中国地质科学院地质研究所

2024-05-12

1. 中国地质科学院地质研究所

中国地质科学院地质研究所是我国学科比较齐全、人员结构较为合理、设备比较完善的综合性地学基础研究机构,主要从事基础性、公益性、战略性和前沿性的基础地质调查和基础地质研究工作,同时承担地质学、地球物理学和地球化学专业研究人才教育和培养任务。地质研究所现有在职职工180人,10个专业研究室。研究领域包括:区域地质、地质编图及数据库建设;大地构造与全球构造;生命起源、古生物群落与地层对比;前寒武纪地质与早期地壳生长;新生代地质与现代地质生态环境;超高压变质作用与超高压变质带;岩石学、矿物学与地球物质科学;大陆动力学与地幔动力学;成矿地质背景与区域成矿学;深部地球物理探测与岩石圈结构及地球动力学;同位素地质理论、方法体系与应用。

副所长高锦曦


副书记、纪检书记沈琳


所长、党委书记侯增谦研究员

2008年总收入约1.73亿元,比2007年增长17%。各类科研项目总经费15283.63万元,其中国土资源大调查项目3657万元,自然科学基金项目1186.4万元,科技支撑项目876万元,汶川地震科学钻探专项经费2075万元,深部探测技术与实验研究等项经费3870万元,基本科研业务费450万元,地质及矿产资源勘查经费815万元,其他科技项目经费2624余万元。
2008年获国家科学技术进步奖二等奖1项,获国土资源科学技术奖一等奖1项。
2008年公开发表论文150篇,其中SCI检索刊物论文78篇,包括国际SCI论文32篇。公开发表专著1部,中英文版1:250万地质和矿产图4幅。据中国科技信息研究所统计,2008年本所论文发表数量在国内地学类机构排在第7位,已连续3年在全国地学研究机构中位居前10位,是国土资源系统唯一的研究所。研究所现任领导班子包括:所长、党委书记侯增谦,副所长耿元生、高锦曦,副书记、纪检书记沈琳。
2008年度重要科研成果
全国1:100万地质图空间数据库:属中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,项目负责人丁孝忠研究员。首次系统编制了全国1:100万地质图地理底图(国际分幅),并建立了相应的数据库;系统编制了64幅1:100万国际分幅地质图并建立了全国1:100万地质图空间数据库,编写了全国1:100万地质图空间数据库编图说明书、分幅图元数据及核心元数据。填补了全国1:100万地质图空间数据库的空白,健全了国家基本比例尺地质图空间数据库系统。自主开发研制了1:100万地质图数据库检查系统,具有自动进行图幅数据检查、快速修改等功能;研制开发了全国1:100万地质图空间数据库管理系统,该系统具有较强的空间数据检索、属性数据检索、多级地质要素属性查询,以及1:100万国际标准图幅元数据查询等功能。

中国地质科学院年报.2008

地球的化学、生物与环境演化的同位素研究:属中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,项目负责人朱祥坤研究员。在国内首次建立了Cu、Fe、Zn、Mg、Ca同位素的MC-ICPMS高精度测定方法和配套的样品化学纯化方法,所建方法精度达国际同类实验室的先进水平;在鞍山地区获得了一批新的年龄和地球化学数据,进一步验证了鞍山地区38亿年岩石的存在,初步确定了鞍山群形成时代为25亿年前,进一步完善鞍山地区太古宙构造—岩浆演化的年代学格架,总结了鞍山地区太古宙地壳演化规律;对前寒武纪几个重要时段多种化学沉积岩石进行了Si、O、S等同位素研究,在冀东和五台地区发现了与质量无关的S同位素分馏现象,探讨了这些元素的同位素组成变化与环境和生物演化的关系;对冀北、辽西的J-K地层进行了同位素精细定年,为陆相地层J-K界线年龄的确定、年代学格架的建立和辽西生物群演化研究提供了重要依据;对太平洋深海多金属结核和结壳进行了3He同位素与元素地球化学多重示踪研究,初步查明了富钴结壳记录的海洋气候环境的演化规律,通过与10Be定年方法对比,初步建立了测定富钴结壳形成时代和生长速率的地外3He新方法。
大陆碰撞造山带成矿作用:属国家杰出青年科学基金项目,项目负责人侯增谦研究员。项目选择青藏高原3个成矿带中的3个典型代表(即驱龙斑岩铜矿、玉龙斑岩铜矿和大陆槽稀土矿床),通过典型矿床详细解剖和成矿带区域成矿对比,揭示其成矿过程,建立碰撞造山带adakite质斑岩成矿模型,揭示碰撞带陆内环境REE超常富集机理,为构筑大陆碰撞成矿理论框架奠定坚实基础。本项目历经4年研究,提出了大陆环境斑岩铜矿成矿新模型,突破了传统的岩浆弧环境斑岩铜矿成矿理论;提出了大陆碰撞带或造山型REE矿床概念,建立了造山型REE矿床新模型,丰富和发展了矿床学理论;以大陆碰撞带Cu和REE矿床成矿模型研究为基础,孕育和建立了大陆碰撞成矿理论新框架。本项目共发表论文38篇,其中,SCI收录论文29篇。本项目与“973”项目共同组织出版了中英文专集7部。项目实施的4年中,共培养博士6人,硕士8人,3位博士后出站;与一批国际同行开展了广泛的合作研究,已经形成了一支团结协作、富于创新、成果丰硕并有一定国际影响的研究团队。

Fe-Mn结壳表面样品铁同位素组成随深度的变化关系


朱祥坤研究员在汉诺坝野外考察


大陆典型成矿带深部作用与成矿模式

谭庄—沈丘凹陷中生界沉积、构造特征与有利储层预测:属国土资源部油气资源中心“全国油气资源战略选区调查与评价”专项:东秦岭—大别造山带两侧油气资源战略选区研究之专题。主要完成人员:旷红伟、柳永清、杨飞、彭晓波、刘燕学等。项目主要依据地质和地球物理技术研究华北南部大别山造山带北侧周口坳陷内谭庄—沈丘凹陷的中生界下白垩统。重点是层序地层、沉积体系和有利储层分布与构造特征的研究,核心是分析下白垩统层序地层格架内的沉积体系展布及有利储层发育特征,进一步结合地球物理解释的中生界内幕构造特征和综合研究,确定有利的油气勘探目标。通过课题实施,在下白垩统内幕构造、沉积相及其展布特征、有利储层分布以及综合评价与优选勘探目标研究上取得一系列成果,体现了一定的理论研究和生产应用意义。

谭庄—沈丘凹陷下白垩统永丰组下段地层等厚图


谭庄—沈丘凹陷下白垩统永丰组下段有利勘探目标综合评价图


内蒙古1:25万西老府幅区域地质图


内蒙古1:25万多伦幅区域地质图

内蒙古1:25万多伦幅、西老府幅区调修测及蒙南—冀北地区晚中生代地层格架与重要地质事件和年代地层系统研究:属地调项目。主要完成人员:柳永清、魏文通、刘增效、姚宝钢、赵华平、王永、迟振卿、江小均、刘燕学、旷红伟等。项目完成1:25万多伦幅(K50C002002)、西老府幅(K50C002003)区调修测面积27395km2,开展了蒙南—冀北地区晚中生代地层格架与重要地质事件和年代地层系统以及相关基础地质研究,取得一系列重要的基础地质研究成果。系统查明了区内兴蒙造山带或华北地块北缘构造单元的物质组成、地层序列、形成时代;调查和研究了东西向、北东向构造—岩浆岩带的物质组成、形成时代、构造背景及演化,深入调查与研究了晚中生代火山—沉积作用与盆地演化;在主要构造(带)属性、区域构造格架以及晚中生代地层格架、重要地质事件和年代地层系统、探讨晚古生代—晚中生代地层、岩浆作用、盆地、区域构造发育演化,以及第四系地层和古地理环境调查与研究等诸多方面,取得明显进展和系列成果。

中国地质科学院地质研究所

2. 中国地质科学院地质研究所

中国地质科学院地质研究所是国家科技创新体系的重要组成部分,是国家基础地质研究和地质调查的重要力量,主要从事基础性、公益性、战略性和前沿性的基础地质调查及基础地质研究工作,同时承担地质学、地球物理学和地球化学等专业研究人才的教育和培养。通过50多年的建设和发展,地质研究所已经成为一个学科较齐全、人员结构较合理、设备较完善的综合性地学基础研究机构,20世纪90年代曾被国际地学刊物《地质时代》评为世界地学百强机构,是中国最有影响的两个地学机构之一。

所长兼党委书记侯增谦(右二)、副所长耿元生(左二)、副所长高锦曦(左一)、常委副书记兼纪检书记沈琳(右一)


松多榴辉岩带的新达朗榴辉岩露头

2009年地质研究所承担项目100余项,其中国家科技支撑课题11项、国家863课题1项、国家973课题2项、国家自然科学基金项目39项、地质大调查项目43项、深部探测技术与实验研究专项项目2项、公益性行业科研专项项目2项、国土资源部百人计划项目2项、非财政项目13项、基本业务费项目和院实验室项目若干项。获国土资源科学技术奖一等奖1项、二等奖1项。以第一作者发表论文210篇,其中SCI收录120篇(国际SCI论文40篇),国内核心期刊100篇,出版专著2部。

雅鲁藏布江大拐弯缝合带西侧“鲁郎—拉月韧性走滑剪切带”的野外照片


南迦巴瓦石榴辉石岩及其退变质岩的显微照片

2009年度重要科研成果
青藏高原周缘造山带的崛起及资源效应:中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人为许志琴院士等。项目在拉萨地体中部发现了松多榴辉岩高压—超高压变质带,把拉萨地体解体为北拉萨地体和南拉萨地体,为古特提斯洋盆演化和多地体存在提供了新证据。厘定了南迦巴瓦的构造格架、地质年代序列和重要的构造岩浆事件;提出南迦巴瓦岩群经历了多期造山与再活化过程;获得了拉萨地体前寒武纪构造热事件的年代学证据;证明拉萨地体存在同俯冲/碰撞型埃达克岩;发现了高喜马拉雅造山带的EW向拆离构造,拆离构造始于27Ma,与南迦巴瓦变质地体向北挤出时限相当,提出新的隧道流和物质侧向运动的模式;确定了北喜马拉雅穹隆带中的两期富钠过铝质花岗岩浆事件,提出高级变质岩的部分熔融,可能是形成埃达克质岩浆及相关斑岩型铜金矿床的重要机制。通过阿尔金断裂—康西瓦断裂及喀喇昆仑断裂的几何学、运动学、年代学、走滑速率及地震位移的研究,阐明青藏高原西缘大型走滑断裂的动力学与物质运动方式,探索了地震强震复发周期。厘定了龙门山—锦屏山西缘的前震旦纪基底和盖层之间的一条大型拆离断裂;提出龙门山—锦屏山在白垩纪开始强烈隆升的挤出机制,认为高原北缘和东缘的强烈隆升发生在印度和亚洲碰撞之前的白垩纪,可能与班公湖—怒江特提斯洋盆的关闭有关。提出四川前陆盆地是晚三叠世—侏罗纪松潘—甘孜前陆盆地和白垩纪—第四纪龙门山—锦屏山再生前陆盆地叠合的中新生代前陆盆地。锑金多金属矿床的成矿作用与特提斯喜马拉雅前陆断褶带沿逆冲推覆构造事件诱发地壳部分熔融,导致岩浆侵位及成矿。开展了高原西北缘西昆仑和塔里木盆地盆山耦合研究,提出塔里木南缘的前陆盆地的北界为麻扎塔格逆冲断裂;重新厘定天山构造系和青藏高原构造系的界限以及动力学机制。

阿伊拉日居山地区喀喇昆仑韧性剪切带中的变形特征


阿尔金断裂带西段地区Landsat卫星影像、活动构造及火山岩的分布特征

青藏高原演化与资源环境效应:中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,负责人为肖序常院士。项目对羌塘中部高压变质带中已发现的榴辉岩、蓝片岩等进行了详细的研究,建立了相应的PTt轨迹;在绒玛地区发现了典型的蓝闪石;在冈玛错地区发现了新的榴辉岩出露点,对认识青藏高原早期形成演化、板块闭合及碰撞造山过程的研究具有重要意义。发现并确定了羌塘中部早古生代蛇绿混杂岩,对探讨特提斯洋的构造演化具有重要意义。推断羌南—保山板块基底与羌北—昌都板块和松潘—甘孜板块基底性质不同,而与印度板块和喜马拉雅造山带之间有很好的亲缘性。通过对晚古生界—三叠系剖面的实测,证实了北羌塘盆地南缘存在中下二叠统含特提斯暖水动物群的碳酸盐岩相地层;在上三叠统望湖岭组中发现浅海相生物化石;提出上二叠统吉普日阿组更可能为早中三叠世地层。对第四纪以来该区气候环境变迁作了探讨,发现了新石器时代遗存物。提出青藏高原油气成藏地质背景与西特提斯有一定对比性,指出了高原具有寻找油气藏的前景,提出“幔源(流)合成催化生油论”。

藏北羌塘榴辉岩位置图


羌塘中部角木日二叠纪蛇绿岩野外露头


榴辉岩显微照片


贺兰山群野外露头

中国西北地区若干重要演化阶段地层格架建立与对比研究:中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人耿元生、姚建新、朱祥坤研究员等。项目分为3个专题开展工作,分别取得重要进展。

贺兰山群变质PT轨迹

中国西北部前寒武纪地层对比研究:查明和确定了赵池口群、贺兰山群和千里山群的分布、组成特征和形成环境、时代,改变了以往将贺兰山群和千里山群划归太古宙的认识;查明了贺兰山地区早前寒武纪岩浆事件的期次、特征;揭示出华北克拉通的西北缘古元古代晚期的岩浆启动和结束事件均早于北缘。在阿拉善岩群中识别出一些具有重要意义的变质变形的新元古代、晚古生代和中生代的岩浆岩。贺兰山群变质过程的PT演化轨迹的建立表明该区变质晚期是较慢的抬升减薄过程。通过对比研究,提出了阿拉善地块在不同阶段的大地构造属性。
塔里木重要区段古生代和中生代地层格架的建立及对比研究:在一些重要的地层中采集到孢粉、疑源类和几丁石等微体化石,为这些地层时代的确定与对比提供了新的证据。据发现的钙质超微化石、沟鞭藻化石进一步厘定了该区中—新生代地层层序,证实了库车坳陷及塔东北地区晚白垩世存在海相和陆相沉积,塔西南是近岸滨海—浅海沉积环境。确定麻扎地区火成岩具有岛弧性质,且形成于早石炭世。建立了柯坪地区早古生代三级层序,归并出二级层序,提出中—上奥陶统自东向西发生超覆。

柯坪同古四布隆寒武系灰岩野外露头

新元古代—早古生代重大转折期的同位素记录和生物与环境的协调发展:通过对陡山沱组盖帽碳酸盐岩Sr同位素研究,揭示了新元古代“雪球地球”事件之后强烈的化学风化作用和巨量的陆源物质输入。过渡族元素(铁、铜、锌)同位素分析表明,相对于碳酸盐岩,黑色页岩Fe重同位素富集、Zn重同位素亏损、Cu同位素组成无明显差异。Fe、Cu和Zn同位素在不同沉积相存在着差异,表明海水存在化学分层。陡山沱期早期,从台地相、斜坡相到深海盆地相,海水由表层氧化逐渐向深海的还原状态转化。

峡东地区九龙湾剖面盖帽碳酸盐岩的稀土元素和锶同位素特征


都兰单元南带榴辉岩中首次发现石榴子石的柯石英包体


柴北缘超高压榴辉岩野外露头

祁连—阿尔金造山带构造演化及其对成矿作用的制约:中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人张建新、李海兵研究员。项目划分并确定了祁连—阿尔金造山带的构造单元和构造属性,明确了被阿尔金断裂所切割的阿尔金山和祁连山古构造单元具可对比性;首次在柴北缘榴辉岩中发现柯石英,在都兰识别出新的高压麻粒岩单元;建立了南阿尔金—柴北缘高压/超高压变质带的年代学格架;明确了北祁连—北阿尔金早古生代具有冷洋壳俯冲性质,而且早古生代洋壳俯冲存在穿时性;确定了北阿尔金红柳沟蛇绿岩的完整组合,获得北祁连SSZ蛇绿岩时限。南北两条俯冲(碰撞)杂岩带控制了这一地区基本的古构造格架和矿产资源的时空分布。
阿尔金断裂带被识别出新生代有多期强烈活动,至少存在3次快速隆升过程;最大走滑位移量由韧性和脆性走滑位移量组成;祁连山西段新生代火山岩和东段白垩纪火山岩特征为阿尔金断裂活动时限及演化提供了新的佐证;区域山脉的形成可能与阿尔金断裂走滑作用伴随的逆冲断裂活动有关。祁连山在白垩纪开始抬升,形成了青藏高原雏形的北部边界,新近纪的快速抬升造就了现今的高原北部面貌。白垩纪昌马盆地具有较大的旋转量,而柴达木地块并没有发生整体顺时针旋转。柴达木盆地和酒西盆地的主要油气构造是伴随阿尔金断裂走滑过程的产物,对冲构造发育区是上述盆地中的有利储油构造。
青藏高原南部地幔岩及铬铁矿成因:中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人为杨经绥研究员。项目在罗布莎铬铁矿中发现呈斯石英假象的柯石英,推测是由更高压相的斯石英减压相变形成,提供了铬铁矿可能来自>300km的地幔深部的重要证据;在铬铁矿的锇铱矿中发现原位金刚石,表明金刚石形成在高温高压(T>2000℃,P>5GPa)环境;在罗布莎、康金拉和香卡山矿区的铬铁矿及其围岩中发现了金刚石,为探讨铬铁矿、蛇绿岩的成因提供了新的重要证据。
在俄罗斯极地乌拉尔铬铁矿中首次发现金刚石等异常地幔矿物,并在金刚石中发现纳米级柯石英包裹体,证明金刚石为原位产出,提供了铬铁矿成因的关键证据;罗布莎铬铁矿中发现的新矿物罗布莎矿、曲松矿、藏布矿和雅鲁矿获国际新矿物委员会的批准;高温高压实验证明,铬铁矿中发现的硅金红石形成于超高压环境;发现碳硅石的原位δ13C亏损,经对比认为其可能来自下地幔;提出地幔橄榄岩经历了洋底扩张,在板块汇聚边缘经历了高Mg熔体的交代。橄榄岩中的锆石年龄(130Ma)代表了岩体的侵位阶段,提出康金拉铬铁矿成矿物质来自深部而不是容矿围岩。认为地幔橄榄岩中发现的壳源锆石、石英、红柱石、蓝晶石等可能存在早期俯冲地壳物质的再循环,支持了“地幔不均匀”理论,罗布莎地幔橄榄岩和铬铁矿体均可能形成于地幔柱背景。

呈斯石英假象的柯石英及其共生矿物


白水江群灰岩块体中的牙形石

a—Ligonodina sp.;b—Icriodus culicellus;c,d—Icriodus sp.
南秦岭主要构造岩带及其形成环境研究:中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人王宗起研究员等。项目重新梳理了白水江群、碧口群、横丹群、西乡群、三花石群、耀岭河群、郧西群、洞河群的岩石组成特征,结合构造变形样式及古生物化石,认为南秦岭白水江群等志留系、北大巴山地区洞河群和部分志留系分别具有增生杂岩和弧后混杂岩的典型特征,碧口群、西乡群与耀岭河群/郧西群则为晚古生代岛弧杂岩,北大巴山地区则为古生代弧后杂岩及弧后陆缘组合序列。泥盆纪孢子、几丁虫、虫颚等微体化石的发现证明碧口群和广义的西乡群主体时代为晚古生代,对前人有关北大巴山腹地没有晚古生代地层的认识做出了重要更正。早石炭世微体化石的发现和玄武岩、凝灰岩锆石年龄表明安康一带耀岭河群主要形成于晚古生代。原划为奥陶纪大堡组的生物灰岩块中发现了中泥盆世化石,白水江群碎屑锆石年龄及花岗侵入岩年龄表明南秦岭增生杂岩带形成的最终时间为二叠纪末或三叠纪初。
全国区域地质综合研究试点:中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,负责人李廷栋院士、丁孝忠研究员。完成了全国区域地质志编写技术要求的研究,基本满足了地质志编写专业构架内容的要求。在区域地层综合研究、大地构造综合研究、岩浆岩综合研究、地球物理和深部地质综合研究、编图、第四纪地质综合研究及地质志数据库建设方面提出了整体编图的指导思想、编图原则和地质志图件、数据库的基本构架。江西省的试点工作全面覆盖了区域地质、矿产、环境三部分。通过资料总结研究和初步的野外调查对江西省的诸如双桥山群研究等重大地质疑难问题的研究有了重要的新发现和新认识,为指导和规范全国地质志的编写提供了有益的经验和范例。

双桥山群和河上镇群地层柱及锆石U-Pb谐和图

内蒙古中部晚新生代湖泊演化与古气候研究:中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,负责人为王永研究员。项目结合卫星遥感影像解译及野外地质调查,综合分析湖泊沉积地层、孢粉组合及环境磁学特征,将内蒙古中部第四纪晚期以来湖泊演变及气候环境演化划分出3个阶段:150ka、21ka、10ka,此期间曾大范围发育湖泊,为一较温暖的半湿润气候环境。将之与阳原全新世剖面对比分析,证实了中国北方第四纪晚期气候变化的波动性与阶段性,同时也存在区域性差异。浑善达克沙地在晚更新世就已经存在,经历了3次明显的气候干冷事件。

浩来呼热古湖泊遥感影像图

典型珍稀化石特征研究:中国地质调查局基础地质调查与研究工作项目,负责人为姬书安研究员。项目基本查明收藏的恐龙蛋化石、哺乳动物化石以及其他类型化石的产出地点以及时代分布;完成了中国恐龙蛋化石分布、河南省恐龙蛋化石分布、和政地区晚新生代哺乳动物化石分布图等图件。对发现于河南潭头盆地的恐龙蛋壳进行了详细研究,确定了2个属3个种恐龙蛋,极大地丰富了前人对该盆地恐龙蛋的认识。在甘肃兰州盆地中铺一带发现了恐龙蛋壳,为甘肃省境内恐龙蛋化石的首次记录。识别出了恐龙蛋化石、和政哺乳动物头骨化石标本中几类不同形式的作假现象,对以后相关工作的开展具有借鉴意义。

内蒙古中部地区全新世以来孢粉组合特征


中国白垩纪恐龙蛋化石分布图


河南潭头盆地恐龙蛋化石


中国大陆科学深钻主孔钻井

中国大陆科学钻探工程综合研究(东海):中国地质调查局、国家自然科学基金资助项目,负责人为许志琴院士、刘福来研究员等。项目通过钻探,在原有金红石矿体下又发现了厚达400m的金红石矿体,为富含钛磁铁矿的辉长岩经超高压转变成富金红石榴辉岩的结果。在岩心及附近地表露头岩石的锆石中普遍发现柯石英,表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质曾整体发生深俯冲。发现有经超高压变质的侵入性超镁铁岩(CCSD主孔、PP3卫星孔)和残余地幔楔(PP1和PP6卫星孔);在主孔岩心橄榄岩和榴辉岩岩屑中鉴定出金刚石、方铁矿、自然铁、自然铬、自然金、自然铝、镍纹石、铁纹石等数十种矿物,初步判断它们来自于深部地幔。矿物氧同位素组成研究证实超高压地体的原岩形成于被动大陆边缘的构造环境,陆壳岩石曾与寒冷的冰水发生过广泛的交换作用。建立了苏鲁地体“俯冲—超高压变质—折返—隆升—去顶”全过程的年龄谱系和各阶段的俯冲与抬升速率,表明苏鲁超高压变质带经历了快速俯冲—快速折返以及慢速隆升和极慢速去顶的演化过程。显微构造分析发现橄榄岩和榴辉岩在深俯冲过程中经历了强烈的高温塑性变形。将苏鲁超高压岩石的流体—岩石相互作用划分为7个演化阶段,提出大陆板块的深俯冲可以将相当多的流体和其中的溶解物质从地表带入到地幔深处;在锆石中发现了与柯石英共存的原生流体包裹体和超临界富硅酸盐的含水熔体,表明苏鲁地体的榴辉岩及其围岩在超高压峰期变质阶段有流体参与。提出了苏鲁地体分片俯冲—折返的穿时模型和深俯冲的物质沿板块汇聚边界的多层隧道呈多重/分片样式“挤出”的折返模式。首次利用科学钻探验证了结晶岩区地球物理成果,并建立了主孔区6000m深度的结构剖面,为陆—陆碰撞带的深根和苏鲁UHP变质地体三维结构的建立奠定了基础。

5100m钻探岩性剖面

汶川地震钻探专项:为科技部项目,总负责人为许志琴院士,由8个子课题组成在汶川特大地震发生及其余震尚在继续的特殊时期,快速实施汶川地震断裂的科学钻探是认识地震发生的机制、提高地震监视和预警的能力的一条重要途径,是研究地震破裂、应力解除过程的最佳时段。WFSD—1完成了1200m的钻进目标,在589~700m深度发现北川—映秀地震主断裂。主断裂带由厚达200m的黑色断层泥、碎裂岩和断层角砾岩组成,发现了罕见的20m厚的断层泥;在主断裂上部的彭灌杂岩中发现近20条古地震断裂带。开钻以来通过30000次余震的监测以及随钻实时流体监测,发现流体异常与余震及断裂带有相关关系。
脊椎动物化石研究取得了突破性进展:为中国地质调查局、国家自然科学基金、科技部973课题共同资助的阶段性成果。在辽西热河生物群研究中取得了突破性进展:新的哺乳动物化石——亚洲毛兽的发现为早期哺乳动物的中耳演化提供了重要线索。新属新种孔子天宇龙恐龙化石的发现不仅将异齿龙类恐龙的分布扩展至亚洲,而且填补了羽毛早期演化中的一个空白。达尔文翼龙化石的发现填补了由原始翼龙向进步翼龙演化的过渡类型的空白。中国猛龙恐爪龙类足迹化石的发现(河北省赤城县土城子组地层)成为世界上最古老的、最小的恐爪龙类足迹。
大型科学仪器远程共享公共服务系统取得重大进展:由北京离子探针中心牵头承担的国家科技基础条件平台重点项目“用于微束分析的大型科学仪器远程共享公共服务系统”和“离子探针示范系统”项目实现了微束分析大型科学仪器远程共享公共服务系统和离子探针远程共享控制系统,接入了中国地质科学院、中国计量科学研究院、吉林大学、南京大学、西北大学、北京大学、天津地矿所、宜昌地矿所和澳大利亚Curtin大学及ASI公司等单位的微束仪器,提供了针对地球科学、材料科学、生命科学、医学、纳米技术等学科的远程科学实验,提高了该类仪器的使用效率和应用水平。
我国台湾地区第一个SHRIMP远程工作站建成。SHRIMPII中国台湾地区远程工作站(SROS工作站)于2009年3月16日下午顺利通过调试,并在3月16日至19日期间与北京连线进行了约80个小时的实际样品远程定年。系统运转稳定,测试工作圆满成功。SROS得到国际地学界的广泛认可和高度评价,SHRIMPII远程测试工作已在全球范围内成功地常规化开展。中国台湾地区远程工作站的建立,将进一步加强海峡两岸在地学研究方面的互动与交流,为地质研究所与台湾地学界同仁开展全方位的合作打开新局面。

汶川地震科学钻探


台北中研院地球科学研究所所长江博明教授和中心主任刘敦—研究员在2009年3月建立的台北SROS工作站观摩SHRIMP远程实验

3. 中国地质科学院地质研究所

截至2013年底,地质所共有职工456人,其中在职职工243人、离休人员15人、退休人员198人。在职职工中,管理人员29人,专业技术人员210人,工勤人员4人。专业技术人员中,两院院士5人,研究员及教授级高工71人,副研究员及高级工程师43人,中级职称及以下91人。在职职工中有博士学位147人,硕士学位29人,本科37人,大专及以下30人。内设机构包括5个职能处室、11个专业研究室、1个国家重点实验室、1个国家级科技基础条件平台、3个部级重点实验室。全国地质编图委员会,核心期刊《岩石矿物学杂志》、4个中国地质调查局业务中心和7个学术机构挂靠在地质所。2013年3月成立人事教育处,安全生产管理处挂靠人事教育处。
2013年,地质所以第一作者公开发表论文230篇,其中SCI、EI检索刊物论文145篇(其中国际SCI检索论文70篇,国内SCI检索论文68篇),核心期刊论文83篇,其他论文2篇。公开出版专著1部;获专利5项。国内论文引用率排名进入全国前20名,两篇国际论文入选2012年中国百篇最具影响国际学术论文。获国土资源科学技术一等奖1项,中国地质调查成果一等奖2项,中国地质科学院2013年度十大科技进展2项,青藏高原青年科技奖1项。

中国岩石圈三维结构获2013年度国土资源科学技术一等奖


翟庆国获2013青藏高原青年科技奖


所长、党委副书记侯增谦(右二),党委书记、副所长何长虹(左二),副所长高锦曦(右一),副所长卢民杰(左一)

领导班子由4人组成,所长、党委副书记侯增谦,党委书记、副所长何长虹,副所长高锦曦,副所长卢民杰。
年度重要科研成果
出版新的图件,影响力不断增强。1∶500万国际亚洲地质图(IGMA5000)正式出版。完成全国油气基础地质编图,包括1∶500万中国大地构造与含煤盆地分布图、1∶500万中国早古生代板块构造图、1∶1200万中国古生代重点含油气层系岩相古地理图、1∶1200万中国主要含油气盆地烃源岩和储集层分布图等。
完成海南、福建、山东、辽宁、安徽、陕西、湖南、江西、贵州、河北、宁夏等11个省(区)区域地质志、系列图件的编制和数据库建设工作。完成评审验收9个省(区)系列地质图件(包括1∶50万、1∶100万地质图、地质构造图、岩浆岩地质图、变质岩地质图、第四纪地质与地貌图、航磁异常图、重力异常图、岩相古地理图等)共计72幅。

1∶500万国际亚洲地质图

青藏高原及周边造山与成矿研究获得新进展。青藏高原大陆动力学及资源环境效应研究取得系列成果。提出的“青藏高原是一个由巨型造山拼贴体组成的造山的高原”的论点获得大量新的证据。进一步论证蛇绿岩的深地幔成因,并提出“蛇绿岩型金刚石”新类型和深地幔动力学模式。揭示青藏高原东南部基底经历5期重大事件。建立了高喜马拉雅三维动力学模式。提出青藏高原东南缘古新世中期至中新世早期形成的“抽屉式滑脱—转换”逃逸新机制。突破探测技术瓶颈,获取了青藏高原腹地巨厚地壳Moho的强反射信息。
天山—兴蒙造山带研究取得系列成果。天山—兴蒙造山带计划项目顺利完成,提出了该区地壳构造单元划分的新方案,对阿拉善—敦煌地块构造属性等问题提出了新认识;修正了崇礼县红旗营子乡红旗营子群等一些地质体的时代;按照大陆演化旋回的观念,编制了中国北方及邻区地壳构造格架图和构造分区图。系统总结研究天山—兴蒙造山带花岗岩与成矿背景。编制完成亚洲中生代花岗岩图,揭示多种构造背景。“兴蒙造山带主要中生代沉积盆地演化与能源潜力综合调查研究”将研究区中生代沉积盆地划分为五个演化阶段;识别出两个巨型陆相沉积盆地;提出晚中生代东亚地区存在一个大的以恐龙为主的脊椎动物群,中、晚侏罗世研究区存在适宜脊椎动物等生物群生存、繁衍的理想古生态环境。
地层学、古生物学研究有新突破。发现多瘤齿兽类哺乳动物化石,在《Science》报道;发现一新的基干镰刀龙类恐龙化石,成果发表在《PLOS ONE》;发现目前已知个体最小的窃蛋龙类化石,命名为迷你豫龙,并在《Nature》发表;在贵州省紫云县火花乡发现一条新的泥盆系—石炭系界线剖面,建立了中国不同相区的泥盆—石炭系界线标准;提出全球中元古界底界年龄统一为1700Ma的方案,解决了中元古界地层划分对比年代不统一的“世界性难题”;在内蒙古发现了晚古生代末—中生代早期枕状玄武岩;新疆西准噶尔北部谢米斯台山南坡新厘定出一套蛇绿岩;在铜陵钻孔取得的岩心中发现了石炭纪辉绿岩,年龄为304Ma。

多瘤齿兽类哺乳动物化石


在《PLOS ONE》报道基干镰刀龙类恐龙化石发现


在《Nature》发表迷你豫龙发现

同位素技术应用及标准物质研究有新进展。完成了我国主要类型地质体的铁同位素组成调查,查明了不同圈层和主要岩石类型的铁同位素分布特征,初步建立了铁同位素示踪的参考体系;对代表性矿床进行了地质地球化学及铁同位素解剖,揭示了各类铁矿不同含铁矿物的铁同位素组成特征,提出运用铁同位素示踪铁矿化的理论模型。成功选定了用于研制氩同位素定年标准物质的样品源;制备了TG1104白云母样品备选标准物质;完成了钕同位素备选标准物质研制,并申报国家一级标准物质。
积极参与找矿突破战略行动。在雅鲁藏布江缝合带西段普兰岩体中首次发现了同时存在的高铬型和高铝型铬铁矿。在天津蓟县发现原生菱铁矿。指导青海多才玛铅锌矿取得找矿突破,通过开展构造岩相填图,解决了赋矿规律问题,通过大地音频地矿测深,解决了矿体定位,提交了“钻探建议报告”,该矿段的铅锌资源量由原来的76万吨增至259万吨,新增铅锌资源量181万吨。
此外,利用多深度地震观测设备,在东海地壳运动长期观测站观监测到朝鲜第三次核试验的地震记录。国际矿物学会2013年新批准氮化硼(BN)新矿物,命名为青松矿(青松矿(Qingsongite)是为了纪念方青松研究员(1939-2010)而命名)。

青松矿显微结构

中国地质科学院地质研究所

4. 中国地质科学院地质研究所

截至2014年底,全所共有职工461人,其中在职职工249人、离休人员14人、退休人员198人。在职职工中,管理人员30人,专业技术人员215人,工勤人员4人。专业技术人员中,两院院士5人,研究员及教授级高工70人,副研究员及高级工程师52人,中级职称及以下88人。在职职工中具有博士学位的158人、硕士学位的31人,本科37人,大专及以下23人。内设5个职能处室、11个专业研究室;有1个国家重点实验室、1个国家级科技基础条件平台、3个部级重点实验室。全国地质编图委员会、中国地质调查局地层与古生物中心、《岩石矿物学杂志》和7个学术机构挂靠在地质所。
以第一作者公开发表论文273篇,其中SCI、EI检索论文194篇(其中国际SCI论文121篇),核心期刊论文79篇。出版大型图册/图件1套,专著5部,取得专利7项。国内引用率列全国科研机构第14位。获北京市科学技术一等奖1项,国土资源科学技术一等奖1项(排名第2),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2项。
领导班子由4人组成,所长、党委副书记侯增谦,党委书记、副所长何长虹,副所长高锦曦、卢民杰。

所长、党委副书记侯增谦(右二),党委书记、副所长何长虹(左二),副所长高锦曦(右一),副所长卢民杰(左一)

年度重要科研成果
编制完成一系列重要图件。编制完成1∶250万月球地质图、1∶300万《中国及邻区地质图》、1∶500万中国变质地质图、中国西部蛇绿岩构造图、1∶500万中国大地构造与含油气盆地分布图及中国油气大区与主要含油气盆地图等,其中部分图件已经出版;承担新一代《中国区域地质志》的编制,完成了11个省(区)地质志;参与“全球地质一张图·中国”(One Geology China)开发与建设,获得地理信息科技进步二等奖。
前寒武及变质作用研究进展突出。首次在华北克拉通划分出三个2.6Ga前的古陆块;厘定胶北地体陆壳生长、重大地质事件与重大岩浆事件序列;提出华北克拉通双向俯冲折返模式;古元古代Columina聚合事件、中元古代裂解事件的研究,对全球Columbia超级大陆边缘古—中元古代向外增生—裂解历史的对比研究及Columbia超大陆重建具有重要科学意义。
重要造山带及构造研究取得系列成果。提出新的定义和分类方案,对中国大陆显生宙大型变形构造和变形系统进行了划分,并据此对中国大陆显生宙不同地质时期的地球动力学环境进行了重建;首次提出高喜马拉雅热碰撞造山带的新的3D挤出模式;发现北东帕米尔的古特提斯弧根构造:提出了印度/亚洲俯冲碰撞的两种可能的模式“空间差异性俯冲碰撞模式”和“时间差异性俯冲碰撞模式”;确定了新元古代时期华南在Rodinia超大陆中的位置,推测在华夏南缘存在一条“隐没了的”Grenville期造山带;构建了华北北缘古生代构造演化模型;确定阿拉善地块在早古生代是一个位于东冈瓦纳大陆北缘的地块,与华北地块最终拼合时代为晚泥盆世。

新版1∶300万《中国及邻区地质图》


参与的“全球地质一张图·中国”(One Geology China)开发与建设获地理信息科技进步二等奖

地层古生物研究有多项发现。提出“全球中元古界底界年龄值1700百万年”的方案建议;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,初步提出埃迪卡拉纪年代地层划分方案;贵州铜仁首次发现圆盘状完整的似Kulingia碳膜化石;通过牙形石研究在革吉县文布当桑发现二叠系—三叠系界线剖面;汝阳巨型蜥脚类恐龙动物群,填补了我国同期恐龙动物群的空白;河南南阳淅川县发现恐龙蛋化石群,对研究恐龙的生殖行为,生活习性具有重要的意义;江西赣州发现霸王龙类新属种——中国虔州龙;热河生物群发现今鸟类新种——甄氏甘肃鸟;发现最古老的史前爬行动物产后亲代抚育行为化石记录。

中国虔州龙的头骨和下颌

地球物理及深部探测获得重要进展。揭示出青藏高原边缘山脉与外围克拉通岩石圈(地壳与地幔)构造转换深部过程,获得华北克拉通向青藏高原东北缘楔入的岩石圈地幔行为的地震学证据;获得青藏高原腹地巨厚地壳莫霍面,对羌塘地体的地壳结构给出新的约束;龙门山剖面研究认为青藏高原东缘大型走滑断裂限制了地壳逆冲作用;揭示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深部过程;发现华南大陆东南缘存在薄岩石圈(60~70千米)的地震学证据。
同位素技术应用及标准物质研究有新进展。(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;研制了玄武岩钛同位素标准物质、多种钕同位素标准物质,通过了国家一级标准物质评审;首次运用新兴的铁、镁同位素技术对矿化元素本身和赋矿层的主量元素进行了直接示踪。
沉积盆地与资源能源研究服务找矿取得突破。国内首次开展水合物三维地震探测,钻探结果与预测结果一致;开展了地质、测井、地球物理三位一体的系统研究,为云南勐野井地区固相钾盐矿床及青海柴达木盆地液态卤水地球物理预测奠定扎实基础;建立松辽盆地嫩一段的有机质保存模式和嫩二段的生物生产力模式;提出利用统计类比法评价大型坳陷盆地油页岩潜在资源;开展了冀西北晚中生代陆相盆地的地质调查填图。
岩石矿物学研究成果在学术界影响巨大。原位金刚石发表,获得好评并被国际上写入野外手册;在全球6个蛇绿岩带中发现金刚石、碳硅石、柯石英等深部矿物,认为是蛇绿岩大洋地幔橄榄岩的一个普遍现象,需重新审视大洋地幔的物质成分和地幔的运动等经典概念;金刚石中发现新类型超高压矿物,实验岩石学表明,这些超高压矿物来自下地幔深度。这些发现对传统理论提出了新问题和挑战,需重新审视蛇绿岩和铬铁矿的浅部成因理论。

5. 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所的服务领域

● 矿产资源勘查● 油气资源勘查● 水文地质与工程地质勘查● 地热资源勘查● 环境地质、城市稳定性评价● 地质灾害调查、预警● 工程勘查和评价● 工程检测与监测、地质测绘● 地球化学标准物质研制● 相关的新方法新技术、新仪器设备研制● 物化探数据处理与解释软件研制● 测定各种岩石、土壤、水系沉积物、植物及水中从常量、次量、微量、痕量到超痕量几十种(最多76种)元素的配套分析系统及质量监控系统

中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所的服务领域

6. 中国地质科学院岩溶地质研究所

中国地质科学院岩溶地质研究所主要承担岩溶地质的基础研究、区域调查评价、开发应用和科学实验工作,形成了岩溶动力学与全球变化、岩溶资源评价与开发利用、岩溶生态系统与石漠化治理、岩溶地质灾害防治与环境保护、岩溶景观旅游资源评价、岩溶探测与测试等优势研究领域,设置有岩溶动力学重点实验室、岩溶资源与环境调查研究院、岩溶生态与石漠化治理研究中心、岩溶地质灾害研究中心、岩溶景观与洞穴研究中心、环境地球化学研究测试中心等二级科研机构。岩溶动力学重点实验室为国土资源部、广西壮族自治区重点实验室,岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室为中国地质科学院重点实验室。
2009年,全所在研项目115项,其中,纵向科研项目40项、地质调查项目5项、社会服务项目43项、基本科研业务费项目27项,预算总经费7193万元。发表论文79篇,其中SCI检索期刊2篇,核心期刊42篇、出版专著2部。

所长兼党委书记姜玉池(左二),副所长、党委副书记兼纪委书记刘雯(右二),副所长黄庆达(左一),副所长蒋忠诚(右一)

2009年度重要科技成果
岩溶动力系统中土壤有机碳的动态及碳汇机制研究:地质调查工作项目“岩溶动力系统与碳循环”。项目通过对岩溶区与非岩溶区典型土壤剖面的调查,揭示了岩溶区土壤的富钙偏碱性。岩溶区土壤的pH值和有机碳空间分布受到岩性、土地利用方式影响,石灰土的有机碳是地带性红壤的1.96倍。动态监测的结果显示岩溶区土壤溶解有机碳仅为非岩溶区红壤的1/6,而土壤呼吸排放量低于非岩溶区红壤。通过土壤有机碳矿化培养试验,利用三库一级动力学方程拟合出岩溶区土壤活性、缓效、惰性碳库的库容大小及周转周期。

桂林毛村土壤水溶性有机碳DOC随时间的变化,及石灰土与红壤的对比

中国西南50万年来石笋记录的气候事件与全球变化的响应:属国家自然科学基金项目。项目对洞穴石笋进行精确U-230Th定年及高分辨的碳、氧同位素分析,初步建立中国西南35万年及2万年以来石笋记录的标准时标序列,揭示了一系列轨道尺度、短时间尺度的季风气候突变事件。利用贵州荔波董哥洞D10、D8、D6-2及D3、D4的ICP-MS—230Th测年数据及氧同位素记录集成了一个完整的24万年时标序列。
利用D4、J1和荔波衙门洞Y1石笋的230Th测年和碳、氧同位素数据,综合集成了2万年来的时标序列,不仅揭示了H1、OldestDryas、OlderDryas、Younger Dryas和8200年等突然变冷事件,而且还揭示在末次冰盛期的17.5~19kaB.P.间,存在的季风降雨增加事件,表明末次冰盛期为冷湿组合的气候环境。

岩溶动力系统CO2-H2O-CaCO3碳循环过程及与有机碳循环的示意图


贵州荔波董哥洞24万年时标序列的综合集成

岩溶石漠化区水土资源高效利用技术研究:国家科技支撑计划、广西科技攻关课题。通过小流域水土流失监测,进一步论证了岩溶石山区坡面土壤主要由地下漏失,研究出水土保持的主要技术方法;针对不同的土地类型,研发出不同的土地整理、种植和灌溉技术,形成了2项专利技术。研究建立了典型岩溶区生态土地分类系统方案、生态土地优化配置评价指标体系和评价模型,构建了岩溶流域系统生态土地优化配置模式。建立完善了广西平果果化、马山弄拉、环江古周示范区,总面积2000多公顷。4个示范区的水土资源得到了充分合理高效利用,生态环境进一步改善,实现了生态土地优化配置,构建了岩溶区特色的土地整理和水土保持技术模式,形成了生态产业。农民收入迅速增加,石漠化得到治理,生态经济社会向良性循环方向发展。

水土流失与水土保持、土地整理


岩溶区种植火龙果


耐旱树种筛选和引进树种适应性研究——忍冬

喀斯特山地石漠化区植被恢复技术研究与示范:国家科技支撑计划课题。针对重庆地区岩溶山地森林植被退化、石漠化加剧和旱灾严重等生态问题,开展岩溶山地退化生态系统综合治理的关键技术研究,建立适合岩溶山地生态产业发展的模式,提出生态环境恢复与重建的对策,进行试验示范。生态重建试验一年之后证实,华南忍冬能够增加土地覆盖程度,改善水热变化条件。

娘子关泉域桃河流域图

中国北方岩溶区地下水环境问题成因机制与保护对策研究:国土资源部公益性行业科研专项经费项目。全面总结、归纳了我国北方岩溶泉域地下水环境问题及特征;选择典型泉域进行深入研究,揭示了北方岩溶泉域水文地质环境问题成因及其演化驱动机制;提出岩溶水保护区划分方案和保护措施。初步划分边界明确的岩溶地下水系统(子系统)116个,对其系统边界水文地质性质进行了界定根据岩溶水系统地质结构与循环条件,将岩溶水系统划分为单斜顺置式、单斜逆置式、平行置式、盆地型、其他式5种主要北方岩溶水系统模式,对其系统结构、资源要素及转化关系、岩溶水文地质环境问题的差异性进行了归纳总结。针对不同的环境地质问题对个典型泉域(娘子关泉域、河南九里山泉域、山东枣庄十里河泉域开展了专题研究。
碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究:“973”计划项目第一课题。通过典型岩溶露头区与井下缝洞系统的精细描述和对比研究,建立了古岩溶地貌成因的组合识别方法,掌握了塔里木盆地油气藏奥陶系不同地貌单元古岩溶缝洞系统的发育特征,划分了岩溶台地、岩溶缓坡、岩溶陡坡和岩溶山间盆地4种二级地貌类型。对塔河油田试验区碳酸盐岩缝洞系统进行了地质识别,建立了塔河油田4种地貌单元古岩溶垂向结构模式;分析了塔河油田试验区不同古岩溶地貌单元油气富集特征,建立了六大类10种古岩溶缝洞系统发育模式,建立了古岩溶地球物理识别方法,掌握了塔里木盆地油气田奥陶系古岩溶缝洞系统地球物理响应特征。开展了塔河油田试验区构造应力场模拟,从构造裂缝形成的动力机制出发,运用脆性岩石破裂准则,预测研究区构造裂缝的发育状况,为建立塔河油田试验区裂缝预测模型提供了理论支持。

丘峰洼地类型古岩溶垂向结构模式


多期次、多旋回裸露风化古岩溶演化模式

贵广铁路雄村—贺州段岩溶地质与线路比选咨询研究:结合铁路工程的特点和需要,深入分析了研究区基础地质条件、岩溶发育特点、岩溶层组及含水岩组划分、岩溶塌陷机理、潜在危险性分区、列车动荷载作用下诱发岩溶地面塌陷效应、岩溶地球物理勘探的有效性、三大线路方案岩溶地质特征、线路岩溶地质条件比选原则和评判方法、最终的线路方案比选综合评判等重点问题。将地理信息系统技术运用到铁路工程地质病害调查所获得的多源空间数据的处理和危险性综合评价中,实现了数据管理的可视化、自动化,提高了评价结果的科学性和可靠性,取得了较好效果。

岩溶发育程度对塌陷的影响分区专题图

洞穴环境远程监测及承载力定量评价:开展了我国不同气候地貌区代表性洞穴调查与空气环境自动监测工作。在广西桂林芦笛岩、广西河池水晶宫、海南儋州石花水洞、重庆武隆芙蓉洞、河北兴隆陶家台溶洞建立了洞穴空气环境远程自动监测系统,对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频度远程自动监测,掌握了洞穴空气环境的变化规律,探索了旅游洞穴环境因子变化对洞穴沉积物景观的影响,建立了洞穴环境承载力评价指标体系,定量评价了洞穴环境承载力,为制定洞穴开发保护政策措施提供了技术支撑。

监测和传输系统


实时监测与显示

西南岩溶石山地下水及环境地质调查:地质大调查计划项目。从1999年起,组织西南8省(区、市)地调院以及航遥中心、水环中心、中国地质大学等单位,联合实施“西南岩溶石山地下水及环境地质调查”计划项目。完成1:25万水文地质编测66万km2、1:5万水文地质和环境地质综合调查12.32万km2、水文地质钻探25500m、地下洞穴探测长度60km、综合地球物理探测55000物理点、建立岩溶地下水自动化监测站7处。
西南岩溶石漠化分布图
掌握了西南岩溶区水资源量及其开发利用潜力,为地下水开发利用提供了技术支撑;查清了岩溶石漠化的分布状况及其发展趋势,掌握了岩溶石漠化形成的主要机制,提出了不同岩溶环境地质类型石漠化治理措施,为正在开展的石漠化治理提供了依据。查清了典型流域岩溶水文地质条件和环境地质问题,制定了流域内岩溶水开发工程方案和地质环境综合整治区划,成果已被多个部门应用于调查区开发治理工作中。针对不同类型区开发条件,因地制宜,采取堵洞蓄水、暗河截流、大泉壅水、钻井、大口井、斜井等多种方式,开展了岩溶地下水开发利用与生态环境综合治理示范,解决了40多万人饮用水、30多万亩耕地的灌溉用水问题,取得了明显的社会效应与经济效益。建立了西南岩溶石山区地下水与环境地质信息系统,实现了地质调查成果的信息化。地调与科研相结合,开展了综合性的研究工作,实现了地质调查工作的科技创新。

中国地质科学院年报.2009


地下河及溶洼堵洞成库

选择不同类型岩溶地下水系统进行地下水监测,研究了水质、水量动态与岩溶动力系统的相互关系;揭示了典型地下河流域水质水量20年来的变化及与土地利用变化的关系,掌握了地下水系统、土壤和植被对岩溶自然环境和人类活动变化的敏感性,建立了环境脆弱性评价指标体系及模型。

广西平果县果化表层岩溶水开发与生态恢复示范

7. 中国地质科学院地质力学研究所

截至2014年底,全所在职职工190人,其中具有博士学位的87人,研究员及教授级高工46人,副研究员及高级工程师、高级会计师47人。内设8个专业研究室、5个职能处室和2个公益服务部门;有2个部级重点实验室、2个部野外科学观测研究基地、1个局级重点实验室、1个局业务中心和2个中国地质科学院重点实验室。
获国家科学技术进步二等奖1项(参加),国土资源科学技术一等奖1项,二等奖1项。“山区公路城镇危岩崩塌灾害及工程高切坡减灾理论与技术”获得教育部科技进步奖。“泛亚铁路大理至瑞丽沿线地质构造综合研究”获中国地质调查成果奖二等奖;获发明专利2项:“基于微型桩群的滑坡防治方法”、“一种非常规气的现场自动解析仪系统”;获实用新型专利3项:“一种小型地震报警仪”、“一种带有自动数据采集系统的岩土体原位直剪试验装置”、“0~60℃岩石线性热膨胀系数的测量装置”。

力学所参加的“胶东金矿理论技术创新与深部找矿突破”获国家科技进步二等奖

2014年在研项目166项,总经费1.4亿元,其科技部项目5项,国家自然科学基金项目31项,地质调查计划项目7项、工作项目46项,国土资源公益性行业科研专项项目5项,其他部委项目7项,基本科研业务费项目23项,相关单位委托项目45项;出版专著8部;以第一作者发表论文173篇,含SCI检索论文55篇(国际SCI论文37篇),EI检索论文23篇,中文核心期刊论文49篇。
领导班子由5人组成:所长、党委副书记徐勇,党委书记、副所长、纪委书记徐龙强,副所长赵越、侯春堂、马寅生。

所长、党委副书记徐勇(中),党委书记、副所长、纪委书记徐龙强(右二),副所长赵越(左二),副所长侯春堂(右一),副所长马寅生(左一)

年度重要科研成果
柴达木盆地油气调查开辟了石炭系勘探新领域。明确柴达木盆地石炭系分布范围和残留厚度,发现柴达木盆地中新生界之下普遍发育石炭系;对柴达木盆地石炭系进行了划分对比,编制了盆地上泥盆统—石炭系不同阶段岩相古地理图;证实柴达木盆地石炭系发育良好的烃源岩,具有很好的生油能力,发现大量的石炭系油气显示,油源对比证实其来源于石炭系烃源岩;研究表明柴达木盆地石炭系构造变形主要发生在新近纪末期,有利于石炭系成藏;同时通过柴东地区地震资料重新处理,初步确定10个石炭系圈闭。
华南大陆白垩纪大地构造演化过程及动力学研究取得新成果。通过对盆地沉积、构造变形和岩浆演化等资料的综合分析,梳理了华南白垩纪大地构造演化过程,首次提出3阶段伸展和挤压交替演化模式。早白垩世早期(145~137Ma)挤压作用,导致陆壳普遍加厚重融,形成大规模埃达克质岩、片麻状花岗岩和混合花岗岩,与古太平洋板块及北缘洋中脊的低角度俯冲作用密切相关。早—中白垩世(136~80Ma),华南处于弧后扩张的大地构造背景下,区域沉积—岩浆—变形演化与古太平洋板块的俯冲作用相关,伸展—挤压事件的幕式交替反映了弧后扩张过程中复杂的俯冲板片动力学。晚白垩世(80~65Ma),周缘板块动力学发生重大调整,新特提斯构造域板片俯冲作用控制着新一轮地壳伸展裂陷和沉积—构造演化。

柴达木盆地石炭系烃源岩有机质成熟度图


欧南地区石炭系顶面构造图


霍布逊地区中生界底面构造图

“华北克拉通中—新元古代多期裂解事件性质及其成矿专属性”研究取得重要进展。发现狼山地区渣尔泰群变质火山岩夹层的锆石U-Pb年龄为(804.1±3.5)Ma,结合前人发表的狼山渣尔泰群变质火山岩(805.0±5.0)Ma的锆石U-Pb年龄结果,认为狼山地区渣尔泰群主体年龄为新元古代,时代在800~1100Ma左右。而渣尔泰山地区的渣尔泰群锆石测年结果显示,渣尔泰群时代为中元古代。狼山地区的渣尔泰群不同于东侧渣尔泰山一带渣尔泰群,以及白云鄂博群和化德群,它是一套新元古代谷沉积组合。建议恢复狼山群名称,专指分布于狼山地区的这套新元古代地层。内蒙古狼山地区新元古代狼山群的确定一方面填补了华北克拉通新元古代地层空白;另一方面,前人确定的狼山—渣尔泰山—白云鄂博中元古代成矿带实际上应该解体为中元古代和新元古代两个成矿带,狼山群中发育的大型海底火山喷流矿床成矿时代应该在新元古代之后。

(a)狼山、渣尔泰山、白云鄂博地区中新元古代地层;(b)渣尔泰群测年结果;(c)狼山群测年结果


滑坡实时监测系统发布网页

发挥地质调查科技支撑作用,提升西部山区防灾减灾水平。由中国地质调查局组织、地质力学研究所等单位实施的“西部复杂山区地质灾害成灾模式”计划项目,经过4年的调查研究与科技攻关,完成了我国西部复杂山区重大地质灾害成灾模式与监测预警科学问题和应急处置关键技术研究,项目引入遥感解译、灾害详查、GPS与InSAR地表监测、大型风洞试验、现场物理模型试验、数值模拟、力学数学分析等先进技术手段,开展了大型地质灾害成灾模式、早期识别、监测预警与防治对策等内容的综合研究,提高了复杂山体地质灾害早期识别水平和监测预警关键技术,建立了复杂山区地质灾害实时监测与预警示范区,提高了地质灾害应急快速加固与风险评估的技术方法理论水平,为我国西部复杂山体地质灾害防灾减灾提供理论依据和技术支撑,推动了工程地质学科发展。
“青藏高原东南缘重要活动断裂厘定与活动构造体系综合研究”成果丰硕。通过详细的活动断裂解译与调查、同震地表破裂填图和古地震研究,查明了该区主要活动断裂的分布与组成、活动性及历史地震与古地震活动特征,并获得了该区高精度的地表破裂分布图像。研究表明,玉树活动断裂带构成了玉树—鲜水河—小江断裂系的尾端构造,属典型的“Z”型左旋剪切张扭性变形带,晚第四纪期间的左旋走滑速率可达4.0~5.4mm/a,调节了该区大部分的块体挤出与旋转变形量,是该区地震活动性最显著的断裂。古地震研究揭示,玉树主干走滑断裂带全新世期间的大地震原地重复间隔明显不均匀,平均在千年以上,最长达近3000a。基于新发现的古地震活动规律,综合判断认为,该区玉树断裂带上仍存在至少6段大地震危险程度不同的地震空区,估算的潜在大地震震级为Mw6.6~7.3不等。

玉树断裂带东南段探槽西壁剖面(剖面的地貌部位(A)、沉积结构(B)及剖面编录图(C))


玉树地震4周年纪念成果专辑

中国地质科学院地质力学研究所

8. 中国地质科学院地质力学研究所

中国地质科学院地质力学研究所在构造地质、新构造与地质灾害、地应力与区域地壳稳定性评价、油气地质及矿田构造、第四纪地质与环境等研究领域具有专业优势。国际工程地质与环境协会(IAEG)新构造与地质灾害专委会、中国地质学会地质力学专业委员会、第四纪地质与冰川专业委员会和古地磁专业委员会挂靠在本所,主办学术刊物《地质力学学报》。
2008年承担各类项目总计182项,其中国家(科技部)科技项目21项,国家自然科学基金项目17项,国土资源部项目18项,国土资源大调查项目19项,其他类项目100余项。
2008年承担各类科研项目总经费9568万元。其中,国家(科技部)科技项目经费3908万元;国家自然科学基金项目经费195万元;国土资源部项目经费993万元;地质大调查项目经费2736万元;其他类项目(包括所长基金及横向项目)经费1735万元。
2008年有12项科技成果通过专家评审和验收,其中地调项目评审成果7项,6项优秀,1项良好;自然基金项目5项通过结题验收。本所作为第二获奖单位和第三获奖单位获得2008年度国土资源科学技术奖二等奖2项,作为第二获奖单位获2008年度河北省科技进步奖三等奖1项。本所青藏高原新构造与古大湖研究成果入选2008年度中国地质学会十大地质科技成果;阿尔金山东段铁矿找矿新进展被评为2008年度中国地质科学院十大科技进展。2008年发表各类学术论文115篇,出版专著4部。

副所长赵越研究员


党委副书记、纪委书记何长虹高级工程师


副所长李贵书研究员


所长龙长兴研究员

2008年度主要科研成果
滇藏铁路沿线地壳稳定性调查评价:属国土资源大调查项目,主要完成人员:张永双、胡道功、吴中海、张加桂、吴树仁、赵希涛、蒋良文、郭长宝、石菊松等。项目组开展了滇藏铁路沿线第四纪地层对比研究,首次编制了铁路沿线及周边夷平面分布图,对区内51条活动断裂(带)的展布、最新活动时代、分段性和活动方式等进行了研究和总结,对与铁路相交或近距离平行的20条活动断裂进行了重点调查、探槽揭露和取样测试,重新厘定了铁路沿线14条重要的晚更新世以来的活动断裂。对可能遇到的地质灾害和重大工程地质问题进行了系统调查和预测评价,深入研究了铁路沿线特殊岩土体的主要工程地质特性,提出了实用性的工程判别指标。综合活动断裂、地震活动、地热场、构造应力场、地形变场、工程地质岩组及地质灾害等因素,采用基于Arc GIS的信息加权叠加方法,开展了滇藏铁路沿线地壳稳定性综合评价和工程近期规划段工程地质稳定性综合评价,提出了线路比选和优化方案,在指导铁路选线方面发挥了重要作用。

澜沧江断裂带


项目组人员在进行断裂测量


技术人员在柴达木盆地狮子沟沙山安装微地震台站设备


技术人员在安装微地震台站

微地震台阵网天然地震层析成像技术应用:属中石油青海油田分公司负责的柴达木盆地油气资源战略调查及评价(XQ-2004-01)全国油气资源战略选区调查与评价项目的课题之一,主要完成人员:王小凤、马寅生、冯梅、安美建、史大年、陈宣华、区明益、王连庆、霍光辉、李会军、范桃园、李国岐、田晓娟、张西娟、蒋荣宝、李丽。总体目标任务是运用微地震台阵网天然地震层析成像技术进行英雄岭凹陷及周边地区深层地质构造解析,结合柴达木盆地西部地、物、化、遥资料综合分析,探索复杂地形区深部构造勘探的新方法。经过艰苦的野外施工、数据采集、数据处理、波速反演和地质解释,首次在国内将微地震台阵网天然地震层析成像技术应用于油田深部构造探测,在国内没有可借鉴实例的条件下,经过近4年的引进—吸收—再创新的实践,初步建立了中等尺度微地震台阵网深部构造探测的技术方法体系;建立了运用微地震台阵网进行中等尺度构造探测的台站部署原则、记录参数选取、高质量数据采集标准和数据处理工作流程;确立了中等尺度天然地震层析成像速度结构反演的工作流程和成果图件;初步形成中等尺度天然地震层析成像结果地质解释的准则;获得了自然条件恶劣、地形地貌复杂、人工地震难以实施的柴西狮子沟—游园沟地区、干柴沟—咸水泉地区的深部构造信息;在油气资源评价新技术方法研究方面取得显著进展。其成果曾被评中国地质科学院2006年十大科技进展。

狮子沟地区地震反射剖面速度结构图

东部叠合盆地深层油气成藏潜力评价:属国土资源大调查项目,成果为优秀等级。主要完成人员:龙长兴、周新桂、张林炎、刘和甫、范昆、李涛、王宗秀、肖伟峰。项目组以地质力学理论为指导,多学科结合,对渤海湾—南华北盆地深层油气成藏潜力进行了系统研究。认为盆地形成演化主要受纬向构造体系和新华夏构造体系联合复合控制。首次提出了渤海湾—南华北盆地深部存在多层次滑脱拆离,晚中生代—现今为统一伸展背景下形成的盆—山变形系统的新模式;首次编制了渤海湾—南华北盆地1:100万前古近系和前侏罗系地质图,研究了中生代以来盆地叠加改造对古生界油气成藏的影响;首次编制了渤海湾—南华北盆地1:200万上、下古生界生储盖组合分布及其自生自储油气成藏潜力评价图,并结合3次资评、深层油气勘探及成藏必要条件,围绕“有效生烃区和有利保存单元”两个核心问题,评价了深层油气成藏潜力,明确指出了深层油气有利勘探区带。
吉黑东部山区内生金铜矿床找矿模型研究:属中国地质调查局国土资源大调查项目,主要完成人员:孟宪刚、邵兆刚、朱大岗、王津、韩建恩、余佳。经过野外调查与室内综合研究,本项目取得以下进展:查明了区域构造体系及其在历史演化过程中的控岩控矿作用,吉黑东部丰富的内生金铜多金属矿产的成岩成矿过程主要受新华夏系、纬向系、经向系和北西向构造带控制。划分了吉黑东部岩石圈单元和成矿区带,在本区进行了构造带矿化特征对比,构造层含矿性与构造演化阶段对比,划分了构造成矿序列。构建了本区宏观的构造动力成岩成矿三维地质模型,在宏观构造动力成岩成矿三维地质模型中,简述了金铜矿成岩成矿物质来源及过程。对典型矿床进行构造控矿分析,根据X光岩组和磁组构分析,进行了分阶段的运动学、动力学分析工作。总结了本区最特征的构造控矿类型,修正、完善、建立了8个控矿类型和模型,首次建立了吉黑东部地区的有限单元法数学模型和该区金铜矿床找矿模型。

华北北缘东西向右旋逆冲断层带考察


专家组验收项目成果现场


小西南岔金铜矿北山矿脉与矿石产状


九三沟铜金矿床矿化脉

青藏铁路活动断裂调查与监测:属地质调查工作项目,项目负责人为吴珍汉研究员,项目成员包括胡道功研究员、吴中海副研究员、王双绪研究员、彭华研究员、陈群策研究员、苗放教授、王连捷研究员等。相关成果入选2006年度中国地质科学院十大科技进展。对库赛湖断裂、西大滩断裂、温泉盆西边界断裂、安多盆北边界断裂、崩错断裂、谷露盆西边界断裂及当雄—羊八井活动断裂,通过高分辨率遥感解译、断错地貌分析、探槽工程揭露和高精度测年,揭示了晚更新世与全新世断裂活动期次、运动速率和古地震周期。在拉萨地块中段沿青藏铁路建立由15个测点组成的GPS观测局域网,完成3期GPS测量,为分析青藏铁路沿线现今地壳运动和断层速率积累了高精度实测资料。完成西大滩180m、五道梁150m、安多120m、羊八井300m、曲水150m地应力钻探和水压致裂法地应力测量,获得青藏高原不同地块地应力随深度变化曲线;建立西大滩体应变综合监测站、安多体应变综合监测站、羊八井体应变综合监测站、曲水三分量应力综合监测站,实现了监测数据远程自动传输,初步建成青藏铁路沿线应力应变综合监测系统。运用三维有限元数值模拟方法和ANSYS软件,计算分析了断裂诱发移动冰丘的形成机理、灾害效应及工程影响;发现83道班移动冰丘与错那湖沙害等灾害隐患,为青藏铁路沿线地质灾害防治提供了重要依据。项目公开发表学术论文24篇,包括国际核心期刊论文3篇,出版专著1部。

安多盆地北部活动断层探槽剖面照片


项目成员沿青藏铁路开展冬季野外观测


吴珍汉研究员参加青藏铁路通车典礼

青藏高原东缘第四纪环境调查与评价:属国土资源大调查项目,完成人员:赵志中、王书兵、乔彦松、王燕、徐刚、傅建利、李朝柱、姚海涛、刘宗秀、蒋复初、钱方、彭阳、李永昭、牟传龙、徐建民。成果如下:
(1)通过调查,若尔盖土地沙化呈近南北向分布,主要位于山前冲洪积台地及山间盆地中。分析沙化因素,自然与人为因素的影响几乎是同等的,降水和风速是草地沙化自然因素的主因素,在人为因素中以人口和牲畜量及开垦规模为主,提出对策建议。
(2)川西黄土红土磁性地层均出现了B/M 界限以及贾拉米洛事件,川西黄土在空间上具有很好的对应关系。川西黄土兼具风尘和冰川特征,说明物质主要源于青藏高原及其周缘的冰水沉积物。红土成因分析说明其为风尘成因。
(3)昔格达古湖主要形成于高斯期,青藏高原东缘大湖阶段形成约4-3Ma BP。典型剖面记录了5个旋回,15个阶段,有机碳记录了凉→暖的9个古气候变化阶段,孢粉和同位素分析也记录了4-2.6Ma BP间古气候环境周期变化规律。

甘孜黄土剖面与磁性地层


项目组成员在野外合影


测量黄土地层剖面

西气东输西段(玉门—武威)地壳稳定性调查评价:属国土资源大调查项目,主要完成人员:陈柏林、张永双、刘建民、董诚、彭华、刘建生、王春宇、吴乃芬等。取得主要进展:
研究表明祁连山北缘断裂、河西走廊中西段盆地内断裂、龙首山南缘断裂和阿尔金断裂东段等断裂属于晚更新世—全新世活动断裂。发现高台车站断裂、新民堡断裂等是祁连山北缘前展式逆冲推覆构造中最前缘断裂,形成时代最新、全新世活动性最强。首次获得肃北当今山口现今地应力数据,特别是肃南地震和民乐地震前后的地应力值变化的宝贵资料。通过14个地区稳定性评价因素的量化,计算了区内128个评价单元的综合评价参数,划分了3个极不稳定—不稳定区、2个次不稳定区。针对西气东输管线穿越极不稳定区的实际情况,提出“在新民堡、高台车站活动断裂、丰乐活动等地段进行必要的现今地应力监测和位移速率监测”的建议。

西气东输西段(玉门—武威)地质构造略图


西气东输西段(玉门—武威)地壳稳定性综合评价图

西部地区主要沉积盆地形成演化及油气资源富集成藏规律综合研究(柴达木部分):属中国地质调查局综合研究类项目,主要完成人员:王小凤、马寅生、陈宣华、李会军、王连庆、冯梅、李国歧、武红岭、蒋荣宝、李丽、安美建、田晓娟、王治顺、李中坚、王宝瑜、张梓歆、郭辉、尹成明、彭德华、江波。
主要进展:从柴达木盆地地质构造特征及其演化历史、石炭系地层特征与岩相古地理、构造应力场、流体势场和油气分布规律与油气资源前景四个方面对盆地形成演化及油气资源富集成藏规律进行了综合研究。划分了柴达木盆地构造体系,明确了盆地大地构造归属;编制了盆地及其周边地区石炭纪各门类生物地层对比表,进行了石炭系地层划分与对比;编制了盆地地质构造系列图件;开展了盆地应力应变测量和构造应力场模拟研究;对石炭系、中新生界油气分布规律与油气资源前景进行了综合评价。2008年12月27日,中国地质调查局组织对项目成果进行评审,结果为优秀。

柴达木盆地盆地内向斜构造


项目组人员在盆地内进行现场考察

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