淺析地質(zhì)科學(xué)研究與區(qū)域地質(zhì)調(diào)查

王悅

摘 要：地質(zhì)學(xué)是研究地球內(nèi)部構(gòu)造、巖層分布以及礦物組成的一門自然實(shí)用科學(xué)，通過(guò)地質(zhì)科學(xué)研究，能夠了解和掌握地球在漫長(zhǎng)的演變與發(fā)展過(guò)程中的規(guī)律性，準(zhǔn)確判定礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量以及分布情況，同時(shí)，為基礎(chǔ)建設(shè)以及預(yù)防區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害提供了參考數(shù)據(jù)。近年來(lái)，隨著地質(zhì)勘測(cè)水平的不斷提升，我國(guó)的地質(zhì)科學(xué)研究領(lǐng)域取得了階段性研究成果，尤其在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作當(dāng)中，探尋到大量的地下礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量，為我國(guó)的國(guó)防事業(yè)、工業(yè)發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作出了積極貢獻(xiàn)。因此，本文將結(jié)合質(zhì)科學(xué)研究的現(xiàn)實(shí)意義與研究范疇以及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法展開(kāi)全面論述。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)科學(xué);研究意義;礦產(chǎn)資源;區(qū)域地質(zhì)調(diào)查

中圖分類號(hào)：P622;P5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0240-02

1 地質(zhì)科學(xué)研究的現(xiàn)實(shí)意義

1.1為資源尋找、勘探、開(kāi)采提供參考依據(jù)

石油能源、礦產(chǎn)資源、水資源以及土地資源是人們賴以生存的自然資源，而這些資源的尋找、勘探、開(kāi)采都需要地質(zhì)科學(xué)研究數(shù)據(jù)的支撐，才能準(zhǔn)確探明各種資源的儲(chǔ)量與具體的分布范圍。另外，對(duì)頁(yè)巖氣、煤層氣等新能源的勘測(cè)和開(kāi)發(fā)，也需要地質(zhì)科學(xué)研究成果的支持，由此可見(jiàn)，地質(zhì)科學(xué)與人們的生活息息相關(guān)，同時(shí)，也為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)提供了源源不斷的動(dòng)力保障。

1.2為城市建設(shè)提供理論指導(dǎo)

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程的逐年加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也在如火如荼地進(jìn)行當(dāng)中，比如城市地鐵工程、高層民用建筑、地下管網(wǎng)工程等，都需要事先了解和掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、土壤類型以及地下水位等信息，而這些信息都屬于地質(zhì)科學(xué)的研究范疇。因此，地質(zhì)科學(xué)研究為城市建設(shè)與各種大型工程提供了重要的理論指導(dǎo)[1]。

1.3為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)與預(yù)防提供理論支持

地質(zhì)災(zāi)害主要包括地震災(zāi)害、火山噴發(fā)災(zāi)害、泥石流災(zāi)害、滑坡災(zāi)害以及水地流失災(zāi)害等，這些地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。僅以2010年8月7日在甘南藏族自治州舟曲縣城東北部山區(qū)發(fā)生的特大山洪地質(zhì)災(zāi)害為例，泥石流長(zhǎng)約5km，平均寬度300m，平均厚度5m，總體積750萬(wàn)m3，流經(jīng)區(qū)域被夷為平地。截至2010年9月7日，舟曲8·7特大泥石流災(zāi)害中遇難1557人，失蹤284人。為了防患于未然，將地質(zhì)災(zāi)害損失降到最低點(diǎn)，根據(jù)地質(zhì)科學(xué)研究提供的數(shù)據(jù)可以事先制訂精準(zhǔn)有效的防控措施，也可以提前發(fā)生災(zāi)害預(yù)警，提醒災(zāi)害發(fā)生地的居民迅速采取撤離等措施。

1.4改善自然環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧相處

地球是人類賴以生存的家園，雖然近年來(lái)，各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，但是地球結(jié)構(gòu)層中蘊(yùn)含的豐富礦產(chǎn)資源，為人們的生產(chǎn)生活提供了源源不斷的資源保障。另外，一些審美價(jià)值高、藝術(shù)氣息濃的地質(zhì)景觀成為炙手可熱的旅游景觀，比如丹霞地貌、雅丹地貌、喀斯特地貌以及第四紀(jì)冰川遺跡等。這些景觀是當(dāng)?shù)刂匾穆糜钨Y源，每年都會(huì)有成千上萬(wàn)的觀光者前來(lái)感受自然界偉力創(chuàng)造的杰作。因此，地質(zhì)科學(xué)研究工作為改善自然環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧相處方面作出了重要貢獻(xiàn)。

2地質(zhì)科學(xué)研究范疇

地質(zhì)科學(xué)研究范圍廣，涉及相關(guān)學(xué)科多，但歸結(jié)起來(lái)，研究范疇主要包括以下三方面內(nèi)容，即：地層與古生物學(xué)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及礦床分布規(guī)律。

2.1地層與古生物學(xué)

在研究地層與古生物學(xué)的同時(shí)，可以兼顧考慮同位素年代學(xué)以及痕跡化石等方面內(nèi)容。在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，調(diào)查核心往往集中在每一種地層類型所處的時(shí)代上面，比如前寒武紀(jì)地層、火山巖與變質(zhì)巖這些化石含量較少的地層，可以通過(guò)對(duì)比分析的方法為地質(zhì)科學(xué)研究提供有力證據(jù)。

在分析研究過(guò)程中，如果牽涉到沉積巖石學(xué)，地質(zhì)勘查人員可以對(duì)研究區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成歷史、巖石的沉積形式以及巖相古地質(zhì)構(gòu)造的形成機(jī)理進(jìn)行深入探討。在分析研究火山巖時(shí)，選擇的研究區(qū)域應(yīng)當(dāng)集中在一些典型的成礦區(qū)域，并通過(guò)模型構(gòu)建的方法，創(chuàng)建一個(gè)可視化、清晰化的地質(zhì)巖層模型，借助于模型可以準(zhǔn)確判定出這一歷史時(shí)期的巖石結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性、成礦屬性等要素[2]。在分析研究變質(zhì)巖時(shí)，可以對(duì)變質(zhì)相系、雙變質(zhì)帶以及變質(zhì)相組進(jìn)行系統(tǒng)分析，這樣能夠?yàn)樽冑|(zhì)巖原巖的恢復(fù)工作提供有力依據(jù)。為了使地質(zhì)科學(xué)研究數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，研究過(guò)程更加嚴(yán)謹(jǐn)，地質(zhì)勘查人員可以收集整理大量的不同區(qū)域的沉積巖、火山巖的地質(zhì)作用與成礦方面的信息，為解開(kāi)地球內(nèi)部構(gòu)造之謎提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

2.2地質(zhì)結(jié)構(gòu)

地質(zhì)結(jié)構(gòu)作為地質(zhì)科學(xué)研究的主要對(duì)象，可以著眼于地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的微型構(gòu)造、韌性剪切帶以及裂陷構(gòu)造等典型的區(qū)域?yàn)檠芯恐匦?，并熟練掌握地球巖石圈的內(nèi)部構(gòu)造、大陸邊緣構(gòu)造以及全球構(gòu)造的相關(guān)理論，這樣對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究工作將起到積極的輔助作用。

比如將稀土礦作為主要研究對(duì)象，目前，我國(guó)已經(jīng)探明的稀土礦資源儲(chǔ)量已經(jīng)達(dá)到6588萬(wàn)t，不但資源豐富，而且種類齊全。其中，氟碳鈰礦與獨(dú)居石這兩種稀土資源占據(jù)稀土資源的90%以上。在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，早期對(duì)稀土礦的探明工作多集中在福建、廣西等沿海城市，通過(guò)地質(zhì)勘查，在研究區(qū)域探明了黑云母花崗巖與二長(zhǎng)花崗巖的含量，這兩種離子吸附型稀土礦呈肉紅色或者淺肉紅鐵公雞，結(jié)構(gòu)以中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)為主。另外，在廣西龍江礦區(qū)也發(fā)現(xiàn)了寒武紀(jì)、下二疊紀(jì)與古近紀(jì)時(shí)期的通體呈肉紅色的中粗粒斑狀的黑云母鉀長(zhǎng)花崗巖。由此可見(jiàn)，地質(zhì)科學(xué)研究不僅能夠解密復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)，也為稀有礦床的探明提供了強(qiáng)大的理論與技術(shù)支撐。

2.3礦床分布規(guī)律

地質(zhì)科學(xué)研究工作為準(zhǔn)確探明區(qū)域礦產(chǎn)資源的分布提供有力依據(jù)，礦產(chǎn)資源在開(kāi)采挖掘之前，可以根據(jù)地質(zhì)科學(xué)的研究資料對(duì)礦產(chǎn)資源的分布規(guī)律、儲(chǔ)量與產(chǎn)量進(jìn)行分析預(yù)測(cè)。比如根據(jù)成礦模式與礦物組分的形成機(jī)理信息，可以準(zhǔn)確識(shí)別出礦產(chǎn)資源所處的位置，這樣能夠大幅提升資源開(kāi)采效率，進(jìn)而為礦山企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

比如我國(guó)的金礦資源多分布于華南與北大陸邊緣區(qū)域，而且這些區(qū)域的金礦資源豐富，類型多樣，其中最為著名的金礦資源是微細(xì)粒浸染型金礦。金礦資源在經(jīng)歷漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程后，地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性轉(zhuǎn)變，地質(zhì)層中的原巖逐漸演化為中、淺變質(zhì)巖系，像絹云母石英片巖、二云母石英片巖就是典型代表。而北大陸邊緣區(qū)域之所以含有豐富的金礦資源，主要是由于該區(qū)域多為脆韌性剪切帶，這種地質(zhì)結(jié)構(gòu)層當(dāng)中，巖石片理化延伸密集，同時(shí)伴有局部炭化現(xiàn)象，導(dǎo)致部分土層破碎，而演變?yōu)槲⒘＝Y(jié)構(gòu)，為金礦資源的形成提供了先決條件。

3區(qū)域地質(zhì)調(diào)查方法

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查較為常用的方法是野外實(shí)地勘查與直接觀測(cè)法，地質(zhì)學(xué)家通過(guò)觀測(cè)和勘查獲取第一手地質(zhì)信息，并將其填繪在地理底圖上面，通過(guò)這種方法，各個(gè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、礦產(chǎn)資源分布等信息便清晰地呈現(xiàn)出來(lái)。但是，隨著地質(zhì)勘探技術(shù)以及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，地質(zhì)學(xué)家在應(yīng)用直接觀測(cè)與實(shí)地勘查方法的同時(shí)，常常結(jié)合以下方法開(kāi)展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作。

3.1物理勘探法

物理勘探主要以巖石、地層、圍巖的重力性質(zhì)、磁化性質(zhì)、導(dǎo)電性、放射性等物理特征為契合點(diǎn)，通過(guò)重力、磁法、電法、地震、核法、地?zé)岬确椒▽?duì)地球的地質(zhì)結(jié)構(gòu)層以及礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量與分布進(jìn)行勘查。

其中，重力勘探主要研究和觀測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中的巖石或者礦體之間的密度差異而引起的重力異?，F(xiàn)象，以此探尋礦床，并對(duì)地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行分析研究的方法。磁法勘探主要研究和觀測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)層中巖石或者礦體磁性差異而引起的磁異常，以探尋礦床與研究地質(zhì)構(gòu)造。電法勘探是結(jié)合巖石與礦體的電學(xué)性質(zhì)，觀察與研究天然或者人工建立的電場(chǎng)來(lái)勘查礦床與研究地質(zhì)構(gòu)造。地震勘探主要通過(guò)人工爆炸或者敲擊的方式而產(chǎn)生的彈性波在地層中的傳播情況來(lái)勘查地質(zhì)構(gòu)造。核勘探技術(shù)是通過(guò)觀測(cè)巖石內(nèi)放射性元素的衰變情況來(lái)尋找地下礦床。地?zé)峥碧绞抢锰烊换蛘呷斯釄?chǎng)來(lái)勘查地質(zhì)構(gòu)造、地下含氣層、煤層、金屬礦產(chǎn)等。由于物理勘探法勘探效率高、投入成本少、透視性能好，因此，被廣泛應(yīng)用于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查當(dāng)中[3]。

3.2化學(xué)勘探法

化學(xué)勘探是與物理勘探相對(duì)應(yīng)的一種區(qū)域地質(zhì)調(diào)查法，這種方法主要研究地質(zhì)層中各種化學(xué)元素的遷移、演化與富集的過(guò)程與規(guī)律。主要研究方法包括現(xiàn)場(chǎng)采樣調(diào)查評(píng)價(jià)法與模擬實(shí)驗(yàn)研究法。研究范疇涉及地球化學(xué)組分的基本特征、區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)層的化學(xué)特征、礦產(chǎn)資源異常分布特征、成礦區(qū)域和礦床的化學(xué)特征、化學(xué)元素組合規(guī)律、城市與經(jīng)濟(jì)區(qū)元素地球化學(xué)分布特征、農(nóng)業(yè)區(qū)元素地球化學(xué)分布特征以及地質(zhì)景觀元素地球化學(xué)分布特征等。

以模擬實(shí)驗(yàn)研究法為例，地質(zhì)勘查人員首先對(duì)采取的樣本進(jìn)行密度試驗(yàn)，比如地球化學(xué)剖面、分層位、粒度以及深度試驗(yàn)，然后對(duì)研究區(qū)域的各種地質(zhì)景觀進(jìn)行少量試驗(yàn)，以確定試驗(yàn)效果，最后利用專項(xiàng)試驗(yàn)的方法，對(duì)采集的樣品進(jìn)行分析測(cè)試。通過(guò)化學(xué)勘查法能夠準(zhǔn)確判定地質(zhì)層中礦產(chǎn)資源的儲(chǔ)量與分布規(guī)律，確定巖石圈中的各種化學(xué)元素分布對(duì)土壤、農(nóng)作物以及人類健康產(chǎn)生的影響，因此，在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，地質(zhì)勘查人員常常將物理勘查與化學(xué)勘查融合到一起，以確保勘查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。

3.3重砂測(cè)量法

顧名思義，重砂主要是指自身比重相對(duì)較大，物理與化學(xué)特性相對(duì)穩(wěn)定的礦物顆粒構(gòu)成的松散集合體，通過(guò)重砂測(cè)量，能夠勘查出地球圈層當(dāng)中礦產(chǎn)資源的機(jī)械分散暈，探明礦產(chǎn)資源所指示的礦物質(zhì)成分的重砂是否出現(xiàn)異常情況，地質(zhì)勘查人員以此為據(jù)，對(duì)地下原生礦床以及砂礦床進(jìn)一步予以勘查。重砂測(cè)量主要包括自然重砂與人工重砂兩種方法，是區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中一種常用的找礦方法。比如以錫石礦砂為例，據(jù)研究表明，錫石礦砂能夠隨著地下水流散布于距原生礦床15km的距離，對(duì)于粘土級(jí)的微粒錫石礦砂，能夠在100km以外的地方找到。由此可以看出，對(duì)于水系較發(fā)達(dá)地區(qū)來(lái)說(shuō)，利用重砂找礦法，能夠大幅提升找礦效率。

3.4遙感勘查法

近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)的日漸純熟，該技術(shù)大范圍、遠(yuǎn)距離、高效快捷的優(yōu)勢(shì)也逐步凸顯，并在地質(zhì)勘查工作當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用。這種勘查方法的適用區(qū)域是基巖出露好，地質(zhì)標(biāo)識(shí)清晰的地方。以地物光譜儀為例，這種遙感儀器能夠準(zhǔn)確測(cè)量CIE顏色、光譜反射率以及光譜透射率，常常用來(lái)測(cè)試野外現(xiàn)場(chǎng)的礦物組分，比如地質(zhì)遙感蝕變礦物填圖以及收集標(biāo)準(zhǔn)礦物光譜等，如果與高光譜傳感器一同使用，對(duì)測(cè)定精細(xì)礦物光譜具有顯著效果。

4結(jié)語(yǔ)

隨著地質(zhì)科學(xué)研究工作的不斷深入，區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中體現(xiàn)的應(yīng)用價(jià)值越加明顯。因此，地質(zhì)科學(xué)工作者應(yīng)當(dāng)不斷提高地質(zhì)勘查水平，在實(shí)踐工作當(dāng)中積極借鑒成功的地質(zhì)勘查經(jīng)驗(yàn)，為帶動(dòng)和促進(jìn)社會(huì)各領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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