中國區域水文地質概況
❶ 中國區域地質特徵概述
馬麗芳閔隆瑞丁孝忠
(中國地質科學院地質研究所,北京100037)
摘要中國疆域遼闊,地質構造復雜。40多年來,尤其是近20年來中國在區域地質調查和地學研究方面取得了很大進展,有必要編制一張縱覽全國地質總貌的大型掛圖。1:250萬《中國地質圖》是6張超全開拼幅大掛圖,分中、英文版出版,以促進國際交流。它全面、系統地反映了我國40多年來,尤其是近20年來區域地質調查和地學研究的最新成果,除以各省自治區、直轄市地質志和新編的第二代《中國地質圖集》為基礎資料外,盡可能補充了1990年以來地學部門所取得的最新科研成果和資料,如地層清理和地層典的研究成果等[1,2],資料截止到1996年。因此,該圖全面、清晰地展示我國各時代地質體的展布和區域地質構造特徵的總貌。通過地質圖的編制與研究不僅進一步系統總結和提高了對我國區域地質特徵及地殼發展演化規律的認識,同時也為國土整治與規劃、資源調查、地質災害事件預測和環境保護等項工作提供了必不可少的基礎地質資料。
該圖強調資料性與科學性的緊密結合,以新全球構造理論為主導學術思想,對不同區域的地層、火成岩、構造和變質作用等內容作了時空三維演變發展過程的總結,並汲取了世界各國地質編圖的長處,選擇說明區域構造發展關鍵性地層的沉積類型、火成岩的岩類和岩石組合、變質相組合以突出表示,使圖面在表示內容和表達方式上有所改革和創新。為增加與環境地質、災害地質和全球變化有關的地質信息,改變以往地質圖上只注重老地質體內容的做法,突出和加強第四紀以來的地質信息,反映第四紀地質體的形成過程和外動力條件。為反映上述內容,這次編圖除劃分時代外,還增加了成因類型代號和有關花紋,並標出第四系的等厚線及典型鑽孔位置。圖例是體現圖幅內容的科學性、系統性和邏輯性的標志。該圖打破了傳統的表達方式,首次嘗試按主要構造單元表示圖例,以便更清晰、更全面地反映不同地區三大岩類和地殼運動在時空等三維方面演化的過程。
該圖採用區域地質綜合分析和詳細專題研究相結合的手段,傳統手工編圖和計算機數字制圖技術相結合的新工藝流程,確保了成圖質量和水平;在工作站上採用先進的Intergraph軟體進行地理、地質內容的編輯,使地質圖信息化,並有利於圖件的共享和更新。
關鍵詞區域地質特徵前寒武系侏羅系—白堊系第四系構造分區板塊構造褶皺區(系)
1區域地質編圖概述
區域地質研究是國民經濟建設中具有戰略意義的基礎工作,區域地質圖是衡量一個國家區域地質研究程度和水平的標志。世界上許多經濟發達的國家都將地質圖的編製作為地質調查研究的基本任務之一,並且根據研究程度和新的進展定期地更新全國性的地質圖件。60年代,我國曾在全國1∶100萬套圖編制的基礎上編制了一幅1∶200萬「中華人民共和國地質圖」,後因涉及國界及其它原因未能公開發行。70年代曾編制和公開出版了1∶400萬《中華人民共和國地質圖》。改革開放以來,我國區域地質調查工作有了極大進展,全國1∶100萬區域地質調查已基本完成,1∶20萬綜合區域地質調查工作也完成了陸地面積的70%。1981年起在地質礦產部統一部署下,各省區市都陸續總結和編寫了《區域地質志》及與其相應的系列地質圖件[3~30],而且在此基礎上還綜合編制了1∶500萬《中國地質圖》並出版了相應的說明書[31]。最近幾年,各省區市的地質工作者又通過第二代《中國地質圖集》的編制進一步提高了綜合研究程度[32]。與此同時,隨著新技術、新方法和新理論的廣泛應用,我國地學各領域也獲得了豐碩的科研成果,許多重大的基礎地質問題也都取得了突破性的新認識。但是,至今還沒有一幅縱覽我國地質全貌的大型掛圖。因此,編制一幅1∶250萬比例尺的全國性地質圖是十分必要的;同時,現在編制這樣一幅圖件也是有扎實基礎的。
21∶250萬《中國地質圖》編制特點
在詳細研究和綜合分析資料的基礎上,以准確、清晰、簡明地反映我國區域地質特徵總貌為准則,以新全球構造理論為主導學術思想,區域地質綜合分析方法為手段,本次新版《中國地質圖》編圖工作對不同區域的地層、火成岩、構造和變質作用等內容作了以下幾方面的深入研究和總結:
(1)不同構造單元在各地質時期的沉積組合特點和古地理演化及其與構造的關系;
(2)各區構造運動的發育過程、構造變動的類型及其構造演化的歷程;
(3)各區火成岩活動的性質和特點,及其與構造的關系;
(4)各區變質作用的期次,變質相組合及變質相系的特點,及其與構造的關系。
在此基礎上再進行全國性地層、火成岩、構造和變質作用的橫向分析對比與總結。
2.1地層
一般表示到統或階(組),研究程度較低或緊密褶皺區可以表示到系或群,甚至跨統或跨系。地層的劃分考慮了國際和國內的現狀進行劃分對比。地層的年齡值除國內已有比較確切的年齡值外,基本參照國際通用地質年代表。前寒武系的劃分對比一直是我國研究的重點,最近幾年來相繼在冀東發現了我國最古老的表殼岩曹庄群和鞍山附近花崗質古陸殼的殘塊。因此,將太古宇暫以3500Ma和3000Ma為界三分,包括古太古界、中太古界、新太古界。元古宇與太古宇以2500Ma分界。這些年齡數據只代表大致的分界年齡。本圖前寒武系的劃分對比見表1。
早寒武世仍以Anabarities trisulcatus帶作為底界;奧陶系四分,宜昌統(O1)與揚子統(O2)的分界置於大灣階含Azygograptus suecicus筆石帶底界;志留系亦四分,將原上志留統中含牙形石Ozarkodina remscheidensis eosteinhornensis帶的地層劃歸普里多利期,以S4表示,含Polygnathoides siluricus帶的劃歸拉德洛期,以S3表示;石炭系二分,上、下統界線劃在Eumorphoceras和Homoceras帶之間;與二疊系的界線劃在290Ma,即格舍爾期與阿瑟爾期之間;考慮國際上目前白堊系仍然二分,本圖亦採用二分,界線仍在阿爾必階和賽諾曼階之間。具體到我國東部侏羅系—白堊系陸相地層的劃分也是長期有爭議的問題。最近,隨著生物化石研究的進展和同位素年齡測定精度的提高,東部含熱河動物群地層時代的歸屬逐漸明朗,遼西北票地區原始鳥類化石的發現,也為這些地層時代的確定提供了新的證據,考慮到資料來源及認識的不統一,本圖將九佛堂組—阜新組均劃歸下白堊統,有爭議的義縣組以J3-K1表示。詳細劃分對比見表2。
表1中國前寒武系劃分對比簡表
第四系一般劃分為更新統(Qp)和全新統(Qh),對大面積第四系發育區盡可能區分出下更新統(Q1)、中更新統(Q2)、上更新統(Q3)。第四系在我國非常發育,占陸地面積的四分之一。尤其是近年來對全球變化、環境地質、青藏高原的抬升以及古人類的研究已引起廣泛的關注。第四紀已有古人類的活動,根據最近的研究,其底界為2.48Ma。主要依據有:①華北泥河灣組中含Equus sanmeniensis(三門馬),Proboscidipparion sinensis(長鼻三趾馬)等和雲南元謀組中含Rhinoceros sinensis(中國犀),Equus yunnansis(雲南馬)等均為早更新世典型代表分子;②中國黃土的底界年齡為2.48Ma。黃土和古土壤系列氣候期可以與深海沉積物氧同位素氣候期對比(圖1)。
除太古宇、第四系和變質較深的地層外,為了有助於說明不同區域的研究程度和地殼發展歷史,要求在圖上選擇以下幾種關鍵性的、對說明區域構造發展有代表性的沉積類型加以表示:①代表穩定型的海綠石石英砂岩或碳酸鹽台地沉積;②代表活動型放射蟲硅質岩或深水濁積岩;③代表造山後的磨拉石粗碎屑沉積。火山岩類物質是區分穩定型和非穩定型的重要標志之一,上新世以前的火山岩由所屬時代地層用岩相界線圈出再加不同花紋表示其岩石類型。
為了更確切地反映第四紀地質體的形成過程和外動力條件,要求圖面上除劃分時代外,還需加成因類型代號。主要的成因類型有:殘坡積(eld)、冰磧(g)、冰水沉積(gf)、洪積(P)、沖洪積(fp)、沖積(f)、湖積(1)、沖湖積(fl)、海積(m)、沖海積(fm)、黃土(L)、風積(e)、生物堆積(b)、化學沉積(c)。成因類型代號寫在第四系代號右上角,如Qp1。在面積較大的第四紀地質體中要求表示與構造、氣候關系密切的成因類型花紋,計有:冰磧、風成砂、黃土、沖洪積、洪積、海積、沖海積等。同時,為了反映大面積第四系覆蓋區的基底概況,標出第四系的等厚線及典型鑽孔位置,並在鑽孔位置旁標出第四系厚度和下伏岩層時代,如
200m[33]。
2.2火成岩
火成岩一般按岩石化學成分和礦物成分劃分成超鎂鐵質岩類、鎂鐵質岩類、中性岩類、酸性岩類和過鹼性岩類等5大類,又按其產狀分成深成岩、淺成岩、潛火山岩和火山岩4類。詳細分類見火成岩分類表。潛火山岩一律按岩體處理,但為了突出其與火山岩的密切關系,再加相應火山岩類的花紋,這樣也解決了我國南方一些與火山岩關系密切的、具潛火山岩的性質的酸性和中性超淺成岩體的表示方法問題。為了突出與環境地質和災害地質有關的信息,該圖將上新世(含上新世)以來的火山岩及時代不明的火山岩均按岩體表示。
2.3變質岩
在變質岩發育區要求在圖面上區分出變質相。變質相劃分為綠片岩相、角閃岩相和麻粒岩相,分別用三種花紋表示。總之,變質相的花紋方向代表該地區片理和片麻理方向。另外,根據現有研究資料盡可能表示超高壓、高壓變質帶,動力變質帶和藍閃石片岩帶。
2.4構造
以清晰地反映區域構造特徵為目的,地質體的展布應符合客觀實際,接觸關系要表示清楚。對境內的主要斷裂要區分其性質,是平移、逆沖還是拉張的;不同時期構造運動所形成的斷裂方向及其相互間的切割關系要充分注意,並在圖上准確表示。為有助於全區地質構造的分析,對大型盆地、第四紀大面積覆蓋區下的主要隱伏斷裂亦加以表示。此外,在圖上盡量表示出構造窗、飛來峰、韌性剪切帶等。
表2中國東部侏羅系—白堊系劃分對比簡表
圖1中國黃土-古土壤系列氣候演化略圖
3中國區域地質特徵
中國大陸是在西伯利亞板塊、華北板塊、塔里木板塊、揚子板塊、華南板塊、印度板塊和太平洋板塊等長期相互作用下逐漸發展演化而成。其中華北板塊、塔里木板塊、揚子板塊和華南板塊是構成中國大陸的主體。根據沉積組合、岩漿活動、變質作用和構造運動等時空發育的總體特徵,中國大陸大致又可以劃分成地台區和褶皺區兩大類。地台區有華北地台、塔里木地台和揚子地台。褶皺區有準噶爾-內蒙古-興安嶺褶皺區、昆侖-秦嶺褶皺系、青藏-滇西褶皺區、岡底斯-喜馬拉雅褶皺區、華南褶皺區、完達山褶皺系、台灣褶皺系和南海褶皺區等(圖2)。
圖2中國大地構造分區略圖
(1)華北地台:構成華北板塊的主體,是呂梁運動後即已基本固結的穩定地塊。其太古宇是目前我國出露最全和發育最完整的地區,並已證實此時已有一些陸核存在。中新元古界主要由海相碎屑岩和鎂質碳酸鹽岩組成,發育在地台內部的裂陷帶內,在震旦紀晚期於地台西、南部發育冰磧岩。中奧陶世後,地台主體缺失晚奧陶世到早石炭世的沉積物。上石炭統—下二疊統為海陸交互相煤系地層,晚二疊世後進入陸相沉積。侏羅紀開始,受太平洋板塊的影響,在太行山以東廣泛發育燕山期的侵入岩和火山岩。內蒙古南部蘇尼特旗至西拉木倫河以南是華北地台的北緣,主要為加里東褶皺帶。西南的柴達木地塊可能是新元古代晚期從華北地台西南緣分裂出來的塊體。祁連山加里東褶皺帶即是此時形成的海槽,於志留紀晚期褶皺隆起,中泥盆世堆積的磨拉石說明柴達木地塊於此時已與華北地台形成統一的大陸地殼區。
(2)塔里木地台:固結於850Ma的晉寧運動。第三紀以來,隨著青藏高原和天山的大幅度隆升,塔里木相對下沉形成了我國最大的內陸盆地。其基底埋深約8~10km,西部隆起,東部為疊加式斷陷。最老的岩層為中太古界—古元古界[34],震旦系以發育冰磧岩為特徵,下古生界生物化石與揚子地台頗為接近,上二疊統全部為陸相沉積。中生界主要為山間盆地或山前坳陷型沉積,但盆地西部出現海相。老第三系在西部也為海相或潟湖相沉積,盆地四周有呂梁期和華力西期為主的中酸性、基性和超基性岩類的侵入,南緣還有喜馬拉雅期的火山噴發[35]。
(3)揚子地台:以山陽-桐城斷裂與秦嶺褶皺系相鄰,西以龍門山-紅河斷裂帶與青藏-滇西褶皺區分界,東南則以紹興-江山斷裂與華南褶皺系相接。該地台形成於晉寧運動後,但根據最近資料,川南康定群有2957Ma的年齡值,另外還有一批大於1700Ma的年齡數據,說明其中有些是呂梁運動固結的穩定區。鄂西的崆嶺群已解體為新太故界東沖河組和古元古界水月寺岩群。震旦系—中三疊統是典型蓋層沉積,其中湖北三峽是震旦系—寒武系的層型剖面之一。地台邊緣除有元古宙、古生代和中生代的中酸性、基性、超基性岩類侵入外,地台內部還有過鹼性岩類侵入。
(4)准噶爾-內蒙古-興安嶺褶皺區:是西伯利亞板塊、塔里木板塊和華北板塊之間占亞洲陸緣增生褶皺帶的一部分,總體呈近東西向弧形展布,其中還散布著准噶爾、錫林浩特、佳木斯、額爾古納等小型地塊。陸緣的增生演化主要發生在加里東期和華力西早期。阿爾泰-額爾古納褶皺帶即是一條加里東褶皺帶。早石炭世,西伯利亞板塊與塔里木-華北板塊碰撞對接,致使區內褶皺斷裂發育,岩漿活動強烈,變質作用類型復雜多樣,構成我國重要的古生代構造岩漿帶。華力西期以後,西段受西伯利亞板塊、哈薩克板塊和印度板塊的擠壓,形成山鏈與盆地相間的構造構局,並伴有一系列逆沖推覆與大型走滑斷裂;東段除受西伯利亞板塊影響外,還多次受來自東南太平洋板塊的推擠,呈現EW向構造與NE、NNE向構造相互復合的構造格局。准噶爾屬穩定型內陸盆地,地層發育較全,主要為河湖相碎屑和煤系沉積;松遼盆地是從晚侏羅世發展起來的裂陷盆地。該區東部受太平洋板塊的影響,從燕山期開始發育了一系列大小不等的斷陷型含煤盆地和沉積-火山岩盆地。燕山中期有強烈的火山活動和大規模的中酸性岩漿侵位。
(5)昆侖-秦嶺褶皺系:是介於塔里木板塊、華北板塊和揚子板塊之間的一條消減帶,也是上述南北兩板塊之間的結合帶。因此,該系內部組成和構造非常復雜,尚有許多地質問題有待進一步查明。根據現有資料,它是晉寧、加里東、華力西、印支等造山運動所形成的復合造山帶。東段被郯廬斷裂帶截切,且平移到膠南,走向轉為NEE向;西段被阿爾金斷裂所截。昆侖褶皺系可以康西瓦—中昆侖斷裂劃分成南北兩部分。北昆侖是一條華力西褶皺帶,南昆侖是一條華力西、印支褶皺帶。伴隨華力西期中昆侖的疊接有中酸性、基性—超基性岩類的侵入活動。中三疊統仍保持島弧海環境,隨著古特提斯洋北支在中三疊世的閉合、造山,上三疊統出現夾陸相火山岩的磨拉石堆積,並不整合在前期地層之上,生物群已屬特提斯型。其後的侏羅系—白堊系均為陸相小型盆地沉積。燕山期和喜馬拉雅期是其推覆、走滑和隆起的主要構造變動時期。秦嶺褶皺系位於華北板塊和揚子板塊之間,以商丹斷裂帶作為南北秦嶺的分界。北秦嶺為加里東期造山帶,基底由新太古界和古元古界變質岩系組成,其上被中新元古界深水火山-沉積岩所覆蓋;寒武奧陶系仍為活動型火山-沉積岩系,含放射蟲硅質岩,並有數條蛇綠岩帶侵位於上述岩系之中。伴隨加里東末期至華力西早期的造山作用,此帶還有大量花崗岩類侵位。南秦嶺是華力西、印支褶皺帶。新太古界—中元古界構成該帶的基底,近來研究證實,基底與蓋層之間存在一條大的韌性滑脫剪切帶,同時伴有大量印支期花崗岩類的侵入。晚三疊世以後受古太平洋板塊向NNW方向的移動,致使秦嶺到大別山一帶繼續發生逆沖、滑脫和推覆。並有人認為,大別山群之下有年輕地層存在。
(6)青藏-滇西褶皺區:北以修溝—瑪沁斷裂與昆侖褶皺系分界,南以班公湖—怒江斷裂帶與岡底斯-喜馬拉雅褶皺區相接。該區由巴顏喀拉褶皺系和唐古拉褶皺系,以及若干中間地塊、推覆構造、蛇綠岩帶、混雜岩帶和構造岩漿岩帶所組成。兩個褶皺系之間以可可西里—金沙江斷裂帶分界。巴顏喀拉褶皺系原屬揚子板塊西部邊緣,是在晚古生代初期從揚子大陸開裂離散出來所形成的印支褶皺系。在巨厚的三疊系濁積岩之下有前古生代結晶基底的殘塊;震旦系—下古生界為一套夾火山岩的碎屑岩、碳酸鹽岩沉積,其生物特徵接近揚子區;泥盆系為穩定型碳酸鹽台地和台地邊緣沉積為主,晚石炭世開始受古特提斯洋的影響靠近東昆侖和金沙江一帶發育活動型火山-沉積岩系,其餘廣大地區仍屬穩定型沉積。二疊紀開始由穩定逐漸轉為活動,並有大量中基性火山噴發。早中三疊世該區隨著金沙江帶的打開而向北推移,同時接受了一套濁流沉積和混雜堆積;晚三疊世該區與北面的歐亞大陸拼合而褶皺成山。唐古拉褶皺系主要由上三疊統—侏羅系構成的褶皺帶、逆沖斷裂帶和蛇綠岩帶組成,並有一系列花崗岩類岩體貫穿其中。在巨厚的蓋層之下可能存在前寒武紀基底,晚三疊世金沙江向南俯沖、閉合,唐古拉褶皺系與巴顏喀拉褶皺系拼接在一起。侏羅紀時,南部為陸相沉積,北部為海相沉積。陸相沉積的白堊系不整合其上。
(7)岡底斯-喜馬拉雅褶皺區:是岡瓦納大陸北緣分離出來的一部分,可以雅魯藏布江帶為界劃分成岡底斯-念青唐古拉褶皺系和喜馬拉雅褶皺系。岡底斯-念青唐古拉褶皺系是燕山晚期褶皺系。其基底為元古宇的變質岩群,奧陶系—志留系為陸表海碳酸鹽和碎屑沉積,在雲南變質岩系之上直接被泥盆系所覆蓋。晚古生代出現具岡瓦納特徵的冰海沉積和冷水動物群。中生代分異明顯,三疊系具大陸邊緣裂陷槽特點,侏羅紀開始出現溝-弧-盆體系,沉積了巨厚的濁積岩,含大量超鎂鐵質岩-鎂鐵質岩、放射蟲硅質岩和混雜岩塊。著名的岡底斯火山-岩漿弧形成於燕山晚期和喜馬拉雅早期。喜馬拉雅褶皺系是新生代褶皺系,南以主邊界斷裂與印度地台相接。前寒武系結晶基底之上為一大套古生代碳酸鹽岩夾碎屑岩的地台蓋層沉積。二疊紀末、三疊紀初隨著雅魯藏布江特提斯海域的打開,在雅魯藏布江一帶發育活動型沉積,並有火山岩和外來岩塊。侏羅紀—早白堊世在喜馬拉雅一帶仍以陸棚細碎屑-碳酸鹽沉積為主,而至雅魯藏布江處則為深海洋盆的火山岩-含放射蟲硅質岩。晚白堊世印度板塊向北漂移,特提斯海逐漸關閉出現雅魯藏布江蛇綠岩帶。
(8)華南褶皺區:主體屬加里東褶皺系,但受到華力西期、印支期,特別是燕山期構造岩漿活動的強烈影響,呈現多期構造相互疊加的復合構造格局。最早的岩石有中新元古界陳蔡群,震旦系—志留系以濁流沉積為主,經加里東運動褶皺和變質,伴有花崗岩類的侵入,與中新元古界一起形成了褶皺系的基底。泥盆系—中三疊統為地台型碳酸鹽岩夾砂頁岩和煤系地層,印支運動使其褶皺,並伴有花崗岩類的侵入,晚三疊世到新第三紀受太平洋板塊的影響,形成了一系列NE或NNE方向的斷陷盆地,伴有強烈的構造作用和岩漿活動。
(9)完達山褶皺系:屬錫霍特阿林褶皺帶的一部分,是晚侏羅世—早白堊世沿亞洲大陸東緣形成的陸緣增生帶。主要由石炭系—二疊系的灰岩和綠片岩、中上三疊統含放射蟲硅質岩、濁積岩、混雜岩,以及下中侏羅統的碎屑岩和火山岩組成。這些岩層有的以外來岩塊出現在晚侏羅世地層中。該區逆沖、推覆構造十分復雜,並有印支期和燕山期的花崗岩類侵位。
(10)台灣褶皺系:是西太平洋島弧褶皺系的組成部分。該系可以台東大縱谷帶為界劃分成台西中央山脈褶皺帶和台東的海岸山脈褶皺帶。後者與菲律賓的呂宋島弧相聯,屬菲律賓海板塊;前者的中央山脈與北面的釣魚島隆起相接,屬歐亞板塊,大縱谷帶是一條菲律賓海板塊和歐亞板塊的地殼對接帶。中央山脈褶皺帶包括台灣島大部分和台灣海峽東部。主要為厚達萬米的第三紀濁積岩沉積。在大南澳變質帶中有玉里和太魯閣為代表的雙變質帶,前者有多期蛇綠混雜岩分布,後者捲入有屬於華南區的石炭系—二疊系岩塊。該帶西部是第三紀晚期—第四紀初期形成的坳陷帶,大部分為第四系所覆蓋。海岸山脈帶主要為第三紀碎屑岩、島弧火山岩組成,又可分東西兩部分。東部主要由中新世奇美火山岩和上新世至更新世濁積岩組成。東南側上新世的利吉蛇綠混雜岩帶為菲律賓海板塊俯沖碰撞時帶來的洋殼物質[36]。
(11)南海褶皺區:屬印支地塊的一部分,曾經歷了古生代—中生代多次拼貼增生和新生代解體離散的復雜過程。海南島三亞地區的寒武系—奧陶系為穩定型碎屑和碳酸鹽沉積,中寒武統所含三葉蟲等化石與澳大利亞的Currant Bush組所含化石極其相似,同時在西沙群島曾鑽遇到前寒武系基底,這些資料說明早古生代時期該區曾與澳大利亞同屬於南大陸,具地塊性質。華力西期—印支期是南大陸解體離散和北大陸拼貼增生階段,從該區晚古生代的生物群已具岡瓦納冷水生物區與特提斯暖水生物區之間的過渡生物區性質可表明此時已從南大陸裂離出來。印支運動實質上反映了古特提斯海的消亡和滇-緬-泰與印支及華南陸塊三者碰撞過程,印支期後整個東亞已拼合成統一陸塊。南海的擴張起始於白堊紀末—古新世早期(63~70Ma),與印度陸塊與歐亞大陸碰撞密切相關,南海中部即中央海盆地區,具一般大洋地殼的三層結構(沉積層、大洋層2和大洋層3),北緯14°30′~15°30′之間近東西向分布的海山鏈即為殘留中心,直到上新世末—更新世初南海才與太平洋完全分開,形成現今的邊緣海性質。
參考文獻
[1]程裕淇等.中國區域地質概論.地質出版社,1994.
[2]《中國地層典》編委會.《中國地層典》.地質出版社,1996.
[3]江蘇省地質礦產局.江蘇省及上海市區域地質志.地質出版社,1984.
[4]江西省地質礦產局.江西省區域地質志.地質出版社,1984.
[5]廣西壯族自治區地質礦產局.廣西壯族自治區區域地質志.地質出版社,1984.
[6]福建省地質礦產局.福建省區域地質志.地質出版社,1985.
[7]安徽省地質礦產局.安徽省區域地質志.地質出版社,1987.
[8]貴州省地質礦產局.貴州省區域地質志.地質出版社,1987.
[9]湖南省地質礦產局.湖南省區域地質志.地質出版社,1988.
[10]廣東省地質礦產局.廣東省區域地質志.地質出版社,1988.
[11]吉林省地質礦產局.吉林省區域地質志.地質出版社,1988.
[12]浙江省地質礦產局.浙江省區域地質志.地質出版社,1989.
[13]陝西省地質礦產局.陝西省區域地質志.地質出版社,1989.
[14]遼寧省地質礦產局.遼寧省區域地質志.地質出版社,1989.
[15]河北省地質礦產局.河北省區域地質志.地質出版社,1989.
[16]河南省地質礦產局.河南省區域地質志.地質出版社,1989.
[17]山西省地質礦產局.山西省區域地質志.地質出版社,1989.
[18]甘肅省地質礦產局.甘肅省區域地質志.地質出版社,1989.
[19]湖北省地質礦產局.湖北省區域地質志.地質出版社,1990.
[20]雲南省地質礦產局.雲南省區域地質志.地質出版社,1990.
[21]寧夏回族自治區地質礦產局.寧夏回族自治區區域地質志.地質出版社,1990.
[22]四川省地質礦產局.四川省區域地質志.地質出版社,1991.
[23]青海省地質礦產局.青海省區域地質志.地質出版社,1991.
[24]內蒙古自治區地質礦產局.內蒙古自治區區域地質志.地質出版社,1991.
[25]山東省地質礦產局.山東省區域地質志.地質出版社,1991.
[26]北京市地質礦產局.北京市區域地質志.地質出版社,1991.
[27]福建省地質礦產局.台灣省區域地質志.地質出版社,1992.
[28]西藏自治區地質礦產局.西藏自治區區域地質志.地質出版社,1993.
[29]新疆維吾爾自治區地質礦產局.新疆維吾爾自治區區域地質志.地質出版社,1993.
[30]黑龍江省地質礦產局.黑龍江省區域地質志.地質出版社,1993.
[31]程裕淇等.1∶500萬《中國地質圖》(附《說明書》).地質出版社,1990.
[32]馬麗芳等.中國地質圖集,地質出版社(出版中).
[33]張宗祜主編.1:2500000中華人民共和國及其毗鄰海區第四紀地質圖.中國地圖出版社,1990.
[34]胡藹琴,格雷姆·羅傑斯.新疆塔里木北緣首次發現30億年的岩石.科學通報,1992,37,7.
[35]陳哲夫,吳乃元等.中國新疆維吾爾自治區地質圖.地質出版社,1985.
[36]何春蓀.台灣地質概論.「經濟部中央地質調查所」出版,1986.
❷ 水文地質學發展概況及展望
水文地質學是一門比較年輕的自然學科,它是人們在不斷利用地下水資源,以及同地下水危害作斗爭的過程中逐步發展起來的。隨著生產的發展,水文地質學在20世紀的20~30年代,才成為一門獨立的學科。
我國是世界上最早利用地下水的國家之一,早在5000多年前就知道鑿井取水。大約在3000多年以前,我國農業已有相當發展,有關利用地下水的記載已很多。先秦的《擊壤歌》中說:「日出而作,日入而息,鑿井而飲,耕田而食。」說明當時已有了鑿井利用地下水的知識。2500多年前,我們的祖先就已經知道利用土壤及植物的各種標志來尋找地下水,並推斷地下水的埋藏深度及水質好壞。在秦代,在四川自貢,人們用竹製工具在堅硬基岩中鑿井深達百餘米取鹵水煮鹽,這是世界上最早的自流井,比法國的自流井利用要早1500年。事實充分說明,我國古代勞動人民在生產實踐中積累了豐富的地下水知識。
在國外,水文地質學首先是在歐洲發展起來的。17世紀,歐洲資本主義興起,新的生產關系有力地促進了生產力的向前發展,18世紀60年代的工業革命,更促進了科學技術的發展,至此,人們通過廣泛的試驗及觀測,有關地下水的形成、運動等理論,與所有自然科學一樣逐步建立起來。直到20世紀初,由於近代自然科學的發展,使水文地質學發展成了一門綜合性學科。
新中國成立以後,隨著國民經濟的恢復和第一個五年計劃的提出,對水文地質工作提出了迫切的要求。如新建和擴建城市的供水,礦山的排水,以及一些水利工程建設中的許多水文地質問題等。為此,我國在新中國成立後的五六年內,迅速地建立了水文地質學科,培養出了新中國第一代水文地質工作者。隨著建設事業的發展,這支隊伍不斷發展壯大。廣大水文地質工作者結合我國各項建設事業開展了地下水的科學研究,如地下水的形成條件,水量評價及水質研究,地下水動態長期觀測工作等。到20世紀60年代初,我國水文地質工作者在地下水形成、地下水運動、地下水化學以及地下熱水等方面的研究都有許多創見,為城市、工礦企業、農業、鐵路等供水,礦山及工程建築等地區的排水,許多水利水電建設,水化學找礦等,提供了水文地質資料,保證了國民經濟各部門的發展。20世紀70年代初,特別加強了山區水文地質工作,開展了對裂隙水及岩溶水的調查研究,廣泛地將地質力學的理論應用到找水工作中來,為山區地下水的普查和勘探做出了貢獻。另外,在全國范圍內進行了不同比例尺的區域水文地質普查工作。1995年以來,實施了西北地區找水特別計劃和西南貧困岩溶山區扶貧找水計劃。2001年和2002年,又分別實施了西部嚴重缺水地區地下水緊急勘察工程和地下水勘察示範工程。「十五」計劃期間,在全國開展了新一輪地下水潛力調查工作,建立了全國主要地下水系統空間資料庫。隨著水資源短缺和環境惡化等問題的出現,自20世紀80年代中期開始,我國開展了地下水資源管理工作。目前,地下水資源管理已從單純水力模型發展到經濟管理模型、地下水與地表水聯合調度管理模型等。
在水文地質研究方法和技術手段方面,20世紀50年代,一些科學技術發達的國家,普遍採用了現代化的手段來研究水文地質問題,先後出現了電網路模擬、數值模擬等計算手段。20世紀60年代,同位素技術開始用於解決某些水文地質問題。隨後,數學地質方法與遙感技術(RS)也開始引入水文地質學。近年來,能夠有效處理大量空間信息的計算機軟體系統———地理信息系統(GIS),以及全球定位系統(GPS)技術,已逐步廣泛地被應用到水文地質工作中。水文地質的研究手段正在向多樣化、綜合化方向發展,新理論和新技術的應用,會使水文地質研究向信息化、數字化邁進。
綜上所述,水文地質學以1856年達西定律的建立為標志,在150年的時間里得到了迅速發展。關於當代水文地質學的發展趨勢,張人權等人提出以下看法:①核心課題轉移:找水水文地質學→資源水文地質學→生態環境水文地質學。②研究視野擴展:含水層的局部→整個含水層→地下水系統→水文系統→生態環境系統→技術-社會系統。③研究目標改變:由局部性的問題轉向全局性的課題,由當前的問題轉向長期的可持續發展課題,由解決具體生產問題,轉向構建人與自然協調的、良性循環的地下水系統、水文系統、地質環境系統與生態系統。④研究內容擴展:從地下水的水量研究為主,轉向水量與水質的研究並重;從狹義地下水(飽水帶水)的研究,擴大到廣義地下水(含飽水帶與包氣帶水),乃至地下水圈的研究。⑤研究思路的改變:對現象的規律性為主的研究,已經不能滿足需要,要求從成生角度,加強過程與機理研究的比重。⑥多學科交叉滲透成為主流:傳統意義上純粹的水文地質學正在消亡,地下水科學與其他自然科學以及社會科學交叉滲透,以多學科方式研究與處理問題,正在成為主流。⑦服務方式轉變:水文地質學的服務對象大大擴展,服務方式發生了很大改變,如何使水文地質工作成果轉化為生產力,已經成為一個急需解決的重大課題。
復習思考題
1.水文地質學研究的對象、任務是什麼?
2.水文地質學在國民經濟建設中的作用如何?與水文地質相關專業的學生為什麼應掌握水文地質學的基本理論知識和技能?
3.試說明地下水的功能。
❸ 地質及水文地質概況
一、地質構造
研究區地處臨清台陷(
)中的晉縣斷凹。西北部為五台台拱的阜平穹褶束,西南部為太行拱斷束(
)中的贊皇穹斷束(
),東北部為狼牙山凹褶斷束(
)和保定斷凹(
),東南部為寧晉斷凹(
)(圖2-2)。
圖2-2 區域地質構造簡圖
(據中國地質調查工作項目「石家莊-西柏坡經濟區地質環境調查」)
1—Ⅱ級構造單元界線及編號;2—Ⅲ級構造單元界線及編號;3—Ⅳ級構造單元界線及編號;4—工作區范圍
晉縣斷凹的走向NNE,蓋層包括第四系、新近系和古近系,最大厚度5500m,蓋層下伏基岩為中生界。
根據斷裂的規模,區內斷裂分為三級:一級斷裂為紫荊關深斷裂帶和太行山前深斷裂帶。紫荊關深斷裂帶在太行山段為紫荊關-靈山斷裂。自北而南,太行山前深斷裂帶包括懷柔-淶水、定興-石家莊、邢台-安陽等三條主幹斷裂。定興-石家莊深斷裂的南端和邢台-安陽深斷裂的北端,位於本研究區內。二級斷裂主要有正定東斷裂、北席斷裂、藁城西斷裂、藁城東斷裂、晉縣斷裂和高遷斷裂等。三級斷裂,主要有古運糧河-牛山-鄭村、同閣-百尺桿、良都店-鹿泉-大河和吳家窯-黃峪斷裂帶等。
二、地層
研究區新生界以下基岩以石炭系、二疊系、侏羅系和白堊系為主,局部分布有古元古界變質岩系及寒武系、奧陶系。基岩之上為巨厚的新生界鬆散堆積物覆蓋,堆積物厚度自西向東由薄變厚。
1.太古宇
太古宇厚度達萬米以上。由一套麻粒岩相至角閃岩相的深變質岩組成,在太行山山前斷裂以西山區及丘陵區出露地表,其他地段則主要掩埋於元古宇、古生界以下;太行山山前斷裂以東則掩埋在平原區深部。
2.古元古界
古元古界地層厚度4000m以上,岩性為甘陶河群板岩、長石石英砂岩、白雲岩、蝕變安山岩等,與上覆中元古界呈不整合接觸。在太行山山前斷裂以西主要出露於鹿泉市區以南-封龍山一帶的山區,山前地帶隱伏分布在200m以下,其他地段掩埋於中新元古界、古生界以下;太行山山前斷裂以東則主要掩埋在平原區深部。
3.中新元古界
中元古界長城系厚度600m,上部為灰色白雲岩、泥質白雲岩,下部為灰綠色泥岩等;薊縣系厚度550m,岩性為淺灰色、灰色、灰褐色白雲岩、硅質白雲岩。在太行山山前斷裂以西,僅見長城系,主要分布在鹿泉市九里山山前地帶,隱伏於40m以下;太行山山前斷裂以東,掩埋於平原區深部。
4.古生界
寒武系厚度介於420~700m之間,下部為灰黃色、灰色、紅色泥岩、頁岩夾白雲岩、灰岩;中部為泥頁岩、淺灰色鮞狀灰岩、灰岩;上部為灰色、灰褐色竹葉狀灰岩和白雲岩。奧陶系厚度介於650~900m之間,下部為灰黃色、灰色白雲岩、灰岩;上部為淺灰色、灰褐色灰岩、泥質灰岩,石膏層發育,是基岩主要儲水層。石炭系厚度不大於320m,中石炭統底部為一明顯剝蝕面,常見一層赤鐵礦或為鐵質頁岩所代替,下部灰色、灰紫色鮞狀鋁土頁岩,夾透鏡體鋁土礦;上部為淺灰、深灰色砂質頁岩。上石炭統為砂質頁岩及頁岩,夾石英砂岩、薄層緻密灰岩,有5層煤,穩定可采,底部為中粒石英砂岩。二疊系厚度介於150~850m之間,本區只有中二疊統,主要岩性為砂頁岩,底部為褐色砂礫岩。
古生界在太行山山前斷裂以西,北部缺失上古生界石炭系、二疊系,下古生界寒武系、奧陶系主要分布於鹿泉市九里山一帶,九里山山前地帶隱伏於150m以下。南部主要分布於封龍山山前地帶,隱伏於300m以下。太行山山前斷裂以東,主要掩埋在平原區深部,無極藁城低凸起內部分地段缺失石炭系和二疊系。
5.中生界
侏羅系厚度介於100~500m之間,岩性為棕灰、灰紫色火山岩夾砂岩、泥岩。白堊系厚度介於100~2650m之間,岩性上部為紫紅、灰綠、灰黑色泥岩、泥灰岩與砂岩互層,下部為砂礫岩及少量紫紅色泥岩。中生界在太行山山前斷裂以西缺失。太行山山前斷裂以東,隱伏新生界以下,凸起區薄,局部地段缺失,正定東部的凹陷中心厚度達3000m以上。
6.新生界
古近系孔店組為一套河流-湖泊相沉積,靠近山前地帶,一般沙四段與孔店組分不開,不整合於中生界及其以前的地層之上,岩性以棕紅色泥岩、砂礫岩為主。沙河街組的第四段,主要岩性為紅色泥岩與砂岩互層,底部為含礫砂岩,厚度介於22~230m之間,沙三段本區缺失。沙二段厚度介於200~450m之間,是一套下粗上細、以紅色碎屑岩為主的沉積。沙一段厚度在300~500m之間,淺湖-濱湖相泥岩為主,間夾數層生物灰岩、白雲岩、泥灰岩等。東營組厚度介於86~394m之間,為一套河湖相沉積,岩性上部紫紅色、灰綠色泥岩與灰白色泥岩互層,下部為泥岩與砂岩互層,中部以具含螺泥岩為特徵。古近系在太行山山前斷裂以西缺失,在太行山山前斷裂以東廣泛分布,厚度介於100~850m之間,凸起區薄,凹陷區厚,凹陷中心厚度達1800m以上。
新近系的館陶組厚度介於100~280m之間,為一套河流相沉積,岩性為棕紅色泥岩夾灰色、灰白色砂岩、礫岩互層。明化鎮組厚度介於100~700m之間,為一套河流相沉積,岩性以灰綠色、棕黃色泥岩與棕黃色砂岩互層為主。
第四系堆積物成因類型、厚度與展布方向受基底構造、古地理、古氣候的控制與影響。研究區沉積物的成因主要是河流的洪積、沖積作用形成。各沖洪積扇及本區東部局部地帶,有零星湖積及淺水窪地沉積。沉積物由東向西逐漸變厚,顆粒上部和下部較細,中部較粗。
第四系由新至老,概況如下:
全新統:在研究區西部,厚度介於5~10m之間,東部厚度介於10~30m之間。岩性一般以灰黃、黃灰色為主,次為深灰色及灰黑色的亞砂土、粉細砂及部分礫石。西北部粒度較粗,為中、粗砂,南、中部粒度較細,為亞砂土、亞黏土,且夾有淤積層,砂層很薄,多為粉細砂透鏡體。
上更新統:自西向東底板埋深20~160m,西部山前地帶較淺,一般小於20m,東部最大埋深達205m,岩層厚度一般在50~100m之間,岩性以棕黃色黏土為主;次為淺黃色及灰黃色的亞砂土及不同粒度的中粗砂、砂卵礫石。
中更新統:屬於沖積、洪積及湖積相。西部山前地帶底板埋深介於40~200m之間,厚度160m,東部埋深介於280~440m之間。岩性為棕紅、棕黃色夾銹黃色砂卵礫石、砂及黏土。
下更新統:位於京廣鐵路以西,底板埋深介於180~300m之間,厚度介於72~120m之間。辛集、深澤一帶,埋深大於420m,厚度介於150~170m之間,岩性以棕紅、棕褐色為主,下部夾紫色、灰綠色的中粗砂、中細砂及亞黏土、黏土,砂層風化嚴重,呈半固結狀。
三、水文地質條件
研究區第四系含水介質是一個幾何形態復雜、多種類型疊加的含水層組結構,它是由多層交疊、縱橫交錯的砂、礫層以及間以黏土層構成的孔隙含水組,一般在垂向上缺少較大面積分布的、具有一定空間厚度的細粒堆積物,富水性和透水性良好。前人根據Qh、Qp3、Qp2和Qp1地層,相應劃分為第I、II、III和IV含水層。即全新統含水層、上更新統含水層、中更新統含水層和下更新統含水層。其中第III和IV含水層為承壓水,但是,由於大量泥包礫,富水性差。在太行山山前平原,混合開采鑽井取水,造成第I、II含水層組之間水力聯系密切,統稱為「淺層地下水系統」。淺層地下水是石家莊地區主開采層位。因此,本研究側重石家莊地區淺層地下水系統(圖2-3)。
圖2-3 石家莊平原區水文地質圖
全新統-上更新統含水層(I、II):底板埋深為80~120m,含水層厚度為25~40m,岩性以礫卵石為主。在滹沱河、磁河等沖洪積扇軸部,單井涌水量在70~180m3/(m·h)之間;在沖洪積扇的兩翼及前緣,在10~30m3/(m·h)之間。目前,第I含水層已基本疏干,目前主要開采第Ⅱ含水層。
中更新統含水層(III):底界埋深為120~300m。含水層岩性山前地帶以卵礫石及砂礫石為主,向東逐漸變為砂層。在山前及扇間地帶,含水層厚度較薄,小於20m,其他大部分地區在20~60m之間。在沖洪積扇主體部位,含水層厚度較大,多大於60m,單井涌水量5~20m3/(m·h)。
下更新統含水層(IV):底板埋深為300~580m,含水層厚度在沖洪積扇軸部地帶大於180m,山前帶則小於20m,其他地區為60~80m。石家莊市區以北,京廣鐵路線以西含水層岩性以砂礫石層、礫卵石為主,其他區域以砂層為主。在無極城關和藁城果庄以北,新樂的西平樂-正定曲陽橋-石家莊市區以西,砂層風化較為嚴重,富水性差。
❹ 中國各地地質狀況
1、各省、自治區、直轄市國土資源廳(國土環境資源廳、國土資源局、國土資源和房屋管理局、房屋土地資源管理局):管理2、各地質勘查局、各有色地質勘查局、各煤田地質局、各核工業地質局、各冶金地質局
3、中國地質調查局:隸屬於國土資源部,副部級事業單位。
4、中國冶金地質總局(中國冶勘總局):直屬於國務院國有資產監督管理委員會管理的正部級事業單位。
5、中國煤炭地質總局(涿州):直屬於國務院國有資產監督管理委員會管理的正部級事業單位。
6、中國核工業地質局:隸屬於中國核工業集團公司。
7、中化地質礦山總局(涿州):隸屬於中國昊華化工(集團)總公司。
8、中國建築材料工業地質勘查中心:隸屬於中國中材集團公司。
9、中國人民武裝警察部隊黃金指揮部。
10、有色金屬礦產地質調查中心:隸屬於中國有色金屬工業協會。
11、中國石油天然氣集團公司(以東方地球物理勘探有限責任公司為主)
12、中國石油化工集團公司(即新星石油有限公司)
13、中國海洋石油總公司(以海洋石油勘探開發研究中心為主)
14、中國鹽業總公司(即中鹽勘察設計院)
15、延長油礦管理局(陝西省)
16、中聯煤層氣有限責任公司
17、北京中色資源環境工程有限公司
地質院校:
1、中國地質大學(原武漢地質學院、北京地質學院)
2、吉林大學(原長春地質學院)
3、成都理工大學(原成都地質學院)
4、長安大學(原西安地質學院)
5、石家莊經濟學院(原河北地質學院)
《國務院辦公廳關於印發地質勘查隊伍管理體制改革方案的通知》(國辦發[1999]37號)
(一)將原地質礦產部所屬的在各省、自治區、直轄市的地質勘查單位統一劃歸到各省、自治區、直轄市,由省級人民政府國土資源主管部門歸口管理,並逐步實行企業化經營。
(二)組建中國地質調查局,作為國土資源部所屬的組織實施國家基礎性、公益性、戰略性地質和礦產勘查工作的事業單位。具體職能和編制由國土資源部報中央機構編制委員會審定。
(三)各工業部門所屬地質勘查隊伍要根據不同情況積極推進改革。冶金、有色、輕工、化工、建材等部門所屬的地質勘查單位,可以從各自部門的實際情況出發,改組為企業或進入企業集團,具體實施方案由國家經貿委與各工業局研究確定。中國核工業總公司可以從所屬地勘隊伍中保留一支從事放射性礦產勘查的精幹隊伍,其餘與原地質礦產部所屬地質勘查單位同步進行屬地化、企業化改革,具體實施方案由國防科工委研究確定。武警黃金地質勘查部隊的改革,按照中央軍委和國務院的有關決定執行。輕工局所屬部分地勘單位,並入中國鹽業總公司。
一、地質部地勘系統
中國地質調查局:2001年成立,隸屬於國土資源部,副部級事業單位。
天津地質研究所(天津地調中心)
沈陽地質研究所(沈陽地調中心)
南京地質研究所(南京地調中心)
宜昌地質研究所(宜昌地調中心)
成都地質研究所(成都地調中心)
西安地質研究所(西安地調中心)
青島海洋地質研究所
廣州海洋地質調查局
中國國土資源航空物探遙感中心
中國地質調查局發展研究中心 (全國地質資料館)
國土資源部實物地質資料中心
國家地質實驗測試中心
中國地質環境監測院
中國地質圖書館
中國地質博物館
水文地質工程地質方法技術研究所
勘探技術研究所
探礦工藝研究所
探礦工程研究所
鄭州綜合利用研究所
成都綜合利用研究所
中國地質科學院(院機關):
中國地質科學院地質研究所
中國地質科學院礦產資源研究所
中國地質科學院地質力學研究所
中國地質科學院水文地質環境地質研究所
中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所
中國地質科學院岩溶地質研究所
各省市區地質勘查局(組建地質調查院)全部下放。
原石油地質系統於1997年成立中國新星石油公司,2000年劃歸中國石化集團。
二、冶金地勘系統(原冶金部地質勘查總局)
中國冶金地質勘查工程總局(中國冶勘總局),成立於2001年。
中國冶勘總局一局(華北局):燕郊:第一地質勘查院(燕郊)、中冶地勘岩土工程總公司(原冶金部第一勘察基礎工程總公司)、河北天元地理信息科技工程有限公司、秦皇島天元五一五鑽探工程有限公司(2006年從中冶地勘岩土工程總公司分出):原編制為:一隊:遷安;二隊:衢州;515隊:秦皇島;516隊:宣化;518隊:邯鄲;520隊:邢台;522隊:唐山;物探隊:灤縣;水文隊:定州;超硬材料研究所:探礦技術研究所:燕郊;測繪大隊:燕郊;建築規劃設計院:職工醫院:二級甲等;子弟學校:
中國冶勘總局二局(原華東局606隊):福州:第二地質勘查院、福建岩土工程勘察研究院、一隊、二隊、三隊、四隊。
中國冶勘總局三局:太原:311隊、312隊、314隊、316隊、地勘院、岩土總公司。
中國冶勘總局山東局:濟南:2個專業公司,4個綜合地質隊、2個專業地質隊、2個勘查院、1個測試中心和1所高級技工學校:山東正元資源勘查研究院、新疆地質勘查院(烏魯木齊,外派單位)、山東正元地理信息工程有限公司
中國冶勘總局中南局:武漢,分布在湖北、湖南、廣西三省八市:603隊:大冶;604隊:孝昌; 605隊:襄樊;606隊:黃石;607隊:宜都;608隊:黃石;609隊:黃石;水文隊:黃陂。
中國冶勘總局西北局:西安:西北地質勘查院(西安,原西安地質調查所);五隊(酒泉);六隊(漢中);烏魯木齊地質調查所。
中國冶勘總局地球物理勘查院:保定,國內三大航空物探隊伍之一。
中國冶勘總局遙感技術應用中心:北京
中國冶勘總局昆明地質調查院:昆明,原西南局昆明地質調查所。
中國冶勘總局廣州地質調查所:廣州
四川省(西南)、遼寧省(東北)冶金地質勘查局和冶金華東地質勘查局(安徽省)已下放。
三、煤炭地勘系統(即中國煤炭地質總局)
中國煤炭地質總局:總部原涿州,現遷北京豐台。
江蘇煤炭地質局:常州,勘探一隊、二隊、三隊、四隊、五隊、物測隊、機械研製中心、勘探研究所、江蘇長江機械化基礎工程公司。
浙江煤炭地質局:杭州,浙江華廈工程勘察院,浙江華廈建築基礎工程公司,浙江煤炭測繪院等。
廣東煤炭地質局:廣州新市鎮,152地質隊、201地質隊、202地質隊和江南基礎工程公司。
廣西煤炭地質局:柳州
湖北煤炭地質局:武漢,125隊、182隊、物探測量隊、地質勘查院和湖北省地質勘察基礎工程公司。
青海煤炭地質局:西寧,105勘探隊、132勘探隊、物測隊、勘查院4和青海岩土工程勘察咨詢公司。
第一勘探局:邯鄲,119勘探隊、129勘探隊、173勘探隊、物測隊、科教中心、地質勘查院、技術研究中心。
第二勘探局:北京,機械研製中心,建築工程公司,地質制圖印刷中心。
水文地質局:邯鄲,水文地質工程地質環境地質勘察院、四個水文地質隊和物探、基礎工程、機電安裝、物資供應、地能空調、污水治理等六個專業公司。
航測遙感局:西安
中煤地質工程總公司:北京
煤炭資源信息中心:涿州
地球物理勘探研究院:涿州
幹部學校(黨校) :涿州
中煤地質報社:涿州
河北省(邢台)、山西省、內蒙古、東北(沈陽)、吉林省、黑龍江省、安徽省(蚌埠)、福建省、江西省、山東省(泰安)、河南省、湖南省(株洲)、四川省、貴州省、雲南省、陝西省、甘肅省、寧夏、新疆煤田地質局已下放。
四、核地勘系統(原中國核工業總公司地質總局)
核地勘隊伍組建於1955年,現有6個地區性地質局、52個地質大隊以及研究院所、工廠、醫院等90個縣團級以上企事業單位,分布於26個省、自治區、直轄市。
中國核工業地質局(核工業地質調查院):核工業北京地質研究院為其業務支撐單位,以6個地區核地質研究所為主體,組建6個核工業地質調查分院,核工業航測遙感中心、核工業西北地質局216大隊、核工業西北地質局208大隊、核工業東北地質局243大隊作為專業勘查隊伍。
6個地質局所在省的48個地勘單位,以省為單元,整體屬地化,組建遼寧省(東北)、江西省(華東)、湖南省(中南)、廣東省(華南、由韶關遷花都)、四川省(西南)、陝西省(西北)核工業地質局,其餘16個省(自治區、直轄市)的29個單位屬地化後(組建了河南省(信陽,原308大隊)、貴州省、甘肅省、青海省等4個核工業地質局),由省級人民政府指定的部門管理。
五、有色地勘系統(中國有色金屬工業總公司地質勘查總局)
有色金屬礦產地質調查中心(有色地調中心):成立於2001年,北京地質調查所、桂林地質調查所、新疆地質調查所、地質資料館、北京礦產地質研究院。
北京中色資源環境工程有限公司(中資環):成立於2003年,北京索坤技術開發有限公司、北京遙感中心、北京測繪院、北京中色物探有限公司(原物化探中心)、河北有色測繪公司。
19個地質勘查局全部下放:
1.天津華北地質勘查局(天津市地質調查總院,含河北):原華北有色地質勘查局,下轄514隊(承德)、517隊(石家莊)、519隊(保定)、地質四隊(秦皇島)、普查大隊(燕郊)、核工業247隊(寶坻,原屬核工業東北地質局)等六個地質隊和一所職工大學(保定),在天津局本部設有天津市地質勘查總院、地質研究所。
2.內蒙古有色地質勘查局
3.遼寧省有色地質勘查局
4.吉林省有色地質勘查局
5.黑龍江省有色地質勘查局
6.江蘇省有色金屬華東地質勘查局:南京。下轄805(六合)、806(徐州)、807(南京)、809(南京)、810(南京)、813(南京)、814隊(鎮江)、研究所(南京)、測繪院(鎮江)、礦產開發研究院(南京)、南京岩土工程勘查院。
7.浙江省有色地質勘查局:紹興,前身為重工業部南京地質勘探公司802隊。
8.河南省有色地質勘查局:鄭州,下轄勘查總院、一隊、二隊、三隊、四隊、五隊、六隊、七隊。
9.湖南省有色地質勘查局:長沙,下轄一總隊(郴州)、二總隊(湘潭)、214(株洲)、217(衡陽)、245(吉首)、247(長沙)、研究院(長沙)、礦業信息研究中心(長沙)等局屬正處級事業單位16個。
10.江西省有色地質勘查局:南昌,江西金源地礦集團公司。下設「五隊、三院、三中心」等11個事業單位。
11.廣東省有色地質勘查局
12.廣西有色地質勘查局
13.海南省有色地質勘查局
14.貴州省有色地質勘查局:貴陽,下轄一總隊(清鎮)、二總隊(六盤水)、三總隊(遵義)、物化探總隊(清鎮)、五總隊(安順)、六總隊(凱里)、地質勘查院(貴陽)。
15.西南有色地質勘查局(昆明,含四川)
16.西北有色地質勘查局(西安,屬陝西省正廳級事業單位,有12二級單位,分布於西安、臨潼、咸陽、寶雞、漢中、商洛等地)
17.甘肅省有色地質勘查局
18.青海省有色地質勘查局
19.新疆有色地質勘查局
六、化工地勘系統(原化工部地質礦山局)
中化地質礦山總局(中國明達化工礦業總公司):涿州,隸屬於中國昊華化工(集團)總公司。16家地質勘查院(河北、內蒙古、吉林、黑龍江(阿城)、江蘇(徐州)、浙江、福建、泰安(鉀鹽地質)、河南、山東、湖北(荊州)、湖南、廣西、貴州(遵義南白)、雲南、陝西)、1家地質研究院(化工地質調查總院(地質研究總院))、1家職工醫院。遼寧省(錦州)、安徽省(馬鞍山向山)、廣東省(花都)、四川省化工地質勘查院(彭州軍樂)等4家已下放。
七、中國建築材料工業地質勘查中心(建材地調中心):
原國家建築材料工業局地質公司,轄26個各省、市、區總隊,現隸屬於中國中材集團公司。
八、中國人民武裝警察部隊黃金指揮部
九、中國石油天然氣集團東方地球物理勘探有限責任公司:原為成立於1974年徐水的石油地球物理勘探局,後總部遷涿州,2004年更現名。
十、中國海洋石油總公司海洋石油勘探開發研究中心:高碑店,原為海洋石油勘探局。
十一、中國石化集團:新星石油有限公司
原地質礦產所屬石油地質單位於1997年成立中國新星石油公司,各石油地質局改稱石油局,2000年整體並入中國石化集團。
華北石油(地質)局:鄭州
東北石油(地質)局:長春
華東石油(地質)局:南京
中南石油(地質)局:長沙。
西南石油(地質)局:成都,地質勘察總公司
西北石油(地質)局:烏魯木齊
上海海洋石油(調查)局:
廣州海洋石油(調查)局:2001年劃歸中國地址調查局。
十二、中聯煤層氣有限責任公司
十三、中國鹽業總公司:中鹽勘察設計院(前身是輕工業部鹽業勘探隊):長沙
❺ 我國地質環境調查概況
我國水文地質調查始於新中國成立之前。少數地質學家曾在局部地區進行過地下水的調查研究,但是由於缺乏水文地質隊伍,未能對全國地下水資源進行系統的調查。新中國成立後,為滿足我國國民經濟建設對水資源的需求,結合國民經濟規劃,從20世紀50年代中期起,我國開始有計劃地在全國開展區域水文地質普查[10,11]。1957年編制了1∶300萬《中國水文地質分區圖》和《中國區域水文地質概論》,1958年編制了1∶400萬中國潛水區劃圖。自1955年至1996年,歷經40餘年的時間,完成了全國1∶20萬為主的區域水文地質普查工作。初步統計共完成調查面積954.9萬Km2(不含港、澳、台),其中1∶20萬611.51萬Km2,1∶50萬173.26萬Km2。在區域水文地質普查工作的基礎上,編制了《中華人民共和國水文地質圖集》,包括全國性圖組、地區性圖組和分省圖組三部分,並附有詳細的說明書。這項基礎性、戰略性調查,不僅極大地提高了我國區域水文地質研究程度,填補了大面積水文地質空白,而且為國民經濟建設和社會發展提供了系統、完整的水文地質基礎資料,直到今天仍然發揮著不可替代的重要作用。20世紀80年代初,原地質礦產部組織開展了第一輪全國地下水資源評價工作,歷時3年,於1984年底提出了評價成果:即全國地下水天然資源量每年為8717億m3,可開采資源量每年為2940億m3。在開展地下水資源評價工作的同時,還開展了一些專題研究,如四川、湖南等省對紅層裂隙水的研究,中國玄武岩裂隙孔洞水的研究,黃土地下水的研究,以及北方岩溶水的研究等,取得了豐碩的成果。這些研究成果為國家水資源規劃、管理和開發利用提供了重要的科學依據。
環境地質調查發端於水文地質和工程地質調查。20世紀50年代,包括水電站、鐵路、橋梁、礦山等在內的國家大型工程建設促進了工程地質學的迅猛發展。20世紀60年代至70年代,由於自然資源的過度開發和污染物質的隨意排放,出現了水資源短缺、地下水污染、地面沉降等環境地質問題。例如,天津、寧波、蘇州、無錫、常州等地區相繼發生了地面沉降現象。大規模煤田、金屬礦山的開發(例如廣東仁化凡口鉛鋅礦、湖南斗笠山煤礦等礦山),由於礦山疏干排水,降低地下水位,破壞了岩溶化含水層的岩體力學平衡狀態,或者由於增大了水力坡度,使洞穴、溶隙及上覆土層被潛蝕沖刷,導致地面塌陷。鐵路沿線,特別是山區鐵路沿線受夏季暴雨襲擊,致使一些鐵路路基遭受崩塌、滑坡、泥石流的災害侵襲而暫停運營。20世紀70年代後期,人們開始重視環境地質研究,把水文地質、工程地質、環境地質聯系起來,統稱為水工環地質[12]。
我國地質災害研究工作一直是圍繞著重大工程和重大建設需要而展開的。20世紀50~60年代,重點開展了西南及西北交通干線和三峽等水利樞紐的地質災害調查以及上海地面沉降的勘查工作。20世紀70年代,上海地面沉降研究在預測和防治方面取得突破性進展,樹立了我國地面沉降控制典範。進入20世紀80年代以後我國地質災害研究得到了空前的發展,對海城地震、新灘滑坡、元陽滑坡等進行了成功預報、對東川和寧南泥石流和天津市地面沉降實施了有效控制。20世紀90年代開展了「地震、地質災害及城市減災重大技術方法研究」等一批國家和省部級重點科技攻關項目的研究工作,1991年出版了《中國地質災害類型圖》(1∶500萬),1992年出版了《中國地質環境圖系》,1996年出版了《中國分省地質災害圖集》(1∶60萬~1∶500萬)。
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❼ 區域水文地質調查
該階段主要有兩部分工作,一是進行綜合水文地質調查,二是查明含油氣盆地內油氣的淺層地球化學效應。
查明自流水盆地區域水文地質條件,是一項綜合性很強的石油-水文地質調查工作,其主要任務是在油氣勘探程度較低的地區(盆地);通過野外水文地質基礎調查,對地下水的分布與形成獲得初步認識,為盆地區域含油氣遠景評價、油氣勘探與開發以及工業、生活等各類供水提供必要的水文地質資料。主要調查內容包括以下幾方面。
1.地形地貌條件調查
自流水盆地具有特殊的地形地貌景觀,即周邊為山地環繞,中部為低平的平原,地形高差相差懸殊。山區水資源比較豐富,主要來源於冰雪融化和大氣降水,並以地表水的形式,在山前或斷裂破碎帶補給地下水,向盆地內部匯集。從四周山麓到盆地中心,水動力和水化學成分具有典型的分帶現象。從宏觀上講,地形地貌條件控制著盆地內地下水的補給、形成、流量、動態及水化學成分的演變。在自然條件下,地下水流系統的形態,主要同地形和地質構造有關。地形地貌調查的主要內容有:
查明區域總地形地貌的景觀、成因類型、地貌形態的變化規律;新構造運動的地貌標志與特徵;同地形地貌有關的近代地質作用及其性質(滑坡、泥石流、潛蝕、侵蝕切割、逆源侵蝕、沼澤化、喀斯特化等現象)。在上述調查基礎上,編制自流水盆地的地貌圖,圖件除表示出地貌成因類型、分布外,還要標出地形分水嶺和風化(殘積)帶的范圍及其具體位置——地下水體的約束邊界、集水面積、自流水盆地邊界等。
以柴達木盆地的實例,說明地形地貌條件與水文地質條件的關系(圖1-15)。該盆地是青藏高原東北部一個大型封閉的內陸盆地,南邊為昆侖山脈,東北部為祁連山脈,西北部為阿爾金山脈。這些山脈的海拔在3500~5500m之間。而盆地內部高程一般為2600~3000m,具有西北高、東南低的特點。盆地周邊高山的冰雪在夏季融化後,是盆地內地表水和地下水的豐富補給源。盆地內部氣候乾旱,多風少雨,一般年降水量為50~150mm,有的地區不足20mm。而且蒸發很強烈,年蒸發度在2000~3000mm之間。因此,在盆地內部大氣降水對地下水的形成沒有實際意義。
圖1-15 柴達木盆地水文地質剖面圖
柴達木盆地為一大型中、新生代陸相沉積盆地,第三系是油氣的主要勘探目的層,儲集層岩性主要為砂質岩,縫洞比較發育,分布有豐富的地下水。第四系晚更新統天然氣伴有淺層承壓水。
由於中新生代時期的構造運動,使整個盆地被分割成許多次一級的小盆地,每個小盆地都有各自獨立的匯水流域。因此,由四周山區流入盆地的地表水系沒有形成單一的匯水中心,而是形成許多湖泊,這些湖泊窪地都是地表水和地下水的匯水中心,也是盆地地下水的循環基準面。
盆地四周山區的水資源是豐富的,來源於冰雪融化水和降水,在巨大的地形高差促使下,以河流形式注入盆地,在山前大量的補給地下水。季節性的河流在出山口5~10km的地段上就消耗盡了。據統計,河流流經山前平原時,滲漏損耗量占總徑流量的29%~70%,甚至達100%。
總之,柴達木盆地從四周山麓向盆地中心,在水動力循環和水化學特徵上,都具有典型的分帶現象。
2.石油地質結構調查
按一定比例尺的精度進行地質-水文地質填圖。在山區地層出露區,查明地層時代、分布范圍、岩石性質與結構,特別注意砂岩、泥岩層及比例與相互配置關系,識別可能的油氣生、儲、蓋層或含水層;查明不同時代的接觸關系、侵入岩與圍岩的接觸特徵、火成岩與變質岩的發育程度;了解構造特徵——斷層、褶皺、裂隙的發育程度、時代、性質、延伸方向、大小規模及破碎的范圍、充填膠結物情況。在盆內部平原區,主要依據井、試坑等手段,了解第四系沉積物岩性、厚度等。要重視和藉助於地球物理技術手段與資料,調查有關地質、水文地質問題。
提交自流水盆地范圍內的地質圖(基岩地質與第四紀地質圖),還要在圖上表示出地形與地質兩個要素之間的關系。
3.水文地質調查
應用水文地質測繪、水文地質勘探、水文地質試驗及水文地質長期觀測等方法,查明區域地下水的分布與形成、水動力條件、水化學成分變化規律及其與油氣地質相關聯的水文地質問題。
水文地質測繪以地面調查為主,一般從山區開始,然後再推向山前與平原。調查內容包括:地質、地貌、第四紀地質、地下水露頭、地表水體、物理地質現象乃至植物等。
水文地質勘探是藉助於試坑、探井、鑽探、硐探等勘探手段,查明深部含水層的數目、岩性、厚度、富水性能、水位、化學成分等。
水文地質試驗包括室內試驗和野外試驗兩部分。前者主要是分析測試地下水化學成分、岩石水理性質與顆粒成分、岩石孔隙度與滲透率、岩溶試驗等;後者則有抽水、壓水、注水、滲水、地下水流向與流速測定等。通過上述試驗,對地下水的水質與水量進行定量的判斷。
水文地質長期觀測,由於地下水是活動易變的流體,需要選擇有代表性和能說明問題的水文地質點或剖面進行長期觀測,藉以了解和掌握地下水的動態變化規律,進行地下水均衡的研究。
除上述方法外,還經常應用地球物理方法,如電法(電測井、電測深等),研究地下水的埋藏深度、厚度、含水層之間的相互補給關系及補給量、地下水的流速與流向等。
通過上述調查對地下水本身以及與地下水活動有關的各種自然現象進行綜合研究。在地層岩性方面,要掌握不同時代岩層的含水性能、岩層的膠結情況、裂隙發育程度、喀斯特發育程度、泉的涌水量、井的水量、隔水層;在侵入岩的分布區,盡量劃分出岩相上有差別的各帶(如粗粒或細粒的花崗岩、斑狀花崗岩等),並分別確定各個帶的富水性;對於大片變質岩發育的地區,盡量按其岩性、變質程度、年代等圈出不同的層次,並確定其富水性。
地質構造對地下水的埋藏條件有很大的影響,除了解裂隙對富水性的控制外,要通過多種方法確定斷層的導水性能(有無泉水出露、滲水與漏水現象、充填物情況等),對侵入岩與圍岩的接觸帶、岩脈與圍岩的接觸關系要了解其是否導水性等。
在水文方面,要查明地表水與地下水的關系,對地下水的天然露頭——泉水及有代表性民用井(水位、水量、水質和水溫等)進行調查。
最後,編制水文地質圖,在圖上要表示出地形、地質及地下水三個要素之間的相互關系,表示出地下水的性質與有關參數(地下水位、涌水量、埋藏深度、化學成分、水溫等);還要包括:基岩地質(年代、岩性、產狀、構造),第四紀地質(年代、岩性、成因類型)、岩石富水性能(隔水層、含水層、富水程度)、地貌(成因、類型)、地下水特徵(埋深、水位、流向、流速、化學成分等)、控制點(代表井、泉、鑽孔、涌水量、成分、水位等)、水文地質分區、水文地質剖面等。
利用上述區域水文地質調查取得的資料,根據水動力場與水化學成分特徵,結合地球物理成果,可為盆地早期含油氣遠景預測評價提供水文地質依據(圖1-16)。例如合肥盆地舒城凹陷油氣勘探程度很低,區域水文地質調查結果認為,本區有一定的含油氣遠景,指出油氣聚集最有利區集中在東部的花崗、千人橋、三河鎮一帶,是本區油氣勘探的突破口,水文地質成果起到先導作用,引起勘查家的關注。
圖1-16 舒城凹陷含油氣遠景預測圖
油氣淺層地球化學效應是含油氣盆地中一種獨具風貌的現象。石油與天然氣是流動性很強的液體礦床,其化學成分決定了它的不穩定性和易揮發的特點。在溫度、壓力等不均衡因素的控制下,油氣水始終保持著自下而上的垂向微運移的勢態。因此,在近地表形成與油有關的地球化學形跡。
在區域水文地質調查中,按照一定的網度(線距與點距)採集有代表性的水樣(民用井或泉水),通過檢測與油氣組分有成因聯系的直接指標、反映水文地球化學場特徵的環境(間接)指標以及能確認地下水來源的成因指標,進行綜合研究,不僅在已知油田上方獲得清晰和高強度的淺層地球化學效應,而且為油氣勘探部署提供了依據和方向。
圖1-17是松遼盆地南部紅崗油田的淺層水化學效應,該油田是龍虎泡-紅崗階地南端的一個背斜帶,背斜軸向NNE,西翼較陡,以斷層與西部斜坡相接,東翼較緩。具有多套油氣層和埋藏淺的特點(主要生產層的埋藏深度為1200m),其上分布有明水組氣藏,埋深400m。地形自西向東傾斜,地下水沿地形傾斜方向流動。選擇相對比較穩定的全新統下部含水層為主要研究對象,含水層岩性為粉細砂岩。按普查階段的網度採取水樣,各種水化學組分的濃度分布如表1-2所示。
圖1-17 紅崗油田淺層水化學效應
1—含油構造;2—斷層;3—可溶氣態烴三次趨勢面(μL/L);4—礦化度四次趨勢面剩餘異常值大於500mg/L的點
主要水化學指標在油田上方及其周邊較高,疊合程度好。在宏觀上,淺層效應的形態與含油構造極為相似。可溶氣態烴的甲烷碳同位素比較重,在-42‰左右,說明淺層水化學效應的形成與油氣藏有成因上的聯系。
表1-2 紅崗油田內外水化學成分對比表
註:分子-最小值;分母-最大值。
泌陽凹陷的油田淺層水化學效應,在全區呈現有規律的分布,從圖1-18中看出:除在下二門、安棚、雙河及王集四個已知油田上出現較強的水化學效應外,在其他12個地區存在著與已知油田類似的淺層效應,說明本區有良好的油氣勘探開發潛力。其中北部斜坡帶,淺層水化學效應比較集中。該帶是繼承性的沉積構造復合帶。古近系各組段地層在斜坡帶均有沉積,地層從凹陷內向外部邊緣(斜坡)逐漸收斂減薄,但無明顯的超覆現象,說明該斜坡是一個邊沉積邊抬起的繼承性斜坡。後期構造運動使該斜坡進一步抬升,成為油氣運移的指向。砂體發育給油氣藏的形成提供了良好的儲集條件。斷裂發育形成了較多的鼻狀構造,它們控制著油氣的富集。古近紀末期形成的區域不整合面及新近紀廣泛發育的泥岩是良好的蓋層,並為油氣保存提供了良好的地質條件。眾多淺層水化學效應的出現,是上述油氣地質特徵的映照,說明北部斜坡是油氣富集和勘探的有利地帶。根據區域水文地球化學調查所提供的油氣信息,並結合地震-地質成果,選擇了有利的區塊進行鑽探,結果在4號、5號、9號、10-12號等淺層水化學效應區,均獲得工業油流,相繼建成了新莊、楊樓、付灣、古城及井樓等油田。
圖1-18 泌陽凹陷淺層水化學效應
註:書中僅涉及一個非法定單位——當量濃度,它等於法定單位離子的摩爾濃度(mol/L)與其離子價的乘積。例如摩爾濃度為0.02mol/L的鈣離子溶液,其當量濃度應為0.04克當量/L(eq/L)。在水文地質(包括油田水文地質)研究中,一般用的當量濃度單位是毫克當量/L(meq/L),它和eq/L之間的轉換關系是1 eq/L=1000meq/L。水中常量組分陽離子的當量濃度之和應等於陰離子的當量濃度之和。另外,國內外油田水化學成分的許多分類,都建立在「等當量」化合的基礎上,因此,當量濃度在油田水文地質中廣泛應用,在短期內不可能停用,故本書仍繼續使用。
在我國西部半乾旱、乾旱水文地質區的諸多含油氣盆地的淺層水化學效應也比較發育,如柴達木盆地、准噶爾盆地;在地形切割較深、黃土覆蓋厚、梁、峁、塬發育的鄂爾多斯盆地,同樣出現較強的油田淺層水化學效應。淺層地下水中甲烷平均含量高達149.13μL/L,普遍含有乙烷及其以上的組分。甲烷碳同位素大部分屬於石油伴生氣或過成熟氣的范疇,而屬於近代生化成因氣的只佔11%左右(表1-3),說明淺層水化學效應的形成,具有深部成因的特徵。
表1-3 可溶氣態烴甲烷碳同位素分布 單位:‰
❽ 我國水文地質調查工作的發展概況
我國是世界上最早尋找、調查、開發利用地下水的國家之一。從豐富的考古資料、各種古籍的記述及溫(礦)泉、礦產開發排水之早等方面,都可得到證實。
我國開發利用地下水的歷史悠久。上海市郊青浦河段發現的直筒形水井,距今已有6000多年,是迄今為止我國發現的最古老的水井。浙江餘姚河姆渡井,據14C測定,有5700年的歷史,屬新石器時代中期所建。這都充分說明我國鑿井開采利用地下水的歷史久遠。
在鑿井技術方面,據記載,四川在公元前250年左右,已在廣都(今成都附近雙流一帶)鑿井開采鹵水制鹽。公元280年,在江陽(今四川自流井一帶)彝族人梅澤,鑿一井自噴鹵水,便稱之為「自流井」,這是世界上最早開鑿的自流井。到宋朝(11世紀中葉),創造了「沖擊式頓鑽鑿井法」,鑿出了口小井深的卓筒井,大大促進了我國古代鑿井技術的發展。1835年,四川自貢燊海井打至1001.42m深,為世界上第一口超1000m深鑽,鑽入三疊系嘉陵江灰岩之中,大規模地開發了自流井中的天然氣和鹵水資源。
我國礦產開發中排除水患的歷史也是悠久的。湖北銅綠山古礦冶遺址出土的坑木,經14C測定,多數為2500~2800年左右。已清理出地下數百座豎井、斜井和盲井,有的深達50m,其中,排水系統相當完整,還發現有水桶等排水工具。這是迄今世界上發掘的面積最大、技術最先進的古代采礦和冶煉遺址,正是在這些礦山開采中,在長期不斷發生和排除水患中,人們積累了豐富的與礦井水作斗爭的知識與經驗。
陝西臨潼的驪山溫泉,即華清池,相傳在3000年前周幽王就加以利用,秦漢時用於療疾,至唐朝達到極盛。北魏酈道元的《水經注》中,列舉了全國溫泉41處,明末清初顧祖禹《讀史方輿記要》中,記載溫泉500餘處,明朝學者李時珍在《本草綱目》中按成分對泉進行了分類等。
從上述史實可以看出,我國開發利用地下水的歷史最悠久,對水文地質理論的建樹及調查技術的應用皆有突出的貢獻,曾居領先地位。
新中國成立前,我國僅有極少數的地質工作者,作了少量的水文地質調查與鑿井工作。上海於1860年開始鑿深井,到1921年有深井22口,年開采量在30×104t以上,北京的幾口自流井開鑿於1920年前後,深30.48m左右,自溢,水質好。但真正運用地質科學的理論與方法,進行地下水的調查研究,開端於20世紀30年代。謝家榮在1929年發表了《鍾山地質與南京井水供給的關系》,1933年,朱庭祜等人在南昌附近,王鈺等人在河南作過農田灌溉用水的調查,寫有《江西南昌附近之地下水》和《河南安陽、林縣、淇縣、睿縣一帶地下水》兩冊報告。傅健1935年發表了《陝西西安市地下水》,梁文郁於1948年寫有《蘭州附近水源地質之研究》等調查報告。
新中國成立後,我國的水文地質工作得到了迅速發展。即水文地質學,作為地質科學領域內一門獨立的應用地質學科,是在新中國成立後的20世紀50年代,才迅速發展起來的。
20世紀50年代為初始階段(或創業階段)。主要工作是適應經濟建設的需要,建立水文地質、工程地質隊伍,興建大專院校和建立科研機構。水文地質學逐步成為一門獨立的應用地質科學。進行了一些大中城市的供水水文地質工作,勘探建設了一批水源地,滿足了急需。
20世紀60年代為開創和前進階段。主要在東部幾個大平原上開展了農田供水和土壤改良的水文地質工作,尤其是在華北平原開展了大規模的抗旱打井運動,即60年代是農業水文地質學的開創階段。另外,20世紀60年代,我國還對許多大水礦床進行了水文地質勘探工作,開展了基岩山區的水文地質調查工作,開展了上海市由於過量抽水引起地面沉降的研究,編制出版了各種「勘查規范」和「圖系」,出版了一些結合我國實際的水文地質教材和專著,60年代後期的「文革」動亂,使水文地質工作嚴重受阻。
20世紀70年代為發展階段,新技術、新方法廣泛應用。由於國內水文地質生產項目激增,科學研究工作的加強和採用新技術、新方法,如同位素技術,電模擬,負壓計、中子儀等測試技術,使我國水文地質科學理論與實踐諸方面都得到了飛速的發展,全國2/3以上的地區已完成了以1:20萬比例尺為主的水文地質普查工作(1995年,此項工作全部完成),部分地區採用了航衛片解譯新手段,還在一些重點地區開展了1:5萬比例尺的水文地質調查工作。1978年出版了《中華人民共和國水文地質圖集》。20世紀70年代,也是環境水文地質學的開創階段,在該時期區域環境水文地質的研究、污染環境水文地質的研究、地下水資源開發負環境效應的研究,環境水文地球化學或醫學環境水文地質的研究得到廣泛應用和發展。
20世紀80年代主要為綜合研究階段,同時,也是水資源水文地質學的開創階段。該時期,在水文地質勘探與試驗方面,加強了深部鑽探和各種物探工作,一些地區應用同位素技術開展了地下水的人工補給研究。在水文地質計算方面,廣泛應用了電子計算機技術,採用了非穩定流數值法,建立了各種物理模型及數學模型,在大面積地下水和局部淺層地下水資源評價方面,取得了可喜成績。礦床及礦井水文地質工作取得很大進展,大部分礦區都進行了水文地質勘探,基本上杜絕了較大災害性的突水事故,礦床水文地質調查方法、分類、涌水量預測等方面均有較大創新或突破。全國性的地下水動態觀測網初具規模,建立了相應的資料庫,開展了一系列環境水文地質工作,改水防病取得明顯成效,在較多項目中採用系統工程理論和最優化技術,開展了地下水資源管理模型的研究工作(如石家莊市、河北平原等)以及水質模型的研究(山東濟寧市等)。
另外,20世紀80年代,國家還加強了環境保護和水資源的立法工作,先後頒發了《中華人民共和國水污染防治法》(1984年頒布,1996年修正),《中國人民共和國水法》(1988年頒布,2002年修正)、《中華人民共和國環境保護法》(1989)等法規,做到以法治水。
20世紀90年代,開始進入地下水資源科學管理、保護和優化開採的新階段。地下水資源評價與管理工作深入開展。實行了「三水」(地下水、地表水、降水)的綜合評價與管理,人工調蓄地下水資源的工作得到進一步加強,深入開展環境地質的調查研究,初步走上了「以法治水,以法管水」的軌道。對北京等25個重點城市和京津唐等8個重點經濟區地下水資源開發利用和77個主要城市到2000年的水資源環境做了大量科研和調查工作,先後完成了全國地下水資源分區評價與總匯,全國水文地質區劃等工作,地下水資源管理和優化開採取得明顯成效,礦泉水及熱礦水的開發利用取得明顯的經濟效益。90年代也是信息水文地質學的開創階段,為保證提供建立模型所需要的大量水文地質信息,就必須建立相應的信息—檢索系統和資料庫。例如,河南省環境水文地質總站開發的「河南省地下水資源數據管理系統」和「地下水均衡觀測數據處理系統」等,均運行良好。國土資源部全國地質環境監測總站,於1997年建立了全國水文地質信息資料庫系統。
20世紀末21世紀初,水文地質工作向立體化和縱深發展,並得到了全方位的廣泛應用,在水文地質理論、應用、技術方法等方面均有較大發展,初步形成了現代水文地質科學體系。尤其是在水資源的科學管理、節約用水、水污染防治、水資源的優化配置和合理開發利用等方面取得較大進展,獲得豐碩成果,信息技術得到廣泛應用。2006年完成覆蓋全國960萬km2和40多個重點城市、匯集1017個圖幅的1:20萬區域水文地質圖數字化建設,建成全國性1:20萬數字區域水文地質圖空間資料庫。
新中國成立以來,我國水文地質工作獲得了巨大的發展。由單一工種向多工種、多方法、多手段和綜合化方向發展,由定性描述到定量評價,由水文地質普查到綜合研究,由穩定流計算發展到非穩定流及數值法,由單一勘查目的到考慮綜合效應,由盲目開採到優化開采和科學管理,在水文地質科學理論和實踐的諸多方面,已步入世界先進行列。已基本形成了具有多個分支學科的現代水文地質學科學體系。
由於地下水與地表水是具有統一聯系的一個整體,因此,今後水文地質工作的發展趨勢是:應加強地下水、地表水的綜合調查研究和統一規劃,把地下水的研究與全球環境變化結合起來,探討如何從技術、經濟、社會、行政、法律等方面合理開發、利用、保護和科學管理地下水資源,使地下水資源得到永續利用。同時「多S」技術、同位素技術、地下水三維數值模擬、非線性技術等新技術方法將得到廣泛應用,成為水文地質工作的有效工具,研究手段更加多樣化、綜合化。新的理論和技術的應用,會使地下水研究向信息化、數字化方向發展,極大提高水文地質研究成果的實用性和可操作性。
總之,今後水文地質工作將與時俱進,在社會主義現代化建設中發揮更大的作用,做出更大的貢獻。
復習思考題
1.試述專門水文地質的概念和任務?
2.專門水文地質學的內容包括哪幾部分?
3.簡述水文地質調查工作的發展概況?
4.我國水文地質工作取得哪些主要成績?
5.水文地質調查工作還存在哪些差距?
6.水文地質工作的發展趨勢是什麼?
7.你對水文地質工作有什麼認識?
❾ 水文地質學發展概況
水文地質學是一門年輕的自然科學,它是人們在不斷地利用地下水資源,以及同地下水危害作斗爭的過程中逐步發展起來的。隨著生產的發展,水文地質學在20世紀20年代,才成為一門獨立的科學。
我國是世界上最早利用地下水的國家之一,早在五千多年前就知道鑿井取水。大約在三千多年以前,我國農業已有相當發展,有關利用地下水的記載已很多。堯代的土壤歌中說:「日出而作,日入而息,掘井而飲,耕田而食」,說明當時已有了掘井利用地下水的知識。2500年前,我們的祖先就已經知道利用土壤及植物的各種標志來尋找地下水,並推斷地下水的埋藏深度及水質好壞。公元前二百多年的秦代,在四川自貢用竹製工具在堅硬基岩中鑿井深達百餘米取鹵水煮鹽,這是世界上最早的自流井,比法國的自流井利用要早1500年。古代大運河、大型灌溉渠道——秦渠、漢渠、唐渠等,以及大型水利工程——都江堰的修建,都要解決有關地下水問題。大量事實充分說明,古代我國勞動人民在生產實踐中積累了豐富的地下水知識。
在國外,水文地質學首先是在歐洲發展起來的。17世紀,歐洲資本主義興起,新的生產關系有力地促進了生產力的向前發展,18世紀60年代的工業革命,更促進了科學技術的發展,至此,人們通過廣泛的試驗及觀測,有關地下水的形成、運動等理論,與所有自然科學一樣逐步建立起來。直到20世紀初,由於近代自然科學的發展,使水文地質學發展成了一門綜合性科學。
新中國成立以後,隨著國民經濟的恢復和第一個五年計劃的提出,對水文地質工作提出了迫切的要求。如新建和擴建城市的供水、礦山的排水以及一些水利工程建設中的許多水文地質問題等。為此,我國在新中國成立後的五六年內,迅速地建立了水文地質科學,培養出了新中國第一代水文地質工作者。隨著建設事業的發展,這支隊伍不斷發展壯大。廣大水文地質工作者結合我國各項建設事業開展了地下水的科學研究,如地下水的形成條件,水量評價及水質研究,地下水動態長期觀測工作等。到20世紀60年代初,我國水文地質工作者在地下水形成、地下水運動、地下水化學以及地下熱水等方面的研究都有許多創見,為城市、工礦企業、農業、鐵路等供水,礦山及工程建築等地區的排水,許多水利水電建設,水化學找礦等,提供了水文地質資料,保證了國民經濟各部門的發展。70年代初,特別加強了山區水文地質工作,開展了對裂隙水及岩溶水的調查研究,將地質力學的理論廣泛地應用到找水工作中來,為山區地下水的普查和勘探作出了貢獻。另外,在全國范圍內進行了不同比例尺的區域水文地質普查工作。80年代以來,隨著改革開放,工農業供水和礦山排水的規模日益增大,一些地區出現了地下水資源枯竭、地面沉降與塌陷、水質污染、海水入侵、次生鹽漬化等環境水文地質問題,環境水文地質受到了人們的重視。與此同時,也開展了地下水系統分析、水資源管理等方面的研究應用。
20世紀50年代,一些科學技術發達的國家,普遍採用了現代化的手段來研究水文地質問題,先後出現了電網路模擬、數值模擬等計算手段。60年代,同位素技術開始用於解決某些水文地質問題。隨後,數學地質方法與遙感技術(RS)也開始引入水文地質學。近年來,地理信息系統(GIS),以及全球定位系統(GPS)技術,已逐步廣泛地被應用到水文地質工作中。
復習思考題
1. 水文地質學研究的對象、任務是什麼?
2. 水文地質學在國民經濟建設中的作用如何?
❿ 區域地質概況
一、區域地層
該區位於河北平原北部,新生代地層十分發育,但由於受基底構造制約和構造運動影響,地層厚度和岩性岩相變化較大。由新而老共有第四系堆積物和新、老第三系地層。
1.第四系(Q)
根據《廊坊地區南部農田供水水文地質勘探報告》本區第四紀地層厚度為510m,其地層岩性由老而新依次為:
(1)全新統(Q4):厚度約26m,岩性多以灰、灰綠、黑灰和黃灰色亞砂土、亞粘土為主,其次為粘土,砂層只在局部出現,且多以粉細砂為主,厚薄不均並多含粉土。
(2)上更新統歐庄組(Q3o):底板埋深148m,厚度122m,下部岩性以灰黃、黃灰或灰、黃綠灰色亞砂土、亞粘土為主,砂層為中砂、粉細砂層,含鈣質結核;上部岩性以灰黃、黃灰色亞砂土、亞粘土為主,砂層為細砂、粉細砂層,含鈣質結核。
(3)中更新統楊柳青組(Q2y):底板埋深354m,厚度206m,下段厚度為96m,地層岩性主要以灰黃、黃灰夾銹斑和灰棕黃色的亞粘土為主,砂層為中砂、細砂層;上段厚度約110m,以黃灰、灰綠、灰棕黃色夾銹斑的亞砂土、亞粘土為主。砂層為中砂、細砂層,含鈣鐵質結核。
(4)下更新統固安組(Q1g):底板埋深510m,厚度156m,由沖積物組成,下部以棕紅色夾有鐵銹黃、錳黑、鈣白等斑紋構成雜色粘土為主,夾有中砂、細砂層;上部以紅棕色、灰褐色亞粘土、粘土夾中、細砂為主,含鈣核。
2.新第三系地層(N)
區內埋深在500~600m以下,為一套沖、洪積相沉積,主要由礫砂岩、泥岩、泥質粉砂岩組成,底部普遍存在底礫岩層。是礦泉水和地下熱水的主要產出層位,底板埋深800~1500m。
3.老第三系地層(E)
在本區埋深在800~1500m之下,為一套河流、湖泊相沉積,主要由砂岩、粉砂岩、泥岩組成,夾灰質頁岩和少許玄武岩薄層。是本區主要的儲油、氣地層。底板埋深1480~3300m。
二、區域地質構造
廊坊市城市規劃區位於中朝准地台(Ⅰ級構造單元)華北斷拗(Ⅱ級構造單元)東部,隸屬於冀中台陷(Ⅲ級構造單元)廊坊—固安凹陷(Ⅳ級構造單元)之上。其北側與北北東向大廠凹陷相鄰;南東與武清—霸州凹陷相接;南臨牛鎮凸起;西北面為大興凸起。
本區斷裂構造發育,活動斷裂強烈,特別是第三紀以來的活動性斷裂及隱伏斷裂,是誘發本區地震的直接因素。4條較大活動性斷裂分別是桐柏斷裂、夏墊斷裂、河西斷裂和大王務斷裂。主要特徵見第二章。
三、地質災害概況
廊坊市城市規劃區屬平原區,主要地質災害有突發性地質災害和緩變性地質災害。突發性地質災害有地震、地裂縫等;緩變性地質災害有地面沉降、地下水污染等。
根據《河北省(包括天津市、北京市)地震地質初步研究》報告資料,廊坊地區(包括天津市)為全省六個地震活動較強地區之一,雄縣—安次地震地質背景帶上存在6級以上地震危險。
據歷史資料記載,廊坊市自公元294~1993年底,全市范圍內就發生了100餘次地震,其中4級以上的地震49次,6級以上的地震3次,震源深度5~39km,其中8~25km的深度分布較集中。1994~1999年,該區域共發生地震79次,是多震區域。
根據河北省水資源局有關報告提供,廊坊市自20世紀40~70年代以來地面緩慢下沉,80年代後期以均加速度下沉。1981~1983年年均沉降21.51mm,1983~1988年年均沉降量為24.05mm,1988~1998年年均沉降量為30.47mm,至1998年沉降中心累計沉降量已達548.23mm,沉降范圍逐漸擴大。
廊坊規劃區尚未發現地裂縫。