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【關鍵詞】地礦科技;礦產資源勘查工程;地質礦產研究
1、礦產資源勘查工程的主體專業
礦產資源勘查工程包括地質礦產勘查、地球物理探礦、地球化學探礦三個主體專業。下面敘述這三個專業的主要內容。
1.1 地質礦產勘查的主要內容
地質礦產勘查(礦產地質勘查)過程中,通過地質勘查工程(槽探、井探、硐探、坑探、鉆探)的布置和實施來確定礦床的地質特征及礦產資源儲量;需要研究區域及礦區地層、構造、巖漿巖、變質巖、圍巖蝕變等,特別是要研究確定礦體的產狀、形態、規模、礦石特征及礦床成因類型等。地質礦產勘查專業也可稱為地質找礦專業。
根據礦產地質勘查規范,勘查工作可分為預查、普查、詳查、勘查四個階段。各階段的任務如下:
(1)預查階段是通過對區內資料的綜合研究、類比及初步野外調查、極少工程驗證提出可供普查的礦化潛力較大地區,有足夠依據可估算預測的礦產資源量。
(2)普查階段是對礦化潛力較大地區進行一定數量的各項野外工作以及概略研究,確定是否有進一步詳查的價值,并圈出詳查區范圍,估算推斷的礦產資源量。
(3)詳查階段是進行系統的勘查工作,基本查明礦床地質特征以及控制或破壞礦體的因素,基本確定礦體的連續性,并通過預可行性研究,做出是否具有工業價值的評價,圈出勘探區范圍,估算控制的礦產資源/儲量。
(4)勘探階段是運行各項系統的加密工作,詳細查明礦床地質特征以及控制或破壞礦體的因素,確定礦體的連續性,估算探明的礦產資源/儲量,并通過預可行性或可行性研究為礦山建設投資決策和設計確定生產方案等提供必要的依據。
1.2 地球物理探礦的主要內容
地球物理探礦(簡稱物探)是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性和放射性等物理性質的差異為基礎,用不同的物理方法和物探儀器,探測天然的或人工的地球物理場的變化,發現物探異常,通過解釋評價物探異常來進行找礦。
1.3 地球化學探礦的主要內容
地球化學探礦(簡稱化探)是從各種天然物質(如巖石、土壤、水系沉積物、植物和水等)中系統地采集樣品,分析測試某些地球化學特征值(如指示元素的含量、元素比值、PH值等),對獲得的數據進行處理,發現化探異常,通過解釋評價化探異常來進行找礦。
2、地質礦產研究專業(學科)的建立
經過刻苦鉆研,筆者建立了地質礦產研究專業(學科)及地質礦產研究事業基本管理制度。主要表現在如下三個方面:
(1)2010年7月,筆者撰寫的論文《地質礦產研究事業管理制度探討》獲得第三屆中國管理科學大會優秀論文二等獎(相當于省部級學術成果二等獎)。
(2)筆者撰寫的三篇論文2011年發表于國家級科技類期刊。《地質礦產研究的主要內容及職業定位》發表于期刊《科技與生活》,《地質礦產研究專業(學科的建立》發表于期刊《中國科技博覽》,《地質礦產調查評價主要內容探討》發表于期刊《科技與生活》。
(3)2012年元月,筆者撰寫的論文《地質礦產研究事業管理制度探討》發表于國家級期刊《中國城市經濟》。
筆者對地質礦產研究專業(學科)主要內容及職業定位的論述,標志著地質礦產研究專業(學科)的建立,闡述了地質礦產礦研究事業基本管理制度。建立管理制度,通過制度進行管理,是重要的管理方式。
3、地質礦產研究的主要內容及職業定位
地質礦產研究專業(學科)以“成礦”研究為主要內容,主要研究礦床的地質特征、成因類型、成礦機制、成礦機理、形成機理、形成機制、成礦大地構背景、成礦環境、成礦地質背景、成礦條件、成礦規律、控礦因素、成礦系列、成礦系統、成礦模式及成礦預測等問題。
積極探索的青年科技工作者
謝桂青研究員出生于1975年,在一個安徽桐城農村家庭長大,1998年自長春地質學院地球科學學院獲得地質學的學士學位,后又繼續深造,在2003年畢業于中國科學院地球化學研究所,獲得地球化學博士學位,始終不會忘記研究生導師—胡瑞忠所長的邏輯思維強和為人謙和,本人所取得的成績均與研究期間所獲得的專業知識密切相關。
一路走來,謝桂青的求學生涯、研究歷程,始終圍繞著地球化學、地質科學展開,他也正是將自己的青春和汗水奉獻給了我國的地質研究事業。在毛景文副所長的幫助下,非常榮幸來到中國地質科學院礦產資源研究所工作。中國地質科學院礦產資源研究所礦產資源研究所作為我國唯一專門從事礦產資源研究的社會公益類非營利科研機構,主要開展區域成礦規律與礦產勘查新理論新方法研究、礦產資源潛力調查評價和成礦遠景區劃,以及重大資源科學問題研究。從2003年10月至今,他一直在該所從事巖石學、礦床學和地球化學等方面的科研工作,因為堅持嚴謹的學風和創新求實的科學研究態度,2005年時被破格晉升為副研究員,2010年晉升為研究員,同年起開始擔任中國地質科學院碩士研究生導師。工作上獲得的榮譽和認可是與謝桂青對自身的嚴格要求分不開的,因為地質科學的特殊性,他長年深入到野外一線展開工作,在保持了勤奮、努力、踏實的工作態度的同時也得益于地質科學院優良學風、嚴謹學術氛圍的培養和熏陶,并且在工作當中還時常得到課題組長毛景文副所長的關心及言傳身教,同時離不開礦產資源所各位領導和同事的支持以及課題組大集體的互相幫助,迅速由科技骨干成長為了項目負責人。
謝桂青研究員長期在長江中下游、南嶺、東秦嶺等成礦帶進行銅、鐵、金、鉬等多種金屬礦床成礦作用、礦床地球化學、巖石學的研究工作和地質調查工作,積累了豐富的實踐經驗和大量第一手資料、研究數據。此外,他作為第一負責人,目前正在主持及參與的課題項目包括科技部的“973”計劃課題“隱伏大礦定位預測理論與方法(2007~2011年)”、國家自然科學基金項目“長江中下游地區晚中生代金牛和懷寧盆地雙峰式火山巖的年代學和地球化學(2010~2012年)”、中國地質調查局地質礦產調查評價工作項目“大型礦集區時空結構與巨量金屬富集機理研究(2011~2013年)”、國土資源部公益性行業科研專項課題“湖北大冶矽卡巖型鐵礦科學基地研究(2009~2013年)”、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金重點課題“鄂東南銅綠山礦田矽卡巖銅鐵金礦的成礦機制和成礦背景研究(2009~2011年)”等5項重點內容。與此同時,他還以負責人的身份完成了4項不同類型的課題研究,其中包括國家的自然科學青年基金項目。
為了更好提升自己的能力,利用一切機會多次參加國際礦床會議、國際地質大會和國際礦床成因學會等國際學術研討會及國內的一系列綜合性學術會議。2010年11月-2011年2月期間,他作為訪問學者應邀前往澳大利亞JamesCook大學開展了為期近三個月的合作研究,與國外同行完成了多項科研探討和學術交流。如今的他是國際礦床成因協會中國國家委員會會員、中國礦物巖石地球化學學會青年工作委員會委員和中國礦物巖石地球化學學會終身會員。
2011年11月,中國地質學會第十三屆青年地質科技獎在北京頒發,共評出金錘獎10名、銀錘獎40名,謝桂青由中國地質學會礦床地質專業委員會推薦,成為10名金錘獎獲得者之一,也是中國地質科學院唯一一名金錘獎獲得者。
理論和實踐研究的雙方面成績
迄今為止,謝桂青研究員共發表了79篇科技論文,其中以第一作者身份發表的論文達40篇,并且包括Lithos、OreGeologyReviews、MineraliumDeposita等在內的8篇國際SCI論文、7篇國內SCI論文;已提交并通過評審的技術報告12本,其中排名第一作者的為6本;同時,他共獲得省部級一、二等獎3項及其他類型獎勵5項,其中省部級一等獎2項,名列第三和第四位,省部級二等獎1項,名列第一位。
謝桂青取得的學術成績不僅體現在科研著述上。很多前人都曾對長江中下游成礦帶的巖漿巖和礦床做過研究工作,但謝桂青的工作在前人工作基礎上,利用近年所發展高精度測試技術,他通過對鄂東南礦集區的侵入巖、火山巖和典型斑巖—矽卡巖礦床的系統研究,創新性地提出了鄂東南礦集區存在的二期成礦事件、四類礦化組合和四類不同巖漿巖組合,構筑起礦集區尺度的成礦工作模型,分析了不同期次成礦事件的成礦潛力并指出對應的主攻找礦類型,彌補了前人對侵入巖和成礦關系研究程度較低的不足。他的這項成果在鄂東南地質大隊、湖北省第四地質大隊進行了學術交流,為鄂東南礦集區開展深部找礦提供了科學依據。相關研究成果后來獲得了博士后科學基金一等獎、國土資源科學技術一等獎,根據研究獲得的成果謝桂青以第一作者身份發表了5篇國際SCI論文、3篇國內SCI論文和若干篇核心期刊論文。
在對中國東部中生代巖漿巖和成礦背景的研究中,謝桂青通過對南嶺地區基性巖的測年和成因的研究,指出了南嶺地區存在三期幔源巖漿事件,并且結合對東秦嶺中生代火山巖的時空分布和物質來源的研究成果提出了關于中國東部中生代深部處于板內多階段伸展的新認識。這項成果為提出中國東部板內成礦理論提供了重要的科學基礎,相關成果先后獲得國土資源科學技術一等獎、中國有色金屬工業科學技術一等獎、陜西有色金屬控股集團有限責任公司科學技術三等獎和中國科學院院長優秀獎,謝桂青本人也分別以第一和第二作者的身份發表了國際SCI論文4篇、國內SCI論文5篇和若干篇中文核心期刊論文。
除此之外,謝桂青還通過收集全球1886個銅礦床的地質資料總結了全球銅礦的主要類型及特征,提出了在全球14條重要銅礦成礦帶建立起不同類型礦床的描述性礦床模型,為我國實施“走出去”戰略提供了重要信息和技術支撐。相關成果先后獲得中國有色金屬工業科學技術二等獎、陜西有色金屬控股集團有限責任公司科學技術一等獎和陜西省地質學會第三界優秀地質成果二等獎,并且在地勘單位得到了廣泛的推廣和應用。
(1)一定的研究生規模和良好的結構比例。盡管學校有很多困難,特別是空間困難,但是,研究生規模不僅不能縮小,而且應該盡一切可能適當擴大,特別是要擴大博士生、免推研究生和學術型碩士生規模與比例。博士生、免推研究生和學術型碩士生不僅能產出大量SCI論文,而且是科學研究的重要力量。(2)全國百篇優秀博士論文和北京市優秀博士學位論文的數量。全國百篇優秀博士論文是衡量研究生培養質量的重要標志。北京市優秀博士學位論文評選雖然起步較晚,但是程序規范,要求標準高,競爭激烈,是全國百篇優秀博士論文的預選賽。作為從研究生教育起家、以培養研究生為重要特色的中國地質大學(北京)必須長期不懈地重視百篇優秀博士論文和北京市優秀博士學位論文的產出,這既是研究生培養質量的重要標志,也是培養“杰出青年基金”獲得者的前奏。(3)SCI論文的數量與質量(影響因子和引用率)。盡管對SCI論文有不同的看法,但是中國地質大學(北京)現在依然沒有超越SCI階段。為了提高學校的核心競爭力,必須下大力氣重視SCI論文的數量和質量。當每個研究生都可以發表高水平的SCI論文時,我們才有資格討論SCI論文是否重要。SCI論文目前依然是人才培養、學科建設、研究團隊建設、科研成果評獎的重要基礎。中國地質大學(北京)不能再走僅重視SCI論文數量的老路,而要更加重視SCI的質量,催生高影響因子SCI論文的產出,才能后來居上,實現跨越式發展。(4)發明專利數量與轉化率。中國地質大學(北京)有一定數量的工科研究生,除了鼓勵研究生產出高水平的SCI論文外,還應鼓勵研究生多獲得國家發明專利,特別是具有廣闊市場前景、易于轉化的發明專利。(5)國際化程度與水平。研究生教育的國際化不僅有利于提高研究生的培養質量和國際化視野,而且為擴大學校影響提供了重要平臺,也會大大促進學校科研水平上臺階。中國地質大學(北京)要實現地球科學領域世界一流大學的長遠辦學目標,提高研究生培養的國際化程度和國際化水平是必由之路。
研究生培養面臨的挑戰
遙想當年,中國地質大學(北京)在地學研究生培養方面獨領,成為中國地質教育戰線一道亮麗的風景。近年來雖然學校發展很快,但研究生培養出現了新的困難,面臨著新的挑戰,主要表現在下列幾個方面。(1)師資力量有限,每個教師帶的研究生偏多。學校現有專任教師866人,其中具有正高級職稱教師191人,副高級職稱269人。2012年學校實際報到碩士研究生1743人,博士研究生377人。如果這些研究生全部由學校的教師來指導,具有正高級職稱教師平均每人指導2名博士研究生,具有正、副高級職稱的教師平均每人指導3.8名碩士研究生。按研究生學習時間為3年計算,每個具有正高級職稱教師平均指導6名博士研究生和11.4名碩士研究生。相對于師資力量來說,我校研究生規模偏大,每個教師指導的研究生太多,特別是傳統優勢學科每個教師帶的研究生太多,負擔太重,壓力過大,疲于奔命,不僅影響了指導教師的身心健康,影響了研究生培養質量的進一步提高,也使學校一些管理政策失靈。(2)研究生的生源質量有待改善,非地質專業的研究生偏多。研究生報考有一個就高不就低的基本規律,即學生要么選擇自己的學校,要么選擇比自己學校聲望高的教學或研究單位,很少有學生選擇比自己學校聲望低的教學或研究單位讀研究生。30多年前,由于各種原因,中國地質大學(北京)是地學研究生的首選之地,不光長春地質學院、成都地質學院、河北地質學院、西安地質學院的學生青睞中國地質大學(北京),而且北京大學、南京大學、浙江大學、中山大學的學生也紛紛加盟。加上當時招生人數很少,招生優中選優,生源很好。經過30年的發展,學生報考研究生對學校的選擇范圍越來越大,研究生報考就高不就低的現象越來越明顯。近幾年中國地質大學(北京)的研究生中幾乎見不到北京大學、南京大學、西北大學、浙江大學和中山大學的畢業生。另一方面,由于就業的導向作用,近年我校傳統優勢學科研究生生源比例明顯下降,跨專業研究生比例明顯提高,非優勢專業研究生比例增長過猛,導致研究生培養效率下降。跨專業研究生的成才率太低,對學校核心競爭力的貢獻率不高,非傳統優勢學科研究生對學校核心競爭力的貢獻率也不高。(3)培養環節需要進一步改善。目前中國地質大學(北京)研究生培養在課程教學、實踐教學和科研成果產出與轉化等方面管理都比較粗放,體現學校的意志不夠,需要進一步改善。(4)研究生學習研究長期與科研儀器脫鉤,導致動手能力不強,發展后勁不足。這個問題其實也可以歸結到研究生培養環節中。之所以將這個問題單獨拿出來,是因為這個問題太突出了。留學生的實踐表明,中國人對書本知識的學習能力絕不比外國人差,直到碩士階段都不明顯輸給外國人,但在博士階段實驗室動手能力普遍不高。這與我們的研究生學習研究長期與科研儀器脫鉤不無關系。(5)鼓勵創新型、拔尖型人才脫穎而出的政策體系不夠完善,一些政策執行不到位,大鍋飯現象盛行,耗費了學校大量優質資源,影響了拔尖人才的培養和標志性成果的產出。(6)國際化程度與國際化水平不高,主體限于國內辦學,雖有一定的國際交流,但規模不大,水平也有限。(7)研究生管理多為按部就班的服務,創新不多,特別是對全局具有帶動作用的創新不多。
研究生培養的出路
中國是目前地下工程利用范圍最廣、開發力度最大的國家。解決城市人口集中等客觀問題的迫切需要以及廢舊礦井多功能利用等主觀積極因素的推動均標志了我國必將走向大型地下工程開發利用新時代。
自建設部下發《地鐵及地下工程建設風險管理指南》以來,地下工程風險管理引發了學者多方思考。地下工程因其施工難度大、建設周期長、投資數額大、風險系數高、對周邊環境依托和影響大等特點,一直為學者廣泛關注。近年來,地下工程事故的多發大多可以歸結到以下兩個方面:環境因素引起的風險事故和工程地質、水文地質引起的風險事故,其中尤以后者引起的事故居多。因此,通過SGIS技術建立系統的數字管理平臺對于地下工程風險管理具有重大意義。
2. SGIS技術概述
SGIS即綜合地質信息系統,它是在基于一般GIS優秀的各項功能的基礎上對其工程地質、巖石力學等地質特點信息系統的再開發,以使其更加適應地下工程建設需要。
SGIS由三大系統構成:區域地質及工程信息系統、工程地質信息系統以及地質工程信息系統。其中區域地質及工程信息系統包含了地質調查與鉆孔信息系統、環境地質及災害評估系統、區域水文地質信息系統、區域工程地質信息系統和工程布局信息系統。工程地質信息系統包括綜合地質可視化分析系統、水文地質信息系統、地質快速勘察成圖系統、環境地質信息系統、工程地質信息系統。地質工程信息系統包括超前地質預報系統、工程地質力學分析系統、信息化施工決策信息系統、可變更優化設計成圖系統及地質工程監測信息系統。
3. 大型地下工程風險管理現狀及存在問題
3.1 國內地下工程風險管理研究現狀
早從20世紀初開始,國內學者對地下工程的發展展望就延伸到了風險分析和風險管理層次,其中尤以隧道建設、地鐵建設等地下建設的環境分析及力學分析為首。2007年,建設部下發的《地鐵及地下工程建設風險管理指南》將這一研究再次推向。然而《地鐵及地下工程風險管理指南》等法規、條例和文件仍不能實踐性得解決許多具體工程問題和突發狀況。普遍研究認為,地下工程風險管理的“政策性研究”和“技術性研究”應當兩手抓、兩手都要硬。
3.2 國內地下工程風險管理現存問題
(1)政策性指標不明
雖然國內關于該問題已了一系列指導性文件,但目前關于地下工程管理的相關法律法規仍不夠健全,其強制性力度不夠及操作性不強的問題均導致了其不能系統地改善如今地下工程建設施工不規范、建設事故頻發、事前控制力度不夠的現狀。
(2)地下工程風險管理的局限性
①基礎理論研究不足造成的局限性
由于地下工程建設對地質條件及相關力學要求極高,但國內外巖石力學研究的腳步顯然跟不上地下空間發展的腳步。地質及力學等基礎理論的發展不能夠滿足大量得、范圍更廣的地下空間建設。
②風險管理范圍的局限性
目前地下空間建設的風險管理主要局限于地鐵建設方面,對其余方面的研究較少,這直接導致了大型地下工程風險管理研究發展不平衡的問題,適應于地下工程風險管理的軟件平臺不具有普遍操作性。
(3)工程地理信息以及監測、控制平臺的局限性
地質信息系統性了解的局限性、施工期間周邊地質環境變化分析的局限性、前期工程測量階段與事前控制的局限性均使得地下工程建設始終處在一個建設不明朗的瓶頸階段。地下工程建設的局限性直接導致了事故突發、解決工程問題難度極高以及處理事故耗資巨大等問題。
4.SGIS在地下工程風險管理中的實踐性應用初探
4.1 基于SGIS的風險預測評估系統
雖然從宏觀上看,地下工程的風險產生是突發的、偶然性極強的、與當地的地質條件密切相關的,但從微觀角度仔細觀察,不難發現,大多數地下工程事故產生前均是存在先兆的,即地下工程事故的發生在一定程度上是可以減少甚至消除的。
基于“區域地質及工程信息系統”的風險評估系統就是這樣一種事前控制系統,它是指在施工開始前,根據SGIS海量數據庫所集合的地質調查結果、鉆探信息、水文地質實時信息及發展歷史、區域工程地質要求、工程地質力學分析信息、施工場地周邊環境信息及施工技術信息和工程布局信息,結合當地地質條件變遷歷史、超前地質預報信息、近年自然災害發生情況、地質薄弱環節與施工技術難點,經計算機分析及有關專家建議,預估事故發生可能性及可能發生事故的概率,并對可能發生問題的關鍵部位采取預控措施,以減小事故發生可能性。對可能由自然災害引發的施工事故,應預先提出風險應對策略,以保證將事故的影響降至最低。
4.2 基于SGIS的施工過程監控系統
(1)基于SGIS的施工過程監測系統
SGIS系統在綜合考量地質分析、數值分析及專家意見的基礎上,確定最容易發生事故的施工段重點監測區。監測系統的提出必須基于硬件支持與軟件支持上,即必須擁有經濟適用的施工現場實時檢測儀器及先進的監測軟件。
(2)基于SGIS的施工過程控制系統
傳統的地下工程信息管理系統片面突出強調了信息管理在監測方面的巨大作用,但在信息管理的控制層次的涉及卻了了。SGIS系統在提供信息化監測平臺的基礎上,結合時事更新的“地質快速勘察成圖系統”、“信息化施工決策支持系統”及“可變更優化設計成圖系統”,對于工程微小變更的發生,在第一時間內從地質勘探、設計成圖到施工決策全方位實現施工技術科學化化管理控制。
4.3 基于SGIS的運營期監測系統
運營期監測系統強調在信息化基礎上實現更加自動化,它是以自動檢測為主、人為監測為輔,結合GIS技術與WEB技術的一種實時監測系統。通過傳感器等監測儀器傳遞的工程信息,經網絡中心樞紐至SGIS系統中進行集合和重組,自動同原設定的運營模式進行無縫校核,一旦出現信息不符,隨即由網絡中心樞紐自動分配人為監控單位進行事故信息核對,以更高效得達到全面、科學化、可視化的監控。
參考文獻:
【1】崔玖江,崔曉青 《地鐵工程建設風險控制與管理》(期刊論文)施工技術 2011年5月
【2】錢七虎,戎曉力 《中國地下工程安全風險管理的現狀、問題及相關建議》(期刊論文)巖石力學與工程學報 2008年4月
廿二載講壇春秋 譜寫耀眼育人華章
“照教材講述而沒有新內容、新觀點、新思想,這是‘念書’不是‘教書’。年年一樣的教本,但應是年年不一樣的教案。”顏丹平所教授的“地球科學概論”,是學校具有60多年歷史的經典課程。多年來,他在傳承前輩經典的同時,堅持及時和準確地將地球科學領域發表的重要論文、即時發生的重大事件滲透進課堂,他的教學內容每年、每課隨時更新。
教學主張因人而宜,針對地質類與非地質類專業學生的不同需求,顏丹平始終堅持靈活的教學方法,對學生進行啟發式教育。在教學中,他采用大量圖件、動畫、小影片等,并進行詳細的分析與討論,既生動形象易于理解,又便于學生記錄,從而使教學內容生動、形象和通俗。
在顏丹平的課堂上,他要求學生通過調查和研究,完成課后作業、小論文、報告等,經過教師修改后進行3分鐘~ 5分鐘簡短的演講,然后在學生間進行提問與討論,教師進行點評,并將這種討論計入學期考核,課堂演講獲得同學積極響應者可以獲得加分,從而促使學生參與到教學與學習中來。
從1999年起,顏丹平與教學成員一起,開發完成《地球科學概論A》和《地球科學概論B》兩套多媒體課件,教案采用了全新的思路,文、圖、動畫和電影短片相配合。經多年實踐和不斷補充修改,教案得到不斷地完善和更新,每年更新率在10%以上。多媒體教案為東華理工大學、成都理工大學等20余所兄弟院校所采用,也成為學校“地球科學概論”國家精品課程建設的重要內容,產生了廣泛的社會影響。
在學術和教學之外,顏丹平更是一位親人和朋友。他生活簡樸,謙遜隨和,淡泊名利,尊重學生,對學生的學習和生活關懷備至,傾注愛心,給予他們自由成長的空間。他辦公室的門總是開著,隨時歡迎學生去請教和討論問題。已經畢業參加工作的2005級畢業生說:“有一次老師聽到我的工作上遇到了一些挫折,連夜和我通電話詢問情況,并和我一起認真分析,鼓勵我繼續努力……”
“千做萬做學做真人,千教萬教教人求真”,這是顏丹平教授最為推崇的一句話。他教過和指導過的本科生、碩士生和博士生數千人,他們在各自的崗位上都取得了卓越的成就,有的已步入國外著名學府繼續深造,也有的已成為科研機構的研究員、大學教授……
求實創新銳意進取 地學領域勇攀高峰
作為學校構造解析學方向的學科帶頭人,顏丹平始終站在學科前沿,為學科建設服務,以研究成果促進教學工作的順利開展。他積極承擔科研項目,1985年~2013年間,先后在北京西山、雪峰山―武陵山構造帶、龍門山逆沖構造帶、松潘―甘孜造山帶等進行構造變形分析、盆地山脈關系、構造年代學和構造地球化學等科研工作。其中,在2008年汶川地震抗震救災中,作為國家汶川地震專家委員會專家,第一時間奔赴災后一線,出色地完成了工作,被九三學社北京市委評為2008年“抗震救災赴一線工作”先進個人,并獲得時任總理的接見。
他注重對前人研究成果的總結、傳承和創新,同時密切關注學科發展動態,強調野外工作中第一手資料的收集和分析。對于構造地質學研究來說,野外地質調查是關鍵,顏丹平踏勘了幾千處華南和藏東的地質露頭,掌握了多種造山帶和沉積盆地的發育和演化特征。研究過程中,他始終強調實事求是,重視野外地質調查與地球物理資料的綜合分析以及不同資料、不同方法的相互驗證。他經常對學生說:“做學問,要實事求是,敢為人先,不唯書,不唯上,不唯權威。”這是他對學術內涵的深刻領悟和恪守的準則。
目前,顏丹平已負責國家自然科學基金面上項目5項,國家重大科技專項專題3項,部級重大專項項目1項,合作項目6項;作為主要研究成員參加國家自然科學基金重大項目1項、重點項目1項、面上項目2項,部級重點攻關項目1項,國際合作項目4個,油氣田勘探開發研究項目多項;已發表各類研究論文、專著和教材共100余篇/本,其中在國際SCI檢索雜志30余篇,以第一作者名義發表15篇(2篇為摘要),SCI引用近690余次。
盡心當好政協委員 為國為民建言獻策
1998年12月,顏丹平加入九三學社,2012年由校黨委推薦被選為海淀區第九屆政協委員,2013年擔任北京市第十二屆政協委員。
顏丹平在政協工作中,從自身從事的構造地質教學和研究領域出發提交了《關于“科學規劃和統籌協調地質―地理、生態和人文資源,建設北京西山綜合休閑旅游區”的建議》的提案,以及《關于在海淀西山增設地質―地理科學景點和進行自然科學知識普及的建議》提案。為了加深民眾對西山地質―地理景觀的認識,擴大提案的影響,他還應海淀區政協邀請,專門為區政協常委會作了《北京西山地質成因》的專題報告。經過他的努力,提案交上去后,得到了北京市旅游委、海淀區政府和區科協的高度重視。
作為一名政協委員,顏丹平還經常深入實際,進行調查研究,如實反映社情民意。他多次抽出時間,在不同時間段對成府路至中關村五道口周邊的道路進行實地考察,并到海淀交通支隊調研,綜合分析了造成五道通擁堵的主要原因,提出了《關于“綜合治理和進一步改善成府路至中關村五道通狀況”的建議》的提案,有針對性地提出三條可行性解決方案。
關鍵詞:水文地質;環境地質;地質構造
中圖分類號:P641文獻標識碼: A
一、水文地質勘查區應勘查的主要地質問題
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域。
1.平原區
(1)查明不同地層的透水性、富水性及其變化規律,并進行含水層(組)分;(2)獲得主要含水層(組)的水文地質參數;
(3)查明各含水層(組)水理性質、水力聯系及水化學變化規律;
(4)查明局部和區域性隔水層的分布、埋深和厚度變化規律;
(5)咸水體空間分布范圍及咸水體與淡水體的接觸關系;
(6)基本掌握地下水動態變化規律;
(7)查明地下水的補給、徑流、排泄條件和地下水系統;
2. 丘陵山區
(1)查明不同地層巖性的透水性,富水性及變化規律;劃分含水層(組帶)和地下水類型;
(2)找出各類構造對地下水埋藏、運移與富集的控制程度、區域儲水構造、斷裂帶和裂隙密集帶的導水性,含水性和富水地段;
(3)詳細調查風化帶的蓄水條件,層間水的埋藏條件與補給來源以及巖體巖脈在圍巖接觸帶的儲水條件;
(4)中新生代紅層廣泛分布區應著重調查巖溶層的分布與富水性,地下水在垂向上水化學分帶和咸淡水界面及其水化學異常,注意是否有鹽鹵水分布;
(5)注意山區河谷平原及山間盆地內第四系潛水及承壓水的調查,查明主要含水層(組)的分布水量、水質、埋藏條件及動態變化。基本查明地表水和地下水之間的關系。
3. 巖溶地區
(1)棵露巖溶地區要查明地下河的分布和其它各種巖溶水點的水位、流量動態變化,圈定地下河補給和分水嶺位置,選擇有代表的巖溶水點進行連通試驗,確定巖溶水在各通道之間與地表水之間相互轉化條件和補給關系;
(2)覆蓋型地區要查明主地下通道位置及埋藏情況或巖溶發育帶,圈定出富水地段,對水質水量作出評價,還應了解覆蓋層中含水層與下伏巖溶含水層之間的接觸關系水力聯系及巖溶地下水的承壓狀態;
(3)埋藏型地區應查明各巖溶含水層的埋深、厚度及水量水質;分析補給與排泄方式和范圍,圈定隱伏儲水構造。
4. 濱海地區
(1)查明咸淡水分界面以及淡水含水層或透鏡體的分布范圍,埋藏、補給、徑流、排泄條件,水質水量及動態變化規律等;
(2)地下水、河水、海水之間的水力聯系和補給排泄關系;
(3)在島嶼和海岸帶地區應調查海水入侵范圍。潮汐對地下水的影響,查明地下淡水富集帶
5. 黃土地區
(1)分析地貌、地質結構的基礎上,進行地下水類型的劃分;
(2)黃土丘陵區,著重調查支溝溝頭掌形地的匯水范圍與儲水條件及下伏基巖是否分布可供開采的含水層;
(3)黃土塬區著重調查上層滯水的分布下伏第四系含水層的埋藏條件與富水性,并了解補給排泄條件;
(4)河谷平原重點調查潛水承壓水富水性的變化及富水地段分布;
(5)調查咸水形成與淡水透鏡體的分布
6. 凍土地區
(1)查明各含水層(組)的水文地質特征、凍土層上水層間水及層下水的分布和埋藏條件及其之間的水力聯系和補逕排條件及水量水質的變化;
(2)注意調查由凍土層下水或其他承壓水出露所形成的泉(包括礦泉與熱礦泉水)的分布及控制因素等
二、環境地質勘查區應勘查的主要地質問題
“環境地質”一詞最早出現于20世紀60年代末、70年代初一些西方工業發達國家的文獻中。那時這些工業發達國家,已感到環境問題迫切性,開始把滑坡、泥石流、地面沉降、城市地質等問題研究列為環境地質研究的范疇。1982年再版的Michael Allaly主編的《環境辭典》中,將環境地質一詞定義為:應用地質數據和原理,解決人類占有或活動造成的問題(如礦物的采取、腐敗物容器的建造、地表侵蝕等的地質評價)。環境地質在我國出現和使用較晚,但也是隨著一系列嚴重的環境問題(如環境污染、地質災害等)對生產、生活的影響愈來愈突出而提出的。
1.平原區
(1)對于因人類工程、經濟活動所產生的環境地質問題,如地下水污染、地面沉降等應進行專門調查,初步查明其分布、規模、程度,分析其主控因素,作出初步評價預測;
(2)調查地方病的發生及分布范圍,提出防病措施;
(3)對天然水質不良區進行劃分
2. 丘陵山區
(1)著重調查由于人類工程經濟活動引起的環境地質問題,(地下水污染、水土流失崩塌、滑坡、泥石流、塌陷、誘發地震等),查明分布、發展程度或規模,產生條件、原因對其發展趨勢作出預測和評價;
(2)調查地方病分布范圍、病因,并提出防治措施;
(3)對天然水質不良區進行劃分
3. 巖溶地區
(1)著重調要礦山大型遂道等地下工程產生變形層位、高程構造條件與巖溶水活動的作用;
(2)調查地下河洪水可能對建筑物的影響和淹沒范圍;
(3)對水庫滲漏條件作出評價;
(4)巖溶礦區應研究供排水結合的可能性;
(5)對巖溶地下水污染進行評價;
(6)對天然水質不良區進行劃分。
4. 濱海地區
(1)海水倒灌對水質的影響;
(2)地下水污染情況和原因;
(3)地方病的分布、病因及防治措施;
(4)地下水過量開采與區域降落漏斗形成發展,地面沉降與塌陷問題的影響及預防措施;
(5)對天然水質不良區進行評價
5. 黃土地區
(1)注意地方病的分布范圍與地質、水文地質環境的關系,探討致病水的水化學標志;
(2)注意研究地裂縫等環境工程地質問題的形成、分布與發展趨勢
6. 凍土地區
對地方病的分布、病因進行調查評價,提出防治措施
三、環境水文地質評價
1.通過對普查區的環境水文地質條件、特征的研究,掌握地下水質量變化規律及可能引起的環境水文地質問題,從而控制地下水污染,提出合理開發利用及保護地下水資源與地質環境的措施。
2.地下水環境質量評價,主要對那些以地下水作為供水水源的城市或工業區進行,并以地下水和地質環境的質量變化為重點。在調查的基礎上,收集有關地下水水質監測,地下水污染現狀等資料進行綜合分析,按環境水文地質條件類型來進行。
3.地下水環境質量評價一般只進行基礎評價(或稱背景值評價)和現狀評價。
(1)主要是對地下水沒有遭到急劇破壞的近似于天然狀態(或大規模開采之前)地下水物質組分及其介質環境背景狀況進行評價。
(2)現狀評價,隨著地下水大規模的集中開采和人類活動對地下水水質的影響,以及可能發生的環境水文地質問題,較系統地對工作區的環境水文地質問題作出半定量的評價。
4.評價方法可根據各地具體情況而選擇,如背景值對比法,污染起始對比法,飲用水標準對比法,環境水文地質制圖法,水質數學模型法等。
結語
現在科研人員在水文地質以及環境地質的研究上投入了越來越大的精力并且各國的地質調查局等部門也投入了大量的財力、物力但是今后的發展對于當代水文地質學家以及環境地質學家的挑戰是非常嚴峻的。由搜集來的論文和我國對比可看出國外科學工作者對于某個問題的研究進行的比較深入各種地質條件了解得都非常細致范圍卻不一定大。而國內大多數的研究似乎包含的內容較多一些范圍更大一些但并不深入。國外的研究實用性較強一般是針對一個具體問題進行研究、解決而國內的研究在實用性方面需加強我們應在這方面做出努力。
參考文獻
英文名稱:Jiangsu Geology
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主辦單位:江蘇省地質調查研究院;江蘇省地質學會;中國地質學會
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國際刊號:1674-3636
國內刊號:32-1796/P
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創刊時間:1977
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期刊簡介
本刊是江蘇省優秀期刊、一級期刊、首屆江蘇期刊方陣入選期刊、江蘇省雙效期刊、華東地區優秀期刊,是《中國期刊網》、《中國學術期刊(光盤版)》全文收錄期刊和《中國學術期刊綜合評價數據庫》來源期刊、萬方數據――數字化期刊群上網期刊,并長期被《中國地質文摘》等收編。本刊貫徹執行“百花齊放,百家爭鳴”及科學技術面向經濟建設的方針。主要刊登江蘇地區地學以及邊緣相關學科方面的研究論文和江蘇地學界在省外、國外的學術成果。同時也報導省外、國外學者對江蘇地礦業的研究成果及新理論、新方法。本刊以全國廣大地學及相關學科的工作者為主要讀者對象。
主要欄目:
基礎地質
應用地質
資源開發與保護
獲獎情況
華東地區優秀期刊
關鍵詞:花崗巖類,巖石學特征,新疆
一、區域地質概況
該區大地構造位置處于準噶爾地塊及其大陸邊緣之東準噶爾古生代弧盆系謝米斯臺-庫蘭卡孜干晚古生代島弧中。屬謝米斯臺-庫蘭卡孜干金、銅、稀有金屬成礦帶,是金、銅、錫多金屬礦成礦遠景區
以板塊學說的觀點來看,調查區位于阿爾泰和天山兩大陸緣活動帶之間,是西伯利亞板塊與塔里木板塊古生代長期演化的結果。經歷了加里東以來發展起來的一系列溝弧盆系擠壓、拼接、演化成陸的演化過程。大地構造演化可概括為以下兩個主要旋回:
1)加里東構造旋回:在震旦紀統一古陸基礎上,寒武紀裂解形成初始洋盆,在區內沉積了一套含震旦—寒武紀凝源類化石的深海火山—沉積建造(阿勒安道群),寒武紀—奧陶紀是洋盆主擴張期。中奧陶世開始,洋盆沿唐巴勒—荒草灘一帶向北俯沖消減,形成以科克薩依組為代表的洋內島弧型建造,經中奧陶世后期向北聚合,增生于西伯利亞板塊南緣,至早志留世進一步擠壓碰撞、全面隆升。
2)海西構造旋回加里東古島弧在海西早期、中期分別沿阿爾曼臺、卡拉麥里裂解,形成由殘余島弧、弧間盆地、新生洋盆、海溝和新生洋內島弧組成的復雜溝弧盆系。至中泥盆世、晚泥盆世和早石炭世杜內期相繼閉合,早石炭世維憲期后進入陸表海階段,沉積了一套濱淺海相的陸緣碎屑巖和淺海碳酸鹽巖建造,早、中石炭世全面隆升,發育以巴塔瑪依內山組為代表的火山—磨拉石建造,大面積鉀質花崗巖侵位,繼后進入造山期后演化階段。
研究區從地層區劃上,屬于內蒙地層區東準噶爾分區,以晚古生代地層為主體,以下主要介紹與黃羊山巖體由關的地層。論文大全,花崗巖類。論文大全,花崗巖類。
志留系庫布蘇群(Skp)
僅在設計工作區北部小面積出露,是測區出露最老的地層,為哈薩墳復背斜核部地層。為一套淺-半深海相淺變質細碎屑巖建造。下部主要由灰綠色千枚巖、千枚巖化粉砂巖、條帶狀硅質粉砂巖、泥巖及板巖組成,夾少量的長石砂巖、硬砂巖薄層,其特點是硅質含量高、巖石微層理發育。上部主要由灰綠色硅質粉砂巖、板巖及條帶狀粉砂巖組成,巖石的變質程度較低,火山物質含量增多。
中泥盆統蘊都喀拉組(D2yd)
在清水—蘇吉泉斷裂以北廣泛分布,多被華力西中期花崗巖穿破或被第四系覆蓋。主要由淺海相火山碎屑巖及正常碎屑巖組成,以火山灰凝灰巖、沉凝灰巖、凝灰質粉砂巖、粉砂巖為主,夾少量紫紅色碧玉巖、玄武巖、含礫粗砂巖、粗砂巖。
中泥盆統卡拉麥里組(D2k)
分布主要分布于卡拉麥里斷裂以南,由一套正常的淺海相碎屑巖組成,主要巖性粉砂巖、砂巖、砂礫巖。論文大全,花崗巖類。區域上主要根據沉積韻律分上、中、下三個亞組,在本次測區內只出露中亞組(D2k2)、上亞組(D2k3)。
中亞組(D2k2):為一套雜色正常碎屑巖建造,以泥質粉砂巖、鈣泥質粉砂巖、長石細砂巖、含鐵質生物灰巖為主。論文大全,花崗巖類。在灰巖和泥質粉砂巖中含較豐富的腕足、珊瑚、三葉蟲和海百合莖化石,上部含有少量植物碎片。
上亞組(D2k3):主要由一套淺海相暗色灰巖、灰綠色粉砂巖夾鈣質砂巖組成。粉砂巖節理發育易分化呈細條狀,故稱面條狀砂巖。底部發育一層礫巖,整合于中亞組(D2k2)之上。論文大全,花崗巖類。
下石炭統姜巴斯套組(C1j)
主要分布在卡拉麥里山的苦水泉至南明水一帶,呈北西南東向帶狀展布,組成一高角度的復向斜,向斜兩側均為斷裂切割。
為半深海相碎屑巖及火山碎屑巖建造,少量火山熔巖夾層或透鏡。下部主要為片理化凝灰質粉砂巖、凝灰質細砂巖夾含礫巖、長石礫巖、凝灰砂巖;上部仍以碎屑巖為主,但火山碎屑明顯增多,夾少量中性火山熔巖夾層或透鏡體。
二.貝勒庫都克序列巖石化學及地球化學特征
貝勒庫都克巖體巖石化學參數特征
從黃羊山巖體常量元素分析結果來看,SiO2含量高, 72.7%~76.7%;Al2O3含量偏高,11.91~13.30;富堿質Na2O+K2O,8.08~8.69%;而且富鉀,K2O/Na2O比值絕大多數大于1。論文大全,花崗巖類。
貝勒庫都克巖體的12個樣的Al2O3>(Na2O+K2O+CaO),表明其屬過鋁質花崗巖。A/CNK=0.71~1.13,一般小于1.1,為弱過鋁花崗巖,隨SiO2的增加TiO2,Al203,CaO,P2O5,逐漸減少,線性關系明顯,MnO,FeOT,Na2O的線性關系一般,有部分樣品偏高,與Na2O+K2O的線性關系不好,基本上反映了巖漿演化的規律,說明巖漿演化過程中結晶分異作用較顯著。
分異指數(DI)是反映巖漿的分異程度的重要化學參數,從超基性巖到酸性巖,DI由小變大有規律的變化,該巖體的DI值從120.22~131.55。反映巖體的分異程度較高。
隨著巖漿分離結晶作用的進行,鎂鐵組分(橄欖石、輝石等)最早從巖漿中分離,殘余熔體的成分越來越富集低熔的組分(長英質成分),而Mg、Fe質越來越少,Mg比Fe減少得更快。論文大全,花崗巖類。如果巖漿分離結晶作用程度高,鎂鐵指數(MF)就大,長英指數(FL)也大。貝勒庫都克巖體的長英指數與鎂鐵指數的值都較大,說明巖漿分離結晶程度較高。里特曼指數σ<4,可知,研究區巖石均為鈣堿性火成巖。
三、貝勒庫都克巖體地球化學特征
Eu為變價元素,可以三價,也可以二價。當它二價時就易與三價的其它REE分離,而出現異常。 Eu主要與Ca有關,Eu3+的離子半徑近似于Ca,可置換之,而Eu2+的r大于Ca,不置換。論文大全,花崗巖類。論文大全,花崗巖類。因此,有大量斜長石作殘留相的部分熔融產生的熔體呈明顯-Eu異常,或者說分離結晶出斜長石后的殘余熔體(即殘漿)呈明顯-Eu。論文大全,花崗巖類。
稀土配分曲線Eu元素的負異常特別明顯,說明Eu虧損嚴重,說明局部熔融程度高。各樣品成圖較相似,說明它們之間“親緣性”較好。論文大全,花崗巖類。巖漿分異度δEu值:巖漿分異程度愈高則δEu值愈小,銪虧損愈強烈。貝勒庫都克巖體中的δEu值為0.005-0.083,平均為0.043左右,說明其整體為銪虧損型,Eu在稀土配分曲線中呈明顯的負異常,也說明銪在該序列中有虧損,說明巖漿分異程度較高。LREE/HREE為0.45~2.19。
由貝勒庫都克巖體大離子親石元素可知, Rb高,Ba低,Th高,Ce高,Ta低,Zr低,Nb低,由于Rb-Th偏高,說明巖漿受上地殼混染,結合Pearce花崗巖類的大離子親石元素可知,研究區的花崗巖為板內花崗巖,同其他判別圖解相一致,該曲線表明研究區花崗巖為地殼重熔型成因
樣品中大部分顯示為(La/Yb)n>1,稱富輕稀土型。(La/Sm)n比值比值大于1,指示分餾程度較好。論文大全,花崗巖類。(La/Sm)n=1.39~2.74,反映輕稀土之間分餾程度較好。δCe值為0.88~1.04,平均為0.97,表明氧逸度較高。
參考文獻
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[2]GB958-89,區域地質圖圖例(1∶50000)[S].國家技術監督局,1989.