士。曾任中國科學院副院長、自然資源綜合考察委員會主任，國際科學聯合會（ICSU）副主席，國際科技數據委員會（CODATA）副主席，國際山地綜合開發中心(ICIMOD)主席，中國環境與發展國際合作委員會（CCICED）中方首席專家。現任國家重點基礎研究項目專家顧問組成員、國家重點野外觀測試驗站規劃組長等職。長期從事農業自然資源及區域綜合開發研究，並主持青藏高原綜合科學考察研究工作，取得了一系列為國內外關注的成果，倡導並領導建立了中國生態系統觀測研究網路,把資源環境的研究推向深入階段。1986年獲中國科學院科技進步特等獎；1987年獲國家自然科學一等獎；1989年獲陳嘉庚地球科學獎；1996年獲何梁何利獎。

『柒』 工程地質條件的六要素有哪些

(1) 地層的岩性：是最基本的工程地質因素，包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀專、成岩作用特點、屬變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等。 (2) 地質構造：也是工程地質工作研究的基本對象，包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造，特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂，對地震等災害具有控製作用，因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義。 (3) 水文地質條件：是重要的工程地質因素，包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等。 (4) 地表地質作用：是現代地表地質作用的反映，與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關，主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等，對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大。 (5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代。平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵，這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇。

『捌』 工程地質條件包括哪些因素

(1) 地層的岩性：是最基本的工程地質因素,包括它們的成因、時代、岩性 相關書籍
、產狀版、權成岩作用特點、變質程度、風化特徵、軟弱夾層和接觸帶以及物理力學性質等.(2) 地質構造：也是工程地質工作研究的基本對象,包括褶皺、斷層、節理構造的分布和特徵、地質構造,特別是形成時代新、規模大的優勢斷裂,對地震等災害具有控製作用,因而對建築物的安全穩定、沉降變形等具有重要意義.(3) 水文地質條件：是重要的工程地質因素,包括地下水的成因、埋藏、分布、動態和化學成分等.(4) 地表地質作用：是現代地表地質作用的反映,與建築區地形、氣候、岩性、構造、地下水和地表水作用密切相關,主要包括滑坡、崩塌、岩溶、泥石流、風沙移動、河流沖刷與沉積等,對評價建築物的穩定性和預測工程地質條件的變化意義重大.(5) 地形地貌：地形是指地表高低起伏狀況、山坡陡緩程度與溝谷寬窄及形態特徵等;地貌則說明地形形成的原因、過程和時代.平原區、丘陵區和山嶽地區的地形起伏、土層厚薄和基岩出露情況、地下水埋藏特徵和地表地質作用現象都具有不同的特徵,這些因素都直接影響到建築場地和路線的選擇.

『玖』 工程地質勘察主要學什麼

工程地質條件成因復演化論、區域穩制定性理論和岩體結構控制論。工程地質問題研究,包括活斷層與地震、斜坡工程、地下工程、岩溶、泥石流、地面沉降和滲透變形等。工程地質技術與方法,主要包括工程地質模擬與評價、工程地質勘察、工程地質測試與試驗、工程地質監測與預測和工程地質信息技術。