中国环境地质
A. 中国地质科学院水文地质环境地质研究所
截至2014年底,全所职工总数534人,其中在职职工310人,离退休职工224人;博士生导师8人,享受国务院政府津贴专家4人。专业技术人员中,院士1人,俄罗斯自然科学院外籍院士1人,正高级职称40人,副高级职称46人,中级职称125人。内设8个综合管理部门、16个技术业务部门、3个科研业务保障部门。国际水文地质学家协会中国国家专业委员会、中国地质学会水文地质专业委员会、地热专业委员会、农业地质专业委员会、河北省矿泉水产品质量监督检验站挂靠所内。
发表论文122篇,其中SCI检索论文21篇、EI检索论文23篇。出版专著5部,获得专利29项,1项专利技术实现转让,获著作权1部。获批12项国家自然科学基金项目。石建省研究员获“全国优秀科技工作者”称号,卢耀如院士再获河北省院士特殊贡献奖,石建省、王贵玲研究员受聘全国首席科学传播专家。国家实用新型专利“有机物污染水样泵管口采样器”成功转化为产品,投入批量生产。荣获国土资源科学技术二等奖1项,中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展1项,中国地质学会2014年度十大地质科技进展1项。
获奖证书
领导班子由5人组成,所长、党委书记石建省,副所长张永波、张兆吉、李援生,纪委书记张民福。
所长、党委书记石建省(中),副所长张永波(右二),副所长张兆吉(左二),副所长李援生(右一),纪委书记张民福(左一)
年度重要科研成果
我国地下水污染调查建立全流程现代化取样分析技术体系。成功研制系列取样器并解决痕量组分采集技术难题,发展高效实用的现场调查技术及离线萃取技术,快速准确地查明了重点地区地下水污染状况;通过高分辨率遥感解译调查土地利用类型与污染源分布;构建了有机分析实验平台,对全国33个实验室实现网络远程质量监控。
大型盆地和东南沿海典型地区深部水文地质调查与综合评价取得地热资源勘查重大突破。在高温地热资源以及干热岩勘查、水热型地热资源调查评价、省会城市及地级市浅层地温能调查评价取得重大突破,发现多处高温地热异常。西藏古堆高温地热显示区地热钻探230米深度温度达195 ℃,为我国目前地热勘探中同深度温度最高钻井,川西地区高温地热钻探填补了理塘、巴塘地热钻探空白。首次开展干热岩科学开发利用试验研究,东南沿海地区干热岩钻探选址取得进展,完成东南沿海干热岩资源潜力区地球物理勘查。
贵德县扎仓沟干热岩钻孔现场
中国地质调查局王学龙副局长听取项目汇报
热坑间歇喷泉
热水塘沸喷泉
城市发展中的地质环境风险评估与防控关键技术研究与示范。以甘肃兰州、天水的滑坡、泥石流为研究对象,攻克了滑坡、泥石流发生概率难以计算的难题,建立了滑坡、泥石流风险评价技术方法体系。以郑州地面沉降为研究对象,研究了中原城市群地面沉降发生原因与机理,为中原城市地面沉降风险评价技术研究奠定了基础。以石家庄、北京、洛阳为研究区域,研究了污染物在这些地区包气带中的迁移规律与包气带的防污能力,改进了地下水污染防污能力的评价方法技术,为地下水污染风险评估奠定了基础。
全国地下水资源及其环境问题战略研究。查明我国13个粮食主产区的分布范围、农业种植现状及其灌溉用水对地下水依赖状况与趋势、各粮食主产区地下水资源保障农田生产用水能力。首次查明地下水超采与灌溉农业之间关系、小麦、玉米等秋粮作物及蔬菜和耗水型果林用水对地下水超采影响程度和应调控阈以及节水灌溉与地下水资源优化配置机制。提出相对农民模式的综合优化节水灌溉方案和实施对策,示范应用取得显著生态环境和经济社会效益。创编了我国“国家主要含水层图工作大纲与技术要求”,全面完成《我国水工环地质工作发展史》出版稿,对发展我国水工环地质事业具有重要指导意义。
国家粮食主产基地黄淮海区灌溉农业的用水强度、对地下水依赖程度和地下水保障能力分布图
祁连山大型煤炭基地土地覆盖现状解译图
重要能源基地水文地质环境地质调查。完成我国重要能源基地1∶5万水文地质环境地质调查工作总体部署。先后开展了“青海重要能源基地水文地质调查”、“神东煤炭基地水文地质调查与老空区普查”和“晋东能源基地水文地质环境地质调查”。完成6个1∶5万标准图幅调查(面积约2520km2);实施一批探采结合井,总出水量约14736m3/d,有力地解决了矿区缺水问题。在多年冻土区融区控水规律、鄂尔多斯盆地直罗组强富水特性、典型岩溶泉域强径流带分布与演变、采煤条件下上覆含水层疏干破坏机理、矿区含水层保护理论技术、老空区老空水普查技术方法和1∶5万水文地质编图等方面取得一系列新成果。
巴丹吉林沙漠1∶5万水文地质调查。完成巴丹吉林沙漠湖泊集中分布区野外调查任务,填补了我国沙漠区域水文地质调查空白。调查湖泊洼地133个、泉点29个、机民井88个,人工揭露地下水73处。初步查明沙漠东南部第四系沉积基底特征和湖泊、地下水分布的规律。首次在沙漠腹地完成350米水文地质钻探,揭露了第四系沉积基底和含水层结构,并首次获取巴丹吉林沙漠水文地质参数,为沙漠区水文地质条件研究奠定了良好基础。
中国工程院重大咨询项目我国地热资源开发利用战略研究。通过全球地热资源开发利用数据,对我国各类地热资源开发利用情况以及开发利用用途进行分析总结,圈定具有开发利用前景的高温、中低温地热区(田),提出地热发电规模及远景布局。查明我国干热岩资源分布,圈定若干干热岩远景分布区,提出我国地热资源开发利用集约化目标及方向。开展了地下热水资源开发利用现状与趋势研究,制定出我国地热资源开发利用关键技术研究路线图,为地热资源管理提供决策依据。
群矿采煤驱动下含水层结构变异对区域水循环影响机制研究。初步查明采空区覆岩三带宏观分布规律,采场应力分布对覆岩裂隙发育特征的影响特征、关键层分布对覆岩裂隙发育特征影响机理,分析总结了采动裂隙发展与含水层结构变异演化规律,基本掌握采空区裂隙发育特征及渗透性变化规律,建立了典型矿区含水层空间结构变异数值模型,创造性提出采空区渗透性跃变曲面“椭抛凹形体”概念。
华北平原典型地区地下水回灌关键技术与工程示范。应用GMS软件初步建立了试验场三维地层结构图,建立了勘察回灌区水文地质参数系列。建立完善了地下水回灌三维水流模型,发展了地下水高精度模拟技术和优控管理信息技术。完善了滹沱河冲洪积扇三维地下水流模型,采用嵌套技术建立区域模型与示范区模型的耦合模型;建立示范区地下水回灌主要污染组分的溶质运移模型,进行了地下水管理模型的算法研究,初步形成地下水管理信息系统。
沙漠腹地水文地质钻探
含水层结构破坏物理模拟试验
地下水回灌试验场立体图
B. 中国二氧化碳地质储存安全及环境风险地质背景
中国位于西太平洋地震构造带和喜马拉雅—地中海地震构造带之间,构造活动强烈,活动断裂非常发育,总体区域地壳稳定性较差,是大陆内部少有的几个多震地区之一。且活动断裂带与地震活动密切相关,若CO2地质储存场地选址不当,这些活动断裂将有可能成为人类无法控制的CO2构造泄漏通道,强震可能导致CO2地质储存库地质结构整体失稳或破坏。
一、中国新构造运动
(一)中国新构造运动特征
据张春山等(1999)研究,中国大陆现代地形地貌主要形成于新构造期。新近纪以来中国西部地区强烈隆升,东部地区则相对下降,并且持续到现在。
中国西部以近SN向主压应力为主,表现为大幅度的上升和水平位移,形成特有的地壳结构和近EW向断裂系统,可划分为3个新构造区(马杏垣,1990):喜马拉雅山地区为强烈隆起区;雅鲁藏布江以北的青、藏、滇地区为面状大幅度隆起区;阿尔金山以北的新、甘、蒙地区为相对稳定地区和新生代造山带相间分布的大幅度断隆-断陷区。
中国东部与西部有很大不同,新构造运动总体上表现为幅度不等的差异升降运动。这种差异既表现在EW方向上,也表现在SN方向上。EW方向的差异表现为明显的地貌台阶;SN方向的差异又将中国东部明显地分成3个亚区———华南地区以幅度不大的整体抬升为主,华北地区主要表现为大范围的差异升降,东北地区亦表现为大范围的差异升降(运动幅度远小于华北地区)和较强烈的岩浆活动。
中国西部的上升和东部的相对下降均与巨大的挤压、走滑和张性活动断裂相伴生,构造盆地的性质直接反映了各区新构造的特征。中国西部的一些大型沉积盆地处于南北挤压状态,盆地南北两侧的断裂多为倾向造山带的逆断层。在川滇西部地区,受走滑断层控制,常形成一些剪切型的构造盆地,但规模一般较小。华北平原地区,在近EW向张应力作用下,盆地的堆积作用仍在强烈地进行,控制这些盆地边界的断层一般为正断层。
中国大陆现今地壳垂直变形大约以北纬35°(昆仑山至秦岭)为界,呈现南升北降的特点。南部青藏高原上升速率达10mm/a,北部西北与东北下降速率达10mm/a(高庆华等,1996)。大约以银川—昆明一线(贺兰—川滇SN向构造带)为界,西部升降幅度大,地壳运动强烈;东部升降幅度小,地壳运动平缓。总之,中国现今地壳运动特征是:西南部为强烈上升区,东南部为缓慢上升区,西北部为强烈沉降区,华北和东北部为缓慢沉降区。在沉降区和上升区的交界部位,大都存在规模巨大的活动性断裂,其方向受所处的构造体系控制,是地震密集分布带,崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害也比较发育。
(二)新构造分区及主要特征
根据新构造运动的发展、运动强度、运动方式及区域构造、深部构造和地震活动状况等特征,黄汲清、马杏垣等将我国划分为2个构造域、6个构造区和20个构造亚区(图8-6)。
图8-6中国新构造分区及主要活动断裂分布图(据自马杏垣等,1987)
1.特提斯喜马拉雅新构造域(Ⅰ)
位于中国南北构造带(大致在银川—昆明一线)以西,地处印度板块与亚洲大陆板块的碰撞挤压区。新构造时期地壳发生了明显的加厚、缩短与抬升,形成了以逆冲断层、压陷盆地、大型走滑断层和挤压构造等为主的构造型式。大致以帕米尔—昆仑山—祁连山为界,又可分为新疆新构造区(Ⅰ1)和青藏新构造区(Ⅰ2)。
1)新疆新构造区(Ⅰ1):地壳厚度44~56km,在整体抬升的基础上,发育了主要受NE、NW向两组断裂控制的压陷性断块盆地,如塔里木、准噶尔和吐鲁番等盆地,控盆断裂多具逆冲和走滑性质。与压陷盆地相邻的是强烈隆起的断块山(如天山、祁连山等),隆起和下沉幅度相差1000~12000m(马杏垣等,1987)。该构造区自北而南又可分为:阿尔泰亚区(Ⅰ11)、准噶尔亚区(Ⅰ21)、天山亚区(Ⅰ31)、塔里木亚区(Ⅰ41)和阿拉善亚区(Ⅰ51)。
2)青藏新构造区(Ⅰ2):地壳厚度52~72km。中、上新世以来整体抬升,上升幅度达2000~3000m。局部有差异性断块沉降。新生代晚期岩浆活动活跃,断裂十分发育,多为具走滑性质的压性弧形断裂。在柴达木盆地的更新世地层中,还发育了一系列NW向褶皱。由于SN向推挤使岩石圈物质横向流展,派生出次生的横向引张应力场,在藏南形成了一系列近SN向的张性构造盆地。此区进一步分为:祁连-青海亚区(Ⅰ12)、藏北亚区(Ⅰ22)、藏南亚区(Ⅰ32)和川滇亚区(Ⅰ42)。
2.滨太平洋新构造域(Ⅱ)
位于南北构造带以东的大陆地区。根据沉积盆地的分布和构造活动性可分为:内蒙古-东北新构造区(Ⅱ1)、华北新构造区(Ⅱ2)、华南新构造区(Ⅱ3)和东南沿海及南海海域新构造区(Ⅱ4)。
1)内蒙古-东北新构造区(Ⅱ1):本区新构造的最大特点是火山活动强烈,如著名的五大连池和长白山等。地震活动相对较弱,本世纪有少量6级地震和一次7.3级地震发生,但震源较深。吉林地区是我国唯一的深震活动区,发育有松嫩盆地。上新世以来,山地最大抬升幅度约700m,盆地最大沉降幅度不足200m。区内地壳厚度较稳定,约34km。本区可进一步细分为内蒙古-大兴安岭亚区(Ⅱ11)、松嫩盆地亚区(Ⅱ21)和三江盆地-长白山亚区(Ⅱ31)。
2)华北新构造区(Ⅱ2):是中国东部新构造活动最强的地区。发育有汾渭、河套、银川和华北等断陷盆地,新构造时期沉积厚度300~500m,最厚达2000m(如渭河盆地)。地震活动频繁,强度大,至今已发生M≥8级地震6次,7.9~7级地震11次,6.6~6级地震43次。在大同、沧州、海兴、无棣等地见有火山活动。以大青山—燕山一线作为其北界,南界为秦岭-大别山。本区可进一步分出大青山-燕山(Ⅱ12)、鄂尔多斯(Ⅱ22)、黄淮海-下辽河盆地(Ⅱ32)和辽东-黄海-胶东(Ⅱ42)等亚区。
3)华南新构造区(Ⅲ3):本区以整体缓慢上升为特征,新近纪以来大多数盆地均已结束沉积,仅有江汉-洞庭盆地、南阳盆地及沿海港湾沉积盆地仍有沉积。最大抬升幅可达1000m,一般为几百米,最大沉降幅度不过200m。除东南沿海外,本区很少发生M>5级的地震,为少震、弱震区。广东和海南岛等地见有火山活动。本区又可分为两湖-川贵(Ⅱ13)及华南-东南(Ⅱ23)2个亚区。
4)东南沿海及南海新构造区(Ⅱ4):属欧亚板块的边缘海,中国大陆架部分。新生代以来构造活动强烈,广泛发育一系列与岛弧平行的线状褶皱与逆断层。如在台湾岛上可见左旋走滑断层,形成强烈的挤压带。台湾岛是本区最主要的抬升区,自新近纪蓬莱造山运动以来,中央山脉的内部隆起幅度超过2500m;本世纪以来大于6级地震达30次。大致以台湾岛南端的右旋走滑断层为界,分为台湾-东海新构造亚区(Ⅲ14)和南海新构造亚区(Ⅲ24)。本区大部分位于水下,许多新构造活动细节尚不清楚,有待深入研究。
二、中国活动断裂与构造成因地裂缝
(一)主要活动断裂
中国是世界上活动断裂非常发育的国家之一,活动断裂遍布中国的大陆和海域。一般而言,中国的活动断裂是指晚更新世(0.12~0.10Ma)以来活动过或现今仍在活动的断裂。它们的活动性可以通过各种直接和间接方法观测和识别。
在我国大陆和海域既发育规模巨大的走滑活动断裂,如阿尔金断裂、班公湖断裂、红河断裂、鲜水河断裂和郯庐断裂等,也发育张性活动断裂,如秦岭北缘断裂、贺兰山东麓断裂、大青山山前断裂、太行山东麓断裂和太行山南麓断裂等。同时,我国逆冲活动断裂也很发育,如天山南缘的秋立塔格断裂、柯坪断裂和六盘山断裂等。
中国活动断裂的分布与活动具有明显的分区性特征。以中部的南北构造带为界分为东、西两个大区(邓起东等,2007)(图8-7)。西部地区的青藏高原是一个独立的分区。西部在印度板块向北推挤和欧亚板块阻抗夹持下,形成一系列以逆冲、逆掩为主的近EW向断裂和NWW—NW、NEE—NE向逆走滑型的巨大活断裂带为最突出的特点,同时发育了规模较小的近SN向的正断层或走滑正断层;西部断层位移速率多在6mm/a以上。在塔里木及其以北地区,发育一系列NWW、NEE和近EW向逆冲断裂和逆冲走滑断裂。在准噶尔以北还发育有NNW向走滑断裂。
东部地区和海域,以发育NE、NNE向张性活动断裂为主。以阴山—燕山构造带和秦岭构造带为界,可进一步划分为东北、华北和华南3个活动特征各异的小区。华北地区以发育一系列与新生代盆地相伴生的NE向张性右旋走滑断裂为特征,同时发育一系列规模较小但分布广泛的NW、NWW向横向断裂。华南和东北地区除台湾及海峡西岸以外,活动断裂活动较弱,发育的NE向张性断裂以左旋走滑为主。
南北带上分布着NE、NW和SN几个方向成折线状断续相连的活动断裂带,断裂活动性质较复杂。南部青藏高原东缘以走滑逆冲活动为主,北部贺兰山段以张性活动为主。
中国活动断裂的活动具有明显的分段性,每一断层段都有自己独立破裂的历史,各段落之间常以一定的界限区将其分开,界限区终止相邻段落的破裂,起着障碍点的作用。一条断层段的长度与破裂尺度和地震震级大小相关。
中国的活动断裂带与地震活动密切相关,活动断裂带也是地震活动带,强震常常沿着一条活动断裂带成系列地连续发生。活动断裂带的几何学、运动学、滑动速率、分段性和破裂过程,决定了地震活动的强度与危险性。
现代地球动力学研究结果显示,中国板内现代构造活动的动力来源主要与印度板块和太平洋板块的运动和作用有关,板内深部动力学作用也不容忽视,可以说应是两者联合作用的结果。我国活动构造研究所获得的断裂水平滑动速率为每年几毫米,最大10~15mm/a,与近期GPS观测结果基本一致(王琪等,2001)。
(二)构造成因的地裂缝
我国地裂缝类型复杂,按成因可分为两大类,即自然因素产生的地裂缝和人类活动引发的地裂缝,也有两种因素共同作用形成的地裂缝。地裂缝已在陕西、山西、广东、天津、河北、四川、湖南、贵州、山东和江苏等24个省(区、市)200多个县(市)发现1232余处(中国环境地质监测院,2008)。
据李祥根(2003)研究,中国构造成因的地裂缝始于20世纪60~70年代,中国华北地区地面广泛发育了以张性为主的地裂缝,排除各种非构造因素,其构造成因是明显的。该构造裂缝是新构造断裂运动最新活动的一种表现形式,并称之为现代地裂运动。
中国二氧化碳地质储存地质基础及场地地质评价
图8-7 中国活动构造图(据邓起东等,2007,略有修改)
1966~1976年,中国华北地区强震频发,进入了地震活跃期。从构造地质角度考虑,强震发生同断裂(层)活动相关。现代华北地区地震震源机制表明,北东指向的挤压构造应力在起主导作用。该应力作用可引发地震活动,也可以引发地裂运动。地壳构造运动除地震形式外,更大量的是非地震形式的变动(高名修,1995)。在这段构造地裂缝频繁出现的时期内,地裂缝主要出现在广阔的苏鲁皖豫地区、渭河盆地、晋中、晋北、邯郸、北京和宁夏等地(表8-3)。
表8-3主要构造地裂缝活动事件表
王景明(2000)通过对西安地裂缝、大同地裂缝和邯郸地裂缝多年深入的研究,发现它们都是断层蠕滑活动的反映,地下水活动和人类工程经济活动起促进、加深地裂缝形成和发展的作用。换言之,断层蠕滑是这类地裂缝形成的主因,所以其特征、形态、产状和活动方式与蠕滑断层有相似性和一致性。
与活动断层运动有关的构造地裂缝可划分为速滑地裂缝(地震构造地裂缝)和蠕滑地裂缝。其中,断层蠕滑型地裂缝具有地裂缝与蠕滑断裂的一致性,即在平面和剖面上直接与断层相连接,地裂缝与蠕滑断层产状相近和地裂缝蠕滑断裂活动方式一致,且与蠕滑断层上下沟通(王景明,2000)。
中国构造地裂缝分布区和中国地震区位置基本一致(图8-8),即东北地裂分布区与东北地震区位置基本一致,区内地裂缝极不发育,地震活动很弱。华北地裂缝分布区与华北地震区位置完全吻合,该区构造地裂缝极发育,且单条长,总体密集成多个条带。已发现地裂缝3424条,总长497km,占全国地裂缝总数的79.5%以上,地震断层地裂缝7条,累积长达320.5km。与其对应的地震活动强度大,频度较高,占全国1900~1985年地震频次的3%以上。
图8-8 中国地裂缝分布与分区图(据中国地质环境监测院,2008)
南华地裂缝分布区与华南地震区大体吻合,该区地裂缝不甚发育,已发现地裂缝800余条,总长45km,占全国地裂缝总数约19%以上,未见地震断裂。与其对应的华南地震区,仅有中强震活动,频度低,占全国1900~1985年地震频次小于1%。
台湾地裂缝分布区与台湾地震区一致,该区只见较长的地震断层4条,总长129km。相应的地震活动强度大、频度高,地震能量释放1900~1985年占全国的16%。
西部地裂缝分布区与青藏高原和新疆两个地震区位置相合,该区尚未发现明显的断层蠕滑和区域微破裂开启型地裂缝,但有极其发育且规模较大的地震断层地裂缝66条,总长2696km。与此对应的青藏高原和新疆两地震区1900~1985年地震能量占全国的79%,地震频次占全国的41%。
总而言之,中国各地裂缝分布区与中国各地震区的位置、区内地裂缝的发育程度、出现类型,与地震发生的强度、频度和地震能量释放量基本呈对应关系。
中国地裂缝除有上述分区特点外,在区域分布上也不均一。那些成带分布的地裂缝地区,实际上反映了与地裂缝直接有关的构造破裂带的存在。这些地裂缝带多数又对应有成带地震集中分布,地震带和与其对应存在的地裂缝带一样,同样反映了与地震直接有关的构造破裂带的存在,它们本同出一源,是构造破裂带活动表现出的不同构造现象。此外,地裂缝和地震成带分布区是我国新构造断裂活动比较强烈的地带。
三、中国地震与区域地壳稳定性
(一)地震
中国的地震活动与新构造活动特征非常相似,也具有明显的分区和分带性。以南北构造带为界,西部地区地震活动强烈,可进一步划分为青藏高原区和西北区。沿青藏高原的北部边界和高原内部的活动断裂带形成地震带,如河西走廊地震带、鲜水河地震带等。青藏高原以北的西北地区,地震活动主要沿天山南北活动断裂带分布,形成天山南北地震带。东部地区地震活动相对较弱,可进一步以阴山-燕山、秦岭为界划分为东北、华北和华南3个分区。东北地区地震活动微弱,仅在其东缘延吉地区发育一些深源地震。华北地区地震活动相对强烈,发育汾渭裂谷地震带、太行山东缘地震带和郯庐地震带3个NE向地震带,一个NWW向渤海湾-张北地震带。华南地区除福建沿海地震活动较强外,全区地震活动微弱,基本没有5级以上的地震发生。南北带是除台湾以外,中国地震活动最强烈的地区。台湾是环太平洋地震带的一部分,地震活动非常强烈。
Chu Q Z(2000)主要依据第四纪期间区域构造活动水平、断裂活动的时代、规模和强度、古地震、历史地震和现代地震活动、地壳、岩石圈结构和地球物理场特征,以及中新生代区域地质的发展演化,将中国划分为一级地震构造单元3个,二级构造单元7个,三级构造单元30个(图8-9)。
中国大陆位于西太平洋地震构造带和喜马拉雅—地中海地震构造带之间,是大陆内部少有的几个多震地区之一。中国大陆地震构造的基本特点主要表现在以下几个方面(楚全芝等,2007)。
1.地震活动强度高频度大
1900~2006年,在中国大陆及邻近的边缘地区共发生M≥7.0级地震75次,平均不到一年半就有一次大震(M≥7.0)发生。1900年至2006年在中国大陆共发生8级以上特大地震7次,平均约13年就有一次特大地震发生(图8-10)。1996年以后的10年间,中国大陆共有6次7级以上的大震发生,皆出现在西部地区,平均1.4年就有一次大震发生,接近于1900年以来地震发生的平均频次。发生M≥6.0级地震69次,平均每年约有7次强震发生。
2.地震活动区域之间差异大
以南北地震构造带为界,大约有90%以上的M≥7.0级地震发生在西部区,而东部区仅占10%还要弱(楚全芝,1997)。以1900年至2006年期间的地震为例,中国大陆包括强余震在内共发生地震75次,其中东部区仅发生7次。西部区与东部区的大震之比约为9∶1。自1900年以来,M≥8.0级的特大地震皆发生在西部区。东部区在这期间没有特大地震发生,M≥7.0级的地震也主要集中在华北地震构造区。在东北地区除深源地震外,历史上只发生过一次海城地震。华南除东南沿海之外,无大震发生,即使6级左右的强震也少见。因此可以认为,造成地震活动在区域上差异的原因主要是断裂带活动的强弱及其规模。在青藏高原等一些活动强烈的地区,有大量全新世活动断层分布,且断层年滑动速率一般在几毫米到十几毫米之间(邓起东等,1994)。在东北地区几乎没有全新世活断层分布,且在第四纪期间断层年滑动速率一般仅零点几毫米,甚至更低。在断裂活动较强的华北地区,其年滑动速率一般也只有几个毫米至零点几个毫米。地震断裂带的规模在不同地区相差甚远。
图8-9中国地震构造分区略图(据楚全芝等,2007)
3.地震与活动构造的关系
地震与活动构造有着密切的关系,但这种关系相当复杂,不是简单的一一对应关系。地震与构造的关系,在认识上经历了一个较长的过程。早期认为地震活动与新构造有关。其后认为与第四纪活动断裂有关。随后又发现地震活动,特别是大震活动,主要与晚更新世以来的活断层有关。对活断层的定义也有不同的观点(徐煜竖,1982),但目前多数人接受将晚更新世以来有过活动的断层定义为活断层。因此,某条断层或断裂带在晚更新世以来是否活动,成为工程建设、地震安全性评价和地震危险性预测的重点研究对象和依据。
图8-10中国大震略图(1900~2006年)(据楚全芝等,2007)
4.地震与活断层
城市活断层探测、地震安全性评价和工程建设中的活断层鉴定都将断层在晚更新世以来是否活动过作为重点研究内容,其原因就是认为强震的发生主要与晚更新世活动断层关系密切。一般认为,如果某断裂晚更新世以来不活动,那么就不会发生7级以上的大震,并且认为发生6级左右地震的可能性也大大减小。假设地震与晚更新世活断层的关系成立,那么在分析研究发震地点时,有相当一部分第四纪断层可以不予考虑。即使这样,问题也不会变得简单。到目前为止中国大陆内部已知的活断层有数百条。
活断层是地震发生的有利地带,但并不是所有的活断层都会发生大震。地震分布不但在空间上是不均一的,即使在同一条地震断裂带上的不同断层段或不同的地震断裂带之间,地震的强度和频度的差别也相当大。在一个时间段内地震集中发生在某些活动断层带的某些特定部位,而在另一时间段内地震则集中发生在另外一些地区或部位。较为典型的就有是渤海-张家口-河套地震断裂带,1969年发生渤海大震之后仅仅7年就发生了1976年的唐山大震,两次大震的震中距离仅仅约200km。它比西部的1920年海原大震与1927年的古浪地震的震中距离(约260km)还近。从古地震研究结果看,大震沿断裂活动具有稳定期和活动期之分,但这种划分并不具有物理意义上的周期性,只是在漫长的地质历史过程中具有不规则的高低起伏。古地震的重现间隔从1000a左右至7000a左右不等。
5.地震与地震构造块体
所谓地震构造块体是指以活动断裂带为边界组成的地质实体。块体对地震活动的强弱变化及时空分布具有明显的控制作用。根据地震构造块体的形态、应力作用状态和活动方式等,可划分为挤压型地震构造块体和张裂型构造块体。再根据块体内部是否完整,又各自划分为完整型块体和破裂型块体。如华北平原地震构造块体属于张裂型破裂块体;鄂尔多斯地震构造块体属于张裂型完整块体;川滇地震构造块体属于挤压型破裂块体;塔里木地震构造块体属于挤压型完整块体。
不同地震构造块体,地震活动强弱和时空分布不同。这主要和块体所处的大地构造位置、块体的规模和内部结构等因素有关。如川滇地震构造块体的地震活动明显比华北平原块体的地震活动强。鄂尔多斯地震构造块体,历史上在其周缘发生了一系列的大震,如洪洞地震、华县大地震、临汾地震和银川地震等。1739年银川地震之后,该块体逐渐进入稳定阶段,在至今的268年的时间内没有大震发生,6级以上的强震较少。在鄂尔多斯块体的内部,有史以来没有6级以上的强震记录,5级左右的强震也为数不多。而川滇地震构造块体虽然大多数强震发生在边缘断裂带上,即红河-金沙江带和鲜水河-安宁河-小江带,但其内部也多次发生7级以上的大震,如1996年发生的丽江大震(图8-11)和1515年发生的永胜地震。
图8-11地震构造块体与历史大震(M≥7.0)(据楚全芝等,2007)
(二)区域地壳稳定性
区域地壳稳定性是指工程建设地区,在内、外动力(以内动力为主)作用下,现今地壳及其表层的稳定程度,以及这种稳定程度与工程建筑之间的相互作用和影响(李兴唐,1987;孙叶等,1998)。即由地球内外动力作用形成的地质灾害对工程建设地区人类和工程建筑安全的影响。
中国地处环太平洋、地中海-喜马拉雅两个全球性活动构造带的交汇部位,构造活动强烈、地质灾害发育,总体区域稳定性相对较差。
与中国地震活动特征相对应,中国50年超越概率10%地震动峰值加速度也具有相似的分区性和分带性(图8-12)。西部地区地震动峰值加速度相对较高,普遍在0.10g以上,沿主要活动断裂带和地震带,地震动峰值加速度一般在0.20g以上。地震动峰值加速度高于0.30g的危险区大多都分布在我国西部。我国东部地震动峰值加速度总体相对较低,东北和华南地区大部分为0.05g或小于0.05g,华北地区相对较高,沿汾渭裂谷、太行山东缘、郯庐断裂带、河套盆地和渤海湾-张北形成地震动峰值加速度高值带。
图8-12 中国地震动峰值加速度区划图(据GB 18306-2001)
图8-13 中国区域稳定性评价图(据马寅生等,2011,略有修改)
受内、外动力地质作用及区域岩土体工程地质条件的控制,中国大陆不同地区的稳定性存在很大差异(图8-13)。不稳定、次不稳定区主要沿青藏高原及其周边、主要活动构造带、地貌边界带分布。不稳定区包括阿尔金断裂带中、南部,祁连山北缘河西走廊的嘉峪关—张掖地区、武威地区、海原—天水一带,青藏高原东缘龙门山北部文县—平武一带、汶川—泸定—冕宁—德昌一带,云南东川—石林地区、丽江—剑川地区,青藏高原南部雅鲁藏布江大拐弯地区、当雄—羊八井地区、喜马拉雅山地区,塔里木盆地西端喀什一带,天山西段昭苏一带、东段吐哈地区,阿尔泰山西南缘富A—阿勒泰地区和台湾南部等地。
与我国新构造、活动构造、地质灾害活动特征相似,我国的区域稳定性也具有明显的分区性。以南北构造带为界,总体上西部地区较东部地区稳定性差。西部近半数地区为次不稳定和不稳定区,稳定和基本稳定区主要在塔里木盆地腹地和阿拉善地区。东部地区主要为稳定和基本稳定区,次不稳定和不稳定区主要分布在鄂尔多斯周缘断陷带、太行山东缘、郯庐断裂带和台湾地区。从北往南,东北、华北、华南的稳定性也各有差异。东北地区基本上都属于稳定和基本稳定地区。华北的大部分地区为稳定和基本稳定区,沿汾渭断陷盆地带、河套地区、太行山东缘和郯庐断裂带分布一些次不稳定区。华南地区除台湾和海峡西岸外,基本上属稳定和基本稳定区。
C. 中国地质环境监测院的机构设置
中国地质环境监测院的机构可以分为四类:
(一)技术业务部门
1、综合研究室
2、地版质权灾害调查监测室
3、地质灾害预警预报中心
4、地下水资源环境调查监测室(地下水模型中心)
5、环境地质评价室
6、矿山环境与国土整治评价室
7、信息室
8、三峡地质灾害监测中心(三峡库区地质灾害防治工作指挥部)
9、编辑部
10、科技情报资料中心(图书档案室)
(二)管理部门
1、办公室
2、人事处(离退休干部处)
3、财务处(设备管理处)
4、科技外事与项目管理处
5、党群办公室
6、经营管理处
(三)后勤经营部门
1、国土资源环境咨询评估中心
2、国土资源西峰寺培训中心
3、中元基础工程有限公司
4、服务中心(物业中心、水文招待所)
5、门诊部
(四)挂靠单位
1、中国国土资源报社地质环境记者站
2、中国地质学会地质灾害研究分会
3、中国地质学会徐霞客研究会
4、中国地质学会环境地质专业委员会
5、中国国土资源经济学会环境经济专业委员会
6、中国矿产联合会饮用天然矿泉水专业委员会
D. 我国地质环境调查概况
我国水文地质调查始于新中国成立之前。少数地质学家曾在局部地区进行过地下水的调查研究,但是由于缺乏水文地质队伍,未能对全国地下水资源进行系统的调查。新中国成立后,为满足我国国民经济建设对水资源的需求,结合国民经济规划,从20世纪50年代中期起,我国开始有计划地在全国开展区域水文地质普查[10,11]。1957年编制了1∶300万《中国水文地质分区图》和《中国区域水文地质概论》,1958年编制了1∶400万中国潜水区划图。自1955年至1996年,历经40余年的时间,完成了全国1∶20万为主的区域水文地质普查工作。初步统计共完成调查面积954.9万Km2(不含港、澳、台),其中1∶20万611.51万Km2,1∶50万173.26万Km2。在区域水文地质普查工作的基础上,编制了《中华人民共和国水文地质图集》,包括全国性图组、地区性图组和分省图组三部分,并附有详细的说明书。这项基础性、战略性调查,不仅极大地提高了我国区域水文地质研究程度,填补了大面积水文地质空白,而且为国民经济建设和社会发展提供了系统、完整的水文地质基础资料,直到今天仍然发挥着不可替代的重要作用。20世纪80年代初,原地质矿产部组织开展了第一轮全国地下水资源评价工作,历时3年,于1984年底提出了评价成果:即全国地下水天然资源量每年为8717亿m3,可开采资源量每年为2940亿m3。在开展地下水资源评价工作的同时,还开展了一些专题研究,如四川、湖南等省对红层裂隙水的研究,中国玄武岩裂隙孔洞水的研究,黄土地下水的研究,以及北方岩溶水的研究等,取得了丰硕的成果。这些研究成果为国家水资源规划、管理和开发利用提供了重要的科学依据。
环境地质调查发端于水文地质和工程地质调查。20世纪50年代,包括水电站、铁路、桥梁、矿山等在内的国家大型工程建设促进了工程地质学的迅猛发展。20世纪60年代至70年代,由于自然资源的过度开发和污染物质的随意排放,出现了水资源短缺、地下水污染、地面沉降等环境地质问题。例如,天津、宁波、苏州、无锡、常州等地区相继发生了地面沉降现象。大规模煤田、金属矿山的开发(例如广东仁化凡口铅锌矿、湖南斗笠山煤矿等矿山),由于矿山疏干排水,降低地下水位,破坏了岩溶化含水层的岩体力学平衡状态,或者由于增大了水力坡度,使洞穴、溶隙及上覆土层被潜蚀冲刷,导致地面塌陷。铁路沿线,特别是山区铁路沿线受夏季暴雨袭击,致使一些铁路路基遭受崩塌、滑坡、泥石流的灾害侵袭而暂停运营。20世纪70年代后期,人们开始重视环境地质研究,把水文地质、工程地质、环境地质联系起来,统称为水工环地质[12]。
我国地质灾害研究工作一直是围绕着重大工程和重大建设需要而展开的。20世纪50~60年代,重点开展了西南及西北交通干线和三峡等水利枢纽的地质灾害调查以及上海地面沉降的勘查工作。20世纪70年代,上海地面沉降研究在预测和防治方面取得突破性进展,树立了我国地面沉降控制典范。进入20世纪80年代以后我国地质灾害研究得到了空前的发展,对海城地震、新滩滑坡、元阳滑坡等进行了成功预报、对东川和宁南泥石流和天津市地面沉降实施了有效控制。20世纪90年代开展了“地震、地质灾害及城市减灾重大技术方法研究”等一批国家和省部级重点科技攻关项目的研究工作,1991年出版了《中国地质灾害类型图》(1∶500万),1992年出版了《中国地质环境图系》,1996年出版了《中国分省地质灾害图集》(1∶60万~1∶500万)。
E. 试论我国地质地貌环境特征
区域的构造地质往往决定了一个地区的地形地貌的基本轮廓,如山地、丘陵、高原、盆地和平原等,在这些轮廓的基础上,由于外营力作用而往往形成不同的地貌类型,它是区域土地资源的地学基础。对一个不太大的区域来说,地质构造与地貌类型对土地资源的类型分布、利用和评价等的影响更深刻、更直接。总的来说,由于长期的地质过程和地形演变,我国现代地貌所反映的基本结构和形态,是长期以来内外营力综合作用的结果。概括起来有三大地貌区域、三条界线和三个台阶。
1.现代三大地貌区域
地貌区域根据其成因划分为:①以流水作用为主的东部季风湿润区,主要包括东北、华北和华南,海拔多在500m以下的地区;②以风力和干燥剥蚀为主的西北干燥区,位于大兴安岭、阴山、贺兰山和昆仑山一线以西以北海拔l000m左右的地区;③以冰缘和冰川作用占优势的青藏高原区,位于横断山以西,昆仑山以南海拔4000m.5000m的地区。图3—4的高度分区可大体反映出我国的地貌区域。
2.三条界线
在中国地貌宏观特征中,有三条界线至关主要:①贺兰山一六盘山一龙门山一哀牢山一线;②天山一阴山一燕山一线;③昆仑山一秦岭一大别山一线(图3—5)。
3.三个台阶
上述三条界线划分出三个台阶:①大兴安岭太行山一巫山一线以东平原地区为第一级;②昆仑山一祁连山一横断山以北以东高原区为第二级;③青藏高原为第三级(图3-6,表3—6)。
从地势和地貌等图上可以看出,我国是山地多于平原,其中山地与丘陵占我国全国土地总面积的43%,高原占26%,盆地占19%,平原占12%,这是我国土地资源面貌的基本特征之一。
4.不同地貌类型对土地的影响
一般来说,气候的变化表现是大区域的,而中小范围内的差异,则往往主要受地质构造和地形条件的制约,不同的地表形态直接决定着景观的轮廓形态和内部联系,在很大程度上决定着土地的质量特征。
F. 中国地质环境的先天脆弱性
(一)地势落差显著,山地丘陵多
地理统计数据表明,世界大陆平均海拔高度950m,中国大陆平均高度为1495m,是世界平均高度的1.57倍。除无固定居民的南极洲以外,中国大陆平均海拔高于其他大洲和地区(表2-1)。中国海拔在3000m以上的陆地面积248.3万Km2,占国土面积的25.86%;海拔1000~3000m的陆地面积307.5万Km2,占国土面积的32.03%;海拔在500m以下的陆地面积241.7万Km2,仅占国土面积的25.18%。全球超过8000m的山峰共有12座,中国境内就有7座。最高的珠穆朗玛峰与最低的吐鲁番盆地垂直高差达9000m,如此巨大的高程落差,世界上绝无仅有。据中国科学院可持续发展研究组研究成果,以世界大陆平均海拔高度为基准,每增加100m的高度,区域发展成本将提高2.2%~2.4%[2]。据此推算,中国平均状况下的区域发展成本是世界平均水平的1.25倍。
表2-1 中国与主要地区海拔高度对比表
数据来源:国家统计局《国际统计年鉴(2008)》
高海拔意味着地形的倾斜度、切割度、起伏度高于其他地区,也意味着重力侵蚀程度高于其他地区,易于诱发水土流失、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。据2008年水利部、中国科学院和中国工程院的联合普查,中国土壤侵蚀面积356.92万Km2,占陆地面积的37.2%,其中水流侵蚀面积161.22万Km2,风力侵蚀面积195.70万Km2。我国年均土壤侵蚀总量45.2亿t,主要江河的多年平均土壤侵蚀模数约3400t/Km2。按照水土流失面积占国土面积的比例及流失强度综合判定,中国现有严重水土流失县646个,四川、山西、甘肃、内蒙古、陕西5省严重水土流失县占全国总数的50%以上[3]。
(二)内动力地质作用活跃,地质灾害多
中国地处欧亚板块的东南部,位于太平洋板块、欧亚板块、菲律宾海板块的交汇处,构成了中国构造活动与地震活动的动力背景。根据国家地震局中国地震烈度分布图,中国Ⅶ度及Ⅶ度以上地震烈度区面积约312万Km2,占陆地面积的32.5%,远高于美国的12%[4]。位于Ⅶ度及Ⅶ度以上地震烈度区的城市约占全国城市总数的50%。67%的100万人口以上城市、71%的50万人口以上城市位于Ⅶ度及Ⅶ度以上地震烈度区。高地震烈度区基本上是沿活动断裂带分布的,主要包括青藏高原、天山地区、河西走廊、鄂尔多斯周边、华北平原、松辽平原、东南沿海地区和台湾岛等多地震区。据联合国国际灾害数据库统计,2001~2009年中国发生重大地震灾害43次,占世界总数的17.3%;死亡人数87939人,占世界总数的19.6%;受灾人数5276.7万人,占世界总数的62.8%(表2-2)。
表2-2 2001~2009年世界主要地区重大地震与滑坡灾害统计表
数据来源:联合国国际减灾战略机构(UN/ISDR)OFDA/CRED国际灾害数据库
受高海拔和内外动力地质作用的影响,中国滑坡、崩塌、泥石流等突变型地质灾害发生频繁,分布广泛。据统计,滑坡与崩塌灾害中、高易发区面积346.7万Km2,占中国陆地面积的36.1%,主要分布在中国地势第一、二级阶梯过渡地带和第二、三级阶梯过渡地带[5]。泥石流灾害中、高易发区面积262.4万Km2,占陆地面积的27.3%,主要分布在青藏高原东南缘山地、四川盆地周边以及陇东-陕南、晋西、冀北等以黄土高原东缘为主的地区。地面塌陷灾害中、高易发区面积167.3万Km2,占陆地面积的17.4%,主要分布在云贵高原和华南丘陵、盆地、平原区可溶岩连片分布的地区。滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害高易发区197.6万Km2,中易发区面积388.0万Km2,总计覆盖了中国陆地面积的61.0%(表2-3)。
表2-3 我国突发性地质灾害易发程度分区面积统计表单位:万Km2
数据来源:中国地质环境监测院.2008.全国地质灾害防治规划研究.北京:地质出版社
(三)水资源时空分布极不均衡,涉水环境问题多
中国水资源的空间分布极不均衡。年降水量在东南沿海地区最高,逐渐向西北内陆地区递减。从黑龙江省呼玛到西藏东南部边界的这条东北-西南走向的斜线,大体与年均降水量400mm一致,是东南部湿润半湿润地区和西北部干旱半干旱地区的分界线。东南部的湿润和半湿润地区也是暴雨洪水的多发区。全国水资源有80.4%分布在长江流域及其以南地区,人均水资源量3481m3。长江流域以北的黄淮海与东北地区水资源仅占全国的14.7%,人均水资源量747m3。全国地下水淡水可开采资源量为3527.78亿m3,主要分布在各大平原盆地。其中,黄淮海地区地下水可开采资源量最多,为512.10亿m3,占全国的14.52%;其次是黑松流域,占9.31%。
中国水资源的时间分布很不均衡。受季风气候影响,各地降水主要发生在夏季。大部分地区每年汛期连续4月的降水量占全年的60%~80%,不但容易形成春旱夏涝,而且水资源量中大约有2/3是洪水径流量,形成江河的汛期洪水和非汛期的枯水。而降水量的年际剧烈变化,更造成江河的特大洪水和严重枯水,甚至发生连续大水年和连续枯水年。
受变异很大的水文过程、地质过程、自然地理过程的影响,地球化学元素迁移分布在空间上极不均匀。北方许多地区不仅分布着大片咸水,而且还分布着各类由原生环境形成的对人体有害的劣质水,如沼泽水、高铁锰水、高氟水、高砷水、低碘水、含腐殖酸软水等,从而导致各类地方病的发生,常见的地方病有甲状腺肿大、大骨节病、克山病及高氟病等。在北方16个省份1062个县中有800多个县发现有地方病。北方地区土壤中的盐分分布也很不均匀,在松嫩平原、黄淮海平原下游、银川平原、内蒙古河套平原、新疆、青海等地区分布着大面积的盐碱地,严重制约了当地农业的可持续发展。
G. 中国各地地质状况
1、各省、自治区、直辖市国土资源厅(国土环境资源厅、国土资源局、国土资源和房屋管理局、房屋土地资源管理局):管理2、各地质勘查局、各有色地质勘查局、各煤田地质局、各核工业地质局、各冶金地质局
3、中国地质调查局:隶属于国土资源部,副部级事业单位。
4、中国冶金地质总局(中国冶勘总局):直属于国务院国有资产监督管理委员会管理的正部级事业单位。
5、中国煤炭地质总局(涿州):直属于国务院国有资产监督管理委员会管理的正部级事业单位。
6、中国核工业地质局:隶属于中国核工业集团公司。
7、中化地质矿山总局(涿州):隶属于中国昊华化工(集团)总公司。
8、中国建筑材料工业地质勘查中心:隶属于中国中材集团公司。
9、中国人民武装警察部队黄金指挥部。
10、有色金属矿产地质调查中心:隶属于中国有色金属工业协会。
11、中国石油天然气集团公司(以东方地球物理勘探有限责任公司为主)
12、中国石油化工集团公司(即新星石油有限公司)
13、中国海洋石油总公司(以海洋石油勘探开发研究中心为主)
14、中国盐业总公司(即中盐勘察设计院)
15、延长油矿管理局(陕西省)
16、中联煤层气有限责任公司
17、北京中色资源环境工程有限公司
地质院校:
1、中国地质大学(原武汉地质学院、北京地质学院)
2、吉林大学(原长春地质学院)
3、成都理工大学(原成都地质学院)
4、长安大学(原西安地质学院)
5、石家庄经济学院(原河北地质学院)
《国务院办公厅关于印发地质勘查队伍管理体制改革方案的通知》(国办发[1999]37号)
(一)将原地质矿产部所属的在各省、自治区、直辖市的地质勘查单位统一划归到各省、自治区、直辖市,由省级人民政府国土资源主管部门归口管理,并逐步实行企业化经营。
(二)组建中国地质调查局,作为国土资源部所属的组织实施国家基础性、公益性、战略性地质和矿产勘查工作的事业单位。具体职能和编制由国土资源部报中央机构编制委员会审定。
(三)各工业部门所属地质勘查队伍要根据不同情况积极推进改革。冶金、有色、轻工、化工、建材等部门所属的地质勘查单位,可以从各自部门的实际情况出发,改组为企业或进入企业集团,具体实施方案由国家经贸委与各工业局研究确定。中国核工业总公司可以从所属地勘队伍中保留一支从事放射性矿产勘查的精干队伍,其余与原地质矿产部所属地质勘查单位同步进行属地化、企业化改革,具体实施方案由国防科工委研究确定。武警黄金地质勘查部队的改革,按照中央军委和国务院的有关决定执行。轻工局所属部分地勘单位,并入中国盐业总公司。
一、地质部地勘系统
中国地质调查局:2001年成立,隶属于国土资源部,副部级事业单位。
天津地质研究所(天津地调中心)
沈阳地质研究所(沈阳地调中心)
南京地质研究所(南京地调中心)
宜昌地质研究所(宜昌地调中心)
成都地质研究所(成都地调中心)
西安地质研究所(西安地调中心)
青岛海洋地质研究所
广州海洋地质调查局
中国国土资源航空物探遥感中心
中国地质调查局发展研究中心 (全国地质资料馆)
国土资源部实物地质资料中心
国家地质实验测试中心
中国地质环境监测院
中国地质图书馆
中国地质博物馆
水文地质工程地质方法技术研究所
勘探技术研究所
探矿工艺研究所
探矿工程研究所
郑州综合利用研究所
成都综合利用研究所
中国地质科学院(院机关):
中国地质科学院地质研究所
中国地质科学院矿产资源研究所
中国地质科学院地质力学研究所
中国地质科学院水文地质环境地质研究所
中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所
中国地质科学院岩溶地质研究所
各省市区地质勘查局(组建地质调查院)全部下放。
原石油地质系统于1997年成立中国新星石油公司,2000年划归中国石化集团。
二、冶金地勘系统(原冶金部地质勘查总局)
中国冶金地质勘查工程总局(中国冶勘总局),成立于2001年。
中国冶勘总局一局(华北局):燕郊:第一地质勘查院(燕郊)、中冶地勘岩土工程总公司(原冶金部第一勘察基础工程总公司)、河北天元地理信息科技工程有限公司、秦皇岛天元五一五钻探工程有限公司(2006年从中冶地勘岩土工程总公司分出):原编制为:一队:迁安;二队:衢州;515队:秦皇岛;516队:宣化;518队:邯郸;520队:邢台;522队:唐山;物探队:滦县;水文队:定州;超硬材料研究所:探矿技术研究所:燕郊;测绘大队:燕郊;建筑规划设计院:职工医院:二级甲等;子弟学校:
中国冶勘总局二局(原华东局606队):福州:第二地质勘查院、福建岩土工程勘察研究院、一队、二队、三队、四队。
中国冶勘总局三局:太原:311队、312队、314队、316队、地勘院、岩土总公司。
中国冶勘总局山东局:济南:2个专业公司,4个综合地质队、2个专业地质队、2个勘查院、1个测试中心和1所高级技工学校:山东正元资源勘查研究院、新疆地质勘查院(乌鲁木齐,外派单位)、山东正元地理信息工程有限公司
中国冶勘总局中南局:武汉,分布在湖北、湖南、广西三省八市:603队:大冶;604队:孝昌; 605队:襄樊;606队:黄石;607队:宜都;608队:黄石;609队:黄石;水文队:黄陂。
中国冶勘总局西北局:西安:西北地质勘查院(西安,原西安地质调查所);五队(酒泉);六队(汉中);乌鲁木齐地质调查所。
中国冶勘总局地球物理勘查院:保定,国内三大航空物探队伍之一。
中国冶勘总局遥感技术应用中心:北京
中国冶勘总局昆明地质调查院:昆明,原西南局昆明地质调查所。
中国冶勘总局广州地质调查所:广州
四川省(西南)、辽宁省(东北)冶金地质勘查局和冶金华东地质勘查局(安徽省)已下放。
三、煤炭地勘系统(即中国煤炭地质总局)
中国煤炭地质总局:总部原涿州,现迁北京丰台。
江苏煤炭地质局:常州,勘探一队、二队、三队、四队、五队、物测队、机械研制中心、勘探研究所、江苏长江机械化基础工程公司。
浙江煤炭地质局:杭州,浙江华厦工程勘察院,浙江华厦建筑基础工程公司,浙江煤炭测绘院等。
广东煤炭地质局:广州新市镇,152地质队、201地质队、202地质队和江南基础工程公司。
广西煤炭地质局:柳州
湖北煤炭地质局:武汉,125队、182队、物探测量队、地质勘查院和湖北省地质勘察基础工程公司。
青海煤炭地质局:西宁,105勘探队、132勘探队、物测队、勘查院4和青海岩土工程勘察咨询公司。
第一勘探局:邯郸,119勘探队、129勘探队、173勘探队、物测队、科教中心、地质勘查院、技术研究中心。
第二勘探局:北京,机械研制中心,建筑工程公司,地质制图印刷中心。
水文地质局:邯郸,水文地质工程地质环境地质勘察院、四个水文地质队和物探、基础工程、机电安装、物资供应、地能空调、污水治理等六个专业公司。
航测遥感局:西安
中煤地质工程总公司:北京
煤炭资源信息中心:涿州
地球物理勘探研究院:涿州
干部学校(党校) :涿州
中煤地质报社:涿州
河北省(邢台)、山西省、内蒙古、东北(沈阳)、吉林省、黑龙江省、安徽省(蚌埠)、福建省、江西省、山东省(泰安)、河南省、湖南省(株洲)、四川省、贵州省、云南省、陕西省、甘肃省、宁夏、新疆煤田地质局已下放。
四、核地勘系统(原中国核工业总公司地质总局)
核地勘队伍组建于1955年,现有6个地区性地质局、52个地质大队以及研究院所、工厂、医院等90个县团级以上企事业单位,分布于26个省、自治区、直辖市。
中国核工业地质局(核工业地质调查院):核工业北京地质研究院为其业务支撑单位,以6个地区核地质研究所为主体,组建6个核工业地质调查分院,核工业航测遥感中心、核工业西北地质局216大队、核工业西北地质局208大队、核工业东北地质局243大队作为专业勘查队伍。
6个地质局所在省的48个地勘单位,以省为单元,整体属地化,组建辽宁省(东北)、江西省(华东)、湖南省(中南)、广东省(华南、由韶关迁花都)、四川省(西南)、陕西省(西北)核工业地质局,其余16个省(自治区、直辖市)的29个单位属地化后(组建了河南省(信阳,原308大队)、贵州省、甘肃省、青海省等4个核工业地质局),由省级人民政府指定的部门管理。
五、有色地勘系统(中国有色金属工业总公司地质勘查总局)
有色金属矿产地质调查中心(有色地调中心):成立于2001年,北京地质调查所、桂林地质调查所、新疆地质调查所、地质资料馆、北京矿产地质研究院。
北京中色资源环境工程有限公司(中资环):成立于2003年,北京索坤技术开发有限公司、北京遥感中心、北京测绘院、北京中色物探有限公司(原物化探中心)、河北有色测绘公司。
19个地质勘查局全部下放:
1.天津华北地质勘查局(天津市地质调查总院,含河北):原华北有色地质勘查局,下辖514队(承德)、517队(石家庄)、519队(保定)、地质四队(秦皇岛)、普查大队(燕郊)、核工业247队(宝坻,原属核工业东北地质局)等六个地质队和一所职工大学(保定),在天津局本部设有天津市地质勘查总院、地质研究所。
2.内蒙古有色地质勘查局
3.辽宁省有色地质勘查局
4.吉林省有色地质勘查局
5.黑龙江省有色地质勘查局
6.江苏省有色金属华东地质勘查局:南京。下辖805(六合)、806(徐州)、807(南京)、809(南京)、810(南京)、813(南京)、814队(镇江)、研究所(南京)、测绘院(镇江)、矿产开发研究院(南京)、南京岩土工程勘查院。
7.浙江省有色地质勘查局:绍兴,前身为重工业部南京地质勘探公司802队。
8.河南省有色地质勘查局:郑州,下辖勘查总院、一队、二队、三队、四队、五队、六队、七队。
9.湖南省有色地质勘查局:长沙,下辖一总队(郴州)、二总队(湘潭)、214(株洲)、217(衡阳)、245(吉首)、247(长沙)、研究院(长沙)、矿业信息研究中心(长沙)等局属正处级事业单位16个。
10.江西省有色地质勘查局:南昌,江西金源地矿集团公司。下设“五队、三院、三中心”等11个事业单位。
11.广东省有色地质勘查局
12.广西有色地质勘查局
13.海南省有色地质勘查局
14.贵州省有色地质勘查局:贵阳,下辖一总队(清镇)、二总队(六盘水)、三总队(遵义)、物化探总队(清镇)、五总队(安顺)、六总队(凯里)、地质勘查院(贵阳)。
15.西南有色地质勘查局(昆明,含四川)
16.西北有色地质勘查局(西安,属陕西省正厅级事业单位,有12二级单位,分布于西安、临潼、咸阳、宝鸡、汉中、商洛等地)
17.甘肃省有色地质勘查局
18.青海省有色地质勘查局
19.新疆有色地质勘查局
六、化工地勘系统(原化工部地质矿山局)
中化地质矿山总局(中国明达化工矿业总公司):涿州,隶属于中国昊华化工(集团)总公司。16家地质勘查院(河北、内蒙古、吉林、黑龙江(阿城)、江苏(徐州)、浙江、福建、泰安(钾盐地质)、河南、山东、湖北(荆州)、湖南、广西、贵州(遵义南白)、云南、陕西)、1家地质研究院(化工地质调查总院(地质研究总院))、1家职工医院。辽宁省(锦州)、安徽省(马鞍山向山)、广东省(花都)、四川省化工地质勘查院(彭州军乐)等4家已下放。
七、中国建筑材料工业地质勘查中心(建材地调中心):
原国家建筑材料工业局地质公司,辖26个各省、市、区总队,现隶属于中国中材集团公司。
八、中国人民武装警察部队黄金指挥部
九、中国石油天然气集团东方地球物理勘探有限责任公司:原为成立于1974年徐水的石油地球物理勘探局,后总部迁涿州,2004年更现名。
十、中国海洋石油总公司海洋石油勘探开发研究中心:高碑店,原为海洋石油勘探局。
十一、中国石化集团:新星石油有限公司
原地质矿产所属石油地质单位于1997年成立中国新星石油公司,各石油地质局改称石油局,2000年整体并入中国石化集团。
华北石油(地质)局:郑州
东北石油(地质)局:长春
华东石油(地质)局:南京
中南石油(地质)局:长沙。
西南石油(地质)局:成都,地质勘察总公司
西北石油(地质)局:乌鲁木齐
上海海洋石油(调查)局:
广州海洋石油(调查)局:2001年划归中国地址调查局。
十二、中联煤层气有限责任公司
十三、中国盐业总公司:中盐勘察设计院(前身是轻工业部盐业勘探队):长沙
H. 中国地质分布
中国处于欧亚板块的东南缘,与太平洋板块和印度板块相接,各地区地质环境差异较大,发展历史很不相同,区域地质各具特色,这为我国类型多样、数量巨大的金属矿床的形成创造了条件。
铁矿:我国分布有各时代的从超基性—基性—中性—酸性—碱性各类岩浆岩,沉积了从太古宙到第四纪各个时代的地层,从而形成各种各样的铁矿床。
沉 积变质型铁矿床主要产于前寒武纪古老的区域变质岩系中。岩浆晚期铁矿床与基性、基性-超基性岩浆作用有关。接触交代-热液型铁矿床主要赋存于中酸性-中基 性侵入岩类与碳酸盐类岩石的接触带或其附近。与火山-侵入活动有关的铁矿床与富钠质的中性、基性火山岩侵入活动有关。沉积铁矿床产于新元古代以后各个地质 时期的地层中,其中时代最老的是早震旦世沉积铁矿床,分布最广的是泥盆纪“宁乡式”铁矿。
锰矿:我国锰矿绝大多数产于地台区,只有少数产于地槽中,从成矿时代看,以前寒武纪和泥盆纪的锰矿储量为最多,分别占32%和30%。
铬矿:我国铬铁矿均直接产于超基性岩或基性-超基性杂岩体中,有工业价值的含铬基性-超基性岩体主要为海西期和阿尔卑斯期,其次是前寒武纪和加里东期。
钛 矿和钒矿:产于钒钛磁铁矿中的这两类矿产主要受四川攀西地区和河北北部的基性-超基性岩控制。钛铁矿砂矿床有滨海沉积、残坡积和河流沉积等多种成因类型, 成矿时代多属第四纪。沉积型钒矿多产于扬子地台和秦岭-祁连褶皱系的所谓“下寒武统黑色岩系”(即广义的“石煤”)中。
铜 矿:我国复杂多样的地质环境形成了多种铜矿类型:斑岩型铜矿和夕卡岩型铜矿产于会聚板块边界;海相火山岩块状硫化物型铜多金属矿在离散板块边缘和会聚板块 边缘以及岛弧环境等均有产出;海相沉积岩块状硫化物型铜矿产于大陆壳海西-印支期海相断裂拗陷带环境;海相沉积(变质)岩型铜矿产于稳定大陆边缘裂谷或类 似张裂构造的早期阶段;镁铁质-超镁铁质岩型铜镍矿产于大陆边缘和增生褶皱带边缘深大断裂环境;陆相火山岩铜金矿产于活动大陆边缘火山带环境。从成矿时代 看,主要是中生代、中—新元古代和新生代,其中燕山期成矿作用具有特殊的重要意义。
铅锌矿:分布广泛、规模巨大的碳 酸盐岩型铅锌矿床多数产于地台区,少数分布在冒地槽区,主要分布在湘、桂、粤、滇、川、黔、辽吉、塔里木西北及西南边缘。铅锌矿分布的地层时代以泥盆纪— 二叠纪为主(46%),其次是前震旦纪(19%)、寒武纪—志留纪(15%)、震旦纪(11%)。
铝土矿:我国古风化壳铝土矿都与侵蚀间断面的古风化壳有关,主要形成于石炭纪,其次是二叠纪。
镍矿:我国镍矿除云南墨江一处属风化壳矿床外,其余皆为岩浆熔离矿床。该类矿床主要分布在准地台内部区、过渡区和地槽内部区,以过渡区为主,与超镁铁质-镁铁质岩体有关,元古宙和海西期是两个主要成矿期。
钨矿:我国钨矿分布在三个成矿带:滨太平洋钨矿带、秦岭-祁连山和天山钨矿带、三江-喜马拉雅钨矿带。钨矿与燕山期的中、早期花岗岩关系最为密切,其中尤以燕山早期至关重要。
锡矿:中国锡矿主要分布在晚古生代天山-大兴安岭褶皱区、古生代华南褶皱系、中新生代滨太平洋褶皱系,以及特提斯-喜马拉雅褶皱带,许多大、中型锡矿床均产在燕山晚期重熔-再生岩浆作用形成的小岩株、岩枝的内外接触带。
钼矿:我国钼矿分布于两个成矿带:东部的环太平洋钼成矿带和西部的三江褶皱系铜-钼成矿带。绝大多数钼矿床和铜钼矿床均为中生带燕山期的产物。
锑矿:我国锑矿类型主要有:碳酸盐岩地层中的层控矿床;不规则脉状锑矿床;中低温热液充填交代多金属矿床,及火山岩层中似层状、脉状锑矿床,成矿围岩多为泥盆系和元古宇,其次是二叠系和三叠系。
金 矿:我国岩金矿与三个时代的岩浆岩有关:一是加里东期花岗岩;二是海西期的斜长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩;三是燕山期中酸性小侵入体。由于成矿物质 主要来自古老基底的矿源层,东部地区金矿层控性明显;而西部地区岩控及深断裂控制明显,成矿物质主要来源为基性-超基性岩。
银矿:我国银矿形成于元古宙到中生代的各个地质时期,其中尤其是燕山期,矿床的数量和规模都居于首位。在空间上,银矿床主要分布在地槽褶皱带、地台凹陷盆地,以及活化地台的火山-沉积断陷中。
稀 土金属矿:内蒙古白云鄂博稀土-铁-铌矿床是世界上独一无二的矿床,位于华北地台与大兴安岭褶皱系交界处,赋矿层位为中元古界浅海相沉积浅变质的白云岩、 板岩和石英岩,与矿化作用有关的岩浆活动为海西期黑云母花岗岩。近年来在我国南方发现的风化壳型稀土矿床具有重要意义,含矿原岩是富含稀土的花岗岩、混合 岩及火山岩,矿床受含矿原岩和地形地貌条件控制,根据稀土元素的赋存状态,可分为单矿物型和离子吸附型两种,后者是一种新类型稀土矿床,目前成为我国稀土 的重要来源之一。
I. 中国地质科学院水文地质环境地质研究所
中国地质科学院水文地质环境地质研究所(简称水环所)始建于1956年,是全国唯一专门从事水文地质、工程地质、环境地质研究的国家公益性科研机构,是全国水文地质环境地质调查和地下水资源评价的科技支撑单位和技术发展核心,是全国水文地质环境地质专业编图中心。
“973”项目启动会上为特聘专家颁发聘书
2009年承担地质调查工作项目11项、地质调查工作内容1项,在研国家自然基金项目4项、973项目1项所属课题2项、国家科技支撑项目课题4项、国土资源部公益性行业科研专项2项、国土资源部百人计划项目2项、国土资源大调查安排的科研项目1项、基本科研业务费项目16项、中国地质科学院重点开放实验室专项2项。获批2010年国家自然科学基金面上项目2项、青年基金1项。国家重点基础研究发展计划(973计划)项目“华北平原地下水演变机制与调控”喜获科技部立项并启动,所长石建省研究员担任项目首席科学家,总经费4500万元。
所长兼党委副书记石建省(中)、副所长张发旺(右一)、副所长张永波(左一)
2009年,水环所获国土资源部科学技术奖一等奖1项、省部级二等奖2项,荣获首届全国地源热泵行业评选活动“2009年度系统地质勘察优秀企业”称号。全年科研人员发表SCI、EI检索论文3篇,各种科技期刊和学术会议上共发表论文98篇,其中核心期刊论文90篇,出版专著4部。
2009年科研成果
全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究:地质调查项目,负责人为石建省研究员,主要成员包括张发旺、张翼龙、王贵玲、陈宗宇、张光辉、张永波、刘少玉等。项目阐明了我国北方平原(盆地)地下水系统的演化趋势;划分了该区地下水系统,对比了华北平原、东北平原、西北内陆盆地地下水系统间的差异性。提出了地下水功能评价方法,首次建立了北方地区地下水功能评价指标体系,并完成了北方八大平原(盆地)的功能评价与区划。系统总结了北方各平原(盆地)地下水数值模拟方法、应用状况以及模型建立条件;建成了基于大型数据库的地下水资源数据共享与动态评价平台,整合完成了北方八大平原(盆地)地下水资源与环境实体数据库,实现了动态评价服务。重新评价了我国北方各主要地下水盆地的地下水资源及其开发利用潜力,系统分析了地下水资源变化的影响因素和各主要平原(盆地)地下水开采程度的差异。
地下水动态评价平台
中国地下水系统划分
华北平原地下水污染调查与评价:该项目为地质调查计划项目,项目负责人为张兆吉,主要参加人员包括费宇红、钱永、李亚松、王昭、陈京生、张凤娥等。通过对地下水污染的调查、采样和测试技术的详尽研究,研制了采样设备,建立了有机污染分析测试体系,提出了新的评价方法。通过对华北平原区14万km2开展的1:25万和对重点地下水污染区开展的1:5万地下水污染调查发现:不用任何处理直接可以饮用的地下水(I—Ⅲ类)占36.49%,经适当处理可以饮用的地下水(Ⅳ类)占24.25%,有39.26%的地下水(V类)需经专门处理后才可利用。华北平原地下水污染的特点:①污染检出指标多、超标少;②多为点状污染,分布广,多集中在城市周边和重化工开发区及影响带范围内;③以浅层地下水污染为主。项目成果入选中国地质学会2009年度十大科技进展。
野外现场测试水样
全国主要城市环境地质调查评价项目:属于地质大调查项目,负责人为刘长礼研究员,参加人员有侯宏冰、张礼中、张云等。项目完成了浙江、云南、四川、甘肃等15省区196个地级以上城市环境地质调查评价,建立了188个城市地质环境数据库,为177个城市的规划、建设、管理及汶川灾区灾后重建提供了地质依据。项目组查明152个城市地质灾害特征与发展趋势,为78个城市地质灾害防治、49个城市地下水保护与污染治理、13个城市地下热水开发利用、17个城市建筑地基适宜性利用提出了合理的对策建议,为75个城市论证了后备地下水资源208处,为17个城市未来垃圾的填埋处置初选了26个场地,编制了中国主要城市环境地质图集、各类图件共2168张。
中国地质环境分区与城市主要环境地质问题图
项目成果
珠江三角洲地区地下水污染调查评价:地质调查项目,负责人孙继朝研究员,主要成员有荆继红、黄冠星、刘景涛、陈玺、张玉玺、王金翠、向小平等。项目探索了地下水污染调查评价工作流程、技术方法、编图内容,完成了地下水污染防治区划,编制了具有创新性的地下水污染防治系列图件。自主研发了定深取样设备并获得国家专利,创新性地提出了“层次阶梯”地下水污染评价方法,为该地区地下水污染防治和地下水资源保护提供了科学依据和应用平台,也为我国其他类似地区开展地下水污染调查提供了经验和示范。计划项目和专题研究成果均被评审为优秀,这是我国首次完成的区域性地下水污染调查评价成果。
全国地热资源现状评价与区划:地质调查项目,负责人为王贵玲研究员,成员包括蔺文静、陈德华、刘志明、陈浩、张薇、杨会峰等。项目收集汇总了全国31个省(市、自治区)的地热井、温泉开发利用资料,修编了“中国地热资源利用现状图”、“中国地热资源分布图”等图件,编制了《浅层地热能勘查开发技术规程》,完成了《全国地热资源现状评价及区划技术要求》及《全国地热资源现状评价与区划编图技术要求》的编制工作。开展了地热资源评价方法研究,提出了我国山区对流型和沉积盆地型地热可开采资源量计算方法,提出在全国进一步开展地热资源勘查评价的建议及工作部署。
中国地热资源利用现状图
中国地热资源分布图
河套平原地下水资源及其环境问题调查评价:地质调查项目,项目负责人为石建省研究员和张翼龙教授级高工,主要成员包括刘海坤、赵华、杨会峰、叶浩、陈宗宇、张永波等。2009年开展了河套平原1:10万第四纪地质和水文地质调查、水文地质物探和钻探、测试分析、遥感解译等工作,对调查区内的土地利用、盐渍化、沙漠化及与地质环境相关的地方病状况有了较详细的了解;建立了野外包气带水盐运移试验场;对河套平原已建立地下水模型中存在的问题进行了总结,并提出建模思路,初步建立起区域水资源优化配置模型。同时,还建立了河套平原区地下水同位素剖面和社会经济数据库系统,为开展地下水循环演化研究奠定了基础。
在内蒙古毕克齐镇利用RAS—24浅震仪探测水文地质结构
黄河流域基岩区侵蚀成因及预测预报:科技部科研院所社会公益项目,负责人为石建省研究员和叶浩研究员。主要完成人员包括程彦培、侯宏冰、石迎春、郭娇、吴利杰、王强恒等。主要研究内容是砒砂岩的侵蚀机理。项目经过3年研究表明,粉红色的砒砂岩抗侵蚀性相对最强,灰白—紫红色交错互层的砒砂岩抗侵蚀性相对最弱;利用“3S”技术,对砒砂岩沟边线的蚀退进行了预测。预测结果表明,砒砂岩的侵蚀不但与岩石的地层组合有关,而且与地表覆盖物的厚度和松散程度有关;提出在现有水土保持工程的基础上,应针对地表不同类型的覆盖沙进行重点治理,以减轻该地区岩土侵蚀的强度。
水岩作用模拟试验装置
污灌区水土污染自然衰减调查评价:该项目为地质调查项目,负责人为张翠云研究员,项目组主要成员包括何泽、张胜、殷密英、李正红、马琳娜等。经过多年的努力,成功建立了微生物分子生物学检测高新技术。该技术由微生物DNA提取纯化、扩增、DGGE分析和测序等多个环节组成。目前利用该技术完成了28m深包气带土样和地下水样DNA提取纯化、扩增、DGGE分析和测序,取得了国内首批厚层包气带和地下水样微生物DNA数据,为污染物在包气带和地下水中的自然衰减评价提供了依据。
污灌区地下水微生物 DNA提取纯化结果
典型地区1:5万水文地质调查示范:地质调查项目,负责人为王贵玲研究员,主要成员包括杨会峰、陈德华、陈浩、张薇、范琦、刘志明、蔺文静、梁继运等。开展了水文地质调查、水文地质物探、水文地质钻探、水文地质试验(抽水试验和渗水试验)、水化学样品采集、同位素样品采集,工程测量等工作。查明了水动力场、水化学场的空间分布特征,对水文地质参数进行了精细刻画。详细研究了1:5万水文地质调查技术方法体系,对各种图件的表达内容和编制方法进行进一步地总结和优化,制定了1:5万水文地质调查的编图技术要求。
项目组进行水位测量
鄂尔多斯能源基地能源开发与地质环境互馈效应调控研究:水环所与德国蒂宾根大学应用地质中心、美国马萨诸塞大学合作开展的项目,中方负责人是张发旺研究员,中方主要参加人员有陈立、张胜、赵红梅、侯新伟等。项目组历经3年多研究,开创性地提出了利用采煤塌陷区深厚包气带作为接纳储蓄大气降水的关键技术;首次提出黄土地区石油污染土壤原位微生物修复技术,为一定规模原位修复石油污染土壤起到了示范作用;利用德方提供的鲁尔矿区环境整治规划和产业结构调整的经验,优化了大柳塔矿区和铜川矿区的地质环境整治规划方案。
石油污染土壤原位修复试验
J. 中国地质环境监测院
全国地质环境监测能力建设