A. 取得的主要成果
通過對中甸島弧西斑岩帶內發育的印支期中酸性淺成-超淺成相斑 (玢) 岩侵入體和賦存於其中的典型礦床-春都斑岩銅礦床地球化學及成岩成礦模式的研究, 主要取得以下成果:
(1) 通過野外觀察和室內鏡下鑒定、主量元素、微量元素及稀土元素綜合分析研究表明: ①春都礦區及中甸島弧西斑岩帶侵入體主要岩石類型為閃長玢岩, 其次為花崗閃長斑岩, 均屬於亞鹼岩系中的鈣鹼性岩類。②閃長玢岩、花崗閃長斑岩中富集大離子親石元素Sr、K、Rb、Ba、Th, 高場強元素Ta、Nb、P、Hf、Ti、HREE相對虧損, 具有島弧火成岩基本特徵; 斑 (玢) 岩中成礦金屬元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn豐度高。③閃長玢岩稀土元素總量變化於87.25～255.49之間, 球粒隕石標准化曲線為輕稀土元素富集型, 分配曲線右傾, 有輕微的銪正異常; 花崗閃長斑岩稀土元素總量變化於184.34～294.87之間, 球粒隕石標准化圖為輕稀土富集型, 分配曲線右傾, 有微弱銪負異常和微弱鈰負異常。輕、重稀土元素的分異程度高, 由早期的閃長玢岩→晚期的花崗閃長斑岩演化, 岩漿中的輕稀土富集程度和鹼性程度趨於增強, 閃長玢岩岩漿侵入早於花崗閃長斑岩, 是同源或相似岩漿不同演化過程的產物。
(2) 在宏觀地質研究基礎上, 依據岩漿岩主量元素、微量元素、稀土元素及同位素的分析, 對春都礦區及中甸島弧西斑岩帶成岩成礦構造構造環境進行了判別, 對物質來源和岩漿演化進行了深入的探討。①研究區侵入岩物質主要來源於與俯沖造山作用有關的地幔和地殼的混合, 產生於印支期甘孜-理塘洋殼向格咱微陸塊俯沖的消減帶 (俯沖帶)構造環境; 具I型花崗岩的特徵, 是活動大陸邊緣的產物。②研究區金屬硫化物硫同位素δ34S值變化於-6.54‰～0.14‰之間, 極差為6.40‰, 均值為-2.28‰, 硫同位素組成變化范圍較窄, 成礦物質來源比較單一, 硫主要來自深部岩漿, 具幔源硫的特徵 (0±3 ‰), 同時有一定數量的地殼沉積物還原硫的混入。 研究區鉛同位素的206Pb/204Pb值變化於17.863～18.036之間, 極差為0.173; 207Pb/204 Pb值變化於15.448～15.614之間, 極差為0.166; 208Pb/204Pb值變化於37.753～38.188之間, 極差為0.435; 具有單一的成礦物質來源。依據硫化物的鉛μ值及鉛平均增長曲線圖、鉛同位素△β-△γ成因分類圖解、鉛同位素構造環境判別圖的判別, 礦石鉛主要來自於下地殼或上地幔。③通過含礦石英脈樣品進行氫、氧同位素測試。δD值為-73.1‰～100‰, 變化幅度較大;δ18OSMOW值為13.2‰～13.9‰, 分布較為集中; 研究區成礦流體主要為原始岩漿水為主, 同時有大氣降水的加入。④閃長玢岩樣品的DI值介於60.43～75.13之間, 平均為67.25; 花崗閃長斑岩樣品的DI值介於77.60～90.55之間, 平均為81.16; 花崗閃長斑岩分異和酸性程度均較高於閃長玢岩。研究區閃長玢岩形成明顯受結晶分異作用所控制, 受部分熔融作用控制微弱; 花崗閃長斑岩同時受部分熔融和分離結晶作用所控制; 二者具有同源岩漿結晶分異演化關系, 屬於同源異相的產物。 閃長玢岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的質量百分數與lgSI值的線性關系均不明顯。 花崗閃長斑岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的質量百分數與lgSI值的線性關系均明顯, 春都閃長玢岩發生同化混染作用,有地殼物質的混入; 花崗閃長斑岩岩漿中也有少量大陸地殼物質混入, 同化混染作用較弱。
(3) 通過研究區侵入岩與埃達克質岩的對比研究, 並結合其宏觀地質特徵分析, 研究區侵入岩地球化學特徵具有高Sr、低Y、低Yb、高Sr/Y、富輕稀土, 無Eu異常或僅有輕微的負Eu異常, 與埃達克質岩特徵相似。
(4) 研究區蝕變分帶明顯, 存在以呈雁列式產出的花崗閃長斑岩岩枝或岩脈為中心,向外依次出現鉀硅化帶 (鉀長石、黑雲母及硅化帶)→絹英岩化帶 (石英絹雲母化帶)→(泥化帶)→青磐岩化帶→角岩化帶, 具有與 「二長岩蝕變」 模式相似的蝕變特徵, 但蝕變分帶的規律性相對較差, 存在重復-偏對稱現象, 顯示蝕變類型及其分帶受岩體控制的空間分布特徵。 一般情況下, 銅礦化強度與蝕變類型有顯著關系, 在硅鉀化帶、絹英岩化帶及其過渡帶礦化強度較好。
(5) 中甸島弧西斑岩帶展布於爛泥塘—雪雞坪—刺來—春都一帶, 斑岩體由閃長玢岩及其以岩枝、岩脈侵入其中的花崗閃長斑岩組成的復式岩體。春都硅化鉀化閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb微區定年分析的年齡為246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 與雪雞坪石英閃長玢岩體的角閃石40Ar-39Ar法年齡 (249.92±4.99Ma) 和刺來閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡 (252.3±3.4Ma) 基本一致, 但推測實際閃長玢岩成岩年齡應晚於246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 大約240Ma左右。 春都含礦母岩花崗閃長斑岩體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為217.5±1.9～217.3±1.8Ma, 表明春都含礦母岩花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 無礦閃長玢岩形成比花崗閃長斑岩早約25Ma。 如此之久的岩漿-熱液系統是形成具有規模的斑岩銅礦必要條件之一。
(6) 通過野外地質工作發現, 研究區花崗閃長斑岩中可見閃長玢岩捕虜和穿插閃長玢岩的關系, 礦化與蝕變以花崗閃長斑岩為中心, 從花崗閃長斑岩體向外蝕變逐漸變弱;同位素測年結果表明, 春都花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 揭示了研究區成礦母岩為印支晚期侵位的花崗閃長斑岩。
(7) 建立了春都礦區及中甸島弧西斑岩帶的斑岩成因模式。 中三疊世-晚三疊世早期甘孜-理塘洋殼開始向西俯沖, 隨著俯沖深度的增加, 導致板片脫水和部分熔融, 引發地幔物質部分熔融, 從而形成了上侵的鈣鹼性系列的岩漿, 岩漿在上升過程中不斷分異演化, 當演化至安山岩漿時, 於晚三疊世沿NNW向的格咱河區域深大斷裂發生淺成-超淺成侵入, 形成早期呈岩株或岩枝產出的無礦閃長玢岩。 晚三疊世中晚期, 研究區底部的安山質岩漿演化為英安質岩漿, 英安質岩漿沿著閃長玢岩底部的構造薄弱帶 (NNW向斷裂構造系統) 上侵進入玢岩體內, 隨著溫度、壓力的降低, 最終形成春都花崗閃長斑岩,同時由於岩漿熱液的對流循環, 在斑岩體和圍岩 (早期侵位的玢岩或三疊系地層) 中形成了不同礦物組合及蝕變分帶。 由於西斑岩帶先期侵位的閃長玢岩的阻隔或壓製作用, 本階段岩漿侵入活動主體區域向東遷移至中-東斑岩帶, 所以西斑岩帶岩漿侵入活動相對較弱或侵位較深。 岩體在東斑岩帶主要呈岩株或岩枝產出, 而在西斑岩帶主要呈岩枝或岩脈產出, 岩體規模相對較小; 本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等,本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等, 為斑岩型銅 (鉬) 礦床的成礦母岩。
(8) 通過總結礦床成因及成礦規律, 建立了春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式。 在東西向的洋盆擠壓俯沖作用下, 中甸島弧區西斑岩帶的NNW向斷裂構造產生左行走滑, 由此派生一定量的NE-SW向局部引張, 形成雁列式斷裂構造系統。 花崗閃長斑岩岩漿沿NNW向雁列式走滑斷裂構造系統侵入早期玢岩體內或圍岩, 形成 「雁列式花崗閃長斑岩脈」。 當含礦熱液從花崗閃長斑岩岩漿中分離, 進入閃長玢岩或花崗閃長斑岩頂部的裂隙帶, 與下滲的大氣降水及溶解其中的部分成礦物質混合, 形成混合流體, 這種富含Cu、Pb、Zn、Fe等成礦物質和H2O、CO2、S2-、Cl-等揮發性組分的成礦流體進入圍岩裂隙中, 與圍岩發生硅鉀化、絹英岩化等交代蝕變作用, 熱液中的Cu等金屬元素與硫結合,形成浸染狀產出的黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物; 或隨著溫度的降低成礦流體中的金屬硫化物直接析出形成脈狀的金屬硫化物。 受NNW向雁列式花崗閃長斑岩脈的控製作用, 春都銅礦床的礦體也呈現出雁列式分布的特徵, 形成與典型斑岩銅礦床不同的礦化格局。研究表明這種控礦模式在中甸島弧西斑岩帶具有重要的代表性。
(9) 系統分析了春都銅礦及中甸島弧西斑岩帶成礦地質條件, 總結了找礦標志。 對區內印支期發育的斑岩銅礦進行了詳盡的對比分析, 依據春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式, 優選了6個找礦靶區。 同時指出, 在今後的找礦工作中, 應把握好 「雁列式斑岩脈」控礦模式對含礦斑岩和礦體的控制規律, 在平行NNW走滑雁列式斷裂構造系統和沿其走向延伸方向做重點的控制和總體部署, 並加強深部找礦工作。
B. 主要研究內容及取得的主要成果
通過對已有塌陷資料的抽象、歸納和總結，對鐵路沿線鐵路振動現象的實地測試，對室內水波動力學效應的試驗，以及對典型塌陷類型的三維數值模擬，作者對岩溶地區的多發災害——岩溶塌陷現象進行了系統研究。研究內容主要包括以下幾個方面：
（1）通過對已有塌陷資料的抽象、歸納和總結，對岩溶塌陷的地質概化模型進行了研究。研究包括對於岩溶塌陷的蓋層及其組合類型的研究，地下水面位於蓋層中不同位置時的研究，以及基岩介質中空隙分布類型不同的地質概化研究。
（2）針對特定的岩溶致塌地質和力學環境條件，歸納和總結了致塌過程中的各種力學條件的相互作用和疊加組合機理，提出了相應的力學耦合模式。根據概化模型的研究和力學耦合模式的分析，提出了岩溶致塌機制。
（3）典型機理模型的專門研究。從野外試驗及室內試驗著手，結合實例的數值模擬，對典型的塌陷類型進行專門性研究。主要包括以下內容：
A.在靜荷載下土洞的塌陷與抽水情形下的塌陷不同，相比之下表現為更具偶發性。通過靜荷載條件下土洞穩定的數值模擬，對其致塌過程進行了數值模擬研究；通過靜荷載大小的致塌效應、地形因素的影響、地下水下滲的致塌過程的對比，對靜荷載條件下影響岩溶塌陷的最敏感因素進行了研究；為了解土洞塌陷時土層的臨界力學性質，通過數值模擬的方法，對致塌臨界條件進行了數值模擬試驗研究。
B.以岩溶塌陷的地質概化模型及室內水波動試驗為基礎，對地下水位受迫下降時土洞在蓋層中力學效應進行專門研究；通過實例的分析及數學推導，對地下水位上升時的岩溶致塌現象進行了研究，特別對氣爆塌陷發育的判據進行了理論推導及論述，對水位恢復時塌陷區的土層最大安全厚度的數學表達式進行了研究；還通過抽水情形下致塌的典型實例研究，針對典型地質概化模型（包括單一阻水型蓋層概化模型、單一透水型概化模型、阻-透型概化模型）下的塌陷機理進行了數值模擬研究；針對塌陷過程中土洞間的內在聯系，進行了多土洞存在時的致塌過程研究；另外，也對岩溶水的數值模擬方法進行了探討。
C.針對鐵路沿線岩溶塌陷的多發性，對振動致塌現象的預測評價問題進行了專門性研究。首先對鐵路沿線土層中產生的振動特徵進行了實測，以通過實測獲取列車振動中的振波過程曲線、衰減特徵、特定土層下的衰減系數、振動附加力的大小等，並通過室內試驗標定了所測的振動附加力，且在數值模擬中對該附加力進行了驗證。在對鐵路沿線振動特徵實測的基礎上，對振動附加力致塌進行了分析，並提出了鐵路塌陷的致塌機理。為了對鐵路振動致塌作進一步的研究，進行了振動致塌的數值模擬研究。通過研究，對所提出的動力致塌機理及振動附加力的大小進行了驗證。同時，採用數值模擬的方法對不同加速度下鐵路振動波在土層中的破壞效應進行了研究，對不同衰減系數下鐵路振動波在土層中的破壞效應研究，對鐵路振動波數值模擬中的波形進行了研究，通過這些研究，提出了振動致塌中的穩定敏感性因素及動力數值模擬中的不同波形特徵及其適應范圍。
通過對以上內容的研究，主要取得了以下成果：
（1）在對岩溶致塌的地質概化模型的研究中提出：對於岩溶塌陷機理的分析應以其所處的地質及水文地質條件為基礎。在不同的地下水條件下，同樣的土-岩體，可能具有完全不同的失穩機制。提出了岩溶致塌的地質概化模型（包括蓋層及基岩地質概化模型），分別將岩溶塌陷的地質條件概化為蓋層中的7種模型及基岩中的4種模型，並對不同概化模型的致塌機制進行了分析。其中蓋層地質概化模型為：①單一阻水蓋層型地質概化模型，當岩溶水位位於蓋層中時，為「軟化-失托增荷-真空吸蝕」型致塌，當水位在蓋層以下時，為「波動-氣壓差剝離」型致塌；②在單一透水型蓋層概化模型情形下為「潛蝕-失托增荷-壓差場潛蝕致塌」機制；③阻-透型蓋層概化模型為「潛蝕-流土-氣壓差場」機制；④無蓋層的地質概化模型；⑤透-阻型蓋層概化模型，為「軟化-氣壓差場-滲流流土」致塌機制；⑥阻-透-阻概化模型；⑦透-阻-透概化模型為「天窗」超臨界水力坡降滲流流土致塌機制。岩溶介質中的地質概化模型為：①單層空洞地質概化模型；②多層空洞地質概化模型；③豎向洞穴地質概化模型；④均布空隙地質概化模型。
（2）通過對概化模型的研究，針對岩溶致塌中的作用力及其相互疊加耦合方式，提出了疊加耦合的5種模式，包括：①重力與靜荷載疊加耦合模式；②單一阻水型蓋層中水位下降時的疊加耦合模式；③單一透水型蓋層滲透力場疊加耦合模式；④水位恢復時的疊加耦合模式；⑤岩溶致塌中的動荷載疊加耦合模式。
（3）在以上概化模型及耦合模式的基礎上，將各塌陷類型下的致塌機制及機理模型總結為5種類型，包括：①水位下降致塌機理模型，其致塌過程中主要包括了三種主要致塌機制，分別為失托增荷致塌機制、潛蝕致塌機制、真空吸蝕致塌機制；②水位恢復致塌機理模型，其致塌過程主要為氣爆效應或水動效應致塌；③動荷載致塌機理模型，主要為「動荷載疊加耦合-破壞累積-重力致塌」機制及「液化」致塌機制（地震塌陷）等；④重力載入致塌機理模型，主要為重力剪斷機制或「荷載與重力超強度致塌」機理；⑤地表水致塌機理模型，主要有「散解效應」及「軟化效應」。
（4）通過對地下水面以上的土洞塌陷進行的專門性研究，提出了該種條件下土洞的致塌機制為地表水引起的「軟化」所致。通過對岩溶塌陷的敏感性研究，指出：靜力的載入不是土洞致塌的最敏感因素，地表水的下滲導致土層的力學性質降低才是致塌的最敏感因素。
（5）在地下水位波動引發的岩溶塌陷的專門性研究中，通過研究得出，岩溶區地下水位受迫下降至基岩面以下時的附加力在一定范圍內與在基岩面以上一樣，等於水位下降的幅度值，與蓋層下基岩中洞穴的形態及體積無關。岩溶空洞在岩溶致塌中的主要功能在於增大了基岩的滲透性，也使土粒得到迅速搬運。提出了壓力釋放系數在岩溶塌陷中起著重要作用。
A.通過對已有岩溶氣爆塌陷實例的分析，提出了氣爆塌陷的三個發育階段，分別為：第一階段，正壓形成階段；第二階段，土層破壞階段；第三階段，氣壓快速釋放及塌陷階段。
B.根據岩溶空腔的發育特徵，用波-馬氣體方程式對水位恢復時氣爆效應中所產生的附加力進行了描述，並提出了氣爆塌陷的判據為：
Kp=（py-p0）-τ-γth＞0
C.對正壓氣爆條件中土層的最大安全厚度進行了討論，指出了其計算公式：
岩溶塌陷機理及其預測與評價研究
D.通過對水位波動力學效應的研究，提出了「水動效應」的概念。
（6）運用三維數值模擬的方法對復雜的岩溶塌陷機理及過程進行了系統性研究，探討了FLAC3D三維數值模擬應用於岩溶塌陷的模擬技術及方法，為岩溶塌陷的客觀評價及預測開辟了有效途徑。
A.在研究中成功地應用數值模擬的方法對地下水面以上的土洞塌陷機制進行了模擬和驗證。指出了影響這類致塌的最敏感因素為地表水的下滲因素。
B.在研究中成功地應用數值模擬的方法對所提出的典型概化模型的致塌機理進行了數值模擬驗證，包括：單一阻水蓋層模型的抽水致塌過程，阻-透型蓋層下的抽水致塌過程，單一透水型蓋層下的抽水致塌過程，並對各致塌過程中的受力特徵進行了比較。
C.應用數值模擬的方法成功地模擬了列車振動所導致的岩溶塌陷過程，驗證了所提出的致塌機理；通過波形特徵、加速度、衰減系數的數值模擬研究，提出在影響動力致塌過程的諸因素中，衰減系數是最敏感的因素。
（7）通過鐵路振動波型及在土層中附加力的測試，提出了鐵路振動的致塌機制為：「動荷載疊加耦合—破壞累積—重力致塌」機制。同時，得到了鐵路振動下的振波過程、振幅大小、頻率及在土層中形成的附加力大小，以及衰減系數，並提出：鐵路振動下振波具有脈沖波的特徵；通過標定後指出：列車振動在地表處產生的應力大小在1～3kN/m2之間，該值在數值模擬的研究中得到了驗證。
C. 取得的主要成果及創新認識
1.2.1 取得的主要成果
1)系統地劃分了四川盆地及周緣構造體系類型：緯向構造體系、華夏構造體系、新華夏構造體系、經向構造體系及弧形構造體系等，各構造體系之間形成斜接，反接、疊加及穿切等復合聯合關系，構造體系演化具四大明顯特徵；第一古構造體系控制構造-沉積遷移作用；第二構造體系疊加復合作用；第三構造體系差異性，即：同一個構造斷裂帶兩端活動性及強度存在明顯的差異性。
2)深化了單一構造體系或多構造體系的復合控油源區及生、儲、蓋組合分布，如川西上三疊統及侏羅系油氣區主要受控於華夏構造體系和新華夏構造體系的復合作用。
3)建立了3種構造體系控油模式：①新華夏構造體系與緯向構造體系聯合控制廣福坪氣田模式；②反「S」型構造體系控制下的永宜氣田，石油溝-東溪油氣田及相國寺氣田等；③緯向系與經向系聯合作用下形成納敘氣田。
4)總結了四川盆地油氣分布規律：①各時代古隆起控制油氣田分布，如樂山-龍女寺、瀘州、開江、大興、江油-綿竹等古隆起及周圍是油氣田分布重要地區；②各時代區域性不整合面控制油氣分布，如震旦系與寒武系、寒武系與奧陶系、奧陶系與志留系、志留系與泥盆系、泥盆系與石炭系、中三疊統與上三疊統等，這些區域性不整合面經歷不同程度的風化剝蝕和淋濾作用，造就了程度不同的碳酸鹽岩縫、洞、孔儲集體，有利於油氣富集成藏；③沉積相控制油氣田分布，如上三疊統須家河組和侏羅系碎屑岩的三角洲相，及石炭-二疊系的礁灘相，均是油氣田分布有利地區(帶)；④多期不同方向應力作用形成多組裂縫是油氣有利聚集地區(帶)。
5)指出了四川盆地油氣勘探有利地區和勘探方向：①5個古隆起及周圍地區(樂山-龍女寺、瀘州、開江、大興及江油-綿竹)；②石炭系-中三疊統碳酸鹽岩礁灘相帶；③上三疊統和侏羅系碎屑岩三角洲及河道砂體區；④多個區域性不整合面碳酸鹽岩縫、洞、孔發育層(帶)；⑤各時期多應力方向形成的多組裂縫區(帶)是油氣聚集的重點，如川西和川中須家河組。
1.2.2 創新點
1)首次系統地劃分了盆地及周緣地區構造體系類型，即華夏構造體系、緯向構造體系、新華夏構造體系、經向系及弧形構造體系及其復合、聯合關系。
2)首次恢復了在構造體系控制下的各時代盆地原型，即元古宙裂谷盆地、震旦-奧陶紀裂陷克拉通盆地、志留-泥盆紀擠壓、克拉通盆地、石炭紀-中三疊世克拉通內坳陷盆地、晚三疊世-新近紀前陸盆地。
3)建立了3類構造體系控油模式：①緯向和新華夏體系復合型；②反「S」型；③緯向構造體系與SN向構造復合型。
D. 取得的主要階段成果
（1）寧波東錢湖地區地熱開發利用工作方案；
（2）寧波東錢湖地區地球物專理勘探報告；屬
（3）寧波東錢湖地區物探測深報告；
（4）寧波東錢湖地區地熱資源勘查及可行性論證報告（一期）；
（5）寧波東錢湖地區地熱井測井報告；
（6）寧波東錢湖地區地熱井水質分析報告；
（7）寧波東錢湖地區地熱井抽水試驗報告；
（8）寧波東錢湖地區地熱1號井成井報告；
（9）浙江省寧波市東錢湖西嶴地區地熱勘查報告；
（10）寧波市東錢湖地區二期地熱資源勘查可行性研究報告；
（11）寧波東錢湖地區地熱2號井成井報告。
E. 取得的主要成果及認識
土地生態安全事關糧食安全，糧食安全事關國家安全。因此，研究土地資源的生態安全具有非常重大的科學意義。河南省地處中原，是我國最為重要的糧食主產區，選擇河南省域的土地資源進行生態安全評價研究，有利於充分認識研究河南省土地資源的生態安全狀況，從而針對河南省土地資源生態安全問題採取生態建設措施，對保障區域土地資源可持續利用的生態安全、協調區域人地關系、保證區域經濟社會可持續發展具有重大的現實意義。
土地資源可持續利用的生態安全研究是首次在河南省開展的關於土地生態方面的系統工程。本項研究充分利用已有的自然、經濟和土地利用等基礎資料，運用 GIS 和各種數理統計分析程序，採用定量、定性相結合的綜合評價方法對河南省土地生態安全進行了系統地、全面的研究。
(1)系統地闡述了土地資源生態安全的概念和內涵; 從可持續發展、土地生態學、人際關系論、區域科學與分析和系統論等方面奠定了土地資源生態安全研究的理論基礎;從土地資源生態安全驅動因素、土地資源生態安全評價、土地資源生態安全設計和土地資源生態安全維護管理方面理清了其研究內容。
(2)系統地分析了河南省土地利用現狀及用地結構和河南省土地利用時空變化。
1)河南省土地利用特點是: ①土地利用率較高，耕地後備資源潛力小，全省土地利用率和土地墾殖率在全國均居前列; ②土地利用類型分布規律明顯，受南北氣候過渡性和東西地貌差異性的影響，農用地地域分布表現出明顯的過渡性，耕地面積約有 75% 集中分布於佔全省土地總面積 55.6%的平原地區，約有 25% 分布於佔全省土地總面積 44.4%的山地丘崗地區，林木用地面積三分之二以上集中於山區; ③土地資源開發條件區域差異性大，河南省東部黃淮海平原區和南陽盆地區水、熱、土的組合條件較好，是全省耕作農業發展的主體，西部丘陵區水土條件相對較差，土地開發利用難度大，投入產出率低，適宜發展林果牧業，南部丘陵山區有較好的水熱條件，土地開發條件較好，潛力亦較大; ④居民點及工礦用地比重較大，全省居民點及工礦用地面積占土地總面積高於北方多數省份，其中主要是農村居民點佔地過多。
2)河南省土地利用存在的問題是: ①土地供需矛盾突出; ②後備資源不足、耕地保護形勢嚴峻; ③城鎮化進程加快、用地需求增大; ④區域統籌不夠、土地利用率較低，一些地方城鄉、區域土地利用缺乏統籌，盲目競爭、無序發展現象比較嚴重，降低了土地資源利用的整體效率，嚴重影響了城鄉、區域協調發展; ⑤生態環境惡化、可持續能力降低，一些地方不顧資源環境承載能力，過度開發建設，導致土地退化和破壞嚴重，生態環境質量惡化，削弱了區域可持續發展的能力。
(3)從耕地、林地、水土環境和礦山環境等方面對土地資源生態形勢進行了評析，結果表明: ①耕地土壤養分偏低，耕地安全形勢較為嚴峻; ②工業 「三廢」的大量排放，造成水體和耕地污染，農業生態環境遭到破壞，耕地資源的污染影響了土地的產出和食品安全; ③對耕地資源的不合理利用和投入，導致肥料、農葯、地膜等農業生產資料污染耕地嚴重; ④森林資源總量不足，森林質量不高，森林覆蓋率低，生態環境惡化; ⑤水質污染嚴重，水資源過量使用導致水環境破壞，地下水的過量開采造成嚴重的環境地質問題;⑥人類的長期干擾，致使生物多樣性日趨減少; ⑦水土流失是土地退化的主導因素之一，水土流失不僅導致耕地質量退化，也加劇了洪澇災害和乾旱的發展; ⑧礦產資源的開采改變了土地利用類型，減少了耕地面積，誘發了地質災害，對礦區生態安全構成嚴重威脅。
(4)首次建立了河南省土地資源生態安全評價指標體系，並對各因子進行了定義和說明。在對河南省土地資源生態安全態勢分析基礎上，構建了河南省土地資源生態安全評價擬選指標體系。本次研究選取了土地生態環境的自然狀態、土地生態環境的經濟狀態和土地生態環境的社會狀態 3 個一級指標; 土地自然資源數量、土地自然資源質量、土地經濟投入壓力、土地經濟產出質量、土地承載數量指數和土地整治能力指數 6 個二級指標;人均耕地、人均水資源、森林覆蓋率、人均後備資源、耕地質量指數、地表水質等級、農田旱澇保收率、水土流失面積百分比、單位土地工業 「三廢」負荷、單位耕地化肥、農葯、農膜負荷、單位耕地糧食產量、單位土地農民人均純收入、人口密度、城鎮化水平、土地利用結構多樣性指數、工業 「三廢」處理率和環境污染治理強度 17 個評價因子。
(5)建立並確定了河南省土地資源生態安全評價的基準值。依據國家、行業和地方規定的標准、環境背景基準、類比基準和通過科學研究已判定的生態效應確定了河南省土地資源生態安全評價指標基準值。
(6)採用直線型無量綱化方法，將表示區域土地資源生態安全的各指標都轉化成以百分比為單位的指標值或單個指標安全指數。以單個指標安全指數為基礎，運用多指標綜合評價法，建立了河南省土地資源生態安全評價數學模型。
(7)按照綜合分析性、主導性和可操作性原則，運用 GIS 技術採用多邊形疊置分析法進行評價區域的選擇和劃分。土地生態環境適宜性分區圖和自然經濟分區圖疊加形成生態安全評價分區圖，將河南省分為太行山地丘陵區、秦嶺-伏牛山山地丘陵區、桐柏-大別山山地丘陵區、南陽盆地區和黃淮平原區 5 個評價區域。在不同的區域內，按照均質性原則、獨特性原則等，以縣 (市)為單位選取代表性樣點，展開土地資源可持續利用的生態安全評價研究。本次研究在不同的評價區域共選取了34 縣 (市)作為樣區進行了評價。
(8)河南省土地資源生態安全定量研究。制定了河南省土地資源生態安全綜合評判標准，將河南省土地資源生態安全分為 5 個安全等級，即 I (不安全狀態)、Ⅱ (較不安全狀態)、Ⅲ (一般安全狀態)、Ⅳ (較安全狀態)和Ⅴ (安全狀態)。在評價的 34 個縣(市)里，有 4 個評價單元的生態安全狀況處於不安全狀況，其生態安全綜合值均接近上限。有 20 個評價單元狀態表徵處於較不安全狀態，占評價單元總數的 58.82%。其中，近八成評價單元的生態安全綜合值處於中下等水平，義馬市更是接近不安全狀態。有 10個評價單元處於一般安全狀態，占評價單元總數的 29.41%。其中的 80%生態安全綜合值處於一般偏差狀態。
(9)提出了河南省土地資源可持續利用的生態安全調控機制和對策。依據評價結果了解不同區域所處的生態安全態勢及其主要生態安全問題，從而針對不同的生態安全態勢做出切實可行的對策分析。
1)河南省情要求在未來時期內，必須貫徹落實科學發展觀，保護耕地，保障糧食安全; 改變土地利用方式，節約集約土地利用; 優化土地利用結構，推進循環經濟，切實把土地資源的可持續利用轉化為全社會的共識和責任。
2)做好相關規劃，以實現對土地合理利用的調控引導。以土地利用總體規劃修編為主體，在保有足夠數量和品質的耕地、鞏固河南省農業基礎地位的前提下，保護好土地生態環境，遏制生態惡化，提高城鄉人居環境品質; 合理配置各業建設用地，支持經濟快速發展; 優化土地利用結構和布局，提高土地資源的生產能力，構建以不導致土地生態環境退化和不超過土地資源生態安全閾值為約束條件的生態理念下的可持續性土地利用模型。突出城市總體規劃引導資源節約、推廣可再生能源的前瞻性、戰略性、綜合性和權威性的作用，從源頭上把好資源節約和有效利用關。
3)從加強水土資源保護與深度治理，對土地沙化、鹽漬化進行控制，強化對農業面源污染的控制，控制 「三廢」，改善土地生態環境等方面建立有序人類生態安全活動模式。
4)加大對土地生態建設的投入，建立生態補償機制
5)加強土地生態監測站網建設，及時注意區域內土地生態環境狀況的動態變化。在監測的基礎上，利用計算機技術、GIS 技術和 RS 技術等先進手段，構建生態安全信息資料庫與智能決策系統，及時快捷地發現警情，確定警源，評判警度，採取措施，防患於未然。
F. 取得的主要成果與效益
一、取得的主要成果
（一）基本解決河南鞏義嚴重缺水地區人畜飲水和農田灌溉問題
在河南鞏義嚴重缺水地區實施探采結合示範井20口，鑽探總進尺3453.4m，總涌水量22 323.4 t/d，直接解決了當地26 137人、5000頭大牲畜的飲水困難的問題和13 040畝農田的灌溉問題（表1-3）
表1-3 南京地質調查中心河南鞏義應急抗旱鑽探成果統計表
（二）基本查明河南鞏義嚴重缺水地區水文地質條件和地下水開發利用現狀
河南鞏義市由於地表水資源相對缺乏，因此，地下水資源的開發利用在鞏義市有著舉足輕重的作用。近年地下水開采量（供水量）平均為12388萬m3。
河南鞏義市地下水分鬆散岩類孔隙水、碳酸鹽岩類裂隙岩溶水和基岩裂隙水3種類型。依據地下水水化學特徵可大致劃分出4個水化學類型區：邙山丘陵與黃河階地區（HCO3-Ca.Na.Mg型和HCO3-Ca.Mg.Na型）、伊洛河灘階地與階地後緣山前傾斜平原區（HCO3-Ca.Mg型）、東南碎屑岩分布區（HCO3-Ca.Na型）和南部石灰岩分布區（HCO3-Ca型）。
鞏義市深層地下水水位總體上呈現不斷下降趨勢，如伊洛河以南的黃土丘陵區北部及山前傾斜平原區以及米河、新中、小關、大峪溝、核桃園、涉村、夾津口、西村等鄉丘陵山區。
鞏義市地下水總體上基本符合GB5749—2006生活飲用水衛生標准。
（三）基本查明河南鞏義嚴重缺水地區地下水賦存規律和蓄水構造類型
河南鞏義市地下水主要賦存在鬆散岩類孔隙、碳酸鹽岩類裂隙岩溶和基岩裂隙中，鬆散岩類孔隙水按深度可進一步劃分出淺層（60m以淺）和深層水（60～300m）兩類孔隙水。淺層含水層組水量豐富區分布在黃河灘及階地、伊洛河河谷、汜水河河谷及階地、崗地等地段，定井成功率高；淺層含水層組水量貧乏區分布在邙山、山前傾斜平原及山前黃土丘陵地區康店、沙魚溝—北山口—芝田—魯庄一帶，黃土厚度大，定井成功率不高。深層孔隙水水量豐富區分布在鞏義市區、北山口－沙魚溝、回郭鎮－芝田以南、念子庄－羅口以北地帶，定井成功率較高；深層孔隙水水量中等區分布在富水區南側，東部位於站街一英峪南一帶，西部位於魯庄—西村一帶，定井成功率較高。丘陵區碳酸鹽岩類裂隙岩溶水水量中等區分布在東部的新中—米河一帶及核桃園、涉村—夾津口一帶，含水層為寒武系及奧陶系灰岩、白雲質灰岩、白雲岩，定井成功率較高；但由於礦山開采造成區域地下水位下降，部分基岩含水層被疏干，加之礦坑排水，使部分地區定井成功率不高。丘陵區基岩裂隙水分布在嵩山主峰和五指嶺主峰的北側、米河－小關－大峪溝以北及涉村－關帝廟以北，地下水較貧乏，定井成功率不高。
調查表明，在尋找地下水過程中辨別地下水蓄水構造和賦存條件非常關鍵，本次工作發現河南鞏義市地下水蓄水構造類型主要有5大類：岩溶或接觸－岩溶蓄水構造、鬆散岩層蓄水構造、斷裂蓄水構造、單斜蓄水構造和基岩風化殼片狀蓄水構造。其中，鬆散岩層蓄水構造可進一步劃分出河流階地鬆散岩層和山前傾斜平原鬆散岩層兩種蓄水構造，斷裂蓄水構造可進一步劃分出斷裂旁側影響帶、斷裂交匯影響帶和斷裂破碎帶3種蓄水構造。
（四）編制了河南鞏義嚴重缺水地區地下水開發利用區劃
根據區內地下水的空間分布情況以及地下水開採的分配格局，結合野外地質調查與實地鑽探施工結果，對河南鞏義市地下水開發利用進行了區劃，劃分出可增強開采、控制開采、調減開采和尚難規劃利用4個區，為區域地下水合理開發利用提供了理論依據。
（五）總結了河南鞏義嚴重缺水地區地下水勘查技術方法和找水經驗
本次應急抗旱找水打井過程中應用了高密度電法、激電測深法和測井等技術和方法，針對本地區特點，總結出了「一條高密度電法勘查找水經驗」、「兩種定井方法」和「四種鑽井方式」。
一條高密度電法勘查找水經驗：在鞏義地區該方法找水經驗是在「基岩山區高阻中尋找低阻」和「鬆散層低阻中尋找高阻」。
兩種定井方法：一為通過分析地質構造和區域水文地質條件定井；二為通過高密度電法技術、電測深技術結合構造－水文地質條件定井。
四種鑽井方式：沖擊鑽鑽井；迴旋鑽鑽井；挖掘機＋迴旋鑽＋氣壓潛孔錘組合鑽井；迴旋鑽＋氣壓潛孔錘組合鑽井。
以上經驗與方法應用在鞏義地區應急抗旱找水打井中，鑽孔成井率100%，無一眼乾孔，鑽探效率和效果十分顯著。
（六）建立了淮河流域（河南鞏義）嚴重缺水地區地下水勘查資料庫
二、經濟和社會效益
河南鞏義市嚴重缺水地區地下水勘查是由國土資源部部署、中國地質調查局組織實施的支援河南嚴重缺水地區抗旱找水的一個重大項目，體現了黨和政府對缺水地區群眾的巨大關懷和幫助。項目「探采結合」水井工程的實施，將在很大程度上解決工作區內人畜飲水困難以及農田灌溉的問題。項目成果可為河南鞏義市嚴重缺水地區社會經濟一體化發展提供豐富的地質信息，為區域內地下水資源的合理開采與保護提供科學依據；項目提出地下水資源合理開發利用與生態地質環境保護的措施和建議，可以確保當地群眾生活和農業生產對水資源的需求。項目成果的應用將在長時期內使這一地區的嚴重缺水問題得到解決，同時對地下水資源的合理利用和保護，尤其對保障供水需求和社會經濟的可持續發展具有持久性的影響。
本次應急抗旱找水打井工作完成後，為盡快使抗旱應急示範工程發揮長遠效益，河南鞏義市國土資源局、水務局及時聯合組織對成井工程實地及工程後期所需的配套設施（變壓器、泵房、線路工程等）進行了調查，編制了所需要的資金預算並報請鞏義市政府。鞏義市政府很快劃撥近200萬元資金用於配套設施建設。
在得知我中心抗旱找水打井突擊隊將於4月29日返回南京的消息後，鞏義市很多村民帶著趕做的「喝水不忘打井人，永感南京地調情」、「挖井支農，心繫百姓」、「興水鑽井、惠民支農」、「為民打井、福澤百姓」、「不辭艱辛找水，澤惠山區人民」、「抗旱打井顯真情，不遠千里送甘霖」等錦旗紛紛前來慰問送行並表示感謝。
G. 取得的主要成果
通過多種方法綜合對水源區生態環境質量的定量研究，取得了如下的主要成果及認識:
(1)水源區生態環境現狀調查和研究表明，水源區生態環境問題突出，表現在: ①水土流失嚴重; ②森林資源退化; ③人地矛盾十分突出; ④環境污染形勢嚴峻; ⑤礦山環境不斷惡化。
(2)初步建立了水源區的土地利用/覆被遙感圖像分類體系，進行了水源區土地利用/覆被信息數據統計和變化趨勢分析。遙感技術和地理信息技術相結合，以 1989 年和 2000年的 LandsatTM 遙感數據源為依據，運用 ENVI 和 PHOTOSHOP 等圖像處理軟體和 MapGIS地理信息系統軟體，進行了水源區土地利用/覆被變化研究，建立了該區的土地利用/覆被遙感圖像分類體系。根據影像特徵建立判讀標志，採用人機交互方式進行———影像判讀，採用屏幕數字化方式提取兩個時相的土地利用/覆被信息，進行土地利用/覆被信息的數據統計和變化動態分析，揭示出該區土地利用/覆被變化與生態環境之間的關系。
(3)定性與定量相結合進行了水源區生態環境敏感性與生態功能評價。研究表明，水源區屬土壤侵蝕中度敏感區、生物多樣性及生境極敏感區及高度敏感區; 南部丹江口水庫庫體周圍和丹江支流的水體周圍是重要的水源涵養區; 北部山區是重要的生物多樣性保護區; 丹江口庫區及周圍的淺山丘陵區是重要的土壤保持區。
(4)建立了水源區的生態環境質量評價指標體系和評價標准。在系統分析研究該區域生態環境現狀基礎上，建立了該區的指標體系和評價標准。此次研究選取了與生態環境質量關系密切的氣象、水資源、地形地貌、植被、土壤、人口與土地、災害和環境污染 8項一級指標，23 項二級指標。
(5)多種方法綜合對水源區生態環境質量的定量研究表明，該區生態環境質量一般。目前該區的生態環境已經受到一定程度的破壞，生態系統結構有變化，但尚可維持基本功能，受干擾後易惡化，生態問題顯現。人類活動是導致該區生態環境惡化的主要原因，近期內生態環境仍然表現為繼續惡化的趨勢。
(6)對水源區生態環境進行了預警研究。在現狀評價基礎上，依據歷年統計資料趨勢外推獲取預警時段 2010 年和 2020 年的預測數據。結果表明: 未來 15 年，水源區生態環境質量處於一般狀態，生態環境呈現逆向演化趨勢，惡化速度不容忽視。根據警度區間劃分表可知，警情逐漸由中警向重警逼近，生態環境質量由一般狀態向惡劣狀態過渡。因此，需要對水源區進行報警。
(7)提出控制水土流失與面源污染，進行森林資源的培育、保護與可持續利用，加強生物多樣性的保護，合理開發與保護礦產資源等生態環境建設對策; 提出建立健全生態環境法制和體制管理，建立生態環境建設的經濟保障機制，加大水源區城鎮基礎建設投入，加強水質和生態環境監測手段，加強環境保護生態建設宣傳與公眾參與等保障措施。
H. 取得的主要成果
本書是在充分吸收消化前人成果的基礎上，對華北克拉通北緣哈達門溝和金廠溝梁兩個最有代表性的典型金礦床進行重點解剖研究，通過野外地質調查和室內測試，綜合分析研究相結合，查明典型金礦床的成礦地質背景、礦床地質特徵、成礦流體地球化學特徵、成礦物質來源以及成礦時代，進行成礦機制分析。在單個礦床解剖的基礎上，對兩個典型礦床進行對比研究，探討華北克拉通北緣區域控礦因素及成礦規律，為進一步找礦提供依據。本書所取得的主要成果有：
1.成岩（礦）時代方面
通過精確的成岩（礦）年齡測定，在哈達門溝金礦區，獲得沙德蓋岩體鋯石SHRIMP U-Pb加權平均年齡為221.6±2.1 Ma，西沙德蓋岩體鋯石LA-ICPMS U-Pb加權平均年齡為222.9±0.82 Ma；獲得哈達門溝金礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡為386.6±6.1 Ma，金成礦的形成主要發生在早泥盆世；礦區北部西沙德蓋鉬礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡為226.4±3.3 Ma，鉬礦床形成於三疊紀。在金廠溝梁金礦區，獲得對面溝似斑狀花崗閃長岩鋯石LA-ICP MS加權平均年齡140.86±0.71 Ma～142.65±0.44 Ma，對面溝細粒花崗閃長岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡138.7±1.2 Ma，西檯子似斑狀黑雲母二長花崗岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡226.8±0.87 Ma，金廠溝梁片麻狀二長花崗岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡258.6±1.6 Ma～261.61±0.94 Ma，礦區石英斑岩脈鋯石LA-ICP MS諧和年齡為154.68±0.45 Ma。與礦脈相互穿插的黑雲粗安斑岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡為131.7±1.1 Ma，接近或略早於成礦年齡，礦區南部對面溝銅鉬礦化輝鉬礦Re-Os加權平均年齡131.45±0.93 Ma，西礦區深部鉬礦化石英脈輝鉬礦Re-Os等時線年齡244.7±2.5 Ma，加權平均年齡243.5±1.3 Ma。
2.穩定同位素方面
礦石硫同位素組成：哈達門溝礦區δ34S變化於-21.7‰～5.4‰之間，極差為27.1‰，說明硫來源的復雜性，平均值為-10.6‰，表現出虧損重硫的特點，結合區內變質岩中黃鐵礦的δ34S值，認為這套變質火山-沉積岩系為一套孔茲岩系，本身富32S，哈達門溝成礦流體中硫繼承了這套太古宙地層中硫的同位素特點，並混有深部含礦流體的硫，所以成礦物質來源於深部流體和變質地層。金廠溝梁礦石硫化物δ34S變化於-2.8‰～-0.6‰之間，極差為2.2‰，平均值為-1.61‰，長皋溝金礦區礦石硫化物δ34S變化於-1.5‰～1.2‰之間，極差為2.7‰，平均值為-0.15‰，二道溝金礦區含金硫化物δ34S變化於-0.7‰～2.3‰之間，極差為3‰，平均值為-0.08‰，三者硫同位素組成相似，極差范圍小，均集中在0值附近，具有深源硫的特點。
鉛同位素組成：哈達門溝礦石鉛同位素組成、計算的單階段模式年齡，Th/U比值、μ值等，變化范圍較大，表明鉛不是在單一的鈾、釷-鉛系統中演化的，而是多階段的，鉛同位素的組成並非是正常鉛，而是混合鉛。在鉛構造模式圖上，哈達門溝礦石鉛同位素投點比較分散，表明哈達門溝金礦床鉛來源的復雜性。金廠溝梁、二道溝、常皋溝三個礦區礦石鉛同位素組成，單階段模式年齡，Th/U比值、μ值等一系列參數均相似，說明它們成礦作用有著相同的過程。參數變化范圍很小，說明鉛來源單一。在鉛構造模式圖上，鉛同位素數據主要投在地幔鉛演化曲線和下地殼鉛演化曲線之間，反映了鉛的來源主要為地幔和下地殼。
氫-氧同位素組成：哈達門溝金礦脈的δ18O水‰在3.80‰～5.20‰之間，平均4.49‰，柳壩溝金礦脈δ18O水‰在4.22‰～4.32‰之間，平均4.27‰，將結果投入δ18OH-δD圖上，投影點均落在原生岩漿水及變質水附近，說明哈達門溝金礦成礦熱液來源於岩漿水和部分變質熱液，後期有天水的混入。金廠溝梁金礦脈的δ18O水‰在2.2‰～7.8‰之間，平均4.9‰，δD為-108‰～62.4‰，平均-86‰，二道溝金礦脈δ18O水‰在7.4‰～7.9‰之間，平均7.6‰，δD為-110.9‰～-97.8‰，平均103.1‰，長皋溝金礦脈樣僅有一件，δ18O水‰為7.7‰，δD為-81.3‰，將結果投入δ18O水-δD圖上，三個礦區投影點均落在原生岩漿水及下方，說明成礦流體主要來自岩漿水，有部分天水混入，有1個樣品投入變質水范圍，說明流體繼承了變質流體的性質。
3.流體包裹體方面
哈達門溝金礦石英脈成礦溫度在160～300℃范圍內，成礦溫度集中在200～280℃之間，平均236℃；鹽度集中分布在5％～15％NaCleq之間，平均鹽度9.80％NaCleq；密度為0.75～1.15g/cm3，主要集中在0.75～0.85 g/cm3之間，平均0.86 g/cm3；成礦壓力（平均值）為（139～366）×105 Pa，平均253×105 Pa，對應靜岩深度為0.515～1.354 km，平均0.96 km，靜水深度為1.39～3.66 km，平均2.53 km；包裹體氣相成分以H2O和CO2為主，其次為N2，O2，含微量的CH4、C2H6、C2H2和C2H4等；液相組分陰離子以Cl-和 為主，還有少量的 和F-，微量Br-；陽離子以Na＋，K＋和Ca2＋為主，Na＋＞K＋，含少量Mg2＋。
金廠溝梁含金石英脈成礦均一溫度范圍為190℃～380℃，集中在240℃～340℃之間，平均294℃；鹽度范圍為0.18％～8.81％NaCleq，平均鹽度3.79％NaCleq；密度為0.58～0.90g/cm3，主要集中在0.65～0.85g/cm3之間，平均0.75g/cm3；成礦壓力為（170～986）×105 Pa，平均705×105Pa，對應靜岩深度為（0.63～3.65）km，平均2.61 km，靜水深度為1.70～9.86 km，平均7.05 km；包裹體氣相成分中均以H2O和CO2為主，其次為N2，O2；液相組分中陰離子以Cl-和 為主，少量 和F-，微量Br-；陽離子以Na＋，K＋和Ca2＋為主，少量Mg2＋。對面溝銅鉬礦754中段含礦石英脈石英包裹體均一溫度范圍為194℃～424℃，平均315℃，鹽度5.41％～38.16％NaCleq，平均23.44％NaCleq，密度0.76～1.00 g/cm3，平均0.88 g/cm3。對面溝銅鉬礦床成礦壓力為（162.79～1189.42）×105 Pa，平均628×105 Pa，換算成相應的深度，靜水深度為1.63～11.89 km，平均6.28km，靜岩深度為0.60～4.41 km，平均2.32 km。早期鉬礦化石英脈石英包裹體均一溫度范圍為315℃～393℃，平均356℃，鹽度范圍為1.74％～11.58％NaCleq，平均值5.30％NaCleq，密度在0.56～0.82g/cm3之間，平均0.66g/cm3。鉬礦化石英脈成礦壓力為（865.99～1027.85）×105 Pa，平均943×105 Pa，換算成相應的深度，靜水深度為8.66～10.28 km，平均9.43 km，靜岩深度為3.21～3.81 km，平均3.49 km。
4.成礦機制方面
哈達門溝金礦床形成機制：在泥盆紀早期華北克拉通北緣處於弧-陸碰撞後的伸展構造背景，這種伸展背景引發山前大斷裂的活動，深部富鉀含礦流體沿山前大斷裂上升，在運移過程中不斷萃取圍岩中的金等成礦元素，在大斷裂的次級斷裂等構造有利部位充填、交代而形成這種金鉬組合型的礦床，後期有經受海西晚期-印支期多次熱液活動的疊加和改造，表現出本區成礦年齡多樣性的特點。
金廠溝梁金礦床形成機制：燕山晚期，中國東部發生過大規模的岩石圈減薄作用，這種減薄作用的結果可以導致陸殼，尤其是下地殼的重熔活化，發生了強烈的岩漿作用，並且導致殼-幔物質發生大比例混合，形成對面溝花崗閃長岩漿，在侵入過程中，從深部帶來豐富的成礦物質，在岩漿期後，深部含礦流體的大量積聚，在岩漿熱和流體壓力驅動下，小部分進入先成岩體斷裂，遷移富集沉澱成礦，如長皋溝金礦的形成；其餘大量含礦流體，與地下水、變質水混合，並在運移過程中萃取高豐度變質岩及部分火山岩中的成礦物質，形成富金流體，隨物化條件改變，在合適空間發生沉澱成礦，最終形成現今這樣的礦床，如金廠溝梁和二道溝金礦床。
哈達門溝金礦床和金廠溝梁金礦床分別代表華北克拉通不同演化階段，不同構造體制下的產物。其中哈達門溝金礦床代表華北克拉通與古亞洲洋相互作用的產物，而金廠溝梁代表華北克拉通東部岩石圈減薄的產物。
I. 取得的主要研究成果
研究期間，先後參閱了大量涉及區內的科研論文、相關的地質理論和基礎的地質資料，在汲取前人資料中豐富營養的同時，通過大量野外地質調查研究、樣品採集、剖面測制和室內研究工作，對研究區內所存在的重大的、基礎性的科研問題，如各階段的構造環境、構造變形及演化、岩漿岩的侵位機制等，進行了研究，尤其對研究區內東西向召河廟—四子王旗—大灘構造岩漿岩帶的研究取得了如下幾點認識:
第一，通過對比研究認為，原1∶20萬區調在耳營地—大腦包山等地所劃分的震旦紀地層的岩石組合特徵、變質特徵、變形特徵等，可與發育於色爾騰山地區的色爾騰山岩群對比，自下而上構成了一套較完整的火山岩—沉積岩的沉積組合，經歷了綠片岩—角閃岩相變質作用的改造，具有綠岩特徵。
第二，首次在原1∶20萬區調劃分為海西期的花崗岩中識別出侵位於色爾騰山岩群的同構造期太古宙岩體，與研究區內新識別出的色爾騰山岩群共同經歷了新太古代晚期—早元古代變形變質作用的改造，二者構成較典型的花崗岩-綠岩帶。
第三，首次在伊和烏蘇、大腦包山、大蘇吉北發現了韌性剪切帶。並將召河廟—四子王旗—大灘隆起帶作為晚太古-早元古代構造岩漿岩帶提出，認為構造帶是早前寒武紀華北陸塊北緣的增生帶，經歷了島弧環境火山沉積、構造變形及構造隆升階段，最終奠定了華北北緣早前寒武紀結晶基底的構造格局，並據地質體分布特徵及剪切變形將其劃分為北帶、中帶和南帶。
J. 取得的主要成果及意義
取得的主要成果
本書是在全面總結山東省多年來區域地質調查、地質科研成果的基礎上，結合作者20餘年來在齊魯大地從事野外地質工作獲得的大量資料，經過深入分析研究編制完成的有關山東省地質構造單元組成、構造環境及其演化的綜合性地質成果。本成果對山東省地質構造的研究取得了許多重要進展，其中一些是山東省首創性成果，這些進展主要有：
表1 山東省大地構造單元劃分一覽表Table1 The tectonic units of Shandong province
註：1—遷淮微陸塊，2—德州地塊，3—濮陽坳坳，4—濟陽坳陷，5—濟寧中元古代裂陷盆地，6—沂沭前陸盆地，7—沂水陸核，8—棲霞花崗-綠岩帶，9—唐家莊陸核，10—華北板塊（魯東）被動大陸邊緣，11—蓬萊震旦紀後繼盆地，12—威海-日照岩漿活動帶，13—石橋震旦紀上疊盆地，14—魯東折返帶（超高壓帶），15—蘇北折返帶（高壓帶）。
1）首次系統研究了山東省不同時代大地構造環境及其演化，並將山東省的地質構造演化與中國大陸構造演化、全球重大地質事件有機結合起來。按照山東省不同時代大地構造演化的特色將其合理劃分為早前寒武紀不成熟陸殼向成熟陸殼轉化和陸塊碰撞拼合、中新元古代大陸裂解與聚合、古生代海陸變遷、中新生代構造體制轉折和岩石圈減薄等4個演化階段。主要依據每一地質時期岩漿、沉積建造和構造改造的研究，對其進行了大地構造環境的恢復。對岩漿岩進行了系統的主元素地球化學成分投點，結合前人發表的微量元素、稀土元素和穩定同位素地球化學資料，探討了其岩漿來源，恢復了其大地構造背景，根據不同時代岩漿岩地球化學成分的差別，討論了大地構造的演化規律；對沉積岩則通過沉積組合、地層格架、構造古地理分析、盆地演化等研究，分析了其形成時的構造環境及演化過程。
2）首次按照板塊構造理論結合山東省大地構造演化規律對山東省各地質斷代進行了系統的構造單元劃分及全省大地構造單元綜合劃分。將大地構造單元劃分為基底構造單元和上疊構造單元，認為Ⅰ級構造單元屬中朝陸塊和中央造山區；Ⅱ級以下構造單元，基底構造單元劃分了三級，上疊構造單元劃分了四級。提出了不同級別、不同構造層次構造單元之間的對應、包容或疊合關系。新建立了或命名了渤魯微陸塊、傲徠山岩漿活動帶、膠東裂陷盆地、蘇魯裂谷、濟寧中元古代裂陷盆地、沂沭前陸盆地、蓬萊震旦紀後繼盆地、石橋震旦紀上疊盆地、魯東被動大陸邊緣、蒙陰盆地群等構造單元。
3）新測得了一些高精度的同位素年齡數據和地球化學數據。精確確定了龍萊斷裂帶的形成時間，詳細研究了四海山花崗岩、嵐山頭花崗質片麻岩、大店石英正長岩、濟寧岩群和朋河石岩組的地球化學特徵和構造背景。
4）詳細研究了古元古代、新元古代、三疊紀、白堊紀四期鹼質花崗岩的岩石組合、地質特徵、地球化學特點、成因、物質來源和構造環境等。古元古代鹼質花崗岩為A2型花崗岩，形成於TTG質花崗岩系和具S型花崗岩特點的二長花崗岩系之後，是魯西新太古代—古元古代大規模岩漿作用末期的產物；新元古代出現A1型花崗岩，形成於I型和S型雙花崗岩之後，是蘇魯造山帶新元古代大規模岩漿作用末期的產物；三疊紀鹼質花崗岩為A2型花崗岩，形成於幔源—幔源分異的輝長岩—閃長岩和殼源花崗岩之後，是蘇魯造山帶三疊紀超高壓變質岩折返期的產物；白堊紀鹼質花崗岩為A1型和A2型花崗岩，形成I-A型復合花崗岩體，是魯東中生代濱太平洋大規模岩漿作用末期的產物。四期鹼質花崗岩均形成於強烈的岩漿活動和地殼運動階段後期，指示了伸展拉張構造環境，A1型花崗岩標志著造山作用結束，A2型花崗岩形成於造山後的環境。山東省四期A型花崗岩的釐定，為山東省地殼演化的研究提供了極佳的地質標志。
5）統計分析了早前寒武紀同位素年齡數據，建立了地質演化的重大構造熱事件表。主要根據沉積、岩漿建造分析認為：山東中太古代為T1T2組成的不成熟陸殼，經歷了由島弧環境向大陸邊緣環境轉化的碰撞增生演化過程；新太古代形成了T1T2G1組成的半成熟陸殼，經歷了早期的大洋環境到中期的不成熟洋內島弧環境至晚期的大陸邊緣弧的演化過程，提出了泰山岩群下部科馬提岩和枕狀玄武岩組合為與地幔柱相關的大洋高原構造環境的認識，認為魯西兩期TTG岩系顯示了從不成熟洋內島弧向半成熟的大陸化島弧轉化的特點，代表從初始的玄武質地殼依次轉化為半成熟的大陸化地殼的演化過程；魯西地區新太古代末至古元古代初期大量代表成熟陸殼的G1G1型花崗岩類的出現是華北克拉通基底東部陸塊和西部陸塊兩個微大陸尺度的成熟陸殼構造拼合的結果，形成了S型、I型、A型（GMS組合）相互配套的與碰撞造山演化有關的花崗岩，A型花崗岩形成於造山後岩石圈拉張減薄環境，其出現標志著魯西地殼已經演化為類似於現代大陸的成熟的剛性地殼。魯東古元古代的主要特點是發育了一套半穩定-較穩定構造環境下的濱、淺海相沉積建造，形成於裂陷盆地沉積環境，盆地閉合後，出現陸內俯沖作用，古元古代地層發生強烈變形，形成褶皺造山帶。
6）根據同位素年齡統計結果，將中—新元古代地質事件分為三個年齡段：1.84～1.72Ga、1.2～1.05Ga和0.9～0.6Ga。認為中元古代是山東大陸地殼的裂解階段，將其分為兩期強烈的裂解事件，早期以濟寧裂谷形成和魯西第一期基性岩牆群為代表，晚期形成了海陽所基性-超基性岩組合所指示的裂谷和魯西第二期基性岩牆群。沿蘇魯造山帶分布的新元古代榮成片麻岩套和月季山片麻岩套是揚子板塊與華北板塊碰撞過程中大規模岩漿活動的產物，在造山帶北西側形成沂沭前陸盆地；新元古代末期（震旦紀）強烈的造山作用結束，地殼拉張，出現嵐山頭A1型花崗岩，在造山帶北側出現蓬萊後繼盆地，在造山帶內部形成石橋上疊盆地。
通過對剛剛完成的山東省深度最大的固體礦產探礦鑽孔鑽探資料的分析，詳細研究了濟寧岩群岩石組合、地球化學特徵，分析了其形成的構造環境，認為其形成於活動大陸邊緣拉張構造背景。通過對朋河石岩組剖面的詳細研究，分析了地層結構、層序特徵、地球化學特徵，確定了其形成的構造背景，認為該套地層具濁積岩特徵、存在變質倒轉現象、構造疊覆於超高壓變質帶之上。
7）通過對古生代構造-岩相古地理研究，認為古生代山東省進入構造穩定、全域性構造沉降階段。魯西早古生代為陸表海盆地，以形成廣泛的碳酸鹽台地相沉積為特點，有幔源金伯利岩形成；晚古生代由陸表海環境轉化為三角洲環境，最後變為陸相盆地，顯示了海陸交替轉化的特點。構造岩相古地理分析表明，魯東北古生代為深度大於魯西的海相環境，早古生代早期處於被動陸緣盆地環境，晚古生代早中期轉化為活動大陸邊緣盆地，晚古生代晚期可能構成前陸盆地。
8）綜合研究表明，由古亞洲構造域轉化為濱太平洋構造域和由擠壓環境向拉張環境轉變，及廣泛的伸展構造、中新生代盆地和岩漿作用，是山東中生代地質構造的突出特點。同位素年齡數據統計表明：山東中生代岩漿岩同位素年齡介於250～60Ma之間，形成3個年齡集中段：230～200Ma、160～140Ma和135～90Ma，白堊紀岩漿活動的峰值年齡在120Ma左右，指示膠東岩石圈減薄的達到峰期，160～140Ma年齡段代表膠東構造體制轉變的起始時代。
早中三疊世沿蘇魯造山帶發生強烈碰撞造山作用，形成擠壓構造體系；侏羅紀以來地殼拉張減薄，形成沂沭斷裂及其兩側伴生的羽狀斷裂系統、棋盤格狀斷裂系統和多層次拆離滑脫構造系統，產生大量斷陷盆地，構成盆山耦合格局。魯西地區最醒目的格架性構造是北西向的斷裂構造及其控制的北西向北斷南超中生代盆地，魯東地區最突出的控制性構造則是總體北東走向的斷裂構造及其控制的南斷北超中生代盆地，這些構造圍繞沂沭斷裂帶構成羽狀分布格局。多層次拆離滑脫構造系統為以金為主的金屬礦成礦提供了良好空間。採用膠東地區最新的深部探礦資料，對龍萊斷裂進行了研究，確定了其形成時代，認為膠西北三條控礦斷裂構造構成一條大型伸展構造帶，焦家式、玲瓏式、河西式等金礦類型分別受斷裂的不同構造部位控制，斷裂經歷了131.05～123.53Ma和48.57～41.18Ma兩個主要活動期，斷裂的早期活動年齡與金礦成礦年齡接近。
中生代侵入岩可分為兩大階段，三疊紀侵入岩是超高壓變質岩折返過程中形成的具後造山花崗岩特點的花崗岩類侵入岩，有三種不同成因類型，岩石化學成分屬於高鉀鈣鹼性系列及鹼性系列和鉀玄岩系列，末期的寧津所花崗岩具有A2型花崗岩的特點，來源於富集岩石圈地幔源區。侏羅紀—白堊紀形成與古太平洋板塊俯沖有關的弧後拉張性質活動大陸邊緣特點的火成岩組合，其中魯東地區侵入岩以發育大量高Ba、Sr和高Sr的殼幔混合源和殼源花崗岩類侵入岩為主，而地球化學特徵完全符合埃達克岩標準的只有垛崮山花崗閃長岩，大規模岩漿活動末期出現A1型花崗岩；魯西侵入岩以發育高鎂閃長岩類幔源和幔源分異型侵入岩為主，少量殼源花崗岩。早白堊世火山岩總體為高鉀鹼鈣性岩系，晚白堊世玄武岩屬高鈦鹼性玄武岩系列。岩漿岩的元素-同位素綜合示蹤指示，由侏羅紀—白堊紀晚期地幔具有由EMⅠ型富集地幔向EMⅡ型富集地幔演變和由富集向虧損或由岩石圈向軟流圈演變的趨勢。
中生代盆地的展布方向與主要控盆斷裂方向一致，盆地中沉積了大量河湖相磨拉石建造和火山噴發-沉積建造，盆地可劃分為泛裂陷型、狹窄型裂陷、菱形裂陷三種類型，盆地演化經歷了三疊紀—早中侏羅世擠壓盆地、晚侏羅世—早白堊世斷陷盆地、早白堊世裂谷盆地和晚白堊世坳陷盆地等階段。
以濟陽坳陷和濟寧坳陷為代表的新生代拉張盆地、來源於虧損軟流圈地幔的鈉質鹼性玄武岩類和活斷層等現象構成了新生代地質構造特點。
成果的主要意義
本次研究通過對山東省沉積、岩漿建造和構造改造的研究，建立了山東省地質構造格架和演化過程，取得的成果具有較廣泛的應用前景和社會、經濟價值，其意義主要表現在：
一是大幅度提高了山東省基礎地質研究程度。以往人們對山東基礎地質的研究，多是對局部的地區、孤立的地質事件進行的互不聯系的研究。本研究將山東省的地質構造作為有機聯系的、統一的整體去研究，並將其置於中國大陸板塊和全球構造演化的背景中。這種研究方法很好地解決了山東省構造單元劃分、構造演化、構造體制轉折的動力學過程等一系列重大基礎地質問題，大幅度提高了山東省基礎地質研究程度。
二是將大大推動對山東省資源、環境、地質災害研究的水平。山東省資源分布、地質環境和地質災害布局具有明顯的時空展布規律，如在空間上，膠東以金礦為特色，魯中分布有較多鐵礦和金剛石礦，魯西北以石油和地熱著名，魯西南主要為煤炭資源；沂沭斷裂帶東西兩側地質環境和地質災害特點明顯不同。在時間上，煤炭資源主要分布於古生代地層中、金礦主要形成於中生代，石油主要分布於新生代地層中。資源、環境、災害受地質構造控制明顯，重大的地質構造轉折事件往往伴隨著重要的成礦作用和地質環境、災害條件的重大變化，如膠東中生代大規模金礦成礦作用的發生時間與中國東部中生代構造體制重大轉折時間相吻合。因此，本研究對於正確地認識山東省礦產資源形成和地質環境、地質災害演化具有重要意義。
三是為推動我國古造山帶和大陸動力學研究提供了基礎資料。如：魯西新太古代末—古元古代初碰撞造山帶、蘇魯新元古代碰撞造山帶、蘇魯中生代碰撞造山帶等造山帶的釐定，為我國不同時代板塊構造運動的研究提供了依據；山東4期A型花崗岩的研究，及各時代相似的GMS花崗岩組合特點，為開展深入的大陸動力學演化研究提出了新的方向；魯東地區古生代時並非是一直隆升的古陸，而是深度大於大於魯西的海相環境，這一認識為我們重新認識中國東部古生代板塊構造演化提出了啟示。總之，山東省境內有豐富多彩的地質構造現象，有全球知名的超高壓造山帶，是我國古造山帶和大陸動力學研究的理想地區之一。本次對該地區地質構造中關鍵地質問題的深入研究，必將有力的推動我國古造山帶大陸動力學研究。
今後進一步研究的方向
地質工作者在實踐中已經認識到了山東省地質構造的復雜性和多樣化，很難用一種模式、一種機制闡明其演化作用。由於地質作用的復雜性和地質過程的不可復原性特點，導致人們對山東省許多重大地質問題的看法仍存在爭議，如魯西太古宙綠岩帶的性質問題、廣泛分布的TTG質花崗片麻岩的成因問題、魯西新太古代末—古元古代初花崗岩帶的構造背景問題、蘇魯造山帶新元古代花崗岩質片麻岩的成因問題、蘇魯造山帶形成時代問題、沂沭斷裂的性質和演化問題、中生代岩石圈減薄和魯東古高原問題、魯東高Sr花崗岩成因問題等，這些問題均有待於進一步實踐、研究和總結。山東省不同時代岩漿岩分布廣泛，演化序列較完整，對殼、幔相互作用和大地構造環境指相作用明顯，無疑應是今後大地構造環境和演化研究的重點內容，須詳細查明太古宙TTG花崗岩、魯西古元古代花崗岩、中元古代基性岩牆群、蘇魯造山帶新元古代花崗岩及魯東中生代花崗岩等的成因機制、構造背景等。
礦產資源受控於不同的大地構造背景，大地構造單元控製成礦區帶分布，地質構造研究是地質找礦和礦產勘查的基礎和前提。因此，重要礦產資源形成的地質構造背景研究是今後又一需要重點研究的課題之一。如：雖然前人對膠東金礦進行了大量研究，認為金礦的形成是多階段、多來源、多成因的，但近年來的研究發現，膠東中生代成礦大爆發事件與早白堊世岩石圈的拉張減薄有關，金礦主要沿拆離或層間滑脫構造帶分布，這些發現要求我們從大地構造演化的角度重新審視膠東金礦床形成的構造背景和成因。以往地質工作者對礦床的研究重點是礦床自身的研究，今後應加強其形成背景與環境的研究，以便於科學地總結其成礦規律，為深部找礦提供可靠的依據。