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    6月25日,全国土地日来临之际,中国地质调查局地学文献中心科普人员指导石油附小师生开展的《各种各样的岩石》实践课程,这是一次学生自主学习、探究创新的课程,42名同学全程参加了此次教学活动。

    地学文献中心科普人员与石油附小教师提前2个月就策划、制定了《各种各样的岩石》实践课程方案,辅导教师岩石矿物的知识,指导实践课程各个阶段工作的开展。课前调查阶段,通过设计一系列问题进行调查,初步了解学生对岩石矿物知识的掌握程度,有的放矢地指导学生的探究活动;实物准备阶段,为学生提供了分门别类、形态各异的岩石矿物标本及地质三宝,便于学生利用多种感官观察、比较、描述和记录岩石及矿物特点,从感性出发,提高他们的分类、概括和推理能力。教师授课阶段,教师创设会讲故事的岩石情境,引导学生在课堂上利用各种方法“听”岩石讲故事,欣赏岩石矿物的美,培养收集研究矿物的兴趣,懂得岩石矿物是人类生产、生活的重要资源,应该保护和合理开发利用。

    本次活动是地学文献中心首次将地质科普融入学校正常教学环节,指导学生由被动学习向主动学习转变,探索学生自主实践探究知识模式。地学文献中心将逐步加强与学校多种形式的合作,切实将地质科普进校园做实、做强。

    地学文献中心举办第28个全国土地日科普校园行活动

     

    织金洞世界地质公园位于中国西南贵州高原的织金县境内,1980年4月发现,1985年建成并对外开放,规划范围包括织金洞园区、绮结河园区(大峡谷)和东风湖园区(乌江源百里画廊)3个部分,总面积170平方公里。织金洞是贵州高原喀斯特地貌演化的杰出范例和最神奇、最美妙的区域,在岩溶地貌、岩溶水文地质构造、第四纪地质环境及古气候变化等方面具有重大的科学价值。

    黄山归来不看岳 织金洞外无洞天 

    中国当代著名作家、文学评论家冯牧曾经这样描述国家重点风景名胜区织金洞:“黄山归来不看岳,织金洞外无洞天。琅嬛胜地瑶池境,始信天宫在人间。”老作家的寥寥数语,是对织金洞最好的解读。织金洞既像一个美丽的童话世界,又是一座瑰丽的艺术宝库,满洞的奇珍异宝,让人目不暇接、流连忘返。2005年,织金洞被《中国国家地理》杂志等媒体评为“中国最美旅游洞穴排行榜第一名”。 2014年1月,织金洞入选“世界地质公园”推选名录。2015年9月19日,织金洞被联合国教科文组织世界地质公园执行局批准为世界地质公园。

    织金洞是我国旅游价值和科研价值都很高的著名洞穴,被誉为“天下第一洞”“地下艺术宝库”“溶洞博物馆”“行星上的一大奇观”。一些专家在游览织金洞后,评价它具有抽象美、具象美、古典美、现代美。来到毕节,织金洞是非常值得一看的地方。

    织金洞位于乌江上游六冲河段南岸坡顶,高出河面300米,它所处的织金县官寨苗族乡,民族民间文化多姿多彩。

    织金洞发现于1980年4月8日。1988年8月1日,国务院审定并公布了全国共40处第二批国家重点风景名胜区,织金洞名列其中。

    据专家介绍,距今4亿~2.2亿年前,贵州曾多次处于浅海碳酸盐沉积环境,沉积了总厚度达几千米的碳酸盐岩地层。晚三叠世后,受多期强烈构造运动影响,贵州全境隆起成陆地,并逐渐抬升形成内陆高原。织金洞地质公园的地质遗迹,均发育于距今2.2亿年的下三叠统碳酸盐岩地层。织金洞地貌单元,以织金洞为主角演绎着喀斯特景观的神奇、美妙和珍稀——迄今已探测的洞穴长度4215米,由两条主洞和4条支洞组成,分为4层,共有 47个厅堂。其中,洞底面积在3000平方米以上的大厅有13个,面积超过1万平方米的大厅有6个;洞穴容积达600万立方米,是目前世界上厅堂分布密度最大的旅游洞穴。

    织金洞不仅是贵州高原喀斯特景观的杰出代表,也是解读贵州高原沧海桑田变迁、地壳抬升、喀斯特发育等重大地质事件的关键窗口。踏入洞内,就像进入了一个钟乳石的梦幻世界。石笋、石柱、石幕、石瀑布、石旗、石盾、流石坝、鹅管、卷曲石等钟乳石多姿多彩,令人目不暇接,尤其以盔状、塔状、塔松状、纺锤状、琵琶状、灯台状、盾形等80多种特型钟乳石最具特色。这其中不乏世界级的珍品——“霸王盔”,目前世界上唯一发现的形态最逼真的盔状石笋;“倒挂琵琶”,目前世界上已发现的规模最大、形态最优美的盾形石柱;“银雨树”,目前世界上已发现的形态最独特的塔松状石笋;“姊妹玉树”,目前世界上已发现的造型最奇特且正在生长发育的塔松状石笋;“三级华盖”,目前世界上唯一发现的3个规模相似且同时生长发育的盔状石幔;“水晶宫”,洞内卷曲石分布面积达3000平方米,世所罕见;“一线连天”,目前世界上已发现的最细长石柱;“江山如画”,目前世界上已发现的规模最大、形态最壮观的巨型壁流石;“织金窗口”,目前世界上已发现的规模最大的石瀑布……均是国内外十分罕见的岩溶景观,堪称世界级的珍品。

    这50多根巨型石笋,高度和直径都在20米~40米之间,它们组成了目前世界上分布密度最高的巨型石笋群。

    流石坝,总面积约5300平方米,是目前世界上单片发育面积最大的流石坝。

    这些类型齐全、分布集中的钟乳石,几乎涵盖了所有钟乳石的形成条件和沉积类型,是目前世界上钟乳石分布密度最高、类型最丰富、珍稀形态最多的洞穴,具有喀斯特洞穴演化的系统性和完整性,是喀斯特洞穴中最为独特的自然美景和重要的美学价值区。

    专家普遍认为,这些类型丰富、千姿百态的钟乳石,是岩溶水沿洞壁围岩渗出,压力突降,二氧化碳释出,对应不同的裂隙、水量及渗出方式,滴水、流水、溅水、池水、非重力水等单独或相互耦合而形成的。此外还有生物成因、洞穴风成因等说法,这些待解的科学之谜,给织金洞增添了一份神秘的色彩。

    神秘奇特织金洞 迷人景观大齐全 

    织金洞最显著的特点,可以概括为:大、奇、全。

    大,是指织金洞的空间和景观规模宏大,气势磅礴。它是一个多层次、多系统、多类别、多形态的完整的岩溶系统。

    奇,是指织金洞的景观和空间造型奇特,审美价值非常高。风景科学家从奇特度、审美度等方面给其中许多厅堂和景观打了满分10分。

    全,是指织金洞洞内的景观形态丰富,40多种堆积物形态,囊括了当今世界溶洞堆积物的所有形态。而且,它那五彩斑斓的柔和色彩、晶莹剔透的感光度,远远胜过了汉白玉。它不仅拥有奇异独特几可乱真的物态美,而且由于堆积物形态的多变,构成了不同层次复杂的画面。雄伟壮观的“地下塔林”,傲立挺拔的“雪压青松”,一望无际的“寂静群山”,秀逸精巧的“银雨树”……一幅幅大画卷,一处处小景致,无不让人惊叹大自然的鬼斧神工。

    织金洞拥有许多让世界为之瞩目的东西:最高的堆积物有70米,比号称世界之最的古巴马丁山溶洞最高的石笋高出7米多;容积最大,比一直誉冠全球的法国、意大利等国的溶洞要大2~3倍,是当今世界上已经开发作为旅游溶洞的最大、最奇、最美、最全的溶洞。

    织金洞最值得傲视天下群洞的应该是其“镇洞三宝”——“霸王盔”“银雨树”和“卷曲石”,它们共同彰显了织金洞的瑰丽与神秘。按照地质成因,地面的石笋是对应洞顶滴水挟带的大量碳酸钙形成的,但在织金洞就有这样的石笋,其对应的洞顶干燥无水,也没有由上而下的石笋,像是从地下凭空生长出来的;而玲珑剔透、洁白如冰花的“卷曲石”可以不受地球引力的影响,在空中自由弯曲生长。全世界无数的地球物理学家、权威的洞穴研究人员,至今还没有找到它们的成因和科学依据,只能面对眼前这个理论上不可能存在的事实叹为观止。

    2005年,由中科院主办的《中国国家地理》杂志社发起并联合全国35家新闻媒体开展的“中国最美的地方”评选活动历时8个月,在北京嘉里中心举行授牌仪式,织金洞在全国400多个溶洞中脱颖而出,以90分的最高分荣获“中国最美的六大旅游洞穴”第一名。专家们给其美称“梦幻织金洞”,并在评语中写道:“洞穴是人在一生中至少应该去一次的地方,否则您不会知道自己居住的这个星球是多么的奇妙。假如您希望只选择一个洞穴即可填补这方面的空白,请您不要错过中国最美的旅游洞穴——织金洞。”至此,织金洞已相继拥有“国家重点风景名胜区”“国家地质公园”“首批中国国家自然遗产”“国家AAAA级风景旅游区”“中国旅游胜地四十佳”“中国最美的地方”“中国自然生态十大迷宫榜首”“国际旅游洞穴协会成员”等荣誉桂冠。

    2004年1月,国土资源部批准贵州织金洞国家地质公园建立。

    2006年1月8日,贵州织金洞国家地质公园建成并正式对外开放。

    2014年1月,国土资源部对外公示第八批世界地质公园推荐工作评审结果,在国土资源部此次推荐的名录中,贵州织金洞和甘肃敦煌作为2015年度中国政府向联合国教科文组织推荐申报的世界地质公园。

    世界地质公园贵州织金洞

    沂蒙山区是山东屋脊,亦是山东的生态高地和相对贫困地区,同时也是中国地质调查局2015年度在集中连片特殊困难区选择开展1:5万水文地质调查与供水安全示范的典型地区,是国务院与山东省政府中央预算资金重点扶持地区。


    工作区处于地下水补给区、地质及构造复杂,地下水勘查找水难度大,普遍存在山区群众人畜饮水困难。一方面,由于水文地质调查精度较低,水文地质资料对于地下水勘查、规划的指导性不强,加之受限于地下水勘查的方法技术,盲目打井时常发生,致使群众财产损失较大;另一方面,山东经济发达,人类工程活动强烈,水文地质条件演化程度高,逐渐出现了地下水位下降、地下水污染、环境恶化等现象,地质环境问题较突出,造成水资源供需矛盾加剧。


    沂蒙山区项目组充分发扬“三光荣”与“四特别”精神,践行“项目落地、成果开花”的承诺,认真落实精准扶贫的要求。2015年度共实施完成娄家铺子、池埠、毫山、北官庄、三宝官庄、石楼、四官旺、侯家官庄、计宝峪、荷花池、黄土泉、车场等16口探采结合井,合计进尺2377m,涌水量达17856m3/d,为西里镇、鲁村镇集中供水提供了饮用水水源,解决了4.4万余人饮用水困难,使1:5万水文地质调查成果直接转化为和谐乡村建设、村民果业经济发展的推动力。



    沂蒙山区地质调查解决4.4万余人饮水问题

    地调局水环中心承担的“沂蒙山区1:5万水文地质调查”子项目,归属于“集中连片特殊困难区水文地质调查与供水安全示范”项目。本项目以“需求为导向”,以“问题求深化”,开创“调查与研究同步走”的地质调查新模式,通过开展基岩山区地下水赋存规律研究、水文地质遥感技术运用与地球物理勘探技术方法组合与成果解释探索,有效提升了项目成果质量和服务水平。本项目取得成果包括以下几个方面。

    首先厘定了工作区含水岩组划分,分析了主要断裂构造的水文地质性质,提高了水文地质资料精度。根据工作区地下水赋存特点,划分了五个含水岩组及五个含水岩组亚类;针对工作区内主要构造行迹,选取了上五井断裂(北东向,图1)、韩旺断裂(北西向)、燕崖断裂(近东西向)进行了断裂构造水文地质性质分析,认为北东向断裂以阻水为主,在两盘岩性差异显著、且垂向差异及升降强烈的情况下,可形成导汇水通道,而北西向断裂以导水为主,近东西向断裂以阻水为主,在断裂性质转换处发生水文地质性质转换。

    其次细化了工作区的地貌类型并分区,总结了区域地下水补径排规律,完成了地下水系统五级划分,查清了地下水环境现状,圈定了富水块段,明确了沂蒙山区蓄水构造模式。工作区地貌可细化为构造侵蚀、侵蚀剥蚀、剥蚀溶蚀、侵蚀溶蚀、堆积地貌及断陷盆地6大类。地貌类型的组合分布与地下水系统划分、地下水补径排关系密切,在系统补给区一般为侵蚀剥蚀低山区,沿径流逐渐过渡为侵蚀剥蚀丘陵—侵蚀溶蚀低山,浅径流转化为深径流,在河谷区以大泉、水井集中排泄,形成地表水与地下水频繁转换特征(图2)。根据工作区地下水流场分析,结合地形地貌与地表水系统,划分了花林、三岔、九山、南鲁山、鲁村、南麻、梓河、东里、马站9个五级地下水系统,详述了各系统边界、含水岩组分布及特征、地下水补径排特征、地下水水位以及水化学动态。查明了以面状农业污染为主,点状畜业粪便和厂矿废水为次的地下水环境污染现状,确定了主要污染组分,为地下水污染防治提供了依据。沂沭河源头区以山间断块岩溶蓄水构造为主,在构造与岩性组合有利部位,圈定地下水富集带21处(图3),允许开采量达80000立方米/天。

    第三是通过水文地质调查,圈定了富锶矿泉水分布范围,结合水文地质条件,分析了成因,提出了合理开发利用措施。查明工作区内富集的矿泉水以锶型为主、偏硅酸性次之,首次在车场发现锂含量达到矿泉水标准的地下水,圈定了7处富锶矿泉水水源地,分析认为花岗岩基底经区域地质构造连通岩溶水,形成了水量可观、水质良好的优质天然矿泉水。当地经济林果业的快速发展,农药化肥的过渡使用正在加速地下水质劣化,建议在矿泉水水源区和富集区加大林果业整治和圈定水源保护区。

    第四是通过实施探采结合示范工程,解决了4.4万余人饮水困难,践行“项目落地、成果开花”的承诺,认真落实了精准扶贫的要求。2015年度共实施完成娄家铺子、池埠、毫山、北官庄、三宝官庄、石楼、四官旺、侯家官庄、计宝峪、荷花池、黄土泉、车场等16口探采结合井,合计进尺2377米,涌水量达17856立方米/天,为西里镇、鲁村镇集中供水提供了饮用水水源,解决了4.4万余人饮用水困难。

    五是通过开展典型岩溶洞穴探测,为“溶洞之乡”提供技术支撑和景观设计服务,有效提升了岩溶景观资源开发。通过与地方旅游实际对接,项目组对区内3个层位6个典型洞穴进行了探测,共计探测长度1477米,在中层溶洞中发现了第四纪冰期沉积物,绘制了洞穴平剖面及截面图,优化了景观导游图和洞穴四维展示图,提高了科普知识展示度。

    六是开展了基岩山区水文地质遥感技术和地球物理勘探技术新方法探索性应用研究,为支撑基岩山区水文地质调查理论与技术方法体系建设提供了素材。针对调查区特殊地质环境条件,形成了不同类型地下水勘查的多种方法技术组合模式。利用遥感技术,解译验证水文地质点和地质地貌点及线性构造,有效提高了水文地质测绘效率;通过不同反演方法获取的反演结果对比,反演结果与原始资料的对比,不同种物探方法结果的对比,去伪存真;通过正演问题与反演问题相结合、地质资料与物探资料相结合、定性解释与定量解释相结合的三项结合,提高了物探成果的地质解释准确度。

    图1 上五井断裂(崮山—西河北)水文地质示意图  

    图2 南麻地下水系统小水泉泉域“三水”转化关系示意图  

    图3 璞丘地下水富集带水文地质剖面

     

    沂蒙山区1:5万水文地质调查成果显著