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I 目录 我国成功钻获天然气水合物实物样品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯张洪涛（1 ） 我国地层工作和地层学研究的现状与发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王泽九（4 ） 城市地质调查⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯翟刚毅（1 2 ） 有关斑岩铜矿的几个问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯芮宗瑶（3 3 ） 国外若干典型矿床模型与应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯毛景文（5 9 ） 无机与有机分析技术领域的应用研究现状与发展趋势⋯⋯⋯⋯罗立强（1 2 5 ） 我国航空物探遥感技术进展与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯熊盛青 1 5 0 地球化学勘查技术现状⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 王学求 1 6 7 钻探工程新技术在地质调查工作中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯王 达（1 8 9 ） 矿产资源勘查中的地面物探新方法新技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯胡 平（2 0 9 ） 当代花岗岩研究的几个重要前沿 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 肖庆辉 （2 3 4 ） 前寒武纪地质学与全球构造研究进展简介 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 陆松年 （2 4 5 ） 深部找矿方法与实践 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯叶天竺（2 5 5 ） 多目标区域地球化学调查评价工程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 杨忠芳（2 8 9 ） 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 1 - 我国成功钻获天然气水合物实物样品 张洪涛 （中国地质调查局副局长、总工程师） 一、天然气水合物──人类的优质新能源 天然气水合物（g a s h y d r a t e ）是一种固态结晶物质，形似冰雪，可以像固体酒精一样直接被点 燃，亦称“可燃冰”。 天然气水合物形成于高压（大于 1 0 M P a ） 、低温（0 - 1 0 ℃）环境，主要赋存于地球上的两类地区 一类是水深大于 3 0 0 米的海底及海底以下数百米的沉积物内；另一类是陆地永久冻土带。 天然气水合物首次于 1 8 1 0 年由英国科学家在实验室发现， 其晶体为若干个水分子包裹着一个气 体分子 主要是甲烷气体 ，呈“笼型多面体”结构。其密度稍低于冰的密度，声波传播速度明显高 于含气沉积物及饱和水沉积物。 天然气水合物具有分布广、规模大、埋藏浅、能效高、污染低等特点，主要分布于世界各大洋 边缘海域的大陆坡、陆隆和盆地，以及一些内陆海和深水湖泊，在这些区域，沉积物发育，有机质 丰富，以甲烷为主的烃类气体来源充足，有利于天然气水合物生成。天然气水合物的热效率惊人，1 立方米的天然气水合物可以释放出 1 6 4 立方米的天然气，是一种优质的清洁能源。 预测全世界的天然气水合物，其天然气总资源量约为 1 . 8 ～2 . 1 1 0 1 6立方米，相当于全球已知 煤、石油和天然气的 2倍，是公认的石油、天然气之后最佳的接替能源。目前，全世界已经发现的 天然气水合物共有 1 0 0多处，大多数是通过对地球物理资料的解释确定的。其中部分由深海钻探计 划 D S D P 、大洋钻探计划 O D P 和综合大洋钻探计划 I O D P 等科学钻探予以证实，直接获取水合物样 品的有 2 4 处，包括海洋 2 2 处、陆地 2 处。美国东部的布莱克海台，水合物资源量高达 3 5 0 亿吨油 当量，能够满足美国未来 1 0 5 年的需要。加拿大温哥华岛外海域的水合物估计 1 0 0 亿吨油当量，可 满足加拿大未来 2 0 0 年的需要。日本仅四国岛南部海域蕴藏的水合物就有 7 4 亿吨油当量，可满足日 本未来 1 4 0年的需要。我国在管辖海域和陆地冻土带蕴藏有丰富的天然气水合物资源，初步估算我 国天然气水合物资源量非常可观，我国台湾主流媒体报道，其西南海域约 1 万平方公里海域的天然 气水合物，可供台湾使用 6 0 年以上。 有关天然气水合物的开发利用，是一道复杂的科学难题，一是有关形成机理、成藏理论及分布 规律，至今尚无成熟的理论；二是开发利用天然气水合物，必须解决与之相关的环境问题，甲烷的 温室效应是二氧化碳的数十倍， 天然气水合物中甲烷含量是大气中甲烷量的 3 0 0 0 倍， 如果开发不当， 有可能引起海平面剧烈变化、海底地壳变形以及全球气候变暖等负面效应，有待人类及早研究开采 对策；三是海底开采技术极为复杂，天然气水合物的温压变化、海水气化、深海钻探、海底运输、 水下电缆、海底生物物种保护等，构成了一系列复杂的技术难题。 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 2 - 二、全球勘查开发方兴未艾 美国天然气水合物的调查研究一直走在世界前列， 于 1 9 6 8 年在布莱克海台开展了天然气水合物 调查，1 9 9 5 年由 O D P 1 6 4 航次钻探获得了水合物样品；2 0 0 0 年美国参议院通过了天然气水合物研究 与开发法案，在前 5年提供经费 4 7 5 0万美元；美国能源部围绕天然气水合物的资源特征、开发、 全球碳循环、安全及海底稳定性四个主题，制定了长达 1 0 年 2 0 0 1 - 2 0 1 0 年 的详细计划；2 0 0 5 年美 国决定大幅度增加水合物调查研究和开发的资金投入。目前，美国已经将天然气水合物的勘探与开 发纳入其国家发展计划，并计划 2 0 1 5 年实现商业性试采。 加拿大在 2 0 世纪 7 0 年代开始陆地冻土带天然气水合物调查研究，1 9 9 2 年在马更些三角洲冻土 带钻探获取天然气水合物样品；1 9 9 8年与日本、美国合作在马更些三角洲钻探 M a l l i k 2 L - 3 8井， 采集到了大量天然气水合物样品；2 0 0 2 年与日本、美国、德国、印度等合作，成功地在马更些三角 洲进行了天然气水合物开发试验。 日本于1 9 9 5 - 1 9 9 9 年投入6 4 0 0 万美元， 实施勘探南海海槽区域海洋甲烷水合物的五年计划； 1 9 9 8 年和 2 0 0 2 年两次参与加拿大马更些三角洲水合物钻探和开发试验；1 9 9 9 年和 2 0 0 4 年两度实施南海 海槽水合物钻探，获得了天然气水合物样品；于 2 0 0 0年开始实施 “二十一世纪天然气水合物研究 开发计划 2 0 0 1 - 2 0 1 6 年 ”，已在日本海取到大量水合物样品，计划 1 5 年内实现商业性试采。 印度启动了天然气水合物研究开发 5 年国家计划，2 0 0 1 - 2 0 0 5年投资 5 6 0 0万美元，印度官方宣 布，其近海天然气水合物预计储量为 1 8 9 4 万亿立方米，是印度现有天然气资源的 1 9 0 0 倍；2 0 0 6 年 开展天然气水合物钻探，实际完成 3 2 个站位，在 1 个站位取到了天然气水合物样品。 韩国在 2 0 0 0 - 2 0 0 4 年设立了联合研究项目，开展了天然气水合物第一阶段调查研究；2 0 0 5 年启 动了“天然气水合物开发十年计划”， 2 0 0 7年 6月韩国官方宣布，在中国之后成功采集到天然气 水合物实物样品，计划在 2 0 1 5 年实现商业性试开发。 三、中国的科学计划取得重大进展 二十世纪 9 0 年代初，原地质矿产部及有关科研院所、大专院校开展了天然气水合物信息搜集、 前期研究及合成试验。 1 9 9 6年，原地质矿产部首次设立 “西太平洋天然气水合物找矿前景与方法调研”、“中国海 域天然气水合物勘测研究”等研究项目，由中国地质科学院矿产资源研究所、地质矿产信息研究院、 广州海洋地质调查局等单位承担，对水合物在世界各大洋中的形成、分布及其在地质灾害和全球气 候变化等方面的影响进行了初步研究，明确指出我国近海海域具有天然气水合物成藏条件和资源远 景。 1 9 9 8 年， 国土资源部成立， 启动了南海北部陆坡天然气水合物资源调查与评价的立项论证工作， 目标锁定在我国南海北部陆坡。与此同时，在国家 8 6 3计划的支持下，中国地质科学院、广州海洋 地质调查局、中科院地质地球物理研究所等开展了海底天然气水合物资源探查的关键技术的前沿研 究。 1 9 9 9 年，国土资源部在“新一轮国土资源大调查”中安排了专项经费，连续两年在南海进行了 天然气水合物资源调查，完成多道地震测量 1 5 2 3 . 4 9 公里、海底多波束地形测量 7 0 3 . 5 公里以及海 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 3 - 底表层地质采样 1 5个，首次发现了天然气水合物存在的重要地球物理标志似海底反射 B S R 、 反射振幅空白 B l a n k i n g Z o n e 、B S R 波形极性反转以及速度异常等，发现了与水合物相关的地球化 学异常标志、碳酸盐岩结壳等，初步确认了天然气水合物的存在。 2 0 0 2 年，中国海域的调查工作正式启动，由中国地质调查局主持，参与具体工作的单位有广州 海洋地质调查局、青岛海洋地质研究所、中国地质科学院、中国地质大学、南京大学、国家海洋局 第一研究所、第二研究所、第三研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、中石化、中海油等。 迄今，共出动了 6 艘调查船，实施了 1 8 个航次，在综合分析地震、地质、地球化学等信息基础上， 建立了以天然气水合物成矿地质条件、地球物理特征、地球化学特征和矿区规模四个基本要素构成 的“综合评价体系”，利用模糊数学方法对水合物富集区进行定量评价和优选，圈定了目标靶区， 结果表明，南海北部陆坡天然气水合物的预测远景资源量十分乐观，有望超过上百亿吨油当量。 2 0 0 7 年 4 月 2 1 日至 6 月 1 2 日，中国地质调查局在南海首次实施天然气水合物钻探工程，完成 钻探站位 8 个，取心孔 5 个，成功取得天然气水合物实物样品，现场工程包括钻探、电缆测井、取 芯、原位温度测量和孔隙水取样、现场测试分析等，并在现场对获得的岩芯作了 X - 射线影像、红外 扫描、孔隙水地球化学、气体组分等 1 8 项测试分析。 钻探工程确认，我国海域赋存有丰富的天然气水合物，并发现了一种高饱和度、均匀分散状水 合物的新类型。含天然气水合物的层段，水深 1 1 0 5 - 1 2 4 5 米，位于海底以下 1 8 3 - 2 2 5 米，水合物饱 和度 2 0 - 4 8 ，含水合物沉积层厚度达 1 8 - 3 4 米，气体中甲烷含量 9 9 . 7 - 9 9 . 9 ，区域分布面积约为 1 5 平方公里，质和量都十分优越。这是我国继美国、日本、印度之后，第 4 个通过国家级研发计划 采到水合物实物样品的国家。与此同时，我国初步建成了海洋天然气水合物模拟专业实验室和三套 模拟实验装置，试验合成了天然气水合物。 四、展望 天然气水合物只有在低温高压条件下才能稳定，主要采用热解法、减压法、注入化学试剂法等， 技术非常复杂，成本也较高，开发利用天然气水合物，必须做到技术上切实可行，经济上有利可 图，环境上不能有害。笔者认为，从全球讲，商业性开发的困难比国外预期的要大得多，近期难以 实现。但目前全球化石能源的紧张局势，将是天然气水合物研究、开发、利用的推进剂。 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 4 - 我国地层工作和地层学研究的现状与发展 王泽九 （中国地质科学院） 一、概述 地层就是地壳表层的一部书，它记录和保存了地球 4 5 亿年以来的发展和演化历史的事实。地层 学就是研究这部书的每一页的时代、物质组成、区域展布、演化历史和相互关系的科学。地层是一 切地质工作的基础，它蕴藏了各种丰富的矿产资源，我国已发现的矿产 1 6 8 种，矿产地（点）2 0 余 万处都与地层有关。又是地下水、油气资源储藏和运移的通道。广义来讲它包含了沉积岩、变质岩 和火成岩，狭义来讲，它只包括沉积岩变质岩和火山沉积岩。 2 0 0 0 年 5 月 2 7 日温家宝副总理在第三届全国地层会议上讲话指出 “地层学是地质科学奠基性 的重要学科，地层工作对区域地质调查、矿产资源勘查、地质环境评价以及国土灾害监测都是必不 可少的基础工作。自 1 9 世纪上半叶初创以来，地层学经历了从‘统一地层’到‘多重地层’的发展 阶段，始终支撑着地质科学向前发展。在新的世纪，地层工作和地层学应当有新的发展，为服务经 济建设，为繁荣地球科学做出更大的贡献” 。 温家宝总理的这段讲话，对地层学、地层工作的历史、任务、学科发展和今后工作重点做了全 面概述，为我国今后的地层工作指出了方向。 我国地层工作的发展有三个重要的阶段，第一就是 1 9 5 9 年召开的全国第一届地层会议，这次会 议对我国近百年来的地层学工作的发展做了全面的总结，并出版了我国第一部地层总结，由尹赞勋 第一次提出了中国地层规范草案，从而搭起了我国地层工作的框架；第二阶段，是 1 9 7 9 年召开的全 国第二届地层会议，这次会议由中国地质科学院地质研究所负责编写出版了中国地层，由中国科学 院南京地质古生研究所负责编写出版了中国区域地层对比表及说明书，对我国从第一届全国地层会 议以来的地层工作和地层学的发展做了全面总结，会议通过了新编篡的“中国地层指南及中国地层 指南说明书” ；第三阶段是 2 0 0 0年召开了第三届全国地层会议，这次会议在会前由全国地层委员会 组织立项，对全国岩石地层单位名称进行了清理，编篡写了我国第一部系统的从太古宇至第四系的 “中国地层典”共十五本，中英文出版；同时由地矿部直管局对全国地层名称进行全面清理，出版 了“中国岩石地层辞典” ；并修订出版了“中国地层指南及中国地层指南说明书” ，这次修编的指南 及说明书除在原“指南”所制定的地层分类与划分原则基础上，参照国际地质科学联合会地层分类 分会和国际地层委员会修订的国际地层指南 （1 9 9 4 ）并结合我国近 2 0年来在地层分类研究和实 际应用方面所取得的成果，新增加了磁性地层极性单位划分原则及相应的术语；对原有的岩石、生 物和年代地层单位的论述也做了全面的修订和补充。根据我国地层发育的特点，在“岩石地层单位” 一章中，新增加一些特殊岩石地层单位的内容；在“生物地层单位”一章中，就有关生物地层单位 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 5 - 的类型等级划分及其含义方面补充了较多的内容；对“年代地层单位”一章做了较重要的修改和补 充，特别突出强调了建立全球层型剖面和层型点（G S S P ）在研究年代地层单位划分中的重要作用。 此外还增加了一章“其它地层单位和地层研究方法” 。对目前和将来有重要发展和应用前景的地层学 的新生长点，如层序地层、事件地层和重要研究方法的定量地层、化学地层等给予介绍和阐述，该 书于 2 0 0 1 年出版。特别应指出的是，该修订版指南中附有由中国地层委员会组织各分委员会委 员及工作组专家经过多次会议研究共同编制完成的“中国区域年代地层（地质年代）表” ，该表是一 项重大成果，表中自震旦系至第四系系统建立了 1 0 2 个阶的年代地层单位，其中海相 5 0 个阶和陆相 5 2 个阶，虽然这些阶的定义和界线层型还远未成熟或还未达到地层规范的要求，但第一次通过全国 的地层学专家协商共议提出我国地层的 1 0 2个阶，这是一个巨大的进展和发展，有人讲这是地层学 发展的一个里程碑。在此基础上，全国地层委员会又于 2 0 0 0 - 2 0 0 4年组织编写了“中国区域年代地 层（地质年代）表说明书” ，对指南中所列 1 0 2 个阶的定义根据现有资料做了说明，以便应用。 二、地层学研究发展趋势和建阶研究 （一）随着地层工作和地层学的发展，地层研究逐步形成了三个主要的传统的分支学科，即年 代地层学、岩石地层学和生物地层学。2 0世纪 5 0年代以后，地层学研究手段的发展和研究内容进 一步扩大，已由多重综合地层向精细地层发展，地层学的分支学科越来越多。 1 ．年代地层学是把地层从老到新划分成若干地层单位，以说明地质历史的学科，与地质年代 学密切相关。年代地层学以年代地层单位（宇、界、系、统、阶、时代）为其主要研究内容。 2 ．岩石地层学主要研究地层岩性特征的学科。主要根据岩性进行地层的划分与对比；研究地 层的岩性、岩相特征与古地理、古气候的关系；研究地层的形成与构造环境演变的关系。 3 ． 生物地层学 主要研究生物化石的时空分布、 地层形成发育规律和确定地层相对时代的学科。 它的研究与古生物学、地质年代学等密切相关。生物地层学这一术语是比利时学者 L . A . M . J . 多洛于 1 9 0 4 年指出的， 意指用古生物学方法研究地层。 根据生物进化不可逆性和阶段性， 可进行地层对比， 确定地层相对时代。 4 ．磁性地层学应用古地磁学的理论和方法研究地层的学科。又称古地磁地层学。地层的岩石 磁性可作为岩性划分的依据，以及利用天然剩磁可确定地层形成时古磁极的位置和正、反方向等， 可作为全球性对比和古大陆位置再造的依据。 5 ．事件地层学利用地质事件来对比地层和确定地层界线的学科。地层构架由一系列缓慢渐变 过程和短暂的突变或灾变事件组成，而突变或灾变事件在地层研究中有特殊意义。地质事件一般分 地内事件和地外事件。地内事件包括生物绝灭、地磁极性倒转、海平面升降、地壳运动等；地外事 件包括陨星和彗星撞击地球、超新星爆发、太阳辐射强度变化等。 6 ．地震地层学以反射地震资料为基础，进行地层划分对比、判断沉积环境、预测岩相岩性的 学科。地震地层学研究主要用于各种沉积矿产，特别是油气资源的调查勘探。 7 ． 层序地层学 研究利用由间断面分开的、 由沉积体系构成的地层层序划分和对比地层的学科。 8 ．同位素地层学利用放射性同位素测定岩石生成年龄，为年代地层系统提供年龄标定数据， 称为地质测时学或地质纪年学。 9 ．化学地层学依据地层中化学元素含量分布特征，进行区域地层的对比；也可利用不同时代 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 6 - 化学元素含量的变化，推断地球化学环境演变的规律。 1 0 ．生态地层学主要从事古生物生态环境的研究，与沉积环境研究相结合，使生物地层学的 研究有了明显的提高。 1 1 ．定量地层学是指利用计算技术对地层的各种信息数据进行处理 使用较多的是用化石群的 统计分析 ，以优化地层的划分和对比，提高生物地层学的研究精度。 （二）地层学的建阶研究，是年代地层学的一项长期而艰巨的立典性基础研究工作。在国际地 层委员会主持下，从上世纪 7 0 年代开始，按断代组织各国专家开展了从寒武系至第四系的系统建阶 研究， 目的是建立起全球统一的地层划分、 对比的统一标准。 至 2 0 0 4 年国际地层委员公布的新版 国 际地层年表 （表 1 ）显示，除震旦系（埃迪卡拉系）中、下寒武统上部、下奥陶统上部、中奥陶统 下部和上奥陶统中、下部，顶志留统和第四系等少部分断代尚未完成建阶工作外，显生宙其它断代 均已完成建阶工作，完整的阶的序列框架已基本形成，至今共建 8 2 个阶。 近十余年来，根据新版国际地层指南关于建阶的要求，一个阶必须以其底界的界线层型（即 G S S P ）来定义，即在阶的底界界线处确定一种或几种具有等时和广泛对比意义的初现化石属种或事 件标志作为定义该阶的识别标志。据此，国际地层委员会及其下属各断代分会集中开展了全球有关 阶、统、系的 G S S P 的研究和确认工作。截止目前，在国际地层表 （表 2 ，国际地层年表 2 0 0 7 ） 中已建的 8 2 个阶中，已有 5 3 个 G S S P 被国际地层委员会和国际地质科学联合会批准确认，尚有 2 9 个， 加上尚未建阶的 6 个， 共 3 5 个 G S S P 尚未建立， 目前正在抓紧研究。 国际地层委员会要求在 2 0 0 8 年要全部完成。 我国的建阶工作，在过去较长一段时期内未引起足够的重视。只有少部分专家在局部的一些层 段（如寒武系、奥陶系、泥盆系等）进行了一些初始的建阶工作。基本上都是根据生物组合直接由 岩石地层单位转换而来。对于全国性的建阶工作缺乏统一的组织和规划，没有统一的标准，致使所 建阶的定义不清、标准不一致，而且随意性很大，甚至存在同一层位由于不同专家研究，命名各不 相同，含义也不尽相同，造成“混乱”局面。显然，过去所建的一些“阶”离指南的建阶要求 差距较大，难以成为全国统一的地层划分对比标准。 2 0 0 0 年 5 月第三届全国地层会议前，在全国地层委员会的主持下，完成了我国首次系统建阶工 作（从震旦系第四系） ，编制完成了中国区域年代地层表 （表 3 ） ，其中共建立了 1 0 2个阶（包 括陆相沉积区） 。在中国区域年代地层（地质年代）表确定的 1 0 2 年阶中，海相地层区 5 0 个， 陆相地层区 5 2 个。为了迅速提高表中各阶的成熟度，从 2 0 0 1 年开始，在中国地质调查局的支持和 经费资助下，由全国地层委员会主持，开始了系统的建阶和界线层型研究。通过中国主要断代地 层建阶研究到 2 0 0 5 年底已完成四个阶段的任务，对我国 5 0 多个阶的地层建阶和几条具有重要国 际意义的界线层型确立进行了认真研究， 其层型和界线层型已被逐步完善和重新厘定， 已出版了 “中 国主要断代地层建阶研究学术论文与项目工作文件” 。书中收集了项目执行过程中发表的论文和文 件，项目报告已在出版社印刷中。自 2 0 0 6 年又安排了新的一批项目共涉及了 3 0 多个阶，相信这些 工作的完成和出版必将在地质调查工作中得到广泛应用，产生了良好的社会效应，促进了社会经济 的发展。 中国区域年代地层 （地质年代） 表Ⅰ- Ⅱ中加重点 号的都是已完成或已安排建阶研究的阶。 值得高兴的是，经过广大地层学家的共同努力，一批全球界线层型剖面和点已有六颗金钉子 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 7 - （G S S P ）在中国建立，如湖南寒武系芙蓉统排碧阶底界、和湖南古丈罗依溪剖面的寒武系第七阶 的底界、湖北宜昌地区中/ 下奥陶统全球界线层型（即大湾阶底界） 、上奥陶统顶部赫南特阶全球界 线层型、浙江江山黄泥塘中奥陶统达瑞威尔阶底界、浙江长兴煤山上叠乐平统长兴阶底界的全球界 线层型以及二叠系- 三叠系界线层型（“金钉子”）以及广西来宾蓬莱滩乐平统底界（即吴家坪阶底 界）界线层型。以及即将通过的石炭系杜内维宪阶界线也将落户中国广西。浙江江山礁边全球寒 武系第九阶界线层型剖面也有可能落户中国。在陆相地层建阶研究我国已有好的起步，争取能对国 际地层表做出较大的贡献。 三、我国当前地层工作和地层学研究存在的主要问题 由于我国国土广大，各地地层研究程度不均衡、地层划分与对比的精度不够统一和新的地层学 研究方法应用的不足，我国目前所建立的地层单位按国际通用的原则标准进行衡量，许多未达国际 标准和精度、地层单位定义不够清楚、缺少大区域的可比性，严重影响了地质科学研究、教学和地 质调查及矿产资源的勘查与开发工作的开展，一些重大地质问题长期争论不休的主要原因之一也是 缺少可靠而充足的地层古生物证据和地层层序不清。具体讲当前我国地层工作和地层学研究面临以 下几个方面的问题，需加大投入，进一步加强工作。 （1 ）继续加大投入完善我国地层的建阶工作，全国第三届地层会议确定的区域地层表中列了 1 0 2 个地层阶级单位，绝大部分定义不够明确，在中国地调局支持下， “中国主要断代地层研究项目 虽然对已建阶的 2 / 3进行了初步厘定，但离规范要求的定义还有相当差距，必须加大力度，继续支 持，把这项工作做好。随着地质调查和研究工作的深入发展，必将会有新的问题出现。今后应做为 一项立典工作的长期任务来做，不断完善建阶工作和地层学发展的需求。 （2 ）按目前国际地层委员会关于层型选择的要求，全球层型剖面和点位（G S S P ）研究主要集中 于层型剖面界线的“点”上，对剖面的研究不够，强调了连续和过渡，忽视了间断和事件，对层型 剖面和点位的区域的对比、纵向变化和如何在地质调查中广泛应用注重不够。特别从我国地层研究 的实际需要考虑国际地层表中已列 8 2 个阶的金钉子，在我国落户最多也不会超过 1 0 个，这样从国 际地层表讲还有 7 2 个不在中国，从我国地层表已列 1 0 2 个阶中也还有 9 2 个不是国际金钉子，而在 区域地质调查工作中，直接接触的是岩石地层剖面，也就是用岩石地层剖面层型进行划分地层和对 比。所以今后必须在重视“G S S P ”的同时，加重对岩石地层层型剖面的研究。 （3 ）不同地层区系之间地层系统的对比和不同沉积相区之间地层的对比仍存在许多问题。特别 是东部和西部地区地层学研究发展不平衡，东部地区研究基础较好，属于立典和深化研究阶段，西 部地区研究基础较差，处在建立地层格架和扫除空白研究区阶段，特别是造山带地区地层学工作理 论与方法研究需要进一步加强。 （4 ）对前寒武系的研究应继续加强。建阶研究主要是指显生宙，而属隐生宙的前寒武系地层的 研究也必须加强，这里有两个问题，一是早前寒武系的研究，正确划分古老花岗岩和由深变质作用 形成的深溶花岗岩或混合花岗岩的问题，重视恢复地层框架和古元系的地层格架，对晚前寒武系研 究主要是修正完善地层柱即地层格架问题，如蓟县剖面，下马岭年龄问题，南华系底界问题等。 （5 ）重大地层问题和重要成矿区带的含矿地层的研究，这一直是科研、院校和地质填图中经常 遇到而又必须解决的问题，特别是当前国家对资源需求量大的情况下更应重视，但在市场经济条件 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 8 - 下，往往是见树不见林，只重眼前，忽视长远。 （6 ）新的地层学理论、概念和研究技术与方法的研究及应用严重滞后。随着社会对地层学研究 的需求，通过地层学与数学、地球化学、地球物理等学科的结合，产生了一些重要的地层学研究分 枝，如定量地层学、化学地层学、事件地层学、动力地层学、旋回地层学等；国际上已成立了一 些相关的研究机构，我国在这些领域有的已经开展研究还更多的处于探索和起步阶段，需要加强多 重地层和精细地层的对比研究。 （7 ）地质年表信息系统、地层数据库中心、地层指南和地层学规范的补充和修改等地层学信息 服务系统不够健全，地层资料数据共享欠佳，地层学工具的应用和推广有待进一步加强。 （8 ）正确的使用和命名岩石地层单位名称。我国见于各种文献的岩石地层单位名称有 1 3 0 0 0 多 条。而收入由全国地层委员会主编的 2 0 0 0 年出版的中国地层典中只有 3 5 0 0 余条，而由原地质 矿产部直管局（中国地质调查局前身）主编的“中国岩石地层辞典”收入了 1 0 7 0 4条。最近由全国 地层委员会主编的中国岩石地层单位名称大全共收入 1 3 0 0 0条，基本上把已有文献的地层名称 基本收全了，这三本书都是工具书，目的是想解决一个问题，就是要统一规范岩石地层单位名称的 使用和命名，避免一词多用和重复命名。希望大家在工作中严格按地层指南的要求去命名新的地层 名称。 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 9 国际地层表（2004） 表 1 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 10 表 2 国际地层表（2007）显示了已经确定的各阶的“金钉子” 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 11 中国区域年代地层表共 102个阶（包括陆相沉积区） 表 3 ●表示中国主要断代地层建阶研究已研究及正在研究的阶 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 12 - 城市地质调查 翟刚毅 （中国地质调查局基础调查部） 城市作为政治、经济、文化和社会信息的中心，是人口和现代工业集中的地区，在国家经济建 设和社会发展中发挥着相当重要的作用。城市地质调查是一项服务于城市可持续发展的前瞻性、基 础性、公益性地质工作。 城市地质调查为城市规划、建设、管理和防灾预警提供科学的地质数据支持，为城市的可持续 发展提供资源和环境的保障。因此，开展城市地质调查是贯彻科学发展观的一项具体实践，也是地 质工作主动地为国家经济建设服务，践行“两个更加”的指示精神，努力实现地质工作的根本转变 的重大举措。 城市地质调查是一项服务于城市可持续发展的前瞻性、基础性、综合性地质调查工作，具有学 科和手段的综合性，内容的全面和系统性，服务的广泛性和成果的数字化、立体化等特点。 一、必要性与重要意义 1 、必要性 随着我国经济的迅速发展和全球一体化，城市化进程不断加快，城市人口增加、规模不断扩大， 城市建设也由平面开发转向空间立体开发。城市对资源、能源、环境和空间的需求日益增大，城市 灾害和生态恶化不断加剧，使之资源短缺、环境质量降低等一系列城市地质问题日益突出。为了在 这种条件下实现社会经济的可持续发展，需要对包括土地、水、建材、矿产等地质资源等在内的多 种自然资源作出科学的评价，使之能以环境损害最小的方式得到合理开发利用。同时随着城市建设 的快速发展，如地面沉降、地裂缝、地面塌陷、地下水资源衰竭，地下水污染、土地沙化、土壤液 化等城市地质灾害及环境恶化对城市安全造成了危害，严重制约了城市的可持续发展，已成为影响 和制约城市社会和经济发展的重要因素，引起了国家领导人的高度重视。开展城市地质调查是城市 规划、建设和可持续发展的一项十分重要的基础性工作，是落实科学发展观，实现全面建设小康社 会这一宏伟目标的重要保障。 （1 ）城市规划迫切需要地质信息的支撑 目前我国正处于经济快速发展和城市化发展过程的初期，为适应社会经济发展的需求，正在开 展全国新一轮城市规划修编，迫切需要地质信息的支撑。 （2 ）城市地质灾害及环境恶化对城市安全造成严重危害 由于人类活动和城市建设的推进，打破了城市地质环境原有的平衡，城市地质环境受到的影响 和压力与日俱增，与城市土地利用、资源开发、废物处置、环境保护、灾害防治和生态地质等有关 的地质问题日渐突出，直接影响和制约着城市的可持续发展、人民的生活质量和社会安全保障，并 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 13 - 引发了以地质灾害为主的许多城市地质问题。如城市工程建设的加载和开挖，使工程设施产生沉降、 位移乃至失稳；超量抽取地下水，造成城市地下水水位下降，水资源枯竭，进一步造成地面沉降、 岩溶塌陷、地裂缝等地质灾害。城市废弃物（如工业废水、生活污水、工业垃圾、建筑垃圾和生活 垃圾）的无规律堆置和排放，造成了城市土壤、水体和环境的严重污染和恶化。城市地下空间不合 理开发，给城市建设造成严重安全隐患等等。因此，为有效的预防、治理城市地质灾害，保障城市 的安全，需要地质信息提供科学依据。 （3 ）城市管理需要多方位、综合性、数字化地质信息支撑 城市管理越来越依赖于各种信息的支持，特别是随着城市现代化建设和可持续发展，城市管理 的快速反应能力迫切需要强有力的城市地质信息数据作为基础。通过高精度的地质调查与研究，获 取丰富的城市地质信息， 利用现代信息技术和手段建设三维可视化的城市地质地理信息与服务系统， 为政府和社会搭建城市地质信息的快速反应平台， 以满足城市管理对城市地质信息不断增长的需求。 （4 ）满足城市开发和利用地下空间的需要 开发利用地下空间资源，向地下发展已是必然的趋势。近年来，随着城市现代化水平的提高， 城市地下空间开发利用取得了较快发展。工业发达的美国、俄罗斯、日本、瑞典等国已在开发利用 地下空间。我国上海、北京、广州等大城市正在开发以地铁为主的地下空间。随着城市建设高速发 展，开发利用地下空间已成为未来可持续发展的需要。地下空间的开发利用对于发挥城市的集聚效 应，促进经济发展，改善城市环境，提高城市的防灾抗毁能力起到了积极的作用。 （5 ）满足社会公众日益增长的城市地学信息需求 随着全社会环保意识的加强和城市投资环境的改善，越来越多的政府管理者、投资者和市民把 目光集中在地质环境的好坏和地质条件的变化上，更加关心所在地区的地质环境，了解城市有关地 质信息的愿望越来越强烈。投资商已将投资地区的地质环境、地下水情况和土壤地球化学状况作为 投资环境优劣的评估内容。有些市民将住宅区及周边的地质稳定性和地质环境作为选房的依据。 （6 ）满足城市信息化管理和信息共享的需要 “ 数字城市“ 是当前研究的热点问题. 数字城市的研究和建设将满足城市可持续发展的信息共享、 综合决策、技术集成的需求, 是一个理想的平台. 随着城市地质调查工作的不断深入，城市地质数据 随工作程度的提高急剧增加，数据类型越来越复杂，数据结构越来越多样。但以纸介质作为载体的 地质信息的存贮方式，限制了地质信息的进一步开发、应用和实时更新。建立城市地质数据库和三 维可视化城市地质信息管理与服务系统，可以快速的检索、交换和共享地质信息，来满足政府部门 管理和决策的需要，实现与城市规划、建设、管理有关部门的信息共享，适时地为新城镇规划、重 大工程选址与前期设计、地质灾害防治提供所需的各类地质信息数据，为城市规划、建设与管理工 作直接报务。 2 、重要意义 开展城市地质调查的重要意见在于 （1 ）为城市社会经济可持续发展提供全方位的地学信息服务 开展城市地质调查，可以为城市规划设计和建设实施、优选城市布局和城市管理，提供全方位 系统的地质资料和科学依据。城市地质调查与评价的成果可以让城市规划与决策人员更全面考虑城 中国地质调查局 2008 年全国地质调查院（所）总工程师培训班教材 - 14 - 市地质资源与环境信息；有利于保证城市建设发展和地质环境保护的协调，达到城市可持续发展的 目标；可以合理有效地利用城市土地，提高城市土地利用率。 （2 ）为城市规划、建设与管理工作提供数据化的地质工作平台 城市地质调查项目的实施，将通过不同精度地质调查和综合数据集成，取得丰富的地质信息与 成果。三维地质数据管理与应用系统的建立，将实现与城市规划、建设、管理有关部门的信息共享， 可以适时地为新城镇规划、重大工程选址与前期设计、地质灾害防治提供所需的各类地质信息数据， 为城市规划、建设与管理工作直接报务。 （3 ）提高城市防灾减灾的能力，保障城市基础设施的安全运营城市地质调查成果可以进一步提 高城市防灾减灾的能力，促进城市社会经济的可持续健康发展。保障城市基础设施的安全运营。 二、国内外现状 （一）国外现状 早在 1 8 6 2 年，奥地利地质大师 E d u a r d S u e s s 就研究了维也纳市的地质条件对居民生活的影响。 编写了维也纳市地质 。该书是已知最早的综合评价城市地质条件对城市居民生活影响的第一本专 著。 到上个世纪 6 0 、7 0 年代，欧美发达国家开展了比较系统的城市地质工作。上个世纪 8 0 年代中 期以来，亚洲各国在 E S C A P的推动下，对城市地质工作的重要性认识逐渐提高，各国地质调查机构 纷纷开展了与城市地质相关的工作。近十年来，随着现代计算机技术的高速发展，英国、美国、加 拿大等针对地学资料在城市规划与管理运用中存在的突出的问题，先后开始了新一轮的城市地质调 查，不但对原有地学数据进行了更新，而且更加注