四 地质调查新方法新技术
研究目标：地球科学学院始终瞄准“国内一流、国际知名”的目标。具体体现在：争取SCI论文，包括国际SCI论文达到国内地学领先水平；争取中科院院士数、杰出青年基金获得者、国家创新群体、教育部创新团队、重点基金项目数达到国内地学院系领先水平；努力保持国家重点学科领先水平；国家重点实验室、教育部重点实验室等平台建设取得突破；使获国家级奖励和在国际著名刊物（如Nature）上发表的文章数领先，实现在国际上产生重要影响。在科学研究方面始终坚持重视人才培养，重视科研团队和科技平台建设，坚持以地球科学基础研究为重点，在学科前沿进行创新性探索，并结合国家目标和地区经济建设目标，开展资源（矿产、能源）、环境、地质灾害等领域的应用基础和应用研究。近期主攻：复杂地质演化与成矿作用；青藏高原南部板内造山与金属成矿大爆发；重大地质转折期生物与环境协同演化；晚新生代以来全球变化纪录；长江流域山-河-湖互动和湖泊湿地环境等领域。具体研究方向：1、岩石圈三维结构的地质—地球化学研究2、造山带结构、组成、演化和动力学研究3、生物找矿、生物选矿技术4、区域地质调查新理论、新技术、新方法5、遥感图像处理技术及其在地质环境监测上的应用6、3S（地理信息系统、全球定位技术、遥感）集成技术及其应 用7、自然资源（矿产资源、土地资源、水资源、旅游资源等）调查规划和开发8、应用矿物学和宝玉石学9、古生物化石鉴定和微体古生物化石样品处理鉴定可从事领域：一、多目标地球化学调查的理论与方法1.金属和油气资源的勘查与开发技术2.环境地球化学可以从事以下三方面工作：① 环境地球化学与人体健康：重点是地方病成因研究；② 自然环境中有害污染物的存在形态、含量分布和迁移转化研究及防治对策；③ 地球化学与全球环境变化研究：通过系统研究1.5万年以来环境变化的地球化学记录，预测全球未来五十年的环境变化。二、地理信息系统与数字信息技术1.国土资源遥感调查与信息技术；2.城市地理信息与动态监测技术；3.土壤侵蚀遥感与水土保持监测网络系统；4.线路工程地质遥感与选线环境评价；5.防汛抗旱决策支持系统与水利信息化建设；6.配网地理信息系统与电力、电讯资源管理系统；7.流域资源环境综合数据库建设与应用；8.车载GPS与智能交通系统。三、应用第四纪地质研究1.地质灾害机理预测与防治：主要是区域地壳稳定性预测、大河流域防洪减灾研究、区域可持续性发展研究；2.国土资源规划及城乡资源环境设计；3.岩溶地貌与旅游资源开发四、生物找矿及生物选矿技术五、海岸带工程地基勘查、海洋旅游资源规划、海洋砂矿勘查开发六、危机矿山隐伏矿体的成矿规律、成矿预测研究及外围找矿七、各类石材勘查与开发利用八、金属、非金属材料开发应用
中国地质学会分析世界地学形势 八大领域值得关注 科学的热点，往往是科学发展的积淀，值得我们关注；科学的热点，往往也是科学的难点，解决这些难点，必将推动科学向前发展，从而更好地为人类服务。前不久，中国地质学会的专家，通过对国际地质研究信息的分析，提出当前世界地学呈现八大热点领域。在这些热点领域，出现了一些耐人寻味的话题，值得我们去思考、去探索。地学是不断发展的，世界地学在发展中逐渐形成了哪些热点领域，值得我们去关注，等待我们去探索呢？带着这些问题，记者日前采访了中国地质学会。学会的专家告诉记者，他们通过对第33届国际地质大会反馈的信息的研究，以及对全球的地学发展趋势的分析，认为目前世界地学有八大热点领域，在这些领域出现了一些值得深思的话题。 热点领域之一：大地质计划 所谓“大地质计划”，是由世界各国地质调查局参加，使地质图数据可以在互联网上很容易获取的国际合作计划。该计划是英国地质调查局于2006年2月发起的。 “大地质计划”的主要目的，是想解密不被公众使用的保存在各个国家（地区）地质调查机构中的地质图数据，使它们可在网络上使用；通过不同国家（地区）间（特别是发展中国家间）情况的交流，所有参与国家可以从中获利；通过开发一种新的计算机语言，使不同国家间地质数据能够共享和整合。 “大地质计划”提出后，得到全球地学组织和地学家的支持和响应，目前，已有94个国家（地区）参加了该计划。“大地质计划”已经取得了初步成果：提出了操作手册1.0版本，并将在今年年底提出操作手册2.0版本；欧洲网站建设已经启动，对意大利、瑞士和法国网站上公开发布的地图进行了登记、处理，已经实现了分布式服务器上的可视化，并在服务器上进行了一致性测试。 在2008年8月举办的第33届国际地质大会上，各国地学家就“大地质计划”课题最终形成了一个“指导小组会议纪要”。 中国地质调查局现已直接加入“大地质计划”。开展“大地质计划”国际合作，将扩大中国地质调查局在亚洲乃至世界地学界的影响，掌握在国际地学界的话语权，培养国际合作研究人才，提升中国地质调查局综合实力。 热点领域之二：地球早期生命演化及生物多样性 达尔文在150年前提出自然选择决定物种起源的伟大理论时，坦率地承认在演化证据方面有重大缺陷，所希望出现在化石记录中许多中间环节并没有发现。当代地质学家在不断的探索发现中演绎出很多对生命演化的新解释。分析当前古生物学科的国际现状和发展趋势可以看出，未来数年，古生物研究领域的几个重要问题仍然是：地球早期生命及重要地质时期的生命演化；古生物的集群灭绝与复苏；全球地质事件和生物事件；生物演化的模式；新理论、新假说的深化以及全球层型的研究和国际统一年代地层系统的完善等。 热点领域之三：过去、现在及未来气候变化中的人为因素 与全球气候变化有关的当代地球科学热点领域包括以下几个方面：气候变化的地质记录；气候变化的预测预报；气候变化与人类活动的关系；气候变化的外空间因素；如何快速减少大气中二氧化碳的排放。科学家指出，在过去65万年间，二氧化碳和温度有着密切的联系。人类活动所释放的二氧化碳已经增加了大气中二氧化碳的浓度，超出该时期应有的浓度，而这会导致气候和海平面的极端波动。从地质学的方法看，在本世纪末确实存在地球气候转暖的风险。 热点领域之四：全球地质灾害态势及防治趋势 随着全球气候的变暖，地壳活动进入一个相对活跃期，再加上重大工程开工建设等人类活动的影响，世界各国正在遭受前所未有的地质灾害威胁。崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害日益增加。地质灾害研究已经成为当代地球科学的热点领域。在这个领域，出现了六个热点话题：地质灾害调查检测新技术和新方法；地质灾害监测预警；地质灾害风险管理；重大地质灾害应急系统；把地质灾害风险性评估纳入城市规划管理和地质灾害国际合作。2005年1月，由联合国发起在日本神户通过了“2005年～2025年兵库行动框架”。这项计划由165个成员国讨论通过，是目前在全球范围内减少灾难性自然灾害最重要的文件之一。该计划的基本观点是，国际社会应该承担起保护市民避免遭受灾害的威胁。“兵库行动框架”提出后，意大利、中国、日本等国家已经进行了相关的工作。 热点领域之五：水、人类健康和环境的关系 目前，世界上许多国家和地区的人民都面临着淡水和可饮用水源的危机。地下水资源作为一种最大、最可靠的淡水资源，对维持饮用、保障工业和农业的供水安全具有重大意义。然而，随着世界人口的增长，土地使用类型的改变及工业化的快速发展，地下水受到了很多破坏。把水（包括地下水）、健康、环境三者融合为一体加以探讨，已经成为世界各国科学家关注和改善民生的重大热点问题。目前，欧洲21个国家通过了水资源与公共卫生协议，包括保护水资源，尤其是在跨国界地区。 热点领域之六：非能源固体矿床研究 矿床研究仍为重点。乌拉尔地区最近几年发现的一种特殊类型金—铂矿床，这种矿床以金—铂—碲共生为特点，该类型矿床在其他国家也存在；海洋固体矿床获得重视。过去5年中，在北纬13°～17°大西洋中脊新发现阿卅兹、可拉斯诺夫等3个热水矿田，科学家报道了对它们热液流体活动的取样观察分析结果，并对它们的地质背景、矿物成分和资源潜力进行了分析。俄罗斯展示了编制的全球海洋成矿图（非化石燃料矿产及可燃冰），估算海洋具有1000亿吨结核与结壳，1.46亿吨块状硫化物，80亿吨五氧化二磷，锰、镍、钴等资源估计都将超过陆地上的总量；我国科学家主导的1∶2500万世界大型超大型矿床成矿图的编图和研究成果，首次构建了全球成矿体系；氧化铁铜金矿型矿床研究逐渐升温；跨国跨洲际区域性研究方兴未艾。 热点领域之七：世界能源多元化及其竞争趋势 过去几十年中，世界经济发展的能源动力主要依靠石油。在20世纪60年代，新油田勘探的比率已经达到顶峰，科学家预测在不久的将来石油生产将达到顶峰，但世界能源缺口仍然很大。各国学者高度关注目前世界能源需求的增长和可持续发展的能源、能源多样化、传统和非传统能源及其潜力、影响和价值等话题。 ——已经有150年历史的传统型能源矿产仍唱主角。新油藏和新气藏发现的比率分别在上世纪60年代和70年代早期达到最高峰。目前已经发现约6.5万亿桶的石油储量，产出石油约1.1万亿桶，在目前的技术条件下还有大约1.2万亿桶可以开采。这些可采石油资源主要分布于中东地区，在前苏联地区也有很可观的储量。 ——非传统型能源矿产研究比重增加。非传统油主要来自三个方面，一是超重质油和沥青，大约有5万亿桶的地质储量。第二种是油页岩，地质储量约3万亿桶。第三种是生物性油，目前产量是150万桶/天。非传统天然气主要包括致密砂岩气、页岩气、煤层气、天然气水合物。技术的提高和费用的降低使得这些非传统天然气的勘探潜力明显增大。目前最主要的是煤层气。煤层气在美国的天然气产量中已占据10%的份额。虽然目前还没有很好的技术能够使天然水合物成为当今世界能源供应的重要组成部分，但是在未来，天然水合物具有很大的发展空间。 地热能源是一种来自地球内部的天然性热量。目前已经在90个国家（地区）发现有地热资源，其中72个国家（地区）已经开发，地热年发电量达到80万亿千瓦。 可再生型能源和清洁能源是未来能源的重要一族，如水力发电、核能、生物型燃料、太阳能、风能、地热能等。世界各国已经在尽力尝试用生物性燃料来代替汽油和柴油。 热点领域之八：比较行星学及撞击构造研究 德国、西班牙、意大利、俄罗斯、葡萄牙、哈萨克斯坦和南非的多位科学家已经在比较行星学方面取得了新的研究成果。对火星和金星的地质学研究也有新进展。科学家总结了火星上的低地和其他平原火山台地的地貌和地形特征，确定火星上的撞击陨石坑有熔岩分布，其形成年龄为1.5百万年～200百万年。火星的水相问题得到进一步研究。有科学家提出，火山或火星旋转轴向的变化使气候发生改变，有可能导致积累的雪和冰，在气温回升后融化成水。他们猜想火星历史中可能存在湖泊和热泉。金星上冠状和珠网状物的最新调查结果表明，冠状是最大的火山构造，具有火山断层放射状结构。来自英国、美国、意大利、澳大利亚、德国、俄罗斯和瑞士的多位科学家还对气体和尘埃进行了研究，认为星球形成分为两阶段：第一阶段是气相状态转变成固态粒子；第二阶段是固态粒字聚集形成星球。日本“赫夜号”月球探测计划，使用14种科学仪器研究了月球的化学和矿物成分、月球表面的大地构造演化、整个月球的重力和磁力区域分布以及研究月球的形成和演化。有科学家认为月球上不可能产生颗粒巨大的矿物的伟晶岩。撞击构造是一个地学界流行的话题。有科学家认为现在已经知道撞击陨石坑可以产生四种高压复合矿物。现在地质学研究的热点领域和发展特点
现代高新技术的发展，不仅为复杂地质调查工作提供了快捷有效的工具，而且为新的地质理论的产生提供了更多的机遇。物探、化探、遥感、测试分析、钻探等技术为考古、天然气水合物调查、土地和矿产资源的合理利用、生态环境问题的解决等开辟了新的途径。
考古地球物理探测技术及其应用
在秦始皇帝陵园采用了高精度重力法、高精度磁法、复电阻率法和瞬变电磁法等电磁测深法、直流/交流电阻率（激发极化）深测和剖面法、地质雷达法、弹性波法、土壤汞测量和壤中汞气测量法、核磁共振法、α杯法、地温测量和自然电位法等22种先进方法技术完成剖面测量。
探测发现地宫、墓室在封土堆之下，封土堆中存在细夯土墙和西向墓道，墓室中可能存在金属制品，墓室主体尚未坍塌、进水，给出了地宫开挖范围和深度、墓室大小的数据和墓室建筑材质的推断，认为阻排水渠的阻水效果目前仍然良好，封土堆南侧有一东西向砂砾石堆积带，以及对旁行三百丈和汞异常分布特点的新解释等12项。其中，封土堆下存在墓室、细夯土墙、西向墓道和地宫开挖范围、阻排水渠的阻水效果仍在、封土堆南侧存在砂砾石堆积等经验证已经得到初步证实。
筛选出了地球物理探测方法在探测地宫及其陪葬坑、陪葬墓及地面建筑遗址等方面有效方法技术的组合。
电法二维反演模型与洛阳铲探孔综合断面图
封土堆磁异常与细夯土墙钻探验证结果
地球化学填图的战略、方法、技术与应用研究
自1979年“区域化探全国扫面计划”正式实施到2005年底，填图已覆盖全国673万km2。中国有关地球化学填图的新理论、新战略、新方法技术已为全世界许多国家认可，许多国家已在中国指导下开展许多合作项目。
研制了高寒山区、干旱荒漠区、半干旱草原荒漠区等景观区的区域化探扫面方法；建立了39种多方法分析系统，采用以X荧光或等离体发射光谱分析为主体，配以原子吸收、原子荧光和极谱、离子选择电极，构成多元素多方法分析系统；研制了全国分析质量监控方案和标准物质，实现了对投入分析方法可选性监控、对不同分析批次间偏倚的控制、对图幅间省际间分析偏倚的监测；研制了金矿地球化学勘查新技术，针对超微细金，将金的检出限降至百亿分之二，从而圈定出有经济价值金矿床四周的数十至数百平方千米的区域性异常，从而扩大了找金的靶区。
中国地球化学景观分区图
中国铅地球化学图
中国及其毗邻海域航空磁力△T异常图（1:500万）
分析了全国493个航磁测区的基本情况；针对我国具体的地理、地球物理条件，面对实际数据和国家有关标准制定了合理的编图方案；它是迄今为止资料最新、最全、覆盖中国国土面积最大的航磁基础图件；采用的编图方法应用了航磁处理编图软件技术，其中最小曲率随机网格化方法、数字网格评价拼接方法等关键技术，保证了编图质量；编图过程全部数字化，编图方法有重大改进；形成了我国国土资源系统的一套完整的航磁测量数据。
装有航磁梯度测量系统的y-12型飞机
中国及其毗邻海域航空磁力△T异常图
贵州省国土资源遥感综合调查研究
利用遥感信息量大、成图快、多层次和宏观、综合的技术优势，应用遥感与计算机、地理信息系统等新技术，结合常规调查方法，开展了多学科综合性的国土资源调查，调查内容丰富。涵盖了贵州省资源与环境的主要方面，包括土地资源、矿产资源、水资源、森林资源、旅游资源、地质构造、地质灾害、水土流失、土地石漠化、地表水污染、气象灾害和重点地区——贵阳市城市用地现状、绿化现状、大气环境、水环境、声环境、生态景观以及典型地区——清镇市坡耕地调查等内容，基本查清贵州省国土资源及环境最新状况，编制了贵州省国土资源和环境系列图件及相应的研究成果报告，建立了贵州省国土资源基础信息系统。
2005～2006国土资源部科技发展报告
合成波段:TM 7.4.3(1998.117)遥感图
新型镶齿式金刚石钻头及工艺研究应用
研制成功具有独立自主知识产权的新型镶齿式金刚石钻头。对预合金化纳米级粉末进行研制，采用镶齿式钻头炉中自动焊接工艺，焊接了金刚石胎块表面存在的焊接层。新型镶齿式金刚石钻头具有大水口、高比压、高金刚石层的独特结构，将3种钻头制造方法（热压、无压、钎焊）集中于一体，使钻头对地层适当性增强，钻头寿命延长，机械钻速提高，从而节约了钻井成本，缩短了钻井周期，加快了资源勘探的速度；钻头胎块焊接强度高，解决了钻头制造中的关键难题，在深孔（井）钻进中未发生胎块脱落现象，保证了深孔（井）的安全钻进。
大陆科学钻探中使用的新型镶齿式金刚石钻头
海洋天然气水合物模拟实验研究
开展了天然气水合物模拟实验研究，建立了3 套具有完全独立自主知识产权的模拟实验装置，进行了海洋沉积物中水合物稳定条件、地球化学和地球物理特征的研究，为我国海域天然气水合物的勘探开发提供了基础参数和技术支撑。
水合物相平衡条件研究的主要实验室设备装置
金属矿地震方法技术研究
对金属矿勘查中的地震方法技术进行了系统研究，包括适合于金属矿地震探测的理论基础、数值模拟、野外数据采集、资料处理和综合解释技术等，在资料处理中，研制了一些适合于金属矿地震资料的处理软件。开展了地面地震层析成像的方法技术研究，根据地面地震层析反演的速度剖面，可直观地解释地层的构造形态、隐伏岩体和断裂构造的分布。
综合利用高分辨率地震剖面和地面地震层析速度剖面探测到了岩体内部的不均匀体；根据获得的地震剖面和钻孔资料，对钻孔之间矿体连接的方式进行了修正，对钻孔揭示的矿体进行了横向追踪，得出了能精细反映矿体分布和地质构造的地震地质剖面图；成功地利用地震散射波探测到了与块状硫化物金属矿有关的局部不均匀体，并得到钻探验证，研制了适合于散射波成像的地震处理软件；提出利用反射波探测控矿构造和隐伏岩体分布、利用散射波探测与块状硫化物金属矿有关的局部不均匀体的综合地震探测技术。
地面地震层析成像速度剖面图
某多金属矿区的高分辨率地震反射剖面
大型科学装备远程共享示范研究——离子探针示范系统
以计算机远程控制技术和公众宽带网技术为支撑，通过远程控制、远程数据采集和远程交互式协同研究的技术应用，最终构建大型离子探针质谱仪的远程操作与共享研究平台。项目实现了基于公共网络环境，实时远程控制离子探针质谱计，达到了亲临北京离子探针中心进行实验的效果，并能够满足多个科学家异地实时进行协同实验的需要。
项目组先后在湖北宜昌、巴西圣保罗大学建立远程工作站并取得圆满成功。2006年在成功实现离子探针远程共享示范系统的基础上，针对微束分析仪器的特点，研制出此类仪器远程共享的通用系统，逐步实现了离子探针类、电子探针类、激光探针类大型仪器远程共享，已经初步构建了以SHRIMP II、扫描电镜和MAT900三台仪器为核心的网络虚拟实验中心。
巴西圣保罗大学师生远程操作离子探针
中巴科学家远程交流
中国土壤生态地球化学基准值及数据库研究
研究区包括三江平原、松辽平原、黄淮海平原、长江三角洲平原、江汉平原、鄱阳湖平原、南阳盆地和珠江三角洲。利用元素相关关系法确定了适宜的采样深度（-150～-175cm）。在大约85万km2的研究区内，共采集土壤样品517件，定量分析测试了88项指标，其中包括76项化学元素指标、4项土壤理化性质指标、3项土壤粒级组成指标（粘粒、粉砂粒、砂粒）和5项土壤矿物组成指标（蒙脱石、水云母、高岭石、石英、长石）。
以样品分析测试数据为基础，分别统计出8个冲积平原和整个东部平原共9个统计单元内76个化学元素（包括氧化物）的土壤生态地球化学基准值和pH值、电导率、有机碳、H2O＋等4项理化指标的基准值。根据土壤粒级组成定量分析结果对我国东部平原区的土壤质地进行了分类。应用MAPGIS地理信息系统，构建了我国东部平原土壤生态地球化学基准值空间数据库，实现了基准值研究成果的可视化，并且通过数据库的形式将所有原始分析数据予以公开。
土壤生态地球化学基准值空间数据库界面
