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工程项目

重要活动构造与区域工程地质调查工程

特殊地区地质填图工程2016年成果总结

发布时间:2017-07-11阅读次数:

1.解决资源环境和基础地质问题

(1)完成特殊地质地貌区1:50000填图面积9466平方千米。主要在西天山东天山高山峡谷区、阿尔金高山峡谷区、东天山及巴里坤盆地戈壁荒漠区,甘肃北山牛圈子地区戈壁荒漠区,内蒙古狼山戈壁荒漠区,内蒙古中部荒漠草原浅覆盖区;河套盆地冲淤积平原区,江苏泰兴三角洲平原区;广东罗定强风化层覆盖区,西南岩溶区;黄土高原腹部及南缘黄土区;青藏高原东北缘新构造-活动构造发育区、东部郯庐断裂带及邻近活动构造发育区;新疆中巴走廊带等重大工程建设区。

(2)建立了鄂尔多斯盆地周缘新生代沉积序列及年代格架,为华北西部覆盖区区域地质填图及新构造、活动构造的研究提供了精确的年代学依据:


图1 中宁白马干河组沟剖面磁性地层结果

① 青藏高原东北缘新近系沉积序列的建立及年代地层格架的厘定(图1,2);②青藏高缘东北缘银川盆地第四系沉积序列的建立及年代地层格架的厘定(图3);③青藏高缘东北缘前锋带发现晚更新世湖相沉积;④鄂尔多斯东缘汾渭地堑系平陆盆地新生代地层年代格架的建立。


图2贺家口子剖面磁性地层学结果


图3银川盆地第四纪磁性地层序列(东通坪钻孔)

(3)华北地区活动构造调查与研究成果,为以京津冀协同发展区为核心的华北地区地震地质灾害防治、重大工程选址等提供了基础地质支撑:① 编制完成了华北1:250万活动构造图(如图4)及华北地区主要活动构造带1:50万活动构造图。


图4 华北地区1:250万活动构造图

②与日本京都大学林爱明教授合作,对贺兰山山前断裂和黄河断裂进行了详细研究,提出贺兰山山前断裂很可能发生在长城修建之前,因此它应该不是1739年宁夏平罗8级地震的发震断层,而银川盆地内另一条断裂—黄河断裂则可能是这次大地震的发震断裂(图5)。


图5贺兰山山前断裂构造地貌与几何特征

③ 牛首山-罗山断裂是青藏高原最前锋断裂,通过红寺堡等三幅1:50000填图确定,大罗山构造带发育三期扇体,分别代表晚更新世以来存在三次明显区域性隆升,这对限定青藏高原东北缘前锋带活动性具有重要意义(图6);


图6大罗山构造带西缘第四系扇体综合解译图

④划分了河套地区全新世黄河古河道的分布及期次, 河套地区全新世黄河古河道频繁迁移改道,验证了构造因素对古河道的根本性影响(图7)。


图7河套地区黄河古河道5期迁移特征

(3)东天山基础地质获得一系列重要进展,对重建东天山重要成矿带构造演化具有重要意义(图8):①区域地层单位进行了解体和重新厘定;②查清了东天山巴里坤地区侵入岩时代组合,对早志留世侵入岩进行了分解,新发现早志留世北西向A-型花岗岩带,是阿尔曼泰洋在奥陶纪关闭后碰撞阶段的产物;③发现奥陶系疑似火山岩的层位主要为早志留世的潜火山岩,少量为晚石炭世的潜火山岩;④莫钦乌拉山新厘定出下石炭统塔木岗组(C1t)与下伏上志留—下泥盆统红柳沟组(S3-4D1h)之间为平行不整合接触关系。


图8 a东天山巴里坤地区地质图;b塔木岗组腕足化石组合;c红柳沟组珊瑚化石组合;d塔木岗组碎屑锆石U-Pb年龄分析及区域对比

(4)华北北缘前寒武纪地层时代研究取得了突破性进展,对宝音图岩群的地层时代进行了重新厘定,这一研究成果对华北克拉通前寒武纪的演化具有重要意义。

2.成果转化应用和有效服务

(1)区域地质调查为找矿服务:①测区内划分3个三级成矿远景区,1个二级成矿远景区;②新疆东天山板房沟等地新发现了七处铜矿点;③宁夏同心一带新发现1处沿断裂带展布的固体沥青(图9)。


图9宁夏同心发现的固体沥青

(2)区域地质调查为重大工程建设与城市规划提供基础资料:陕西1:5万草碧镇等6幅黄土区填图;广东1:5万筋竹圩等4幅强烈风化区填图;江苏1:5万港口等5幅平原区填图试点项目(图10)。


图10江苏1:50000港口幅等区调成果辐射出泰兴市和泰州市城市地质调查

(3)区域地质调查为土地规划与利用提供基础资料:内蒙古1:5万呼勒斯太苏木等4幅填图试点;宁夏红寺堡等3幅填图试点;河北1:5万大厂等4幅填图。

3.科学理论创新和技术方法进步

(1)填图技术标准的研制

完成覆盖区1:50000区域地质调查工作指南(地质调查局网站公布试行)。

完成高山峡谷区1:50000区域地质调查方法指南(讨论稿)、戈壁荒漠浅覆盖区1:50000区域地质调查方法指南(讨论稿)、深覆盖平原区1:50000区域地质调查方法指南(讨论稿)。

(2)完成特殊地质地貌区填图技术方法探索与创新:

①戈壁荒漠浅覆盖区填图技术方法:通过区域磁法、区域重力和剖面大地电磁约束基岩面地质结构和基岩面起伏;通过高密度电法和浅层地震面波频散分析约束第四纪覆盖层结构和第四系基岩面起伏(图11)。


图11巴里坤盆地地表地质图、第四系厚度图、新生界基岩地质图

②森林沼泽浅覆盖区:在地表地质调查基础上,结合物化遥综合反演,创新性使用地球化学反演方法建立元素-矿物-填图单元之间耦合关系,开展地质填图。利用因子分析法,集合聚类分析得到变量类别、样品类别,并建立二者的对应关系(图12)。


图12森林沼泽浅覆盖区填图地球化学反演对地质体边界控制

③平原区填图技术方法:三角洲冲淤积平原区主要分布在东部重要经济区带,以江苏港口等5幅图为代表,通过浅钻与浅层地震相结合的方法,查清第四纪三维地质结构,确定长江和里下河流域沉积叠置关系,为沿海城市的快速发展提供了基础资料,形成较为成熟的技术方法体系(图13,14)。河流冲淤积平原区:主要分布在西部,以内蒙古1:50000呼勒斯太苏木等4幅图为代表,以遥感解释为基础,槽型钻揭露为重点,辅助以重力、磁力、地质雷达等物探技术手段,将河流冲淤积平原的沉积微相进行了详细划分,恢复黄河古河道变迁及河流阶地发育过程,详细填制第四系地表地质图。


图13 平原区浅表第四纪沉积物粒度三维空间分布模型


图14 江苏港口溱潼-梁徐-张甸-张桥第四纪地质剖面图

④高山峡谷区填图技术方法:通过不同空间分辨率和不同波普分辨率遥感数据解译,尽可能区分不同填图单位影响特征,配合地表验证,进行高山峡谷区地质填图。开展不同遥感数据的岩性解译效果对比,进行同一遥感数据不同波段组合的影像特征对比,试验研究测区沉积岩、岩浆岩在不同高分遥感图像上的波谱范围及识别标志,进行矿化异常信息提取、筛选及叠加,确定找矿有利区段,开展典型岩矿波谱测试与应用,探索机载高光谱矿物填图的技术方法应用、利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图、开展三维数字地形模拟,探讨不同岩石风化指数与地形的关系(图15)。


图15高山峡谷区填图技术路线图

⑤包括南方强风化层覆盖区:以广东1:5万筋竹圩等4图为代表,利用已知露头开展物探、化探、遥感等技术方法试验,对不同类型风化岩石的显微结构特征进行深入分析的基础上,总结地表风化层与下伏基岩的联系,再将其应用到风化层严重覆盖的未知区开展填图。

⑥黄土区:遥感资料结合数字高程模型(DEM)解译地貌、构造、地质灾害,采用无人机多光谱遥感进行深切沟内地层的划分,磁化率可以作为黄土地层划分的重要参考依据;瞬变电磁的探测深度及探测精度比较接近于测区填图目标。

⑦新构造与活动构造发育区:将新构造、活动构造区作为一个沉积-构造-地貌系统进行填图,充分利用不同类型地貌单元特征,结合第四纪地层单位划分,建立地质、地貌要素组合的填图单位,采用不同年代学测试方法,精确限定不同填图单位及活动断层活动时代,以全新的理念开展新构造-活动构造发育区地质填图(图16)。


图16新构造与活动构造发育区填图技术路线

4.人才成长和团队建设

(1)初步建立了完整的填图技术方法培训体系,主要包括:填图基础知识培训、特殊地质地貌区地质填图技术方法培训及现代地质学理论进展培训。

(2)积极开展国际合作与交流,在中澳合作基础上,开展了中日合作交流和中智合作交流。中日合作主要交流活动构造发育区地质填图技术方法,培养相应的填图骨干人员;中智合作主要开展西南极南设德兰群岛地区1:25万地质填图。

(3)2016年7月24日,以特殊地区地质填图工程为依托,地质力学研究所与宁夏回族自治区地质局举行战略合作协议签字仪式签订合作框架协议。

(5)加强实验室建设,2016年建立了裂变径实验室,目前配有样品前处理系统、先进的裂变径迹测量分析系统和数据处理系统。

(6)人才培养:本项目已培养了25人的特殊地质地貌区地质填图技术骨干,经中国地质调查局批准,2016年3人升为二级项目负责人、5人升为二级项目副负责;并有2人晋升研究员,6人晋升副研究员。并有刘晓春研究员获2016年中国地质调查局优秀地质人才称号,张拴宏研究员获第八届黄汲清青年地质科学技术奖,王国灿教授被批准享受湖北省政府补贴,魏文通高级工程师获得中国地质学会野外青年地质贡献奖金罗盘奖。此外1人入选2016年中国地质大学(武汉)地大学者青年优秀人才。培养博士后5人,博士6人,硕士27人,引进裂变径迹实验室人才1人。

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