国土资源部重点实验室

2024-05-12 08:17

1. 国土资源部重点实验室

1.国土资源部同位素地质重点实验室
2013年,承担各类项目29项,其中973计划专题2项,行业专项课题8项,国家自然科学基金7项,地调项目2项,基本科研业务费项目4项,其他项目6项。以第一作者或通讯作者发表论文25篇,其中SCI检索论文6篇。
Ar—Ar测年样品超过150件。热电离质谱实验室全年运行机时率>80%;多接收器等离子体质谱实验室全年运行机时率>280%;稀有气体实验室全年运行机时率>200%。组织了第六届全球华人地质大会的同位素地质专题会议和第十届全国同位素地质年代学与地球化学学术讨论会。
在蓟县剖面下马岭组发现大量菱铁矿,天山中段成矿带成矿地质背景的同位素热年代学应用研究、西准噶尔中基性岩墙的年代学和地球化学研究、(U-Th)/He等低温热年代学约束下库车盆地吐孜2井构造热演化研究方面均取得重要进展。建立了特殊样品的铁、铜、镁的纯化方法和微量样品的铁的纯化方法。

第十届全国同位素地质年代学与地球化学学术讨论会

2.国土资源部地层与古生物重点实验室
截至2013年底,实验室共有固定人员20人,其中研究员11人、副研究员2人,博士生导师5人、硕士生导师2人,另有在站博士后4人。实验室有多人新进入或留任国内外的相关学术组织:3人任国家古生物化石专家委员会第二届委员,1人当选亚洲恐龙协会副理事长兼秘书长,4人进入中国古生物学会第十一届理事会,10余人在第四届全国地层委员会各工作组任组长或成员。
“燕辽—热河生物群重要脊椎动物宏演化与生态多样性研究”荣获2013年度北京市科学技术一等奖。“中国辽宁首次发现侏罗纪多瘤齿兽类哺乳动物”入选中国地质科学院2013年度十大科技进展。2013年,实验室以第一作者或通讯作者发表科研论文26篇(其中Science论文1篇、其他SCI检索论文14篇),出版专著1部。2013年,共承担各类科研项目近30项。50余人次参加了国内外学术会议,并有20余人次做大会或分会学术报告;1人应邀赴台湾进行讲学交流;邀请3名国内知名院士和学者来实验室作学术报告;组织1次实验室内部的学术交流会议。
重要成果:完成“鲁科一钻”1600米的钻探工程,取芯率97%,为认识胶莱盆地晚白垩世地层层序、寻求陆相白垩系和古近系界线提供了极为珍贵的研究材料;研究了我国辽西中侏罗世多瘤齿类哺乳动物一新属种(欧亚皱纹齿兽);系统描述了峡东地区埃迪卡拉纪多门类微体化石90种(其中3新属、40新种),为埃迪卡拉纪生物地层划分及国际对比、埃迪卡拉纪年代地层划分及全球界线层型的建立提供了重要的古生物学依据;在河南、江西、内蒙古发现并研究了多种恐龙等爬行类动物化石,丰富了对恐龙演化的认识。

峡东地区埃迪卡拉纪微体化石的研究成果作为专刊发表于国际知名学术刊物上(封面)

3.国土资源部深部探测与地球动力学重点实验室
2013年,承担各类项目28项,其中国家专项1项,973项目1项、国家自然基金重点项目2项、面上项目5项,青年基金项目6项,公益性行业专项5项,地调项目8项。以第一作者或通讯作者发表SCI检索论文31篇,其中国际SCI检索论文22篇,国内SCI 检索论文10篇。实验室成员作为主要完成人获国土资源科学技术一等奖1项、二等奖1项;获中国地质调查成果一等奖1项;获中国地质科学院2013年度十大科技进展1项。被地质研究所评为年度“优秀科研团队”。

高锐主任向学术委员会作2013年工作进展汇报

实验室开展多种形式的国际合作与开放研究,派出访问学者1名,中美联合培养博士后1名,参加了SSA、AGU等国际学术会议,接待国(境)外专家来访6名,与美国、西班牙、蒙古等国知名大学及科研机构开展合作研究。依托已有项目经费设立8项开放研究项目,累计经费达491万元,南京大学、吉林大学、同济大学等高校团队承担了项目。培养了博士后3人、博士生7人、硕士生6人。
重要成果:天山与塔里木盆山结合部深反射剖面揭示出现今岩石圈尺度构造关系及造山变形深部动力学过程。突破深反射地震探测技术瓶颈,获得青藏高原腹地巨厚地壳强反射。用深反射地震剖面综合分析解释了龙门山地壳结构,系统地建立了青藏高原东缘构造演化模型。宽频地震观测研究发现华南大陆东南缘“薄岩石圈”。与深地震反射剖面和多种地球物理综合研究,提出了成矿地球动力学模式。

横过班公—怒江缝合带及羌塘盆地中央隆起的深反射地震剖面获得可靠Moho反射

4.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室

2013年6月4日,国土资源部党组书记、部长姜大明一行来实验室调研


实验室以高分通过评估 


申报国家重点实验室进展汇报会


地球物理勘查新技术新方法高级研讨班在厦门举行

2013年6月4日,国土资源部党组书记、部长姜大明一行到实验室调研。2013年6月21日,实验室以114.6分的高分通过部科技司组织的现场评估。2013年12月10日,中国地质科学院组织召开成矿作用与资源评价重点实验室申报国家重点实验室进展汇报会。专家们一致认为实验室紧密围绕国家目标,瞄准国际矿产资源科学前沿,创新成矿理论,开展矿产资源评价,特色和优势明显、设备精良、科研成果丰硕,为我国地质找矿勘查作出了突出贡献,建议按照国家重点实验室建设的要求组织论证材料,尽快申报。
据不完全统计,2013年发表论文107篇,其中SCI检索论文37篇,含国际SCI检索论文21篇,国内核心期刊论文70篇;出版专著2部;获国家发明专利2项、实用新型专利3项。协办了第六届全国成矿理论与找矿方法学术讨论会、第十届全国同位素地质年代学与同位素地球化学学术讨论会、固体地球科学重点实验室联盟学术委员会会议和全国岩石学与地球动力学研讨会等,还举办了多期实验和探测技术培训班。
实验室新引进Helix SFT稀有气体同位素质谱仪、激光剥蚀等离子质谱Bruker M90和MICRO/LAS 193nm激光剥蚀系统。各类在研项目经费6000万元。指导中铝资源公司、西藏地质五队在多龙铜金矿集区发现荣那超大型铜金矿(勘查确定铜资源量超过450万吨,伴生金超过80吨),厘定为典型的斑岩—浅成低温热液成矿系统。运用地球物理新技术和综合信息技术,在东准琼河坝拉伊克勒克覆盖区发现多处异常,经钻探验证,探明了高品位的矽卡岩型铜铁矿和高品位斑岩钼矿体。

HELIX SFT稀有气体同位素


MICRO/LAS 193nm

5.国土资源部盐湖资源与环境重点实验室
2013年,承担项目23项,总经费3200万元,其中国家自然科学基金项目5项,973课题3项,公益性行业专项2项,地质调查计划项目1项和工作项目10项,其他项目3项。发表学术论文27篇,其中国际SCI检索论文4篇,国内SCI检索论文4篇,国内EI检索论文3篇,中文核心期刊论文12篇,会议论文4篇。参加国内外学术会议16人次,做学术报告7人次,邀请国内外专家来做报告3人次。2013年成为国土资源科普基地。获中国地质科学院2013年度十大科技进展1项。
在郑绵平院士带领下,在钾盐资源勘查与基础研究、盐湖资源调查、盐湖古气候古环境研究、油田水资源调查评价以及火星试验场研究等方面取得了重要进展。在普洱市宁洱县一带发现找钾有利区,主体埋藏深约500~1500米;调查西藏湖泊15个,其中11个为前人没有调查过的湖泊,填补了这些湖泊水化学等资料空白,估算了三个盐湖资源量;在青藏高原柴达木盆地盐湖区,建立了火星盐类环境类比试验场。

MK-1井含钾石盐岩心


MK-1井含钾石盐镜下鉴定


郑绵平主任在云南察看钾盐钻探岩芯


参加44LPSC会议并与同行交流

6.国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室
2013年实验室承担各类项目73项,其中地调项目32项,公益性行业专项4项,国家自然科学基金15项,科技支撑1项,973项目1项。发表论文71篇,其中SCI检索论文19篇,EI检索论文7篇,中文核心期刊论文28篇,科技核心期刊论文10篇;出版专著3部。获发明专利2项、实用新型专利1项。获国土资源科学技术二等奖1项,中国地质调查成果一等奖1项,中国地质学会2013年度十大地质科技进展1项。实验室邀请专家讲学4次,派出交流或学习4人次(2次国外)。在部组织的重点实验室评估中获得优秀。
现有研究人员38人,实验人员20人,管理人员2人。2013年培养研究生37人。2人获得院新华联科技奖,1人获得中国地质学会青年地质科技奖银锤奖。1人入选中国地质调查局首批高层次地质人才计划,2人入选中国地质调查局青年地质英才计划。
2013年12月在京组织召开了“新构造运动与地质灾害重点实验室”2013年度学术年会暨工程滑坡与地震滑坡防治关键科技问题研讨会。围绕“工程滑坡与地震滑坡防治关键科技问题”主题,安排了有关工程滑坡防治研究方面的5个专题报告,地震滑坡防治研究4个专题报告。

实验室学术年会

在四川芦山地震地质及地质灾害应急调查中,分析研究了芦山地震的发震构造、地应力变化特点,并分析总结了地震地质灾害的发育特征及其成灾规律,为芦山地震灾区应急地质调查和救灾部署提供了决策参考和技术支撑。

在雅砻江畔调查崩塌危岩体

7.国土资源部古地磁与古构造重建重点实验室
2013年在研项目25项,发表科研论文30余篇,其中SCI检索论文13篇,EI检索论文2篇,中文核心期刊论文11篇,受邀专题报告1个。研究人员和技术人员16名,国外留学人员2名,其中具有博士学位12名,博导6名,硕导6名,研究员9人,副研究员3人,助理研究员1人。客座人员7名,其中院士1人,研究员6人。目前在读13名博士、11名硕士,并有1名博士后出站,6名博士后在站。
1人入选首批国土资源科技创新领军人才开发和培养计划,1个团队入选首批国土资源科技创新团队培育计划,1人入选首批中国地质调查局高层次地质人才计划,1人获中国地质学会第十四届青年地质科技奖金锤奖。获中国地质科学院2 013年度十大科技进展1项。
参加了构造地质论坛会议、中国地球物理年会,并作学术报告,展示了成果;赴南极、法国、吉尔吉斯、美国、奥地利等开展学术交流和科学考察。

古地磁与古构造重建重点实验室人员赴奥地利参加EGU会议

完成了南极拉斯曼丘陵地区1:25000地质图(待出版),这是我国在南极地区完成的第一张大比例尺地质图。重新厘定了南极温德米尔群岛及其内陆地区中元古代构造事件,该构造活动带穿过南极内陆,与北美南部格林威尔期活动带相连,增生造山作用在该事件中发挥了重要作用。

2G 755-4K长岩心超导磁力仪测试系统

8.国土资源部生态地球化学重点实验室
2013年11月以“土壤地球化学环境现状与污染防控”为主题的香山科学会议第477次学术讨论会在京召开。为配合香山科学会议,实验室举办了“生态环境地球化学关键科学问题研讨会”;举办“矿山环境地球化学研究系列讲座”,邀请李冰研究员等8位专家就矿床学、表生地球化学、矿物加工工艺学、地球化学环境监测、元素形态分析等作了学术报告。

参加第三十三届二A英大会

2013年发表论文30篇,其中SCI检索论文17篇。3人赴芬兰开展环境修复领域的学术交流和合作磋商;与加拿大PARSON′S公司开展交流与磋商;出访欧洲著名的兰卡斯特环境中心;参加了韩国二A英大会;赴英国Hall Analytical Laboratories Ltd 学习高分辨磁质谱原理、调谐方法和仪器维护方法。

在芬兰开展学术交流

地调计划项目《生态地球化学环境修复技术研究》通过验收,项目在金属矿山、稀土矿山地球化学环境及与人体健康研究、环境污染的控制与修复研究及示范等方面取得成果。地调工作项目《中国农业生态地球化学评价体系研究与成果集成(测试中心)》通过验收,项目完成了我国低硒带典型地区生态环境中硒的现状和演变的研究工作,对造成环境低硒的主要地学因素作了较全面的分析,对目前仍然存在的大骨节病高发区的地学环境开展了研究。

生态环境地球化学关键科学问题研讨会参会人员合影

9.国土资源部地下水科学与工程重点实验室
参与组织承办第二届全国地下水污染学术研讨会和中国地质学会水文地质专业委员会2013年年会暨地下水与生态学术研讨会。到德国、法国、澳大利亚、美国交流学习6次,参加在荷兰、澳大利亚、法国、印度尼西亚以及西安、北京等举办的国际学术会议8次,参加国内学术交流、学术会议多次。澳大利亚、美国、日本、香港、中科院等国内外知名学者来访9次,了解了国内外研究动态,学习了先进经验,取得了良好效果。

地下水科学与工程重点实验室参与承办的地下水与生态学术研讨会


不同密度粘性土弱透水层超滤性能实验结果


地面沉降压缩释水机理图

承担由国际原子能机构(IAEA)资助的国际合作项目2项,项目名称为“利用重复同位素示踪分析技术评价华北平原高强度地下水开采条件下的补给和水文动力学响应”和“华北平原滨海地区承压含水层古地下水年龄测定”。承担973项目《华北平原地下水演变机制与调控》第3课题《深层含水层系统变异与地下水可更新能力演变机理》,深化了水—土复合作用及地面沉降发生机理认识,编制了华北平原地面沉降防治分区图,探索了地下淡水—咸水界面移动与驱动机制,证明了越流过程中粘性土存在阻盐效应,认识了复合地下水漏斗演变及地下水可更新能力。

IAEA国际合作项目协调会在维也纳召开

10.国土资源部地球化学探测技术重点实验室
2013年,实验室建立了全国地球化学基准网。通过研究制作了全国稀土和稀有分散元素地球化学图及全国放射性元素(钍、铀、钾)地球化学基准图,发现了镉等8个重金属元素与人类活动存在密切关系,初步发现氧化钙含量分布与降雨量和酸雨分布之间存在密切关系,同时发现成矿元素,如金、钨、锡、铜、铅、锌、铀、稀土等分布与已有的成矿省和大型矿集区分布存在显著的空间对应关系。基准网研究工作的深入将为化学元素在中国大陆的演化、全国资源评价、未来环境变化提供定量参照标尺。

鄂尔多斯盆地东胜地区铀地球化学图

盆地穿透性地球化学探测理论与技术取得原创性成果,并在鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿区域调查中取得实效。在鄂尔多斯盆地成功开展了砂岩型铀矿区域地球化学勘查方法实验。在区域上使用微细粒级地球化学探测技术,准确圈定了砂岩型铀矿矿化出露区与矿床隐伏区的区域地球化学异常。
推进全球尺度地球化学国际研究中心获得联合国教科文组织正式批准。

王学求主任向CCOP国家培训班学员示范地球化学样品采集方法

11.国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室
在国家863计划、水合物国家专项和公益性行业专项共同支持下,在祁连山木里地区开展了陆域天然气水合物物化探方法技术攻关。通过实验研究了水合物矿藏的地球物理和地球化学响应特征,初步建立了判断水合物成藏的物化探综合指示标志,提出冻土、断裂、地下水环境和气源是水合物成藏的重要控制条件;确立了地震、电磁法、有机地球化学勘查方法技术组合,建立了预测评价指标。

木里地区水合物主要成藏模式示意图

(1)依据物化探方法提出的验证井位成功钻遇水合物实物样品。研究了水合物矿藏的地球物理和地球化学响应特征,初步建立了判断水合物成藏的物化探综合指示标志。水合物地震学响应呈现“高频、弱振幅”特征,不存在海洋地震剖面上的BSR特征。

水合物地震学响应呈现“高频、弱振幅”特征

(2)提出冻土、断裂、地下水环境和气源是水合物成藏的重要控制条件;深部烃类气体沿断裂构造向上运移,在冻土的封盖下,在断裂破碎带内富集,在稳定的地下水环境下,于适合的温压条件下成藏是木里地区水合物的主要成藏模式之一。
(3)确立了地震、电磁法、有机地球化学勘查方法技术组合,建立了预测评价指标。
(4)在DK9孔井下188.20~367.59米区间,发现4层水合物,单层厚度超过20米,累计厚度45.56米。

DK9孔井

12.国土资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室

实验室学术会议

2013年,承担各级各类项目26项,其中国家科技支撑2项,国家科技专项1项,省级科技计划及国土资源公益性行业专项项目12项,其他项目11项,研究项目总经费达4914.66万元;公开发表学术论文31篇,其中5篇为SCI检索论文;出版专著1部;承办或参加学术会议11次,大会报告5人次。

实验室年会

1人入选首批国土资源科技领军人才开发和培养计划;实验室引进硕士2人,培养在读博士3人、硕士13人,加强了科研队伍建设;资助开放课题4项。地调计划项目“中国地质碳汇潜力研究”成果报告通过评审,养殖场废弃物资源化处理技术与模式、乌蒙山片区生态环境地质调查评价、岩溶土壤改良增汇技术、典型岩溶峰丛洼地水土保持技术研究、从古地理学角度探讨广西石漠化分布特征、利用遥感影像反演土壤属性及元素含量、土壤空气二氧化碳浓度变化特征、不同石漠化等级下土壤—植被—大气连续体水势梯度及其环境效应、鹤庆县石漠化调查初步分析、滇中引水工程鹤庆岩溶与水文地质专题研究等方面均取得了进展。

岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室2013年学术委员会会议人员合影

13.国土资源部岩溶动力学重点实验室
2013年,实验室新增国家自然科学基金3项(含面上1项),广西自然科学基金4项(含重点1项),国家留学基金1项,其他项目24项,总经费1657万元。出版专著1部,发表论文35篇,其中SCI检索论文5篇,EI检索论文2篇。1人入选地调局青年地质英才计划,2人入选首批国土资源杰出青年科技人才培养计划,1个团队入选国土资源科技创新团队培育计划。获中国地质调查成果一等奖1项。实验室顺利通过国土资源部重点实验室评估,并先后被中国地质调查局认定为“全球气候变化中心”,被广西科技厅认定为“广西院士工作站”,被科技部认定为“岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心”。完成中国地质碳汇综合潜力调查,为国家“增汇、减排”提供科学决策;与德国美因茨大学共同研究碳酸酐酶的作用机制,为中国西南岩溶区如何利用生物技术开展石漠化治理提供了科学依据,该研究成果发表在《Planta》上(影响因子3.65)。

“岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心”揭牌


实验室学术会议(袁道先院士作报告)


岩溶泉群发育特征考察


邀请外国专家来实验室作报告

国土资源部重点实验室

2. 国土资源部重点实验室

1. 国土资源部同位素地质重点实验室
主要研究方向:大陆科学钻探(板块会聚边界动力学;现代地壳作用);中国巨型超高压变质带及南北板块汇聚;青藏高原的地体拼合及碰撞动力学。
2014年度同位素热年代学实验室(氩—氩年代学实验室和(U-Th)/He年代学实验室)承担了同位素测年实验技术方法研究和地质应用研究项目多项,其中:地调项目1项、公益性行业专项1项、国家自然科学青年基金1项、所基本科研业务费项目1项,结题国家科技基础性工作专项项目1项。第一作者发表论文8篇,其中国际SCI检索论文2篇,国内SCI检索论文3篇,国内核心期刊论文3篇。
重要成果
金属矿床勘查急需的同位素测年技术方法研究初步建立了单颗粒锆石氦气提取和净化实验流程、含超细矿物样品Ar气提取—净化—质谱分析实验流程,4He分析精度优于千分之五,40Ar峰值质谱测量精度最高可达十万分之五。(U-Th)/He低温热年代学技术在含油气盆地应用研究中取得重要进展,研究表明(U-Th)/He低温热年代学技术在油气勘探中具有可观的应用潜力,相关成果已经在《Tectonophysics》上发表。西准噶尔晚石炭世洋脊俯冲过程研究,厘定出特殊岩墙组合(320~290Ma),结合同期其他特殊岩石组合,指示西准噶尔地区晚石炭世为伸展、高热环境,与新生代环太平洋俯冲带内洋脊俯冲环境下形成的岩浆岩组合相一致,西准噶尔地区晚石炭世同时出现的上述特殊岩浆岩组合为洋脊俯冲的产物,同时提出洋脊俯冲在西准噶尔乃至中亚造山带的大陆地壳生长、铜金成矿中可能发挥了重要作用,相关研究成果在国际地学期刊《Gondwana Research》等公开发表。南天山洋古生代期间俯冲作用过程研究初步认为塔里木板块北缘至少在志留纪时期已由被动大陆边缘转变成活动大陆边缘,中泥盆世开始又转变为被动大陆边缘;早古生代阶段南天山洋的演化以双向俯冲为主,向南为短期、脉冲式或间歇式的正常高角度俯冲过程,至中泥盆世结束;向北则为长期、多阶段性的俯冲。同位素热年代学实验室完成了纳诺帕高真空熔样炉的改造、气体净化系统的改造和验收、配置了偏光立体显微镜。

库车盆地单样品(上1)及多样品(上2)热演化史模拟(QTQt软件模拟)


库车盆地热史、生烃史演化(依南2井)


库车盆地吐孜洛克气田油气成藏事件图

2.国土资源部地层与古生物重点实验室
主要研究方向:立足于地球科学前沿和社会发展的需求,发展地层与古生物学重大基础理论,解决国土资源调查中的关键地层古生物问题,建立和完善新的技术方法体系;开展生命早期演化过程、生物更替与地质环境变迁、重要地层断代对比等基础研究。
截至2014年底,实验室共有在职人员19人,其中研究员7人(博士生导师2人、硕士生导师3人)、正高 1人、副研究员2人,博士后4人。承担地调计划项目1项“全国重要区域地层系统与关键生物群系统演化调查”,新开项目3项、续作项目1项,获国家自然科学基金项目5项,其中面上基金2项,青年基金3项。出版专著2部,发表论文28篇。邀请国外专家做学术报告1人次、出国主持或参加学术会议2人次,参加在国内召开的国际学术会议和全国学术会议约30人次并做报告约20人次。
重要成果
最新发现喀左甲龙类化石和建昌奔龙类化石;在辽西建昌义县组地层中发现朝阳喜水龙化石群;新确立甘肃鸟属新种——甄氏甘肃鸟,为研究中生代鸟类分化提供了重要信息;初步提出峡东地区埃迪卡拉纪年代地层划分方案,建立了目前全球最为完整的单剖面埃迪卡系碳同位素变化曲线及疑源类生物地层;“江南造山带”板溪群和冷家溪群SHRIMP U-Pb同位素年代地层学研究取得新进展,为武陵运动和四堡运动的年代学研究提供了新的时代证据;在新疆准噶尔盆地西北缘晚泥盆世—早石炭世菊石动物群研究上取得新进展,建立7个菊石组合带,与西欧同时代地层可对比,在西准识别出Hangenberg及Annulata地质事件;根据小壳类化石的研究提出早寒武世镇巴—房县地块生物古地理的新认识,是独立地台而不是扬子板块边缘;通过牙形石研究在革吉县文布当桑地区发现二叠—三叠系界线剖面;在贵州铜仁首次发现圆盘状完整的似Kulingia碳膜化石,可以对比国外伊迪卡拉纪广泛出现的盘状印痕化石,对重新厘定其生物属性和国内外地层对比意义重大;在措勤盆地东缘班戈县保吉乡地区新发现含有沥青脉的上侏罗统礁滩相地层,这是继海相上二叠统和三叠系发现之后的又一重大地层发现,极大提升了措勤盆地的油气勘探的价值和地位。

建昌奔龙类化石


甄氏甘肃鸟化石


措勤盆地东缘班戈县保吉乡地区上二叠统和下三叠统地层接触界面

3. 国土资源部深部探测与地球动力学重点实验室
定位:发展深部探测技术,进行地球深部结构探测与地球动力学研究,为资源勘查、防灾减灾及地学理论创新提供科技支撑,其特色与优势在于运用深部探测技术集成,开展重要构造单元、成矿区的深部结构精细探测,建立自地表至地幔的三维结构与动力学模型。
2014年,承担各类项目26项,其中国家专项1项,“973”项目1项,国家自然科学重点基金项目2项、面上基金项目5项、青年基金项目6项,5个公益类行业科研专项,7个地调项目。发表SCI检索论文23篇,其中国际SCI检索论文9篇,国内SCI检索论文4篇,核心期刊论文10篇。
依托已有项目经费设立了8项开放项目,累计经费达500万元。培养博士后4人、博士生7人、硕士6人。引进中美联合培养博士后郭晓玉归国工作,聘请澳大利亚Mckay Brooke Resources 矿业公司高级地质师Zhuwei Jiang为客座研究员、高级访问学者。
重要成果
“深地震反射剖面探测实验与地壳结构”项目,完成了深地震反射剖面数据采集实验4552 千米和数据处理实验4952千米,大幅度提高我国深地震反射剖面探测工作程度。首次获得青藏高原腹地巨厚地壳精细结构与连续展布的深反射Moho,为青藏高原地球动力学研究提供新的约束;建立了青藏高原东缘地壳块体侧向挤压高角度仰冲变形的动力学模型;获得青藏高原正以地壳尺度低角度逆冲作用向北部外围克拉通扩展,已经越过青藏高原北边界海原断裂的反射地震学证据;发现四川盆地下古老的俯冲构造,为恢复扬子克拉通形成、再造华南大陆复杂构造格局,提供出重要证据;解释了古亚洲洋沿索伦缝合带关闭、陆陆碰撞和碰撞后地壳增生的深部过程;发现松辽盆地处于两个板块汇聚作用的中心,提出松辽盆地的形成受到蒙古—鄂霍茨克洋和太平洋板块的汇聚影响。
“宽频带地震观测实验与壳幔速度研究”项目完成宽频地震观测实验剖面13条,共计599个台(点),获取连续记录波形数据4532.6 GB。根据接收函数获得我国大陆Moho深度和地壳平均Vp/Vs比值,通过走时层析成像方法获取了P波速度模型和Sv波速度模型以及我国大陆上地幔各向异性特征。制作深部探测技术与成果科普视频一部,科普读物5册。

深地震反射剖面发现四川盆地下古老的俯冲构造


宽频带观测发现华南大陆沿海带地壳与岩石圈厚度均减薄

4. 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室

重点实验室学术委员会会议


申报国家重点实验室进展汇报会


第十二届全国矿床会议

定位及研究方向:紧密围绕国家目标和经济社会需求,研究成矿作用过程和成矿背景,发展矿床成矿理论;开展区域成矿规律研究,发展区域成矿理论,进行区域矿产资源潜力评价和成矿远景区划;研究解决矿产资源调查评价中的重大科学问题,研发矿产资源调查评价的新技术、新方法;开展大型典型矿床的勘查示范研究;矿产资源战略研究。
实验室学术委员会顺利换届。面向国家建设,增设矿产资源战略研究新方向,为国家矿产资源宏观决策提供支撑。成功举办重点实验室进展汇报会,成果得到专家高度评价,并被推荐申报国家重点实验室。
成功举办了第十四届国际矿床成因协会大会,第十二届全国矿床会议(矿床学界最大的一次盛会,与会代表千余人)。
毛景文任国际经济地质学家协会理事,这是中国学者首次在该组织任职,并应邀出任《Journal of Geochemical Exploration》副主编;程彦博博士任国际矿床成因协会稀缺金属委员会秘书长。
发表SCI检索论文69篇,其中国际SCI检索论文40篇,国内核心论文116篇,出版专著7部;获国家发明专利3项;获国土资源科学技术二等奖1项,中国黄金协会科学技术一等奖1项。
实验室科学家基于理论创新,与地勘队伍和矿业公司密切合作,推动找矿实现重大突破。在川西甲基卡矿山外围探明了60万吨锂矿,达到超大型规模;在西藏甲玛矿区外围的逆掩断层之下发现和探明大型富铜矿体;在新疆东准琼河坝预测探明隐伏大型铜铁金矿;在滇西北衙金矿增储黄金80吨;2003年实验室科技人员在豫西鱼库铅锌矿坑道内发现的矽卡岩型钼矿化,迄今已经探明为一个具有80万吨储量的超大型矿床。
5.国土资源部盐湖资源与环境重点实验室
主要研究方向:盐湖与盐类矿产的成矿规律、资源评价和综合利用的理论与方法研究;盐湖(湖泊)环境与全球变化研究;盐湖农业、盐湖生态与健康研究。
2014年,共承担项目22项,其中国家自然科学基金项目6项,“973”课题3项,公益性行业科研专项1项,“钾盐资源调查评价”地调计划项目1项,承担地调工作项目9项,其他项目3项,经费2700万元。发表论文44篇,其中SCI(EI)检索论文9篇,会议论文22篇。出版专著1部,获国家发明专利1项。
在柴达木盆地西部阿尔金山前、塔里木库车凹陷、四川盆地、滇西南勐野井等取得找钾突破。“科技引领钾盐找矿突破取得重要进展”获中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展。

“科技引领钾盐找矿突破取得重要进展”获2014年度地质科技十大进展


国际盐湖会议专家在考察运城盐湖时体验古代铲盐工艺

承办了第十二届国际盐湖会议。来自中国、俄罗斯、澳大利亚、美国、以色列、巴西、伊朗、克罗地亚、埃及、西班牙、阿根廷及哈萨克斯坦等国家的200多名与会专家学者,紧紧围绕“未来盐湖—全球可持续性研究与发展”这一深刻而长远的主题展开探讨,对全球变化与盐湖记录、盐湖生态与生物资源、盐类地质学与资源勘查及盐类化工等内容进行了研讨,共同为盐湖未来的科学研究、资源综合利用及保护建言献策。会后还组织了青海盐湖和山西运城盐湖地质考察。

承办第12届国际盐湖会议

6. 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室
实验室主要从事新构造与活动断裂、重大地质灾害形成机理与成灾模式研究,探索重大地质灾害预测评价理论与技术方法,建立活动构造与地质灾害减灾防灾科技交流平台和研究基地,为国家减灾防灾战略提供决策依据和技术支撑。目前已初步形成新构造运动—构造地貌—活动断裂—地震地质—现今构造应力场—区域地壳稳定性—重大地质灾害成灾模式与风险控制系统研究特色和平台。
2014年,主持中国地质调查局工程1项,项目3项,子项目20个;国家自然科学基金项目14项,科技支撑项目4项,基本科研业务费项目15项,公益性行业科研专项7项,海保工程项目4项,横向项目16项;新获批国家自然科学基金项目8项。获国土资源科学技术一等奖1项。参加国内外学术会议56人次;出国合作交流3批6人次;举办7次学术沙龙活动;邀请国外专家来访3批38人次。发表论文82篇,其中SCI检索论文22篇,EI检索论文11篇,核心期刊论文29篇,出版专著3部,获批国家专利4项。实现我国远海海域第一次深孔地应力测量——三沙石岛西科1A井千米深孔地应力测量;研发工程滑坡灾害快速评估方法,提出了地震扰动区泥石流早期预警指标体系。

西科1A井千米深孔地应力测量现场


张永双研究员参加IAEG2014会议


蔡家坡工程扰动区滑坡活动强度及危险性评估图

7.国土资源部古地磁与古构造重建重点实验室
古地磁实验室是1963年在李四光教授亲自指导下创建的国内第一家古地磁实验室。研究方向:继承与发扬李四光先生地质力学理论,应用古地磁学方法,结合野外地质学、地球物理学、地球化学等多学科交叉为手段,继续深入研究古构造重建、古环境重塑、典型地层磁性定年以等基础地质问题。
2014年1月召开了实验室学术年会,会议分别由地质力学研究所马寅生副所长和学术委员会主任郑绵平院士主持。实验室主任杨振宇研究员首先就实验室的工作进展做了总结,对一年来实验室在发展和古地磁学等领域做出的研究成果上作了回顾和梳理,并对实验室的工作环境和运行管理机制进行了详细汇报。
重要成果
阿拉善地块前中生代构造归属新认识:对河西走廊带—阿拉善地块中晚泥盆世—早中三叠世沉积地层进行了碎屑锆石U-Pb同位素测年、Hf同位素分析和古地磁研究,指示阿拉善地块在晚古生代很可能不是华北地块的组成部分。该项成果对华北地块构造格局传统认识提出了挑战。

野外考察华南板块前寒武莲坨组地层顶部


野外工作


实验室年会和第一届学术委员会会议

8.国土资源部生态地球化学重点实验室
定位及研究方向:以生态地球化学理论为指导,以国民经济建设和社会发展需求为导向,以生态地球化学基础理论研究和应用研究为主体,以促进人类生态地球化学良好环境,促进和谐科学发展为宗旨,建立国内一流、世界知名的生态地球化学实验室。拥有生态地球化学研究团队和生态地球化学研究技术支持团队。
2014年共发表论文25篇,其中SCI(EI)检索论文7篇。获授权专利1项。
重要成果
公益性行业科研专项《金属矿山重金属污染土壤的地球化学工程控制修复技术开发与示范》,在材料开发、工艺流程和修复机理等关键科学问题上有所创新,在矿山酸性废水的源头控制技术上作了新的尝试,成为利用地球化学工程技术对酸性矿山废水重金属污染控制和防治的典范。
有机污染物的生态地球化学行为研究认为,季风环流对POPs在我国高海拔地区的大气长距离迁移过程中扮演着重要的角色。以宇宙射线成因核素7Be作为大气环流的参照系,可以得出东亚季风区大气环流可影响持久性有机污染物纬度分布的结论。
完成了地下水中主要有机污染物分析方法体系建设;建立了地下水中94种农药、42种半挥发性有机污染物分析方法。
利用地球化学工程技术治理酸性矿山废水示范工程取得显著效果,处理后的水可以用来养鱼。

处理后的水可以养鱼(鱼苗(a),5个月后的鱼(b))


示范工程现场

9.国土资源部地下水科学与工程重点实验室
定位及研究方向:面向国家重大需求和学科发展前沿,研究地下水可持续利用方面的重大前沿基础科学问题和关键科学技术问题,形成自主创新成果,引领我国地下水循环演化和地下水可续性前沿基础科学研究,推进国内、国际科技合作,营造有利于促进创新人才成长的环境,为提高区域地下水利用的安全性和保障能力以及相关国土资源环境问题提供重大科技支撑。
共承担各类项目22项,其中牵头“973”项目1项,公益性行业科研专项1项,承担国家自然基金项目11项,地质调查项目9项。参加国际学术会议和技术培训10人次,国内外知名学者来访7次。通过多学术交流,及时了解国内外研究动态,学习先进经验,取得了良好效果。
牵头的首个地下水领域国家重点基础研究发展计划(973)“华北平原地下水演变机制与调控”项目通过科技部组织的验收。复建了华北平原60年来地下水动力场演变特征,识别了地下水动力场对人类活动和自然变化的响应规律,构建了地下水危机临界识别指标,提出缓解华北平原地下水危机的调控措施,显著提升了我国大型盆地地下水系统研究的整体水平,为缓解华北平原水资源紧缺提供了重要的科技支撑。
国家自然科学基金重点项目“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”,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。

陈宗宇研究员参加IAEA-CRP项目工作会议(奥地利维也纳)


中国科学技术大学胡水明教授到实验室进行学术交流


“华北平原地下水演变机制与调控”(973)项目课题结题讨论会议(石家庄)

10.国土资源部地球化学探测技术重点实验室
定位及研究方向:面向国际学科前沿和经济社会发展中的重大科学问题,开展勘查地球化学领域创新性、基础性、公益性研究,培养创新人才,建成国际领先水平的地球化学探侧技术研究基地。开展全球地球化学基准研究,从事地球化学调查与填图技术研究,发展深穿透地球化学探测理论与技术,为覆盖区和深部矿产勘查提供技术支撑。
2014年4月9日,在北京召开了首届实验室学术委员会会议。学术委员会成员对实验室已取得的研究成果给予了肯定,对重点实验室及国际研究中心的发展目标、研究方向、运行机制、成果科学凝练等提出了许多宝贵意见和建议。
积极推进《全球多尺度地球化学填图》立项工作,服务国家“一带一路”战略。与国际地科联全球地球化学基准值工作组合作,建立全球地球化学填图国际合作网络平台,开展全球地球化学基准网建立,重要资源国家的国家尺度地球化学填图,积极推进“一带一路”沿线国家地球化学填(编)图工作的开展。国际地科联罗兰德·奥博汉斯利主席在访问重点实验室时表示:全球尺度地球化学填图工作是一项非常重要的工作,国际地科联作为全球性的国际地学组织,将尽其所能支持全球地球化学填图工作,积极协调会员国地质调查机构参与全球尺度地球化学填图的国际合作,鼓励相关机构支持全球一张地球化学图“化学地球”的建立。

国际地科联罗兰德·奥博汉斯利主席访问实验室


学术年会上院士和专家积极建言献策

11.国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室
研究方向:重点开展航空电磁探测、地面电磁探测、井中电磁探测和电磁探测多元信息处理等基础研究,为承担国家地质调查基础性、公益性、战略性研究任务提供技术支撑。
重要成果
固定翼时间域航空电磁系统全状态集成调试试飞取得成功。在国家“863”计划和地质调查专项的共同支持下,固定翼时间域航空电磁系统在硬件系统研制及地面、半航空测试取得成功之后,研究团队经过1年多的努力,成功地进行了系统全状态集成调试试飞工作。

固定翼时间域航空电磁系统全状态吊挂调试试飞

2000米深井地—井TEM三分量测量系统自主研制成功,为我国深部找矿再添新装备。在公益性行业科研专项支持下,经过3年多的技术攻关,先后突破了井下三分量探头、大功率整流器、三通道接收机以及2000米下井深度等关键技术难题,集成开发出我国第一套适合2000米深井的大功率地-井TEM三分量测量系统,经测试各项技术指标达到了设计要求。

地-井TEM三分量测量系统

12.国土资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室
定位及研究方向:以岩溶生态系统研究为核心,确定研究方向为,揭示岩溶生态系统的结构、功能及其运行规律;科学分析我国岩溶区石漠化、水土流失、植被退化等主要生态问题;探索脆弱岩溶生态系统石漠化综合治理、水土保持和植被恢复与重建的模式、技术。
2014年,承担科研项目33项,其中国家科技支撑项目4项,公益性行业科研专项1项;发表论文28篇,其中SCI、EI检索论文13篇。组织承办了国土资源部第三批重点实验室建设进展交流会,举办了实验室2014年学术委员会会议;邀请中国地质大学郭益铭教授、王红梅教授等来实验室进行学术交流,并分别作专题报告;8人次分别参加6个国内外学术会议。
南洞地下河流域水文地质综合调查,利用地球物理勘探和钻探技术,初步查明了南洞地下河下游主管道地段岩溶发育规律、岩溶水文地质条件和地下河主管道分布规律,通过连通试验,对南洞地下河系统各子系统的边界及范围重新进行了划分,对南洞岩溶水系统的基本格局有了新的认识;对典型岩溶山区植被及土壤团聚体稳定性的分析表明,草地和灌丛可以作为岩溶山区水土保持的主要植被类型;对广西平果果化岩溶峰丛洼地土壤侵蚀和地下漏失的研究表明,不同地貌部位水土流失差异较大,且不同土地利用方式下的土壤侵蚀存在差异;探索岩溶区土壤属性与地形因子、遥感影像光谱指数的关系,并分别以土壤厚度、土壤有机质和土壤全氮为例,进行了土壤属性的空间预测研究。

实验室2014年学术委员会会议

13 .国土资源部岩溶动力学重点实验室
定位及研究方向:继续发挥我国岩溶研究的地域优势和国际影响,以国际岩溶研究中心(IRCK)为依托,地球系统科学为指导,完善岩溶动力学理论,搭建系列研究实验平台,培养高水平的科技人才,为IRCK目标的实现做出贡献,研究岩溶动力系统对全球变化的响应,为岩溶区生态环境问题对策提供科技支撑、为岩溶区国土资源管理提供科技创新。
2014年,参加国内外交流共计30人次、境外科研地调2次,主办国际会议1次、国内会议1次,共承担各类项目50项,公开发表论文40篇,其中SCI检索论文17篇;出版专著《西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究》(袁道先),对广大的西南岩溶石山地区的各种环境地质问题进行了科学的论述和因地制宜的对策探讨,将岩溶动力系统的理论鲜活地运用在广袤的西南岩溶石山地区。
重点围绕岩溶石笋古环境重建,岩溶碳汇与全球变化,岩溶生物地球化学循环过程开展深入研究,代表性成果有:利用石笋氧同位素与当地器测气温和降水数据、旱涝指数对比分析,发现平均分辨率1. 5年的石笋氧同位素响应了区域夏季风强弱变化特征;通过对岩溶区水库的不同深度水体研究,加深对溶解无机碳在水库水体中的循环过程的理解,为岩溶碳汇的研究提供新的思考;利用典范对应分析对尾矿砂的土壤重金属进行研究,指出重金属污染通过影响土壤微生物群落而间接影响了土壤碳循环等。

访问泰国地下水资源厅(境外地质调查)


莲花洞LHD1石笋δ18O记录的极端干旱事件及形成大气环流背景


《西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究》出版

3. 国土资源部岩溶动力学重点实验室

(一)实验室简介
国土资源部岩溶动力学重点实验室是国际岩溶研究中心,“岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心”国家级国际联合研究中心的主要依托单位,以岩溶动力学、地球系统科学为理论指导,在岩溶动力系统运行规律与岩溶作用对全球碳循环的意义及碳汇效应、石笋高分辨率古气候记录、应对极端气候岩溶含水层管理和脆弱岩溶生态系统对全球变化的响应等方面开展研究,并积极利用国际科技资源,解决岩溶地区各种环境问题,服务国家经济社会发展。
(二)2013年度重要科研成果
1.湖南湘西龙山莲花洞近2000年来气候变化石笋记录研究
莲花洞石笋LHD1和LHD3均为文石笋,有着高U含量(238U>3×10-6),相对高的沉积速率(约0.1mm/年),适合精确定年,LHD1石笋顶部30mm的生长时间为1548~2011AD,LHD3石笋的生长时间为154BC~1510AD,主要生长时段均位于近2000年,满足了近2000年来极端事件研究的要求。
通过对莲花洞石笋进行XRD物相分析、碳氧同位素,元素和沉积结构证据相互验证发现,莲花洞石笋δ18O的变化在大趋势上响应夏季风强弱的变化,但是在年际、年代际尺度上反映区域降水量的变化,区域上表现为旱涝程度的变化。但是1950年以来由于石笋δ18O大幅偏正,而当地大气降水量只呈现微弱减少趋势,在亚洲夏季风减弱的趋势下,可能还叠加了其他因素的作用,导致了石笋δ18O的偏正。
莲花洞石笋记录到小冰期以来4次极端干旱事件,分别为明末清初干旱事件、1680~1697年干旱事件、1771~1827年干旱事件、1896~1902年干旱事件,4次干旱事件在当地的历史文献中都有记载,且表现为大范围的干旱事件。通过比较研究发现,4次极端事件的发生与2009~2010年西南大旱的发生均有着同样的大气环流背景,即太阳活动强度较弱,中东太平洋海温异常升高,表现为El Niño状态,中北太平洋温度负异常,PDO表现为正异常,西太平洋暖池海平面温度负异常,夏季风系统较弱,同时西太平洋副热带高压偏强,位置偏南、偏西,这样的环流背景造成了中国季风区大范围极端干旱事件的发生,这可能对预测阶段事件的发生有一定指导意义(图43)。

图43 莲花洞石笋δ18O揭示的武陵山区过去2000年来的季风强弱变化

2.岩溶地区水生植物光合作用固碳研究
为促进目前岩溶碳汇稳定性和速率等科学问题的深入研究,在分析桂林会仙岩溶湿地主要水生植物碳同位素的基础上,利用基于碳酸酐酶活性与植物碳同位素值显著正相关的二端元模型,估算了不同植物利用光合作用固定  的比例。结果表明,湿地核心区沉水植物光合作用固定  碳量在4.86~64.73t(C)/(km2·年)之间,挺水植物为15.68~453.01t(C)/(km2·年),平均值为76.74t(C)/(km2·年)。按平均值计算会仙湿地水生植物光合作用固定  碳量为4466.27t(C)·年,即在会仙湿地岩溶地下河补给的  中约47%被水生植物光合作用固定。水生植物光合作用固碳效果明显,是碳汇研究中不容忽视的一个十分重要的问题(表26)。

表26 17种水生植物钙含量与碳同位素特征

3.岩溶区典型水库调查发现库区水体存在热分层现象,且水体水化学主要受碳酸盐平衡体系控制
为更加清晰地认识无机碳在岩溶水库水体中的循环转化过程,2013年对位于岩溶区的广西五里峡水库沿流程方向不同地点不同深度水体进行现场监测、实验研究。结果表明:①研究区水体水化学主要受碳酸盐平衡体系控制,水化学类型为  型。②水体溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)含量及其同位素组成δ13CDIC分布特征:沿流程方向从库尾到坝前同一深度不同取样点DIC含量呈减小趋势(DIC平均:1.03→0.78meq/L),δ13CDIC则逐渐变重(δ13CDIC平均:-10.21‰→-6.62‰);沿垂直方向从表层向库底DIC含量呈增加趋势(DIC平均:0.86→1.05meq/L),δ13CDIC则逐渐变轻(δ13CDIC平均:-7.88‰→-13.39‰)。分析认为:①碳酸盐岩溶解沉淀过程对研究区水体DIC含量及δ13CDIC的影响有限或被其他过程平抑。②研究区水体存在热分层现象,其通过影响水库不同部位、不同深度水生生物新陈代谢的方向及强度、有机质分解强度等对水体DIC及δ13CDIC产生影响,使之出现前述变化趋势(图44,图45)。

图44 五里峡水库库区水文地质示意图


图45 五里峡水库方解石、白云石饱和指数分布

国土资源部岩溶动力学重点实验室

4. 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

(一)实验室简介
国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室于2007年9月30日得到国土资源部正式批复成立,其前身为中国地质科学院地壳变形与地质灾害重点实验室。重点实验室主要从事5个领域的科学研究:新构造运动及其引发的地质灾害与地质环境过程研究,地应力监测技术与地质灾害预测评价技术方法研究,中国大陆主要活动构造带地应力测量及其构造应力场研究,国家重大工程、重大城市和重要经济区带的地壳稳定性和地质环境安全研究。

图46 退化与废弃地遥感信息提取和监控信息系统开发及其应用研究技术流程

(二)2013年度重要科研成果
1. “汶川地震地质灾害调查评价”入选地质学会十大地质科技进展
入选地质学会十大地质科技进展的“汶川地震地质灾害调查评价”项目是由中国地质科学院地质力学研究所、中国地质环境监测院等单位共同承担完成的。殷跃平、张永双研究团队紧密围绕汶川地震地质灾害等重大科学问题和关键技术,在理论、方法和技术方面取得了多项创新性成果,特别是集成创新地面测绘、综合物探和InSAR技术,修正了强震区逆冲型工程活动断裂和地震破裂带安全避让公式;首次开展了斜坡地震动特征监测和地脉动特征测试,获得了山体斜坡地震动放大规律,提出了竖向地震力对峡谷区山体稳定性的放大效应;建立了基于天空地一体化应急调查技术的汶川地震灾后快速编图与评估方法,以及地震滑坡-碎屑流的成灾机理和震后高位泥石流早期识别的特征指标,为制定行业标准提供了理论支撑。项目成果集成出版了《汶川地震工程地质与地质灾害》一书,在“5·12”汶川地震发生5周年到来之际,由科学出版社出版发行。本书对汶川8.0级地震区的地震工程地质和地质灾害进行了系统研究,涉及汶川地震区域地质构造、地震工程地质、斜坡地震动监测与试验方法、地震地质灾害等关键科学问题(图47)。

图47 《汶川地震工程地质与地质灾害》

2.《泛亚铁路云南大理至瑞丽沿线基础地质与主要工程地质问题》出版
“泛亚铁路云南大理至瑞丽沿线地质构造综合研究”项目组及时对计划项目成果进行了综合集成,编著完成了《泛亚铁路云南大理至瑞丽沿线基础地质与主要工程地质问题》专著并出版发行(图48)。
被誉为“钢铁丝绸之路”的云南大理-瑞丽铁路(简称“大瑞铁路”)全长约336km,是连接中国大陆与东南亚各国的泛亚铁路网中的咽喉工程。但由于铁路需要穿越水文网密度大,且山高谷深的横断山脉南段,因此,桥隧工程将占整个线路的70%左右,尤其是隧道工程的最大长度与埋深都大大超出了已有铁路工程,建设难度极大,亟须扎实可靠的高精度基础地质与工程地质资料支撑,并为铁路选线和设计提供科学决策依据。

图48 《泛亚铁路云南大理至瑞丽沿线基础地质与主要工程地质问题》

为主动配合和服务于国家重大工程建设,尽快打通我国西南地区中缅国际铁路通道。在中国地质调查局基础地质部的精心部署下,由地质力学研究所和成都地质调查中心共同组织实施的“云南大理至瑞丽基础地质综合调查”计划项目,及时完成了沿线22个图幅的1:5万基础地质调查工作和铁路优选线两侧各2k m廊带区的1:2.5万基础地质和工程综合调查任务。为更好地将基础地质工作服务于国家重大工程应用,专著综合了铁路沿线最新的1:2.5万综合地质调查资料,以及新构造和活动构造研究等成果,全面介绍了滇西横断山南段大理至瑞丽地区,包括:岩石地层与地质构造、主要岩土体与特殊岩性体、水文地质、地热活动、新构造运动与活动断层和地震活动等工程地质条件,并在此基础上,进一步梳理总结了铁路沿线各主要工程地段的工程地质环境及特征,全面剖析了在施工建设中主要面临的九大重要工程地质问题,包括:外动力地质灾害、岩溶作用导致的工程地质问题、特殊岩性体(主要包括二叠纪“破灰岩”和上新世“软岩”)的工程地质问题、顺层问题、活动断裂与强震活动、高温热害、岩爆与软岩大变形、隧道涌水突泥和弃渣环境问题等,确定了不同类型工程地质问题最易发生的地段,并提出了防范建议。另外,重点分析总结了影响该区地壳稳定性的主要区域活动断裂带的晚第四纪活动及其未来大地震危险性,并结合历史强震资料重新确定了铁路沿线的大于等于Ⅸ度的高地震烈度区。最后针对高黎贡山越岭段超长超深铁路隧道的围岩稳定性,结合岩石力学测试分析资料和原地地应力测量结果,分别开展了二维和三维数值模拟研究,对隧道工程的围岩稳定性进行了综合评价,并圈定了隧道的强岩爆区和软岩大变形区。
专著资料翔实,将基础地质工作成果与工程应用紧密结合,因此,对进一步深入认识滇西横断山地区的工程地质环境具有重要参考价值,对于相邻地区的重大工程建设也可起到重要借鉴作用,并且相关研究成果可供从事区域地质、工程地质、活断层与地震地质、地质灾害、数值模拟和岩土工程等多方面的科研技术人员参考。
3.重大工程扰动区特大滑坡灾害防治技术研究取得初步进展
2013年是“十二五”国家科技支撑课题“重大工程扰动区特大滑坡灾害防治技术研究与示范”执行的第二个年度,也是课题攻关关键的年度,在关键科技问题、技术方法和示范基地研究取得阶段性成果,主要包括下列5方面:跟踪对比分析国内外工程滑坡防治进展,初步建立灾难性工程滑坡数据库格架;初步探索研究工程滑坡防治3个关键科技问题;工程滑坡机理实验及模拟研究有所进展;工程滑坡快速防治关键技术方法研究和示范基地建设初见成效,相关研究成果以学术论文的形式在“地质通报”出版专辑(图49),相关的发明及技术专利正在申请受理过程中。

图49 《工程滑坡防治成果专辑》

4. “新型压磁应力测量与监测系统研制”取得重要成果
吴满路研究员负责的“原地应力测试技术方法试验研究”项目自2008年实施以来,一直致力于试验应用研究,在地应力测量及监测台站建设、监测仪器研制、专利及人才培养等方面取得了一系列成果。
压磁法地应力测量及监测一直是地质力学所的特色和优势科研方向。“原地应力测试技术方法试验研究”团队以压磁应力测量与监测技术方法为主要研究对象,完成了对压磁法地应力测量和监测仪器结构的全面改造升级,同时,研发的三分量压磁应力解除系统在孔深213m处成功地获得了有效应力数据,是同类技术方法中达到的世界最深的地应力测量;研制的新型四分量压磁应力监测系统已在青藏高原东南缘、龙门山断裂带、河北紫荆关等地应力测量及监测实验基地,首都圈、郯庐断裂带、东南沿海海岸带等地壳稳定性评价及活动断裂监测中得到了大量应用,在相关地区建立的地应力综合监测站成功捕捉项目执行期间强烈地震前后应力变化的信息,丰富了应力实测数据和大量应力监测数据。
新型压磁应力测量与监测系统获得的数据成果已经或即将公开发表。项目研发的“无线深井地应力绝对测量压磁传感器”和“深井地应力监测压磁传感器定向及自控加载安装系统”获得了2项国家实用新型专利授权,为中国地壳探测计划提供了必要的关键技术储备。
5.获芦山地震发震构造与次生地质灾害致灾特征研究初步成果
2013年4月20日,四川省芦山县发生了里氏7.0级地震。根据国土资源部统一部署和地质力学研究所的安排,重点实验室完成了地震地质和地质灾害应急排查,并将初步研究认识发表在《地质学报》(英文版)上。
初步认识之一的Seismogenic Structure of the April 20,2013,Lushan Ms7 Earthquake in Sichuan(《四川芦山2013年4月20日Ms7.0地震发震构造初步研究》),通过高分辨率遥感图像解译、主余震分布、震源机制解释等综合分析认为,芦山地震震中位于芦山县太平镇和双石镇之间,震源深度13~14km,震中最大烈度达IX级。野外调查发现,尽管震中区房屋建筑损坏较严重,但这次地震没有产生明显的地表破裂构造,仅见少量的地裂缝和喷砂冒水现象。芦山地震是龙门山断裂带西南段一次独立的破裂事件,属于逆冲型地震。科研人员从新构造和活动构造角度,通过将精确定位的主震和余震震中投影在地形图、遥感影像图上,得出了芦山地震余震的分布特征,阐述了双石-大川断裂特征型地震特点,推断芦山地震与龙门山构造带底部滑脱带(13~19km)断坡构造活动有关。同时对未来强震发展趋势进行了分析:虽然这次地震使这条断裂的应变能得到释放,但地应力监测结果指示该断裂带的应力释放尚不完全,未来地震发生的可能性尚值得进一步关注。
初步认识之二的Geohazards Induced by the Lushan Ms7.0 Earthquake in Sichuan Province,Southwest China:Typical Examples,Types and Distributional Characteristics(《四川芦山Ms7.0级地震地质灾害基本特征》),基于遥感解译和野外调查结果,简要论述了地震诱发的崩塌、滑坡、碎屑流和砂土液化等次生地质灾害的发育特征及其危害,地震地质灾害主要受控于强震触发作用、陡峻的地形地貌、地形放大效应以及软弱的岩性和强烈的风化卸荷作用;研究表明,地质灾害的发育分布规律主要体现在震中效应和地貌效应明显、活动断裂上盘效应不显著,断裂端点效应较明显,与岩性和岩体结构的关系较密切。芦山地震诱发的地质灾害以及地震对山体造成的损伤存在隐蔽性,在灾后重建中应引起重视。
6.乌江流域重大地质灾害研究新进展
“重庆地区地质灾害成灾机理与防治研究”项目负责人为李滨副研究员,参加单位有长安大学、重庆市地质矿产勘查开发局107地质队、中国地质环境监测院、重庆市地质环境监测总站。项目完成了乌江流域复杂地貌环境下三维激光扫描技术和机载激光雷达扫描技术在地质灾害调查与监测中的应用,通过覆盖研究区域DEM、SAR等多种数据,结合InSAR和GNSS监测结果,形成一套适合于乌江流域复杂地质环境下大范围识别地质灾害形变的理论方法。此外,在特大型地质灾害特征识别和地质模型分析基础上,项目组结合室内力学试验,通过数学模拟和物理模型试验,提出了岩溶、采矿等因素影响下,特大型层状滑坡的变形机理和失稳模式,并提出了稳定性评价方法和灾害发生后崩滑体的运动特征分析模型,该套分析方法及结果可在西南岩溶地区进行推广应用(图50,图51)。

图50 InSAR技术在区域地质灾害调查中的应用


图51 鸡尾山滑坡累计形变图(184天)


7.首都圈地区关键构造部位地应力监测新成果
(1)初步揭示了邢台—唐山主要发震构造带北端迁安及其外围地区现今构造活动性及其灾害效应,认为华北平原地质构造以块断结构为主要特征,构造体系走向多为NNE向,以压扭性断裂为主,现今活动性显著,5级以上地震活动通常沿NNE、NE和NWW向断裂带分布,特别是不同方向断裂带的交会部位(图52)。
(2)探讨分析了唐山—滦县—昌黎一带现今地应力环境变化特征及其地震地质研究意义。河北昌黎地应力实时监测台站地应力监测结果表明,日本9.0级大地震所诱发的华北地区产生同震位移,区域构造作用表现为近EW向拉张作用,最大水平主压应力为近南北方向。而2012年6月6日以来,华北地区表现为近EW向主要为构造挤压作用,最大水平主压应力为近EW方向,说明区域构造应力作用恢复到日本9.0级大地震之前华北地区最大水平主应力方向,并且在区域构造应力作用方向转换的过程中会导致地震的发生(如2012年5月28日和29日及6月18日在唐山及其周围地区还分别发生了4.8级、3.2级和4.0级地震)(图53)。

图52 迁安市陈官营村地应力测量与监测钻孔区域构造地质图


图53 河北昌黎地应力实时监测台站监测结果

5. 国土资源部土地利用重点实验室

(一)实验室简介
国土资源部土地利用重点实验室是国土资源部在土地科学领域培育的第一个实验室,其建设宗旨是面向国家战略和土地资源管理实践的需求,立足国际土地科技前沿,瞄准土地资源调查、监测、评价、规划与综合整治中的关键科技问题,攻克关键的土地科技难题,提升土地科学理论与技术创新能力,建立土地资源可持续利用的技术保障体系,为国土资源科学管理、合理利用以及经济社会全面、协调、可持续发展提供科技支撑。
(二)2013年度重要科研成果
1.区域土地利用变化与协同耦合及参与式规划方法研究
首次分析了我国长时间序列土地利用时空演变规律和区域差异及其内在影响机制与成因,提出了基于多模型集成和预测结果相互印证的土地利用供需预测方法;提出了区域尺度参与式土地利用规划模式、技术流程与技术导则,开发参与式土地利用规划网络讨论平台,发展和丰富了土地规划理论和方法体系;发展了面向多目标协同的土地利用冲突分析、结构优化、空间配置、方案优选等定量化评价与决策方法,解决了自动化、定量化程度低的难题;提出了区域尺度农用地和建设用地集约利用的宏观与微观影响机制与评价指标体系和方法,创新了面向地块的微观尺度农用地集约利用研究(图46)。
2.退化与废弃地遥感信息提取和监控信息系统开发及其应用
立足国土资源调查评价和国土整治重大工程,在“十一五”国家科技支撑重大项目课题、国土资源大调查重点研究项目和国土资源调查评价重大工程等资助下,构建了退化与废弃地监控作业系统,形成了完整的退化与废弃地监控技术体系与平台,发展和创新了土地资源监管技术和模式,丰富了土地资源遥感监测评价理论和方法体系,提高了土地资源监控的数字化水平,填补了我国这方面研究的空白,支撑和保障了国家重大工程的顺利实施和战略的增长需求。

国土资源部土地利用重点实验室

6. 国土资源部重点实验室建设情况

截至2014年,国土资源部1家国家重点实验室正在建设,第一批6家、第二批8家,共14家国土资源部重点实验室正在运行,第三批46家国土资源部重点实验室正在建设中。
(一)发展历程
国土资源部重点实验室是国土资源科技创新体系的重要组成部分,是国土资源领域高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展高水平学术交流、科研装备先进的创新平台,依托国土资源系统和地质勘查单位、科研院所、相关高等院校和其他具有科技创新能力的法人单位开展建设,是依托单位内部相对独立的科研实体。
国土资源部一直高度重视重点实验室的建设,在原地质矿产部重点实验室基础框架下,于2004年批准建成第一批6家国土资源部重点实验室(表1),2007年批准建成第二批8家国土资源部重点实验室(表2)。2011年,国务院批准《找矿突破战略行动纲要(2011~2020年)》后,根据《国土资源“十二五”科学和技术发展规划》的部署,国土资源部适时启动了第三批重点实验室的遴选工作,并于2012年6月批准建设第三批46家国土资源部重点实验室(表3),其中,退化及未利用土地整治工程重点实验室于2013年4月通过国土资源部验收,航空地球物理与遥感地质重点实验室于2013年12月通过国土资源部验收,其余44家国土资源部重点实验室建设完成后,国土资源部将进行验收。

表1 第一批国土资源部重点实验室(6家)


续表


表2 第二批国土资源部重点实验室(8家)


表3 第三批正在建设的国土资源部重点实验室(46家)


续表


续表

(二)研究领域分布
国土资源部重点实验室主要分布在7个研究领域,其中基础地质领域8家、勘查技术领域10家、矿产资源领域13家、矿产资源综合利用领域6家、水工环领域10家、国土资源综合管理领域4家、土地科学领域9家(图1)。

图1 国土资源部重点实验室研究领域分布情况

1.基础地质领域 
基础地质领域主要包括地层、构造、古地磁、古生物、沉积盆地、动力地质等传统地学基础学科。主要从事基础性、创新性的地球科学理论研究。
2.勘查技术领域
勘查技术领域主要包括航空地球物理与遥感地质、地球化学、应用地球物理、超深钻探、信息技术等地质找矿的新理论、新技术。
3.矿产资源领域
矿产资源领域主要研究我国金属和非金属矿产如铁、金、煤炭及典型地区如东北亚、三江等地的成矿模式、成矿机理等,以及海洋矿产、天然气水合物、页岩气等新兴资源的资源勘查评价等。
4.矿产资源综合利用领域
矿产资源综合利用领域主要涉及金属、非金属及“三稀”资源等的综合利用,主要包括钒钛磁铁矿、多金属矿、粘土矿物、贵金属、放射性与稀土稀散矿产等,其研究对于我国资源战略储备和建设资源节约集约型社会具有重要意义。
5.水工环领域
水工环领域主要包括地下水、地质环境和地质灾害,地下水主要包括地下水科学与工程等领域,地质环境主要包括地质环境监测工程技术等研究领域,地质灾害主要包括地面沉降、石漠化、地裂缝等地质灾害防治研究。
6.国土资源综合管理领域
国土资源综合管理领域主要定位于支撑国土资源部业务工作,从事前瞻性、理论性、战略性的研究,包括资源环境承载力、法律评价工程、国土资源战略研究、地质信息技术等,为国家和国土资源部的决策和政策制定提供基础信息和行业资讯。
7.土地科学领域
土地科学领域包括土地利用、土地整治、农用地质量与监控、海岸带开发与保护、建设用地再开发、退化及未利用土地整治、国土规划与开发、城市土地资源监测与仿真及土地实地调查监测技术等,利用调查、监测、模拟等手段为国土资源土地学科提供多元化和多方位的科技支撑。
(三)地域分布
国土资源部重点实验室分布在全国18个省、自治区和直辖市。其中北京市(含部系统在京单位)19家,四川省5家,广东省、河北省、陕西省及吉林省各4家,基本反映了国土资源部重点实验室研究力量的地域分布(表4)。

表4 国土资源部重点实验室地域分布情况      

(四)依托单位类型分布
国土资源部重点实验室的依托单位主要分布于国土资源部系统单位、各省(区、市)国土资源主管部门、地勘行业单位和相关高校。60家国土资源部重点实验室中,依托单一单位建设的有47家,两家单位共建的有13家。其中,国土资源部系统单位参与建设的有31家,各省(区、市)国土资源主管部门及地勘行业单位参与建设的有16家,相关高校参与建设的有20家。
(五)固定资产
据不完全统计,截至2013年12月31日,国土资源部重点实验室总建筑面积30.5m2,其中科研用房面积为19.8万m2,占总面积的65%;每家重点实验室平均建设面积近5100m2,科研用房面积近3300m2。科研仪器设备11841台(套),原值共计13.1亿元,平均每家重点实验室198台(套)。其中单台原值50万元以上的大型仪器设备717台(套),占总数量的6%;原值共8.0亿元,占总原值的61%(表5;图2)。

表5 国土资源部重点实验室固定资产情况

注:数据来源于国家科技基础条件资源调查。

图2 国土资源部重点实验室实验场地(a)、仪器设备数量(b)和仪器设备原值(c)情况

(六)科研经费
据不完全统计,截至2013年12月31日,国土资源部重点实验室科技经费收入共17.3亿元,主要来源于“973”、“863”、国家自然科学基金和科技支撑等国家级项目(课题)、国土资源部公益性行业专项,以及国土资源大调查项目。其中:政府资金13.8亿元,占总收入的80%;技术性收入2.7亿元,占总收入的15%。每家重点实验室平均科技活动经费收入为0.29亿元(表6;图3)。(政府资金:指来自政府的科技活动经费收入;技术性收入:指研究实验基地从事科学技术活动所获得的非政府资金(毛收入),如企事业单位和社会团体利用自有资金委托本单位开展科学技术活动所提供的资金,包括技术开发收入、技术转让收入、技术咨询及其他收入等。)

表6 国土资源部重点实验室科研经费收入情况

注:数据来源于国家科技基础条件资源调查。

图3 国土资源部重点实验室经费收入情况

7. 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室挂靠地质力学研究所,主要开展以下5个方向的研究:①地应力测量与现今地壳应力场研究,②地表形变监测与地质灾害风险评估与管理研究,③活动断裂与地壳结构演化研究,④构造地貌与第四纪地质环境,⑤新构造与地壳稳定性与国家重大工程地质安全研究。
2009年实验室主要成果
2009年度实验室共承担科研项目30余项,其中包括“973”项目2项、自然科学基金项目8项、科技支撑计划5项、深部探测专项7项。在核心期刊发表学术论文73篇,其中SCI检索13篇。地应力监测仪器研制获取专利2项,正在申请专利5项。实验室开展了广泛的学术交流和国际交流活动,2009年实验室参与筹办李四光星命名仪式暨纪念李四光诞辰120周年、李四光地质科学奖成立20周年学术研讨会。参与IAEG 2009成都年会,并组织IAEG新构造运动与地质灾害专委会(C24)工作会议,同来访的美国康奈尔大学Larry Brown教授、香港科技大学吴宏伟教授等商讨科研合作意向。

四川宝兴地应力监测台站外观及室内数据采集和通讯设备


龙门山地震工程地质野外调查人员在彭州小鱼洞大桥遗址前合影


北京地区主要活动断裂微地震监测台网部署图

国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

8. 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室

2008年度实验室重点围绕国家重大工程稳定性和安全性、汶川地震地质灾害快速调查、监测、评价和应急救灾等方面做出积极贡献,主要学术活动与重要成果包括:
(1)初步提出地质灾害活动强度评估技术方法和地质灾害风险评估技术指南、地质灾害预测评价与风险评估技术方法、地质灾害监测预警指标体系、地质灾害风险评估工作流程,主持召开地质灾害风险评估指南专题研讨会议。
(2)完成了汶川地震和强烈活动地区现今地壳应力监测压磁应力长期监测系统改制和震区康定、映秀等地建站工作,实现了深孔应力监测和实时监测的关键技术,震前震后应力状态对比分析表明应力状态发生了明显变化。
(3)多名专家入选国务院汶川地震专家委员会;组织专业人员60多人次赴灾区进行震区地震地质灾害快速调查评估、灾情预测评价、重建规划场地安全性快速评价等工作,为国家层面上抗震救灾提供技术支撑和应急技术服务。
(4)先后完成《汶川强震活动断裂调查与灾区重建场址稳定性评价》、《北川县擂鼓盆地地壳稳定性与城镇选址调查报告》等报告和论文,组织出版《地质通报》地质灾害风险评估专辑以及震后土地利用规划地质灾害易发程度分区等成果图件。

实验室研究人员彭华、王连捷研究员与日本的林伟人研究员在进行地应力测量仪器研究


2008年5月17日,实验室主要研究人员、国务院汶川地震专家委员会委员张岳桥研究员等在地震现场进行地表破裂测量


2008年6月8日,实验室副主任、国务院汶川地震专家委员会委员吴树仁研究员随同国务院汶川地震专家委员会陈祖煜院士等考察紫坪铺水库大坝


2008年6月6日,吴树仁研究员随陈祖煜院士、殷跃平研究员在成都听取四川省国土资源厅和水利厅有关汶川地震灾害的汇报