（一）天然气水合物勘查与试采工作取得重大进展

海域天然气水合物试采试气点火　　

该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局叶建良牵头，中国石油集团海洋工程有限公司、中国地质科学院勘探技术研究所、北京大学等科技攻关团队参与完成。该成果为我国海域天然气水合物第二轮试采实施做好了充分的理论与技术准备。其主要创新点：

1. 在第一轮试采理论创新的基础上，不断深化研究，完善丰富了“系统成藏”和“三相控制”理论，为第二轮试采井位确定、工程实施、环境保护等提供了全方位的理论支撑。

2. 攻克形成水平井试采技术装备体系，自主研发相关技术装备达到国际领先水平，部分技术装备打破国外垄断；自主开发了天然气水合物产能模拟与调控系统及流动保障软件，为试采提供了重要技术保障。

3. 以“防控为主、监测并重”的理念，自主创新形成覆盖试采全过程的环境风险防控技术体系，建立了范围更大、手段更多、精度更高的大气、水体、海底、井下“四位一体”环境监测体系。

4. 形成了一支涵盖地质、模拟、技术工艺及装备研发等学科、专业，涉及70余家科研院所、生产单位近千人的试采团队。

（二）松辽盆地陆相页岩油调查取得重大突破

沈阳地质调查中心与大庆油田松页油1HF井交接仪式          油气资源调查中心吉页油1HF井超临界二氧化碳压裂

该成果由以中国地质调查局沈阳地质调查中心杨建国、油气资源调查中心徐兴友为首的科研团队共同牵头完成。其主要创新点：

1.松辽盆地北部松页油1HF井获得日产14.37方工业油流；松页油2HF井获得日产10.06方工业油流；松辽盆地南部吉页油1HF井获得日产16.4方的工业油流。

2.创新形成松辽盆地页岩油富集规律新认识，建立了目标优选综合评价体系，为相同类型页岩油调查提供借鉴。

3.创新形成了水平井钻探和压裂试油两项陆相页岩油关键工程技术，应用效果显著。

4.按“三位一体”评价松辽盆地青山口组一段页岩油资源量，证实巨大页岩油开发前景。

5.调查成果为松辽盆地页岩油勘查提供示范，三口井移交油田公司进行试采，引领松辽盆地页岩油勘探开发。

（三）二连盆地陆海地区砂岩型铀矿调查实现重大突破

该成果由以中国地质调查局天津地质调查中心司马献章为首的科研团队牵头完成。其主要创新点：

1.提交特大型砂岩型铀矿1处,矿体埋藏浅，矿石渗透性好，易于地浸开发，环境影响小，勘查开发成本低。

2.创新了砂岩型铀矿成矿理论认识，提出了适合我国陆相盆地的“构造-油水界面-古河谷控矿”成矿新模式，为铀矿找矿靶区圈定和钻探工程布置提供了充分的科学依据。

3.形成了较为完善的找矿技术方法体系。针对氡气测量数据采集和异常解释存在的难题，创新应用氡气-伽玛测量技术方法组合，结合重力-航磁-放射性测量等综合信息，快速发现并圈定矿体，大幅提升了找矿效率，全区钻孔见矿率高达80%。

4.将理论和技术推广应用于二连盆地西部、准噶尔盆地南部和柴达木盆地西部等地区，均取得了良好的找矿效果。

（四）我国首眼干热岩试验开发井（青海共和盆地）完井并成功试压裂

青海共和盆地干热岩钻井现场

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质部组织中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质科学院等单位实施完成，牵头完成人张二勇。主要创新点：

1.完成国内首眼干热岩试验开发井施工，成功试验应用快速钻进施工工艺，探索形成高温硬岩高效钻进技术工艺，初步建立国内首个干热岩井测井技术体系。

2.完成国内首例干热岩试验开发井试压裂，形成干热岩造储机理新认识和造储新工艺。

3.创新干热岩压裂综合监测技术，建成干热岩压裂裂缝实时微震监测系统，研究形成干热岩压裂微震、电磁法联合监测技术。

4.通过地面调查、物探、钻探、测井、地球化学分析、构造演化研究等手段，研究提出了共和盆地干热岩热源机制与成因模式。

（五）深部地热探测与动态评价服务雄安新区地热规划开发取得显著成效

雄安新区南北向地质剖面图

                                          D35钻孔现场                                      D35钻孔抽水现场

该成果由以中国地质科学院水文地质环境地质研究所王贵玲为首的科研团队牵头完成。其主要创新点：

1.提出“克拉通破坏+浅部古潜山三元聚热”理论，构建了雄安新区深部三维热储空间结构，阐释了古潜山的聚热成储特征及其对局部热异常的影响机制。基于此理论在雄安新区实现多处地热勘探突破，钻获华北地区产能最大地热井。

2.突破以静态储量为基础的地热资源评价方法限制，提出考虑热流补给的采灌均衡条件下地热资源动态评价技术，明确了雄安新区采灌均衡的标准，地热资源勘查报告为新区首个全面施工的容东片区规划提供了支撑，有效服务雄安新区地热开发利用规划的编制。

3.全面支撑雄安新区地热资源可持续开发。在新区范围内探获高于庄组深部热储第二空间，评价了热储的开发潜力，为新区地热可持续开发提供了稳定的后备资源保障。

（六）探索完成全国、长江经济带、重庆等不同层级资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价并有力支撑国土空间规划

长江经济带“双评价”图集成果样式         全国“双评价”图集成果样式

该成果由中国地质调查局水文地质环境地质部组织中国地质环境监测院等单位实施完成，牵头完成人石菊松、乐琪浪。其主要创新点：

1.完成全国、长江经济带、黄河流域和重庆等不同层级“双评价”试点，初步建立了资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术方法，提出了优化调整国土空间开发保护格局的规划建议。

2.奠定了中国地质调查局在“双评价”支撑国土空间规划中的重要地位，也为全国地勘行业转型发展提供新路径。

3.基于地质云搭建了“双评价”信息系统，初步实现了在线评价，有效提高了“双评价”工作信息化水平。

4.先后承担和参与福建、西藏、辽宁、重庆、安徽、承德、大连、锦州、临沂、广安、宁德、榆林等省市“双评价”工作，初步打开了地质调查支撑服务国土空间规划工作局面。

（七）地质工作服务海南、福建、承德生态文明建设取得重大创新

承德市武烈河百公里生态与文化产业走廊规划建议

该成果由中国地质调查局主导，中国地质环境监测院、武汉地质调查中心、南京地质调查中心等单位组织实施完成，牵头完成人郝爱兵。其主要创新点：

1. 以福建省和承德市为例，建立了适用的“双评价”方法和指标体系，编制完成“双评价”报告和图集，为省级和市级国土空间规划和用途管制提供有力支撑。

2. 探索开展地质资源环境与其它自然资源和历史人文等要素综合评价，为流域生态保护与产业发展、地质文化村（镇）建设提供了地球系统科学方案。

3. 初步构建了“三位一体”的自然资源综合调查技术方法，形成服务生态文明建设的“承德模式”和基于地质成因规律的福建长汀水土流失治理模式。

4. 以承德市和宜昌市为例，首次分析了地质建造对农业和生态格局的控制作用，为特色农业发展和生态保护格局优化提供了科学依据。

5. 首次实现陆海一体化地下空间探测与评价，为海南省海口市江东新区规划建设提供了有力支撑。

（八）长江经济带页岩气资源潜力评价基本完成

长江经济带页岩气资源潜力分布图

该成果由以中国地质调查局油气资源调查中心的郭天旭为首的科研团队牵头完成。其主要创新点：

1.创新建立“页岩气分级分类资源评价技术方法与参数体系”，在长江经济带优选页岩气远景区131个和有利区120个。

2.首次在长江经济带开展了地质条件、技术经济、生态环境“三位一体”页岩气资源综合评价，对国家生态要求禁止开发区内外资源进行了评价，采用勘探开发全成本法对页岩气资源进行了经济性分析。

3.成果通过中国地质调查局组织的鉴定，戴金星、李廷栋院士等11位专家认为成果报告基础资料丰富、研究工作扎实、参数选取合理、技术方法得当、评价成果可信，“三位一体”综合评价实现了资源调查、科技创新与绿色生态发展的深度融合，对服务长江经济带建设和脱贫攻坚国家战略具有重要意义，是一项具有前瞻性和导向性的重大成果，达到国际先进水平。

（九）新疆博格达山前带新区新层系油气调查实现重大突破

新疆博格达山新吉参1井油气成藏模式及测气点火照片

该成果由以中国地质调查局油气资源调查中心的高永进、周新桂为首的科研团队牵头完成。其主要创新点：

1.首次在博格达山前带二叠系芦草沟组钻获高成熟度优质烃源岩，首次在准噶尔盆地南缘发现了二叠系和三叠系气藏，并获工业气流，实现2个层系油气调查重大突破。

2.建立了博格达山前带“深层源储一体、连片分布，浅层构造-岩性为主、局部富集”的复式油气成藏模式，揭示了山前带“多层系、多类型、有序分布”的规律，系统评价二叠系油气地质资源量达14.76亿吨，勘查开发前景可观。

3. 业内专家认为该成果是我国北方新区新层系新领域油气调查的一项重大战略性突破，拓展了准噶尔盆地天然气勘探开发前景，地质理论研究达到国际先进水平，充分体现了国家公益性油气调查工作的基础性、战略性和前瞻性，示范引领作用显著。

（十）国家级地质灾害防治信息系统与30个省（区、市）实现互联互通与数据共享

国家级地质灾害防治信息系统互联互通现状图

该成果由以中国地质环境监测院李媛为首的科研团队牵头完成。其主要创新点：

1.建立自然资源部和中国地质调查局协调领导，省级自然资源厅支持，环境监测院牵头，30个省级环境监测总站共同参加的地质灾害防治工作新模式，推动1+31的局省（院站）合作机制建设。

2.创新异地、异主、异构分布式地质灾害数据库共享集成技术。①建立了基于专网和互联网+VPN的地质灾害数据双通道传输模式，保障数据连续、稳定、安全传输；②设立省级和国家级前置库，采用触发器技术实现地质灾害数据动态增量更新，利用ETL等中间件技术实现多源异构数据快速抽取、清洗、变换和集成。

3.首次建立地质灾害数据动态更新质量评价系统，对数据传输通道状态、更新内容、更新频率等进行实时定量评价，并纳入国家地质灾害防治工作管理体系。

4.完善全国地质灾害防治信息化建设技术标准，规范调查评价、群测群防、专业监测、工程治理和搬迁避让等地质灾害防治数据库建设要求，示范引领省级地质灾害数据库和信息系统建设。

编者按：在服务资源、环境及生态等复杂问题的解决过程中，地质科学本身也将向前发展，形成新的学科或体系。近年来，国际上形成了两种不同的发展思路，一种是以美国等为代表的将复杂性问题置于环境或生态系统中加以研究，研究对象涵盖生态系统的生命和非生命成分；另一种是以俄罗斯为代表的将环境或生态问题置于地质范畴内探讨，突出生命组分影响下的地质客体变化等。本报今天刊俄罗斯学者V. T. 特罗费莫夫阐述生态地质学理论及其应用的文章，以飨读者。需要指出的是，尽管该文发表在多年前，但仍对思考生态文明建设下的地质工作具有重要借鉴意义。

地质学拟解决四类问题：一是为人类提供矿产资源；二是为人类的工程活动作地质论证；三是为人类的教育、文化和美学需求提供地质知识；四是为生态系统的稳定运行作地质论证。前三类问题已被地质学家接受，并已取得了满足人类社会发展需求的成果。第四类问题的意义和开创性，在20~25年前已被地质学家察觉。解决第四类问题的发展过程，引发了地质学一个新分支的形成，称之为“生态地质学”。

生态地质学及其对象和主题

　　图1 岩石圈生态作用的分类

生态地质学是地质学的新分支，致力于岩石圈上层(包括地下水和气体)的勘查，并将它看作是生态系统的主要非生物组元之一，在生态系统的组织层级（从生物群落直到生态圈）中属高层级组元。用地质学家更为熟悉的术语来说，可把生态地质学的内涵定义为地质科学的一个分支，研究的是岩石圈的生态功能，这些功能的形成规律，以及在自然及人为动因影响下这些功能发生空间和时间变化的规律，它们与生物体、首先是人类的生存和活动息息相关。

必须指出的是，术语“生态地质学”（ecological geology）不同于“地质生态学”（geoecology）。两者存在原则性区别。无论从哪种意义上说，“地质生态学”都是一门复合性科学，研究的是地球的所有非生物壳层（圈层），也研究生物体。“地质生态学”包容“生态地质学”，后者仅触及岩石圈一个组成部分，在相同层级上的还有“生态地理学”和“生态土壤学”等，它们也是地质生态学的组成部分。

另一方面，“生态地质学”的概念内涵由“岩石圈生态功能（属性）”的概念确定。这个概念于1994年提出，是地质学中一个原理新颖的概念。它的内涵详细解释如下：

生态地质学的研究对象是地质科学的常规客体：从理论上说，是岩石圈及其所有组成部分；特定地说，是岩石圈的近地表部分，主要是受人为影响的地带。它可被描述为一个多组元的动态系统，包括对生物（biota）的存在和发展产生影响的岩石、地下水和气体。

生态地质学研究的是：“岩石圈—生物”系统，“受到人为影响的岩石圈—生物区”系统或“岩石圈—工程建设—生物区”系统；生物子系统与非生物子系统之间的直接和间接联系；最终是，“死”物质对“活”物质的影响，或广义地说，是岩石圈与生物之间的相互作用。这样的系统构成，意味着通过考虑岩石圈的人为改变，也把人为影响源纳入了系统之中。

根据其内涵，所有发生过转换的系统都是生态地质系统。这两种系统之间的主要区别，在于其中存在的是有生命组分还是非生命组分。生物区存在并活动于岩石圈中，或者就在岩石圈表面。据此便可形成“生态地质系统”的定义。生态地质系统是岩石圈的特定部分，是在其内和其上容纳着所有生物区的环境的地质组元。生态地质系统由三个子系统组成：岩石圈（无生命的）、生物区（有生命的）和天然及人为影响源。

生态地质学的研究主题是有关岩石圈生态功能（属性）的知识（数据系统）。因此，要考虑“岩石圈—生物区”系统中的功能关系，或“岩石工艺系统—生物区”之间的功能关系。

岩石圈的生态功能

岩石圈的生态功能多种多样，决定和反映着岩石圈（包括产于其中的地下水、油、气、地球物理场和地质作用）对生物区，主要是对人类的重要价值。人类的独特性在于人类活动对环境的影响比所有其他生物的影响都大。研究岩石圈不能采用生物生态学、生态地理学和生态土壤学研究框架内的那类途径。

岩石圈生态功能的科学理念，意味着对岩石圈的作用要有多方面的考虑，将之视为一个存在着有机生命（各体生物、植物群、动物群和人类）的环境。从生态观点看，岩石圈主要是给生物体提供资源和能量，并通过它的资源及其地质动力学、地球化学和地球物理功能来实现（图1）。这里不考虑人与自然相互作用功能中的社会-经济、道德和审美方面，因为它们超出了专业地质知识的范畴，事实上它们构成了一个社会生态学的关切。

在天然及被人为改变的岩石圈与有群体结构的生物物种生物区之间，有着多种多样的关系，可把它们归结成4种功能：一是岩石圈的资源生态功能，它对生物体生存和活动所需的矿物质、有机质、有机-矿物质资源有重要意义；二是岩石圈的地球动力学生态功能，它通过自然和人为的过程和现象，决定着岩石圈对生物区状态和人类生活条件的影响；三是岩石圈的地球化学生态功能，它反映着岩石圈的自然和人为地球化学场（不均一性）对整个生物体（包括人类在内）状况的影响；四是岩石圈的地球物理生态功能，它反映着岩石圈的自然和人为地球物理场（不均一性）对生物体（包括人类在内）状况的影响。

每种功能的内涵、它们的评价标准、信息获取方法和表述方法另有专文论述。

岩石圈的生态属性

岩石圈的生态功能靠具体的生态属性来实现。就“岩石圈的生态属性”这一术语而言，指的是岩石圈的特征属性，即具有特定生态重要性的属性。它取决于其物质成分、地球动力学、地球化学和地球物理学的特性，且与生物体存活的供养、生物体生存和进化条件有机关联。

有关岩石圈生态属性的问题，是一个新问题。这里力图在岩石圈的资源及其地球动力学、地球化学和地球物理的生态功能框架内，给这些属性命名（表1）。它可能不是完整的清单，但堪作举例材料。

　　表1 岩石圈的生态功能与属性

生态地质情势及其状态

用术语“生态地质情势（环境）”来表达岩石圈具体生态属性（功能）的组合，反映作为栖息地的一定岩石圈体积内生物体生存条件的现状或古状态。在一个地块或一个区域范围内，生态地质情势（situation）或许会或许不会因地而变。而且，生态地质情势也会随时间而变，在这种情况下，该情势会随时间从一种状态（state）变换成另一种状态。由于人为工艺因素和灾变性自然过程的发展，这种变换可能进行得很快，从历史观点看，有时就在瞬间。

必须强调的是，生态地质环境（conditions）或许既取决于所有生态功能同时起作用，也会仅取决于一种生态功能，比如地球动力学功能，它会在瞬间对生物区产生较强烈的影响。在后一种情况下，这种生态地质情势应该说成是“依靠岩石圈地球动力学特征形成的特色生态地质环境”。当地球化学功能在生态地质状况形成中扮演最重要角色的情况下，就说它是依靠岩石圈块段的地球化学特色形成的特色生态地质环境。

“生态地球动力学环境”、“生态地球化学环境”和“生态地球物理环境”等术语，在地质文献中也常常使用。这些术语是对上段文字特指含义的省略表达。另外，当只分析一种生态功能对生物群或人类的影响时，使用这些术语也是对的。

正如已经指出的那样，生态地质环境的变化或许是足够快的。人们必须把所研究对象（生态地质系统）的阶段特色称为生态地质情势（环境）的状态（state），地质学家则往往将它称为岩石圈的生态状态。可以把“生态地质情势（环境）的状态”的实质定义为某种暂时状态，并根据当时岩石圈的一种生态属性特征，或者几种生态属性（功能）的组合把这种状态估计出来。这些生态属性决定着生物体生存的有利度（水平）和或然率。

生态地质情势的状态要根据岩石圈某些属性的暂时状态评估出来，也要描述出这些属性对活体生物产生影响的特征。根据这种定义，当对岩石圈的生态状态做评价时，就不得不一方面评价岩石圈对活体生物的资源和能源影响，另一方面评价有关活体生物响应这些影响时的特定相互作用信息。在所有的生态系统组织层级上，此类评价准则对生物体都是适用的。

如上所述，生态地质环境的状态可以取决于岩石圈的一种属性（功能）或几种属性（功能）的组合。在地球物理功能强烈影响生物群的特殊情况下，可以说：“生态地质环境的状态取决于地球物理功能（属性）”。地质学家常常用术语“岩石圈的生态地球物理状态”来代替上面的表述。而“岩石圈的生态资源状态”、“岩石圈的生态地球化学状态”之类的术语，常被作为同义语使用。

生态地质学的基本科学问题和实践问题

生态地质学有5项主要任务：（1）研究岩石圈的生态功能，它们的形成规律，及其在自然和人为作用影响下发展的动力学；（2）从岩石圈生态功能变化的观点出发，针对人为成因的影响，开发评价岩石圈近地表部分稳定性的理论和方法；（3）针对岩石圈近地表地层环境与属性的控制问题，精心研制理论和方法，以保护和改善它们的生态功能；（4）研制工业废弃物利用和选择其最佳（就地质环境而论）埋置地区和层位的理论、方法和途径，以使对区域生态属性的负面影响最小化；（5）针对国土、目标客体和大型建筑的工程保护问题，精心研制进行地质论证的理论和方法，以免发生削弱其生态功能的自然和人为地质作用。

总的来说，生态地质学的应用性问题可以通过下述途径形成：（1）论证生态系统正常运转前提下岩石圈资源的合理利用；（2）确定岩石圈近地表部的人为污染对生物群的影响；（3）针对一些生态系统或整体生态系统生物群的管理，为制定和调整解决方案进行地质论证。

这种一般性生态-地质课题清单，通过参考早先开列的岩石圈生态功能，还可以更详细地提出来。

生态地质学的逻辑结构

根据生态地质学是地质学的一个科学分支，而不是一门独立学科，它的逻辑结构应该包括地质科学逻辑结构中用于解决生态问题的既定要素，以及“它自己的逻辑基础”。两者的同化不是机械式的，要遵循相当明确的关系，即生态学方法途径的逻辑。“它自己的逻辑基础”是一种逻辑支点，也能够在其它科学的理论、思想和定律中使用。

　　图2 生态地质学逻辑结构的全域示意图

　　A-生态地质学逻辑结构的逻辑基础；B-被生态地质学利用的地质学科的逻辑结构（B1-工程地质学；B2-冰川学；B3-水文地质学；B4-地球化学；B5-地球物理学；B6-矿山地质学；B7-新构造学；B8-地震大地构造学；B9-地貌学；B10-地史学与古生物学；B11-火成岩石学与沉积岩石学；B12-矿物学)；C-生态地质学逻辑结构全域的轮廓线）

对此问题的处理如图2所示。该图说明了生态地质学逻辑结构的镶嵌特性，就致力于解决生态问题的地质科学，以及这些地质科学对生态地质学逻辑结构的贡献，给出了概念图。不难看出，工程地质学、水文地质学、冰川学、地球化学、地球物理学和矿山地质学提供着主要的信息量，以及可用于生态地质学的大部分研究方法。在我们看来，其它地质学科及其逻辑结构可用的较少。以上结论基于一个事实，有关岩石圈生态功能的知识才是生态地质学的基础。

基于对岩石圈生态功能的上述认识，可以对生态地质学逻辑结构的最重要要素划分出以下几个方面：（1）原理-岩石圈近地表部的结构、空间关系、属性和生态功能，是其地质特征的历史发展及其与自然环境和人为作用圈相互作用的结果；（2）原理-岩石圈的动力学状况（运动速率和特性）和生态功能的组元与变化，皆归因于它们的自然属性，归因于它们与环境（包括人为的工艺成因环境）相互作用的模式和强度；（3）生物体与环境相互作用的一致性定律；（4）社会发展特征与环境状况间的一致性定律（基本生态定律）。

正是这些原理和定律形成了生态学的支点，把其它地质学科的基础整合起来，构成了生态地质学自身的那部分逻辑基础。

生态地质学的科学分支及其在地质理论知识体系中的位置

在生态地质学的结构中，有几个旨在分析所确定的岩石生态功能的科学分支。它们是资源生态科学、生态地球动力学、生态地球化学和生态地球物理学（图3）。

资源生态科学是生态地质学的科学分支，涉及与维持生物区存续有关的全部问题，按资源利用的观点，其中首要的是通过提供岩石圈的矿产资源和地质空间资源维持人类社会存续，在科学技术活跃发展的新时代满足人类的需求。研究的焦点不是矿产资源的勘查和储量计算，而是评价其目前消费水平与合理使用的一致性。实质上，岩石圈矿产资源消费的管理问题，应该通过关注高层级生态系统的保护和正常运行来解决。地质空间资源也要用生态学的观点来评价。很明显，一些地质科学的方法，主要是矿山地质学、水文地质学的方法(对矿产资源)，工程地质学和冰川学的方法(对地质空间资源)，应该适用于这些研究和调查。另外，这些研究应该由社会来定向，就是说应该与社会经济学紧密关联，在实践中，生态地质学家应该与经济学家、社会学家及管理机构和设计院所的代表接触。生态地质学这一分支的主要课题是：考虑目前文明发展需要的矿产资源评价，对矿产资源消费的管理建议进行地质论证。

生态地球动力学是一个大领域，包括所有涉及自然和人为地质过程对生物区影响的课题，以及评估生物群栖息地可能灾变和舒适度的课题。后一点仅关切人类社会。这些研究一直采用工程地质学、冰川学、水文地质学和构造地质学的方法来执行，与项目规划者和设计者联系。在该分支框架内执行的主要任务有：针对在工艺活动影响下的地球动力学参数变更，开发评价岩石圈近表部稳定性的方法；为保护生物区和人类社会免受影响其生存及舒适度的（天然和人为）不利和灾变地质过程的危害，对相应工程保护项目进行生态地质论证。

生态地球化学是生态地质学的科学分支，研究天然和人为成因地球化学场对生物区的影响。在生物区内有岩石地球化学、气体地球化学和水地球化学异常。调查课题是：岩石圈的物质（矿物）成分，活动态化合物的迁移问题，元素的非正常浓度及其对生物区的影响性质问题。地球化学、矿物学、岩石学和水文地质学的方法被用来解决这些问题，生物区环境的生物医学评估资料具广泛的适用性。实际上，这类研究意味着生态地质学家要与医学专业人员和卫生服务机构建立密切联系，因为这些异常要用医学-卫生的观点来评价。

生态地球物理学也是生态地质学的科学分支，研究重力、磁、电磁、热和放射性等天然和人为地球物理场对生物区的影响。这些场与背景值的偏差及其对生物区的影响，要借助地球物理学、大地构造学、地震构造学的方法和生物医学的学科资料来研究。与生态地球化学一样，这些问题的解决必须与医疗-卫生服务机构密切联系。要在该分支框架内完成的总体任务有：天然和人为源地球物理场的分析，研制评价其医学-卫生危险的方法和准则（对生物区的影响强度，评价岩石圈对工艺性污染的稳定性）。

图3示出了生态地质在理论地质知识中的位置。在地质学的结构中包括前5个科学分支已得到承认，无需再予证明。但是，对于后两个分支，即“关于岩石圈生态功能的科学”和“关于地球的工程地质环境的科学”，其纳入地质学的合理性尚存争辩。主要争辩依据是，在科学技术活跃发展的新时代，对于涉及地球和岩石圈问题，需要强调生态理论研究的作用。目前，人为工艺因素对岩石圈外壳的影响程度，已经提高了生态地质学说在地质学中的地位，已经使这个学说可以划分为地学中的独立科学分支，已经把上面所述的后两个分支提升到了与前5个分支相同的水平。

　　图3 生态地质学的科学分支及其在地质科学体系中的位置

生态地质学的实用性分支

图4说明，可以在生态地质学的构成中列出几个实用性子分支。它们是城市、矿床和复垦影响区的生态地质学，以及线状工程、热电站和核电站等影响带的生态地质学。值得特别强调的是，各类经济活动不仅在项目建设中，而且在其运营和维护时期，都应该提供对岩石圈和生物区生态影响的评估。因此，应调查的面积要比官方土地使用许可的范围更宽更广，只要在其内确定了或造成了工程客体对岩石圈生态属性的影响。

各种经济活动在对岩石圈影响的强度、深度和性质上是各不相同的。这涉及到岩石圈的矿产资源，地质作用的活跃程度，以及自然和人为成因的地球化学和地球物理致病区的发展。

　　图4 供人类社会正常发展和运作的生态地质学的实用分支学科

很明显，大的城市群、采矿工程（矿山、露天矿场等）、集中在数个盆地和油气田带中的油气产业，都会对岩石圈及其生态功能产生重大的影响。对城市群而言，这种影响取决于特定的高密度城市人口；居住区，交通-通讯，大型工业、燃料和能源企业及联合企业的自营交通，均规模巨大；还取决于城市地下的支撑工程。因此，会观测到以下现象：土壤、岩石圈近地表部和水圈被活性有毒化合物强烈污染；由于热、重、电磁和地震声波等地球物理场变化，发育起致病的地球物理异常；车辆废气导致大片土地的高度重金属污染；地下水动力学和水化学机制改变；地下水储量耗竭。矿场附近岩石圈的生态性变化与下述后果关联：矿产资源枯竭，重力场变化，产生异常的地层压力，地下水动力学参数彻底转变，出现密集的人为污染区，地质环境资源减少。对线性工程而言，不利的生态后果与负面的地质作用活跃有关，与线性的人为污染晕和诱发的异常地球物理场有关。

在不同种类经济活动影响下发生的岩石圈生态环境特性改变的清单还可能扩展，但上述这些已足以支撑得出结论。每种经济活动都与岩石圈生态属性改变的特定复杂性关联，因此要对它们进行分析，就需要运用地质科学的各类理论和方法。城市群影响着岩石圈的所有生态功能，所以要动用地质科学的整套方法，特别要涵盖图2所示的所有学科的方法。对线性建筑而言，要运用的地质科学和方法清单将取决于研究需要，首先是岩石圈地球动力学、地球化学和地球物理学功能的研究。在矿床开采方面，研究重点要集中到岩石圈资源功能的所有方面，地球物理和地球化学异常，以及一组地质作用。 

GYZ系列钻机为中国地质调查局探矿工艺研究所自主研制的新型多功能履带式岩芯钻机，动力头采用两种不同功能的马达驱动，输出转速与扭矩变换跨度大，主要适用于水电站、铁路、公路等岩土工程地质勘察取芯施工（潜孔锤取芯跟管钻进、金刚石回转钻进），同时适用于高层建筑深基坑锚固、抗浮锚固、室内建筑基础加固、施喷加固、路基坝基加固、预防滑坡锚固、水文水井钻孔等。

GYZ系列多功能履带岩芯钻机适用多种钻进工艺，在工程地质勘察施工中满足了潜孔锤取芯跟管钻进和金刚石回转钻进的技术要求，遇到覆盖层采用潜孔锤取芯跟管钻进工艺可以解决取芯难题；穿过覆盖层采用金刚石回转取芯钻进，一机多用，可以减少设备投入，缩短施工周期。

该系列钻机的主要特点：

●动力头两档输出，低速大扭矩、低扭矩高转速，各档内无级调速。

●孔口设有液压夹持器、卸扣装置，减少辅助时间，降低劳动强度。

●动力头可侧移让出孔口，方便加接拧卸钻杆，便于长钻具通过。

●桅杆顶端备有液压绞车（卷扬机），方便起下钻。

●履带底盘，整机移位、行走快捷方便。

●适用于多种钻进工艺方法，如金刚石回转取芯钻进、螺旋钻进、风动潜孔锤钻进等。

施工现场

空气潜孔锤钻进

空气潜孔锤取芯跟管钻进

日前，中国地质调查局青岛海洋地质研究所“海底冷泉拖曳式快速成像设备研制及应用”海上调查团队返回青岛码头，结束长达2个多月的海上实验和渤海、黄海实地调查工作，外业调查取得初步成果。

该项目隶属于国土资源部公益性行业科研专项，由青岛海洋地质研究所承担，哈尔滨工程大学、国家海洋技术中心和中国海洋大学协作实施。项目目标是研制、集成一套用于考察船拖曳调查的海底冷泉快速成像系统，在拖曳的条件下能够实现对海底冷泉的快速成像，可以通过图像辨识海底冷泉的位置、冷泉气泡群的宽度、高度与形态。据悉，海底冷泉是一种发育于俯冲带，超高压盆地的断裂带等，以大量气流体由海底喷入上覆水体而形成气泡群为标志特征的海洋地质现象，其与海域油气、水合物勘探、全球气候变化和极端条件下的生物群落等密切相关，特别是对海域油气与水合物勘探意义重大，是目前地球科学的研究热点。

该海底冷泉拖曳式快速成像系统是通过分析冷泉气泡的声学特性，建立冷泉气泡群的散射模型，研究声学散射的频率选择特性，计算冷泉气泡散射强度。信号处理中采用带通采样、正交变换获得回波强度声图像，然后通过幅度加权的预成波束形成声学回波图像像素值，通过扇形变换得到声学图像。该系统声源模块由四个不同频率的换能器组阵，可以适应不同水深作业；实时处理成像模块系统集成了数据融合技术，可以对气泡群进行高效成像；同时集成了后期处理软件，可以对气泡进行进一步分析和解释。项目组经过两年的攻关，完成了样机的研发和系统集成。

本次外业调查经过前期充分的准备，项目组于2017年9-10月份选择水深较大的老铁山水道开展了海试工作。海试使用船载空压机持续产生气泡并通过高压管沉放到海底（水深40m-70m），形成模拟冷泉，拖体穿越冷泉区进行往返观测，观察成像质量。气管经过特殊设计，可以同时形成多个气泡，出气量可以自由控制。经试验，该设备对海底冷泉成像效果良好，可以通过图像辨识海底冷泉的特征参数，可以反应气泡群的波阻抗特征及声学散射特征，达到了预期目标，标志着项目装备研发取得成功，同时海底冷泉探测又多了一个新方法，对冷泉研究具有重要意义。

根据施工设计，项目组分别对渤海和黄海成山头两个设计靶区进行了冷泉调查。外业组克服了海况较差，设备拖曳难度大等挑战，在工作中不断改进调查设备和工作方法，顺利完成了本次调查任务。

利用空压机产生模拟冷泉

海底冷泉快速成像设备

渤海实际调查发现的海底冷泉

前期调试设备