环境地质学指导.docx

《环境地质学指导.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《环境地质学指导.docx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章绪论环境地质学的研究对象与任务随着地球环境的日益恶化和自然灾害的频繁发生，人们已经认识到所有的环境问题都与 地质环境密切相关。一方面，大地构造循环、岩石循环、地球化学循环、水循环对大陆和海洋的分布和 全球气候变化起决定行作用，控制着地貌、岩石、矿务、土壤、水体的空间分布（举例, 海陆的变迁、青藏高原的隆起对东亚气候的影响）另一方面，人类的生存离不开地质环境，人类的活动又在改变着地质环境，如C02 的的浓度与气温的关系、气温升高对降雨量。冰川一河流的影响一土地荒漠化一沙尘暴 环境地质学是地质科学中一门新兴的分支学科，也是环境科学的重要组成局部 它是应用地球科学、环境科学以及其它学科的理论与

2、方法，研究地质环境的基本 特征、功能和演变规律及其与人类活动之间的相互作用、相互制约的关系。其研究对象是人类社会与地质环境组成的复杂系统，环境地质学的任务是在分析 地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上，研究人类关系与环境的相互关系，揭示 环境地质问题的发生。开展和演化趋势，全面评价地质环境质量，提出地质环境合理开 发，利用和保护的对策与方法，为实现人类社会、经济的可持续开展提供科学依据。 二、环境地质学的研究内容环境地质学应属于应用地质学，研究内容十分广泛，一切与人类有关的地质环境问题都 属于环境地质学的研究范畴，主要研究内容又：1 .全球变化的研究主要研究海洋一大气一陆地的相互作用，其中

3、第四纪古气候的变化研究是研究的重 点。例如中国的黄土和红土的研究2、区域环境地质问题的研究包括区域环境调查、评价和预测，是环境地质工作服务于国土整治和环境保护的基本 手段。比方对一地区的生态地球化学的研究、一地区的地质灾害的调查与区划等。3、资源开发的环境地质问题研究研究各种资源（矿产资源。水土资源、生物资源、风景资源等）的分布格局及其与地 质环境的关系、研究资源的可开采性和可利用性以及资源开发利用对生态系统物质循 环和能量循环的影响（例如矿产开发对环境的破坏，九寨、黄龙的水）4、地质灾害研究与防治地质灾害的类型及其成灾机制，开展地质灾害风险性和危险性评价，建立地质灾 害监测预警系统，制定防灾

4、措施（地质灾害的类型、评价，举例） 5、城市环境地质研究“三废”污染。水资源的枯竭，地面的沉降，地裂缝的产生等，还有人类的工程活动对 城市地质环境的影响（比方修建地铁等）6、重大工程建设的环境地质研究重大人类的工程建设可诱发地质灾害和地质环境问题（修建水库对库区周围环境的影 响和诱发地质灾害的情况）7、医学地质环境的研究8、生态环境地质研究生态环境地质的研究是资源规划与管理的基础，研究内容具有综合性，包括地质环境 的状态性质、生态地质环境对人类生存的制约作用，地质环境的变化对生态系统平衡土地沙质荒漠化是生态环境遭受破坏而引起的一种土地退化现象，是非沙漠地区出 现的以风沙活动为主要标志的环境退化

5、过程。沙质荒漠化是荒漠化的主要类型之一。荒漠化是指在干旱、半干旱和某些湿润、半 湿润地区，由于气候变化和人类活动等各种因素而引发的土地退化，结果导致土地生物 和经济生产潜力降低，甚至基本丧失。沙质荒漠化是指在沙质地表产生的土壤风蚀、风 沙沉积、沙丘前移及粉尘吹扬等一系列的过程和现象，有称沙漠化。其结果是土地退化、生物生产量降低、可利用土地资源丧失及生态环境恶化，严重 的干扰人类的正常活动和经济活动。(一)土地沙质荒漠化的现状(1)世界土地沙质荒漠化的现状(2)我国土地沙质荒漠化的现状我过是世界上沙漠化和沙质荒漠化土地较多的国家之一，隔壁、沙滩和沙漠化土地 itW 164.6xl04km2o我国

6、的荒漠化灾害主要发生在干旱、半干旱地区及局部湿润、半湿 润地区，在农牧交错带尤为严重。现有沙漠及沙化土地主要分布在北纬35。-50。之间的内陆盆地、高原，形成一条西 起塔里木盆地，东至松嫩平原西部、东西长4500km,南北宽600km的沙漠带，最严重 的土地沙漠化地区是东起吉林白城，西至宁夏盐池的农牧交错带；(二)沙质荒漠化的原因荒漠化的原因主要是气候变异和人类活动两个重要的影响因素。气候变化是造成土地沙质荒漠化的的重要的自认因素，因为世界上绝大多数的沙漠 和沙漠化土地都是分布在降雨少、气候干燥的干旱和半干旱地区。在原本比较脆弱的生态系统中，人类活动的不利因素加剧了荒漠化的进程。主要表 现在：

7、过度放牧、过度垦殖、采樵，工矿建设与城市建设、水资源不合理利用等方面。草地荒漠化是土地荒漠化主要类型之一。根据中国荒漠化监测中心1997年的统计 说明，全国荒漠化草地1052374平方公里，占草地面积的56.7%。草地荒漠化主要表现为草地植物群落盖度明显减低，单位面积产草量下降，可食性草 类减少，有害草类增加I,草场等级下降。裸露地表比例增加I,为风力侵蚀创造了条件； 而风蚀又加剧了草地荒漠化进程，形成恶性循环，继而开展为流动沙地。我国草地荒漠化程度与人口密度和牲畜头数成正比。宁夏、陕西、山西荒漠化草地占 草地的比例最高，大约90%左右；其次为甘肃、辽宁、河北，为80%左右；新疆、内蒙 古、青

8、海、吉林为50%左右。最近有研究成果说明，在诸多的人为因素中，引起土地荒漠化的最主要的因素是水 资源的不合理利用。近日，中国工程院公布的西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续开展战略 研究显示：遏制新疆地区土地荒漠化，关键要在水资源可持续利用和保护生态环境的 条件下，相应地合理配置水资源。新疆丰富的水资源和恶劣的生态环境形成了强烈反差C由于新疆水资源时空分布不 平衡，目前生态环境正在进一步恶化，沙漠在逐步吞噬着一片片绿洲，大面积天然荒漠 植被枯死，全区荒漠化每年以3 5 0平方公里的速度扩展，近2 / 3的土地和1 3 0 0 多万人口受到威胁。在绿洲和沙漠之间的环境斗争中，荒漠成为前沿阵地

9、。同时，遏止土地荒漠化，意 味着大量水资源必须被引入。荒漠和水密不可分，二者对立统一，又相互制约，影响着 新疆的经济开展。最近，由3 5位中国工程院院士、中国科学院院士组成的调研专家组认为，水资源 利用不当是土地荒漠化的主要原因。在内陆干旱区，由于河流上中游用水过多，造成下 游河湖干枯，荒漠扩大。由于新疆的塔里木河下游处于极端干旱的沙漠中心，两岸天然绿洲和向荒漠过渡的 植被都需要依赖河流径流所补给的地下水，河流干涸断绝地下水的补给，造成天然绿洲 和荒漠过渡的植被衰败以至死亡。位于古尔班通古特沙漠边缘的奇台县，由于中游用水过量，河流来水缺乏，地下水 因被大量开采致使水位大幅度下降，不但造成植被衰

10、亡，而且使大片土地沙化。在大中型灌区，以前由于缺少完整的灌排渠系和科学的灌溉制度，使灌区地下水位 上升，造成土壤的次生盐碱化。不过，新疆“穷水富用”现象正逐步得到改观。在加强水资源投入力度的同时，新疆 水利部门明确提出，确保将一局部水资源用在生态用水，以保护绿洲外围的生态环境。2 0 0 1年，国家投资1 0 7亿元对塔里木河生态进行治理。水利部门在塔里木河 流域实施生态抢救工程，先后经过3次应急输水，结束了塔里木河下游3 0 0多公里河 道断流3 0年的历史，挽救了“绿色走廊”的大片胡杨林。2 0 0 3年，在全区固定资产投资中，农林水利计划投资1 1 0亿元，主要安排塔 里木河流域近期综合

11、治理、节水农业等工程。目前，新疆节水农业方面已取得了重大突 破，推广膜下滴灌技术1 7。多万亩，这使我国成为世界上农田采用滴灌节水技术规模 最大的国家，同时也标志着水资源严重匮乏的中国在农业节水方面取得了重大突破。不光在内陆地区发生了土地的荒漠化问题，在我国南方地区也出现荒漠化。我国南方土地荒漠化状况令人担忧秦岭淮河以南的中国南方地区平均气温在14220Co除横断山脉的干旱，干热河 谷和海南岛西南为半干旱地带外，一般年降雨量在9002100mm,降雨强度大；同时 地表组成物质以花岗岩、砂岩、页岩、碳酸盐岩类及红色粘土为主。由于人口众多，经 济活动频繁，不合理土地利用，结果造成破坏植被，导致强烈

12、的水蚀作用，严重地段出 现类似荒漠景观的土地退化过程。当地居民所谓的“红色荒漠”、“白色砂岗”及“土地砂化” 便是指这种荒漠化景观。当然在局部地区特别中沙质沉积物覆盖地区，风力作用下会呈 现出沙质荒漠化景观。在工矿开发及大型基础设施建设过程中，不注意环境保护，又引 起了新的土地退化，成为30余年来荒漠化开展的一个新特点。因此，我国南方地区土 地荒漠化包括三种基本类型：（1）以流水侵蚀为主的丘陵（花岗岩、砂页岩、碳酸盐岩类及红色粘土等）及山 区。由于人为强度经济活动和滥用资源（如陡坡开垦、砍伐森林等）造成植被覆盖度在30%以下，沟谷密布，地表切割破碎，土地生产力下降，土地资源丧失，呈现劣地景观

13、的退化土地可作为水蚀荒漠化的明显标志。（2）在以风力作用为主的砂质地表地区。是以人为强度经济活动（如樵柴等）破坏植被导致下伏的沙质沉程物在风力吹扬、搬运和堆积的作用下形成的风蚀地及流动沙丘 可作为荒漠化的标志。炸山采石等）的 导致植被枯萎、 呈现地表荒芜、 也有称之为工业 经济、社会、环（3）工矿开发区。在无环境保护措施的工矿开发（包括道路修建、 破坏植被及工业污染影响下，以废气、废水、废渣危害工矿周围土地, 死亡，加速水蚀的开展，土壤污染，土地生产力下降、土地资源丧失, 砂石（或碎石）裸露景观的土地退化过程，称之为工矿型土地荒漠化, 技术所引起的石漠化。特别是近年来乡镇企业的开展，由于缺乏生

14、态、 境、人口五个效益一致性的全面观点和一系列因地制宜的环境保护措施，因而乱挖、乱 采、乱堆现象发生，加剧了土地的退化，一些矿点，采石点和大型基础设施工地便是明 显的例子，尤其是在一些城市的郊区更为明显，如广东的深圳、汕头、潮州，江西九江 的星子等。据资料说明：秦岭淮河以南的中国南方土地荒漠化面积为19.76万km2,其中流水侵 蚀作用的面积为17.8万km2,占90%；风力作用的面积为1.06万km2,占5.4%；工矿 型的荒漠化面积为0.9万km2,占4.6%。就整个南方荒漠化程度来看，已呈现逐步恶化 趋势，引起众人担忧。（三）土地荒漠化的危害土地荒漠化所造成的危害是多方面的，涉及农业、牧

15、业、水利设施、交通道路、工矿建设及生态环境，但是最本质的是毁损土壤肥力，使人类丧失赖以生存的土地资源。1、利用土地面积减少2、土地质量降低，生物产量减少3、阻断交通，毁坏建筑设施4、污染环境（四）沙质荒漠化的防治防治沙质荒漠化的根本途径在于保护天然植被、建立人工植被，合理调整农业生产结构和布 局，加强人工草场的生态系统的建设，合理开发利用水资源。四、土壤盐渍化赞现氧同位素典古氟候之有速，是一件有趣且偶然的事。1946年的冬天，美 阈芝加哥大阜化阜教授尤瑞（H.CUrey）,在瑞士赫黎世著名的工科大演，到 有同位素的事。尤瑞指出：雎然同位素在化擘性上黑乎一檄，但在参典化擘反畤 往往造成不一檬的结

16、果。例如，放在桌上的一杯水畲自然蒸彝，其中氧同位素（脩0、*o 、180）即以不同的速率向外逸散，量馨的氧-16就蒸彝的比量重的氧-18多。畤 一久，造杯水内相封的就比常初含有较多的氧-17及氧-18。尤瑞的是：地球上的海 洋已谩了漫晨的类期以蒸彝作用，因此海洋相封地要比陛上的淡水含有较多的氧 -17 及氧-18 o突然樊现手上握著一支地温度tf在演彳爰的言指里，瑞士有名的系吉晶擘者尼格立（P.Niggli）常即推言俞言兑：如果海 水典淡水的氧同位素成不同，即在造雨偃I水醴桂沈激出的含氧碱物就曾反鹰出它 优之的差臭。尼格立建大家来分析石灰岩、珊瑚以及水生勤物石灰骨骼中的氧同 位素，就可以1别出

17、它件号的来源。尤瑞H了彳笈言己在心狸，一回到芝加哥大擘的寅瞬室， 就著手言十算海水典淡水中碳酸蜜的氧同位素比值差昊到底鹰有多少。结果他鹫喜地彝碳酸蜜氧同位素的比值舆其沈殿畤的温度有居队尤瑞彳爰来回我突然彝现手 上握著一支地温度th常然，在1947年畤，造支地温度言十上遢在尤瑞的月母子狸，而不在他的手上, 因卷尤瑞面陶二偃lit题。第一彳固是碳酸蜜氧同位素的温度效鹰太小，常畤倭瓢法测 量。依尤瑞的言十算，如果温度差一度，碳酸蜜的氧同位素比值（18。、16O）只有十离分 之五的差昇；而常畤最好的倭只能量出温度系勺10度的氧同位素比值。在海洋桂， 10度襄乎就是温带舆雨撷地II的温差！因此，尤瑞必须

18、言普倭的窥敏度提高10倍。 藉著一侵秀同事的愤助，费了二年多的畤光，他伤克服了造困1g。接著，第二值IH题是卷了横瞬舆衲充尤瑞的理算，他必须以方法，醇出 一值I碳酸蜜氧同位素的温度方程式。加州大阜Scripps海洋研究所提供了餐殖海洋 的恒温水槽，尤瑞及他的同事爱普斯坦（S. Epstein） 始分析在不同温度下生辰的 氧同位素系且成。可是现生同类珈勺段狸不只是含有碳酸金丐，遢有少量的有檄道些有檄的氧同位素畲干攥碳酸蜜桂氧同位素的信虢，使分析出的结果辗法反映出碳酸蜜氧 同位素鹰有的温度效鹰。在尤瑞及爱普斯坦的努力下，他粗脍幽算樊展出一套可靠的襟本 虑理程序，把同段狸不需要的有檄除去，罩罩分析碳

19、酸蜜狸氧同位素的成。他凭分 析的结果於得到了所要的碳酸蜜氧同位素的温度方程式，也瞪了常初尤瑞的理 算，基本上是正硅的。有孔赢氧周位素的研究影簪深逮因此，到了 1950年代的初期，尤瑞在芝加哥大阜的室已有能力可以著手分 析化石的古温度了。他凭第一彳固襟本是羟自赫格赢中生代的箭石，徙它像榭翰般的生辰 序列著手分析，成功地掩得了箭石生辰的温度资IK：它是生辰在温暖涩海的生物，冬夏 的温差余勺有5度(兄圈一)。接著下来，一系列封含碳酸金丐化石的研究展也得 到了言午多有值的成果。其中最有成就、封海洋地及第四纪地影辔最深速的，常推 有孔蠡氧同位素的研究。道是在箍温斯塔姆(H.Lowenstam)建下，由尤

20、瑞交给艾米 立安尼(C. Emiliani)去暹行的。第一篇有深海沈稹物内有孔蠡氧同位素的文章，在1955年十二月虢的Journal of Geology亵表了，常畤的主编霍豳柏格(L. Horberg)表示雎然他太不相信文章的内容, 但是由於是彳固创新的研究，所以仍然批准登出。道篇文章登出彳度，立即引起潢泛注意， 它首次揭了更新世期海水外表温度燮化的屣史，也革新了第四系已地封於冰期 冰期演燮的觐念，更拓了古海洋阜的新领域。由此，可以想兄它是多重要。同位素研究凰起雪滂此彳爰，言午多室始投入有孔蠡氧同位素的研究，配合深海探言十重逾畤提 供的各大洋深海沈稹物襟本，海洋地及第四条已地的研究始了崭新的

21、一直。回遇 去三十多年的畤光桂，有孔蠡氧同位素的研究已脱胎换骨，彳他罩罩温度的量测，蜕燮 成卷鹰用廉泛的研究工具。迄今卷止，一些主要的研究成果有：温度典冰川效J常初爱普斯坦舆尤瑞得到了碳酸蜜氧同位素的温度方程式彳爰，他相相雯琪到一他I得立即面 封的冏堰：所言十算出的温度不罩军舆碳酸蜜氧同位素有居司，遢舆碳酸蜜形成畤水醴的氧 同位素相居队比方寒冷的氟候狸，碳酸蜜氧同位素曾比较富集氧-18,同畤在碳酸 蜜周圉水醴的氧同位素也曾比较富集氧-18。因此，要精硅的得到所需的碳酸蜜温度， 碳酸蜜形成畤水醴的氧同位素必须是或是可以估th然彳发用碳酸蜜氧同位素去扣掉 水醴的氧同位素，再言十算温度。在艾米立安尼

22、最初的工作未里，他言忍卷所觐察到深海沈稹物内浮游性有孔蠡氧同位素的建 化桂，系勺有1/3是由於雨撷冰川的浅缩引起的，2/3是由海水本身的温度造成的；可是 II彳矍的研究谷口大幅修正了他的看法。琪在一般言忍卷，我凭所IB察到第四余已畤，在深海沈 稹物内浮游性有孔蠡氧同位素的燮化狸，系勺有2/3是由於雨趣冰川的漾缩引起的，1/3 才是由海水本身的温度造成的。所以氟候燮化反映在有孔蠡氧同位素的是海平 面起伏的效鹰大於海水温度本身的效鹰。地眉封比虽隹然有孔蠡氧同位素研究的原始勤檄是作古海洋的温度测定，可是目前深海沈稹物内有 孔蠡氧同位素的燮化曲幺泉，郤成卷第四系已地Ji封比最有效、也最型碓的工具之一。

23、 由於全球海洋混合的快速性，以及有孔蠡分布的）Wii性，使得氟候燮遭造成的海水面及 温度燮化，能在很有限的日寺内（短於一千年）普及各大洋，企由常畤生辰的有孔蠡祭已 下来。所以，全球各大洋第四条已深海沈稹物内有孔蠡氧同位素燮化曲冬泉的型熊，都非 常一致。再配合近来樊展的碳-14、鼬系核槿及古地磁定年的愤助，有孔蠡氧同位素燮 化曲的研究，已彝展成卷新典的氧同位素地JS擘。氧同位素地眉阜不但在海洋地 界廉泛探用，最近傅统的陛地第四余己研究擘者，也以有孔蠡氧同位素的燮化曲作卷海II地眉封比的檄尺了。冰期彝生的遇期性晨期以来，地球屣史上氟候寒暖的交替，就一直吸引著地球科擘家的典趣。第四纪深海 沈稹物内有

24、孔蠡氧同位素的燮化，不但革新了已往封第四东已冰期彝生的念（在整彳固第 四纪桂，冰期冰期的循璟彝生了 30次以上），同畤首次提出地上的有力瞪撼， 支持本世名己初塞IO隹克（现腐南斯拉夫）物理擘家米篇柯雉奇（M.Milankovitch）所提出 的天文控制。米篇柯雉奇的忍卷，地球屣史上冰期舆冰期的彝生，主要是受地球公斡及自傅襄 何建化的影也就是受地事由的阳角（遇期太勺四离年）、地事由的摇搦（遇期幺勺二葛年） 及日建行WL道的偏离隹（遇期余勺十离年）等三因素燮化的控制。而第四纪深海沈稹物 内有孔蠡氧同位素的是畤序列燮化，正好能提供作卷步好普分析来瞬Bi米赢柯雉奇的擘 ML多人的努力，现在EJ登一：第

25、四条己冰期-1冰期彝生的遇期，典地球公斡及 自傅的黑何建化有撷高的相居得性，也卷未来氟候的颈测奠下良好的基磁。常然，有孔蠡氧同位素的研究不罩罩在古氟候、地装寸比上有趣大的成就，在有孔蠹生 熊的了解上也良多。目前氟相倭的窥敏度，已迤步到可分析一他I有孔蠡值|醴品勺 150微米大）生辰的温度摩史，透谩它的出生、幼年、成年直至死亡的温度燮化，我凭 符可以了解有孔蠡一生移楼的谩程，道在十年前遢是不能想像的事。目前有全球性燮 化的研究正凰起霎滂，氧同位素道他I二次大戟彳笈才崛起的研究工具，仍然曾在古氟候、 古璟境、古生熊的研究上，女鬣扮演吃重且稹趣的角色。汪中和任耳戢於中央研究院地球科擘研究所四、土壤盐

26、渍化盐土、碱土、脱碱土通称盐渍土，指土壤中含盐类、碱类的含量超过了正常耕作土壤的水平， 导致作物生长受到伤害。盐渍土可以分为两类：一是原本土壤就富含盐分、碱分的；二是由于人类 的活动而引起的盐渍化过程，称为此生盐渍土。在工程中的定义为：含有较多的易溶盐类的岩土。对易溶盐含量大于0.5%,且具有吸湿、松涨等 特性的土成盐渍土；对含石膏、芒硝、盐岩等硫酸盐或氯化物的岩层，称盐渍岩。盐渍岩按主要含 盐矿务的成分分为石膏盐渍岩、芒硝盐渍岩等。（一）盐渍化土的发育状况盐渍土主要分布在世界各地的干旱、半干旱和半湿润地带，呈带状或小块状分布于其他土壤带 之中。（二）土壤盐渍化的形成盐渍化过程实质上是土壤中盐

27、分的蓄积的过程，根据其形成的不同地区的，不同的成因，可以 概括为：1、中国西北内陆地区盐分的富积可以有两个原因：一、地表水中含盐分，且以地面蒸发为主， 水流流程短，其中的盐分容易集中在地表；二、在内陆的湖泊。洼地、牛桅湖等低洼地貌，地下水 位较高，随水分的蒸发，造成盐分在地表的聚集，其中一个重要的作用还有毛细作用的影响。（称为 内陆盐渍土）2、沿海地带主要是海水的盐分通过径流进入陆地（海水的回灌、海水入侵、海岸的退移等一系 列的变化，造成盐分在地面的聚集），形成盐渍土。（称滨海盐渍土）3、平原地区由于河床的郁积抬高或修建水库，使沿岸地下水位升高，造成土壤的盐渍化（称冲 积平原盐渍土）。比方在河

28、谷地貌的低级阶地、漫滩等位置也容易形成盐渍土。的影响和作用，人类活动对生态系统的影响。9、现代科学技术在环境地质学中的应用计算机及网络通信、卫星遥感（RS） /全球定位系统（GPS） /地理信息系统（GIS） /虚拟现实（VR）、海量数据存储等高新技术的开展，为地质环境监测数据的传输、 管理、分析和可视化提供极大的方便。例如利用这些先进科学技术已经建立了全球环境监测系统、地震灾害监测网、 全球陆地观测系统等。利用先进技术处理城市垃圾、进行核辐射防护、处理地下水和土壤污染、开展 矿山环境综合整治等。三、环境地质学的分支学科目前环境地质学还没形成系统的学科体系，作为一门综合性的科学，正向许多新 的

29、分支学科开展。根据研究对象、内容的差异，及学科的特点，可将环境地质学分为：理论环境 地质学、综合环境地质学、部门环境地质学、灾害地质学、社会环境地质学、环境地 质技术方法等。从应用方面来分，是比较成熟的，主要有：环境水文地质学、环境工程地质学、 环境地球化学、灾害地质学、城市环境地质学、矿山环境地质学、农业环境地质学等。其实这只是从不同的角度的分类，而实际上环境地质学是一个复杂的综合的、 交叉的学科，是不能将其分清的。当然随着学科的不断开展，向环境科学的交叉渗透、环境地质学的学科体系正 在不断的充实和完善。一方面学科的交叉渗透程度日益提高，另一方面也不断的细化, 如许多重大环境地质问题、区域稳

30、定评价、滑坡、泥石流。诱发地震、地面沉降、海 水入侵。岩溶塌陷等都形成专门的学科体系。第2章 环境地质学的基本理论问题2.1地质环境的内涵与基本特征地质环境主要是指岩石圈及其表层风化产物，包括地球岩石圈和表层风化层两局部 的地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。因此它是一个具有一定空间概念的客观 实体，既有物质组成，也有地质结构和动力作用三个基本要素。当然它又与其周围的环境：大气、水、生物甚至宇宙空间也有密切的关系，与大气 圈、水圈和生物圈及宇宙环境进行着密切的物质交换和能量交换，这个过程也就是地质 环境内涵中的动力作用。因此，广义而言，地质环境的空间范围包括岩石圈、水圈、生 物圈和大气圈的

31、下部。对于地质环境的范围的界定有两种意见：1）从地表或者岩石圈的表层到人类活动对环境影响的深度范围，也就是人类的科学 技术水平和生长能力所能到达的地壳的某一深度。2）从环境对人类和其它生物的适宜性来衡量，其下限到达与区域地壳稳定程度有关 的地壳深部甚至地幔。地质环境是人类生存和开展的基本场所，它对人类的作用主要为：1、地质资源的开发2、地质体的利用地质环境对人类的作用的过程也是人类活动对地质环境的影响的过程，从而地质环 境对人类活动的干扰那么表现出两种不同的反响趋势一良性反响（称为正环境效应），恶 性反响（称为负环境效应）；二、地质环境的基本特征主要包括：地质环境的容量、地质环境的质量、地质环

32、境的相容性、地质环境的反 馈作用。(一)地质环境的容量就是指某个特定地质空间可能承受的人类社会经济开展的最大潜能。也就是说，人 类的生产和生活的消费物资都是直接或间接取自地质环境，同时又将产生的废弃物排放 到地质环境中，所以地质环境的容量也就是特定的地质空间能提供给人类所利用的地质 资源量和对人类排放的有害废物的容纳能力。比方：城市的平衡、土地的生产能力的平衡和土地的污染城市环境容量专题研究城市环境容量是指环境对于城市规模及人的活动提出的限度，具体地说，就是城市 所在地域的环境，在一定的经济技术水平和平安卫生要求下，在满足城市生产、社会等 各种活动正常进行的前提下，通过城市的自然条件、现状条件

33、、经济条件、社会文化历 史条件等的共同作用，对城市建设开展规模以及人们在城市中各项活动的状况提出的容 许限度。城市环境容量的制约条件主要包括以下几个方面。(1)城市自然条件：自然条件是城市环境容量中最基本的因素，它包括地质、地 形、水文及水文地质、气候、矿藏、动植物等条件的状况及特征。由于现代科学技术的 高度开展，人们改造自然的能力越来越强，容易使人们轻视自然条件在城市环境容量中 的地位和作用，但其基本作用仍然不可忽视。(2)城市现状条件：城市的各项物质要素的现有构成状况对城市开展建设及人们 的活动都有一定的容许限度。这方面的条件包括工业、仓库、生活居住、公共建筑、城 市基础设施、郊区供应等综

34、合起来的现状城市用地容量。在城市现状条件中，城市基础 设施即能源、交通运输、通讯、给排水等方面建设是社会物质生产以及其他社会活动的 基础，基础设施的容量对整个城市环境容量具有重要的制约作用。(3)经济技术条件：城市拥有的经济技术实力对城市开展规模也提出容许限度。 一个城市所拥有的经济技术条件越雄厚，它所拥有的改造城市环境的能力就越大。(4)历史文化条件等方面：城市中历史文化条件都会对城市环境容量产生影响。 现代化进程对历史文化的“侵扰”，促使人们愈加强烈地意识到历史文化遗产的重要性， 历史文化条件对城市环境容量的影响也随之增加。地质资源：1、矿物资源 2、能源资源3、建筑材料资源 4、土地资源

35、5、地下水资源 6、地质景观资源绝大多数是不可再生资源(例如滥开采地下水引起的平原下沉、海水入侵等)九寨沟核心景观及黄龙主体景观目前处于开展演化阶段，其变化在人类历史的时间尺度 内处于相对稳定，通过环境监测系统的建立和景观保育技术的应用，美丽的九寨黄龙自 然资源可实现永续利用。这是九寨-黄龙核心水资源及生态环境综合研究课题组近 日得出的结论。这项课题于2004年4月启动，由省地矿局担纲总课题及子课题九寨-黄龙核心景 区景观形成的地质环境和水循环系统模式测定及景观保育技术应用研究。水循环子 课题分为地质环境、九寨水循环、遥感、物探、黄龙水循环、保育技术6大专题，100余名科研人员从不同方向进行深

36、入调查研究，九寨黄龙景观的成因机理、演化特征及趋 势逐一破解。研究说明，九寨沟碳酸盐岩广泛分布以及北西向的构造断裂和褶皱、岩溶融蚀面是 九寨沟水循环的基础，冰川形成的长海是九寨沟景观非常重要的调节水库；黄龙钙华是 在冰川地貌的基础上发育起来的，年平均沉积厚度2毫米。根据九黄地区核心景区的景观特征，课题组得出结论：目前影响九寨沟黄龙钙华 景观的地质环境基本稳定。钙华的开展演化具有较长周期性和阶段性，而九黄景区核心 景观都处于“青壮年期”，就人类的时间尺度而言，处于相对稳定时期。九寨沟诺日朗瀑 布、树正瀑布顶部钙华由于重力作用出现的局部垮塌和黄龙个别地段景观变黑、开裂等 现象，仅仅是处于稳定中的周

37、期性波动。研究同时指出，破坏钙华的完整结构和水流状态可能加速钙华衰退、消亡，应注意 人类工程活动对钙华景观的影响，保护好钙华堆积体的完整结构，维护好有利的水系统 流态，是景观保育的重要措施。在2003-11-14题为不要充当千古罪人给“难逃现 代化制造的灾难 都江堰面临灭顶？ ”的回帖1中提出：“二.水坝真能解决石、泥、 沙等逐渐显现的三峡工程后遗症逐渐显现的三峡工程后遗症（一）泥沙淤积问题三峡库区形成以后，逐渐形成泥沙淤积，库区支流形成冲击洲重庆建立预警机制 预防控制三峡库区血吸虫病（二）血吸虫病的威胁中新社 23-07-2004重庆市卫生局副局长周英杰今天下午在此间表示，三峡成库 后，库区

38、存在血吸虫病流行的潜在威胁目前重庆市已着手建立血吸虫病预防控制机制。 周英杰说，由于长江三峡流域的地理特点，重庆市历史上从未发现有传染血吸虫病例报 告，属血吸虫病非流行区。但是，三峡库区形成以后，水流变缓，积水面积扩大，逐渐 形成泥沙淤积，库区支流形成冲击洲。水库冬水夏库的运行方式，将会使库岸一百四十 五米至一百七十五米水位之间形成洲滩，以及成库后温度、湿度都将向有利于钉螺生长 繁殖的方向变化。另外，三峡库区上游的四川、下游的湖北、湖南等省都是血吸虫病流行区。物流和 人流的加剧使钉螺的远距离扩散及传染源的输入成为可能。 为此，重庆市建立完善了 血吸虫病预防控制体系，由该市疾病预防控制中心负责全

39、市血吸虫病预防控制的业务管 理与技术指导，各区县卫生行政部门建立了垂直到乡村的血防网络。每个库区乡卫生院都有专人负责血防工作。库区各级卫生行政部 门还将组织专业人员和群众开展库区流域钉螺监测，做到早发现、早处理另外，重庆市 还加强与四川，云南等省份的联系，建立了区域联合防控机制。血吸虫是一种人和动 物都能传染的寄生虫，它寄生在人、牛、猪和其它哺乳动物的肠系膜静脉和门静脉的血 液中。不经药物治疗不可能自然痊愈，得过病后也不能产生免疫力。血吸虫病容易引发 肝硬化、肝腹水等症-使人完全丧失劳动能力。（范卉周建飞）点评：从上面的报道不难让人看出，虽然三峡工程仅建成短短几年时间，人们预言的一些 灾害以及

40、未曾提及的灾害问题已经逐渐地表现出来（二）地质环境的质量地质环境的质量在一定程度上由地球的物理因素和化学因素决定，其好坏对人类 的生活和社会经济的开展都会由很大的影响，地质环境质量主要包括以下几个方面：1、自然地质条件的稳定性是主要因素，主要包括：地质构造稳定性、地形稳定性、地基稳定性、岩层性质及 地质灾害发育情况等。2、原生地球化学背景不同的地区处在不同的地球化学背景下，人类的生存需要某些元素，同时有些有害 元素的含量过高又会影响人类的生存和健康，所以地球化学背景值是地质环境质量的一 个重要标志。3、地质资源的丰富程度地质资源是人类赖以生存的物质基础，一个地区的地质资源的丰富程度将直接影响

41、到人们的生活水平和社会经济的开展，主要包括：矿物资源、能源资源、土地资源、地 下水资源、建筑材料资源和地质空间资源等。4、抗人类活动干扰的能力地质环境抵抗人类活动干扰的能力与环境的容量有密切的关系，对于敏感的环境， 人类的活动稍有不慎就可能破坏原有的平衡状态。例如我国的西北地区；南方碳酸盐地 区的的石漠化（在我国的西南地区、和广西等地区最为明显）二、重点学科领域和主要研究方向矿床地球化学领域：结合国家对矿产资源的重大需求，主要研究自然界的化学元素 在各种地质作用下活化、迁移和富集形成矿床的地球化学过程，揭示在不同的时代、地 区和动力条件下化学元素富集形成矿床的规律，创立矿床地球化学的新理论和新

42、方法， 为探寻矿产资源远景基地提供新的思路和科学依据。主要研究方向有：成矿作用示踪体 系、成矿过程的理论和实验模拟、区域成矿作用地质地球化学、重要矿产成矿预测理论 和方法。环境地球化学领域：立足西南，面向全国。研究典型地质背景下天然和人为过程释放 的化学元素及其同位素在地表各圈层间的运移和循环规律及其对生态环境系统的影响， 揭示地球化学环境系统的变化规律和导致环境质量变化的自然和人为作用份额，为土地 和矿产资源开发利用、环境保护和人类健康服务。主要研究方向有：地球化学环境过程 与环境质量变化、地球化学环境记录与环境质量变化预测、地球化学环境与人体健康。地球深部物质与流体作用地球化学领域：主要研

43、究地球内部地质流体产生-运移-演化 的化学动力学过程、流体作用下的深部物质结构与物性、深部流体作用的成岩成矿效应, 为大陆动力学、地球层圈演化及相互作用以及成岩成矿理论的研究提供理论基础。主要 研究方向有：深部物质的结构与物性、深部流体性质、深部流体成岩成矿效应。此外，基于空间探测的重要战略和科学意义，拟部署局部精干力量开展与空间探测有 关的基础性和前瞻性研究。主要研究内容有：月球基础地质；月球有用元素探测的技术 途径；月球样品的实验室研究；月球科学数据库研究。三、科技创新目标在矿床地球化学领域，通过对大规模成矿作用与大型矿集区预测、成矿过程的理论和 实验模拟、超大型矿床和分散元素独立矿床成矿

44、机制、国家紧缺矿产成矿规律和预测方 法等重大问题的研究，揭示岩石圈中成矿元素超常富集的机理和主要控制因素，建立预 测我国紧缺矿产之大型-超大型矿床和大型矿集区的地球化学新方法。在环境地球化学领域，通过对流域物质水文地球化学循环、西南碳酸盐地区石漠化作 用过程、有害元素与疾病和健康的关系、碳氧同位素组成与气候变化的关系等重大问题 的研究，建立典型流域环境变化的评价体系以及碳酸盐地区土壤侵蚀和石漠化过程理 论，说明生命有害元素与我国疾病和健康的关系以及我国生存环境在数百年至数万年期 间的演化规律。5、受污染或受破坏的程度到目前为止，地球上几乎不存在未受人类活动干扰的地质环境，并且随着人类经济 活动

45、和技术水平的不断提高，对环境的影响越来越大，已经到了绝对不能忽视的程度， 因此评价地质环境的质量必须将其受污染或受破坏的程度考虑在内。（三）地质环境的相容性是指地质环境对人类所施加的干扰的适应性，不同的地质环境对人类的活动干扰的 反响是不同的，概括起来有两种反响：良性反响和恶性反响（四）地质环境的反响作用地质环境的反响作用是值地质环境受人类活动干扰后对这种干扰作出的反响的作 用和功能。研究地质环境的反响作用是预测环境变化的基础，也是环境地质学的核心问题。第二节环境地质作用一般而言，环境地质作用是指人类与地质环境间的相互作用。（1）各种自然地质因素、自然地质现象对人类的作用（2）人类活动对地质环

46、境的作用与反作用，即人为地质作用及上述地质环境的反 馈作用。一、自然地质作用指由动力地质作用引起的，也就是通常的内动力地质作用和外动力地质作用：构造运动、岩浆活动、地震及区域变质作用，外动力地质作用：风化、侵蚀、搬 运、沉积及成岩作用等，这两种基本的地质作用控制着地球外表的结构和形态。二、人为地质作用在人口剧增、社会生产力和科学技术飞速开展的情况下，人类对地质环境的冲击作 用日益强大，人类的活动已经成为影响地球的一个重要动力因素，其规模速率都可以与 天然的地质作用相比较。逐渐成为环境地质学的重要研究内容，其研究意义也日益的重要。1、认为剥蚀地质作用矿上剥离盖层、工程挖掘土石、农业平整土地等，这

47、些作用比自然地质的剥蚀作用的强 度和速率还要大。2、人为搬运地质作用人类工程活动，为了某种目的和需要，人为的用运输工具加以搬运；人类活动对资 源的不合理的利用而引发的地表物质的迁移，例如过度放牧、过度砍伐等造成的水土流 失，大型工程、矿山开采而引起的废弃物的排放等。人为的搬运活动引起的物质的迁移 总量已经超过了全球流水引起的物质迁移总量。3、人为堆积地质作用人类活动在地球上形成了许多的人工堆积体，垃圾场、尾矿的堆积，人工填海工程 等。4、人为塑造地形作用5、人类活动的其它地质作用人类活动还往往破坏地球表层的种种平衡，如地球化学场、应力场、水动力场等， 产生其它的地质作用和地质现象。如工程开挖引

48、起的岩体应力场的重新调整，有时会引 发一系列的工程问题。如：水库诱发地震第三章土地资源与地质环境土地是重要的自然资源，是人类衣食住行的根本来源，也是地球表层中物质与能量交换 的中枢，土地一但被利用后，就具有了一定的社会属性，从这个意义上讲，土地是一个 自然经济综合体，同时又是由各种自然要素和一定的社会经济因素有机的结合而构成的 总体。人类对土地资源的开发和利用与日俱增，过度的开发和不当的利用导致了土地资源 的减少，如土壤的污染和土地荒漠化、土地石漠化等。因此人类在开发利用土地的同时 必须保护土地，才能保障土地资源的持续利用。土地利用和农业生态地质已经成为目前环境地质研究的热点和前沿问题。第一节 土地资源与土地（壤）环境问题一、土地资源的概念及特征（一）土壤与土地的基本概念1、土壤是位于陆地外表具有肥力的疏松土层，具有独特的组成、结构和功能：（1） 土壤具有肥力（2）具有同化和代谢外界输入物质的能力土壤在环境中具有三个功能：（1）有蓄积作用（2）