A. 取得的主要成果
通过对中甸岛弧西斑岩带内发育的印支期中酸性浅成-超浅成相斑 (玢) 岩侵入体和赋存于其中的典型矿床-春都斑岩铜矿床地球化学及成岩成矿模式的研究, 主要取得以下成果:
(1) 通过野外观察和室内镜下鉴定、主量元素、微量元素及稀土元素综合分析研究表明: ①春都矿区及中甸岛弧西斑岩带侵入体主要岩石类型为闪长玢岩, 其次为花岗闪长斑岩, 均属于亚碱岩系中的钙碱性岩类。②闪长玢岩、花岗闪长斑岩中富集大离子亲石元素Sr、K、Rb、Ba、Th, 高场强元素Ta、Nb、P、Hf、Ti、HREE相对亏损, 具有岛弧火成岩基本特征; 斑 (玢) 岩中成矿金属元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn丰度高。③闪长玢岩稀土元素总量变化于87.25～255.49之间, 球粒陨石标准化曲线为轻稀土元素富集型, 分配曲线右倾, 有轻微的铕正异常; 花岗闪长斑岩稀土元素总量变化于184.34～294.87之间, 球粒陨石标准化图为轻稀土富集型, 分配曲线右倾, 有微弱铕负异常和微弱铈负异常。轻、重稀土元素的分异程度高, 由早期的闪长玢岩→晚期的花岗闪长斑岩演化, 岩浆中的轻稀土富集程度和碱性程度趋于增强, 闪长玢岩岩浆侵入早于花岗闪长斑岩, 是同源或相似岩浆不同演化过程的产物。
(2) 在宏观地质研究基础上, 依据岩浆岩主量元素、微量元素、稀土元素及同位素的分析, 对春都矿区及中甸岛弧西斑岩带成岩成矿构造构造环境进行了判别, 对物质来源和岩浆演化进行了深入的探讨。①研究区侵入岩物质主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合, 产生于印支期甘孜-理塘洋壳向格咱微陆块俯冲的消减带 (俯冲带)构造环境; 具I型花岗岩的特征, 是活动大陆边缘的产物。②研究区金属硫化物硫同位素δ34S值变化于-6.54‰～0.14‰之间, 极差为6.40‰, 均值为-2.28‰, 硫同位素组成变化范围较窄, 成矿物质来源比较单一, 硫主要来自深部岩浆, 具幔源硫的特征 (0±3 ‰), 同时有一定数量的地壳沉积物还原硫的混入。 研究区铅同位素的206Pb/204Pb值变化于17.863～18.036之间, 极差为0.173; 207Pb/204 Pb值变化于15.448～15.614之间, 极差为0.166; 208Pb/204Pb值变化于37.753～38.188之间, 极差为0.435; 具有单一的成矿物质来源。依据硫化物的铅μ值及铅平均增长曲线图、铅同位素△β-△γ成因分类图解、铅同位素构造环境判别图的判别, 矿石铅主要来自于下地壳或上地幔。③通过含矿石英脉样品进行氢、氧同位素测试。δD值为-73.1‰～100‰, 变化幅度较大;δ18OSMOW值为13.2‰～13.9‰, 分布较为集中; 研究区成矿流体主要为原始岩浆水为主, 同时有大气降水的加入。④闪长玢岩样品的DI值介于60.43～75.13之间, 平均为67.25; 花岗闪长斑岩样品的DI值介于77.60～90.55之间, 平均为81.16; 花岗闪长斑岩分异和酸性程度均较高于闪长玢岩。研究区闪长玢岩形成明显受结晶分异作用所控制, 受部分熔融作用控制微弱; 花岗闪长斑岩同时受部分熔融和分离结晶作用所控制; 二者具有同源岩浆结晶分异演化关系, 属于同源异相的产物。 闪长玢岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的质量百分数与lgSI值的线性关系均不明显。 花岗闪长斑岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的质量百分数与lgSI值的线性关系均明显, 春都闪长玢岩发生同化混染作用,有地壳物质的混入; 花岗闪长斑岩岩浆中也有少量大陆地壳物质混入, 同化混染作用较弱。
(3) 通过研究区侵入岩与埃达克质岩的对比研究, 并结合其宏观地质特征分析, 研究区侵入岩地球化学特征具有高Sr、低Y、低Yb、高Sr/Y、富轻稀土, 无Eu异常或仅有轻微的负Eu异常, 与埃达克质岩特征相似。
(4) 研究区蚀变分带明显, 存在以呈雁列式产出的花岗闪长斑岩岩枝或岩脉为中心,向外依次出现钾硅化带 (钾长石、黑云母及硅化带)→绢英岩化带 (石英绢云母化带)→(泥化带)→青磐岩化带→角岩化带, 具有与 “二长岩蚀变” 模式相似的蚀变特征, 但蚀变分带的规律性相对较差, 存在重复-偏对称现象, 显示蚀变类型及其分带受岩体控制的空间分布特征。 一般情况下, 铜矿化强度与蚀变类型有显著关系, 在硅钾化带、绢英岩化带及其过渡带矿化强度较好。
(5) 中甸岛弧西斑岩带展布于烂泥塘—雪鸡坪—刺来—春都一带, 斑岩体由闪长玢岩及其以岩枝、岩脉侵入其中的花岗闪长斑岩组成的复式岩体。春都硅化钾化闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb微区定年分析的年龄为246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 与雪鸡坪石英闪长玢岩体的角闪石40Ar-39Ar法年龄 (249.92±4.99Ma) 和刺来闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄 (252.3±3.4Ma) 基本一致, 但推测实际闪长玢岩成岩年龄应晚于246.1±3.0Ma～260.8±2.5Ma, 大约240Ma左右。 春都含矿母岩花岗闪长斑岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为217.5±1.9～217.3±1.8Ma, 表明春都含矿母岩花岗闪长斑岩体年龄与中甸岛弧岩浆活动的高峰成矿期215Ma基本一致。 无矿闪长玢岩形成比花岗闪长斑岩早约25Ma。 如此之久的岩浆-热液系统是形成具有规模的斑岩铜矿必要条件之一。
(6) 通过野外地质工作发现, 研究区花岗闪长斑岩中可见闪长玢岩捕虏和穿插闪长玢岩的关系, 矿化与蚀变以花岗闪长斑岩为中心, 从花岗闪长斑岩体向外蚀变逐渐变弱;同位素测年结果表明, 春都花岗闪长斑岩体年龄与中甸岛弧岩浆活动的高峰成矿期215Ma基本一致。 揭示了研究区成矿母岩为印支晚期侵位的花岗闪长斑岩。
(7) 建立了春都矿区及中甸岛弧西斑岩带的斑岩成因模式。 中三叠世-晚三叠世早期甘孜-理塘洋壳开始向西俯冲, 随着俯冲深度的增加, 导致板片脱水和部分熔融, 引发地幔物质部分熔融, 从而形成了上侵的钙碱性系列的岩浆, 岩浆在上升过程中不断分异演化, 当演化至安山岩浆时, 于晚三叠世沿NNW向的格咱河区域深大断裂发生浅成-超浅成侵入, 形成早期呈岩株或岩枝产出的无矿闪长玢岩。 晚三叠世中晚期, 研究区底部的安山质岩浆演化为英安质岩浆, 英安质岩浆沿着闪长玢岩底部的构造薄弱带 (NNW向断裂构造系统) 上侵进入玢岩体内, 随着温度、压力的降低, 最终形成春都花岗闪长斑岩,同时由于岩浆热液的对流循环, 在斑岩体和围岩 (早期侵位的玢岩或三叠系地层) 中形成了不同矿物组合及蚀变分带。 由于西斑岩带先期侵位的闪长玢岩的阻隔或压制作用, 本阶段岩浆侵入活动主体区域向东迁移至中-东斑岩带, 所以西斑岩带岩浆侵入活动相对较弱或侵位较深。 岩体在东斑岩带主要呈岩株或岩枝产出, 而在西斑岩带主要呈岩枝或岩脉产出, 岩体规模相对较小; 本期侵入体主要岩石类型有石英二长斑岩、花岗闪长斑岩等,本期侵入体主要岩石类型有石英二长斑岩、花岗闪长斑岩等, 为斑岩型铜 (钼) 矿床的成矿母岩。
(8) 通过总结矿床成因及成矿规律, 建立了春都 “雁列式斑岩脉” 控矿模式。 在东西向的洋盆挤压俯冲作用下, 中甸岛弧区西斑岩带的NNW向断裂构造产生左行走滑, 由此派生一定量的NE-SW向局部引张, 形成雁列式断裂构造系统。 花岗闪长斑岩岩浆沿NNW向雁列式走滑断裂构造系统侵入早期玢岩体内或围岩, 形成 “雁列式花岗闪长斑岩脉”。 当含矿热液从花岗闪长斑岩岩浆中分离, 进入闪长玢岩或花岗闪长斑岩顶部的裂隙带, 与下渗的大气降水及溶解其中的部分成矿物质混合, 形成混合流体, 这种富含Cu、Pb、Zn、Fe等成矿物质和H2O、CO2、S2-、Cl-等挥发性组分的成矿流体进入围岩裂隙中, 与围岩发生硅钾化、绢英岩化等交代蚀变作用, 热液中的Cu等金属元素与硫结合,形成浸染状产出的黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物; 或随着温度的降低成矿流体中的金属硫化物直接析出形成脉状的金属硫化物。 受NNW向雁列式花岗闪长斑岩脉的控制作用, 春都铜矿床的矿体也呈现出雁列式分布的特征, 形成与典型斑岩铜矿床不同的矿化格局。研究表明这种控矿模式在中甸岛弧西斑岩带具有重要的代表性。
(9) 系统分析了春都铜矿及中甸岛弧西斑岩带成矿地质条件, 总结了找矿标志。 对区内印支期发育的斑岩铜矿进行了详尽的对比分析, 依据春都 “雁列式斑岩脉” 控矿模式, 优选了6个找矿靶区。 同时指出, 在今后的找矿工作中, 应把握好 “雁列式斑岩脉”控矿模式对含矿斑岩和矿体的控制规律, 在平行NNW走滑雁列式断裂构造系统和沿其走向延伸方向做重点的控制和总体部署, 并加强深部找矿工作。
B. 主要研究内容及取得的主要成果
通过对已有塌陷资料的抽象、归纳和总结，对铁路沿线铁路振动现象的实地测试，对室内水波动力学效应的试验，以及对典型塌陷类型的三维数值模拟，作者对岩溶地区的多发灾害——岩溶塌陷现象进行了系统研究。研究内容主要包括以下几个方面：
（1）通过对已有塌陷资料的抽象、归纳和总结，对岩溶塌陷的地质概化模型进行了研究。研究包括对于岩溶塌陷的盖层及其组合类型的研究，地下水面位于盖层中不同位置时的研究，以及基岩介质中空隙分布类型不同的地质概化研究。
（2）针对特定的岩溶致塌地质和力学环境条件，归纳和总结了致塌过程中的各种力学条件的相互作用和叠加组合机理，提出了相应的力学耦合模式。根据概化模型的研究和力学耦合模式的分析，提出了岩溶致塌机制。
（3）典型机理模型的专门研究。从野外试验及室内试验着手，结合实例的数值模拟，对典型的塌陷类型进行专门性研究。主要包括以下内容：
A.在静荷载下土洞的塌陷与抽水情形下的塌陷不同，相比之下表现为更具偶发性。通过静荷载条件下土洞稳定的数值模拟，对其致塌过程进行了数值仿真研究；通过静荷载大小的致塌效应、地形因素的影响、地下水下渗的致塌过程的对比，对静荷载条件下影响岩溶塌陷的最敏感因素进行了研究；为了解土洞塌陷时土层的临界力学性质，通过数值模拟的方法，对致塌临界条件进行了数值模拟试验研究。
B.以岩溶塌陷的地质概化模型及室内水波动试验为基础，对地下水位受迫下降时土洞在盖层中力学效应进行专门研究；通过实例的分析及数学推导，对地下水位上升时的岩溶致塌现象进行了研究，特别对气爆塌陷发育的判据进行了理论推导及论述，对水位恢复时塌陷区的土层最大安全厚度的数学表达式进行了研究；还通过抽水情形下致塌的典型实例研究，针对典型地质概化模型（包括单一阻水型盖层概化模型、单一透水型概化模型、阻-透型概化模型）下的塌陷机理进行了数值模拟研究；针对塌陷过程中土洞间的内在联系，进行了多土洞存在时的致塌过程研究；另外，也对岩溶水的数值模拟方法进行了探讨。
C.针对铁路沿线岩溶塌陷的多发性，对振动致塌现象的预测评价问题进行了专门性研究。首先对铁路沿线土层中产生的振动特征进行了实测，以通过实测获取列车振动中的振波过程曲线、衰减特征、特定土层下的衰减系数、振动附加力的大小等，并通过室内试验标定了所测的振动附加力，且在数值模拟中对该附加力进行了验证。在对铁路沿线振动特征实测的基础上，对振动附加力致塌进行了分析，并提出了铁路塌陷的致塌机理。为了对铁路振动致塌作进一步的研究，进行了振动致塌的数值模拟研究。通过研究，对所提出的动力致塌机理及振动附加力的大小进行了验证。同时，采用数值模拟的方法对不同加速度下铁路振动波在土层中的破坏效应进行了研究，对不同衰减系数下铁路振动波在土层中的破坏效应研究，对铁路振动波数值模拟中的波形进行了研究，通过这些研究，提出了振动致塌中的稳定敏感性因素及动力数值模拟中的不同波形特征及其适应范围。
通过对以上内容的研究，主要取得了以下成果：
（1）在对岩溶致塌的地质概化模型的研究中提出：对于岩溶塌陷机理的分析应以其所处的地质及水文地质条件为基础。在不同的地下水条件下，同样的土-岩体，可能具有完全不同的失稳机制。提出了岩溶致塌的地质概化模型（包括盖层及基岩地质概化模型），分别将岩溶塌陷的地质条件概化为盖层中的7种模型及基岩中的4种模型，并对不同概化模型的致塌机制进行了分析。其中盖层地质概化模型为：①单一阻水盖层型地质概化模型，当岩溶水位位于盖层中时，为“软化-失托增荷-真空吸蚀”型致塌，当水位在盖层以下时，为“波动-气压差剥离”型致塌；②在单一透水型盖层概化模型情形下为“潜蚀-失托增荷-压差场潜蚀致塌”机制；③阻-透型盖层概化模型为“潜蚀-流土-气压差场”机制；④无盖层的地质概化模型；⑤透-阻型盖层概化模型，为“软化-气压差场-渗流流土”致塌机制；⑥阻-透-阻概化模型；⑦透-阻-透概化模型为“天窗”超临界水力坡降渗流流土致塌机制。岩溶介质中的地质概化模型为：①单层空洞地质概化模型；②多层空洞地质概化模型；③竖向洞穴地质概化模型；④均布空隙地质概化模型。
（2）通过对概化模型的研究，针对岩溶致塌中的作用力及其相互叠加耦合方式，提出了叠加耦合的5种模式，包括：①重力与静荷载叠加耦合模式；②单一阻水型盖层中水位下降时的叠加耦合模式；③单一透水型盖层渗透力场叠加耦合模式；④水位恢复时的叠加耦合模式；⑤岩溶致塌中的动荷载叠加耦合模式。
（3）在以上概化模型及耦合模式的基础上，将各塌陷类型下的致塌机制及机理模型总结为5种类型，包括：①水位下降致塌机理模型，其致塌过程中主要包括了三种主要致塌机制，分别为失托增荷致塌机制、潜蚀致塌机制、真空吸蚀致塌机制；②水位恢复致塌机理模型，其致塌过程主要为气爆效应或水动效应致塌；③动荷载致塌机理模型，主要为“动荷载叠加耦合-破坏累积-重力致塌”机制及“液化”致塌机制（地震塌陷）等；④重力加载致塌机理模型，主要为重力剪断机制或“荷载与重力超强度致塌”机理；⑤地表水致塌机理模型，主要有“散解效应”及“软化效应”。
（4）通过对地下水面以上的土洞塌陷进行的专门性研究，提出了该种条件下土洞的致塌机制为地表水引起的“软化”所致。通过对岩溶塌陷的敏感性研究，指出：静力的加载不是土洞致塌的最敏感因素，地表水的下渗导致土层的力学性质降低才是致塌的最敏感因素。
（5）在地下水位波动引发的岩溶塌陷的专门性研究中，通过研究得出，岩溶区地下水位受迫下降至基岩面以下时的附加力在一定范围内与在基岩面以上一样，等于水位下降的幅度值，与盖层下基岩中洞穴的形态及体积无关。岩溶空洞在岩溶致塌中的主要功能在于增大了基岩的渗透性，也使土粒得到迅速搬运。提出了压力释放系数在岩溶塌陷中起着重要作用。
A.通过对已有岩溶气爆塌陷实例的分析，提出了气爆塌陷的三个发育阶段，分别为：第一阶段，正压形成阶段；第二阶段，土层破坏阶段；第三阶段，气压快速释放及塌陷阶段。
B.根据岩溶空腔的发育特征，用波-马气体方程式对水位恢复时气爆效应中所产生的附加力进行了描述，并提出了气爆塌陷的判据为：
Kp=（py-p0）-τ-γth＞0
C.对正压气爆条件中土层的最大安全厚度进行了讨论，指出了其计算公式：
岩溶塌陷机理及其预测与评价研究
D.通过对水位波动力学效应的研究，提出了“水动效应”的概念。
（6）运用三维数值模拟的方法对复杂的岩溶塌陷机理及过程进行了系统性研究，探讨了FLAC3D三维数值模拟应用于岩溶塌陷的模拟技术及方法，为岩溶塌陷的客观评价及预测开辟了有效途径。
A.在研究中成功地应用数值模拟的方法对地下水面以上的土洞塌陷机制进行了模拟和验证。指出了影响这类致塌的最敏感因素为地表水的下渗因素。
B.在研究中成功地应用数值模拟的方法对所提出的典型概化模型的致塌机理进行了数值模拟验证，包括：单一阻水盖层模型的抽水致塌过程，阻-透型盖层下的抽水致塌过程，单一透水型盖层下的抽水致塌过程，并对各致塌过程中的受力特征进行了比较。
C.应用数值模拟的方法成功地模拟了列车振动所导致的岩溶塌陷过程，验证了所提出的致塌机理；通过波形特征、加速度、衰减系数的数值模拟研究，提出在影响动力致塌过程的诸因素中，衰减系数是最敏感的因素。
（7）通过铁路振动波型及在土层中附加力的测试，提出了铁路振动的致塌机制为：“动荷载叠加耦合—破坏累积—重力致塌”机制。同时，得到了铁路振动下的振波过程、振幅大小、频率及在土层中形成的附加力大小，以及衰减系数，并提出：铁路振动下振波具有脉冲波的特征；通过标定后指出：列车振动在地表处产生的应力大小在1～3kN/m2之间，该值在数值模拟的研究中得到了验证。
C. 取得的主要成果及创新认识
1.2.1 取得的主要成果
1)系统地划分了四川盆地及周缘构造体系类型：纬向构造体系、华夏构造体系、新华夏构造体系、经向构造体系及弧形构造体系等，各构造体系之间形成斜接，反接、叠加及穿切等复合联合关系，构造体系演化具四大明显特征；第一古构造体系控制构造-沉积迁移作用；第二构造体系叠加复合作用；第三构造体系差异性，即：同一个构造断裂带两端活动性及强度存在明显的差异性。
2)深化了单一构造体系或多构造体系的复合控油源区及生、储、盖组合分布，如川西上三叠统及侏罗系油气区主要受控于华夏构造体系和新华夏构造体系的复合作用。
3)建立了3种构造体系控油模式：①新华夏构造体系与纬向构造体系联合控制广福坪气田模式；②反“S”型构造体系控制下的永宜气田，石油沟-东溪油气田及相国寺气田等；③纬向系与经向系联合作用下形成纳叙气田。
4)总结了四川盆地油气分布规律：①各时代古隆起控制油气田分布，如乐山-龙女寺、泸州、开江、大兴、江油-绵竹等古隆起及周围是油气田分布重要地区；②各时代区域性不整合面控制油气分布，如震旦系与寒武系、寒武系与奥陶系、奥陶系与志留系、志留系与泥盆系、泥盆系与石炭系、中三叠统与上三叠统等，这些区域性不整合面经历不同程度的风化剥蚀和淋滤作用，造就了程度不同的碳酸盐岩缝、洞、孔储集体，有利于油气富集成藏；③沉积相控制油气田分布，如上三叠统须家河组和侏罗系碎屑岩的三角洲相，及石炭-二叠系的礁滩相，均是油气田分布有利地区(带)；④多期不同方向应力作用形成多组裂缝是油气有利聚集地区(带)。
5)指出了四川盆地油气勘探有利地区和勘探方向：①5个古隆起及周围地区(乐山-龙女寺、泸州、开江、大兴及江油-绵竹)；②石炭系-中三叠统碳酸盐岩礁滩相带；③上三叠统和侏罗系碎屑岩三角洲及河道砂体区；④多个区域性不整合面碳酸盐岩缝、洞、孔发育层(带)；⑤各时期多应力方向形成的多组裂缝区(带)是油气聚集的重点，如川西和川中须家河组。
1.2.2 创新点
1)首次系统地划分了盆地及周缘地区构造体系类型，即华夏构造体系、纬向构造体系、新华夏构造体系、经向系及弧形构造体系及其复合、联合关系。
2)首次恢复了在构造体系控制下的各时代盆地原型，即元古宙裂谷盆地、震旦-奥陶纪裂陷克拉通盆地、志留-泥盆纪挤压、克拉通盆地、石炭纪-中三叠世克拉通内坳陷盆地、晚三叠世-新近纪前陆盆地。
3)建立了3类构造体系控油模式：①纬向和新华夏体系复合型；②反“S”型；③纬向构造体系与SN向构造复合型。
D. 取得的主要阶段成果
（1）宁波东钱湖地区地热开发利用工作方案；
（2）宁波东钱湖地区地球物专理勘探报告；属
（3）宁波东钱湖地区物探测深报告；
（4）宁波东钱湖地区地热资源勘查及可行性论证报告（一期）；
（5）宁波东钱湖地区地热井测井报告；
（6）宁波东钱湖地区地热井水质分析报告；
（7）宁波东钱湖地区地热井抽水试验报告；
（8）宁波东钱湖地区地热1号井成井报告；
（9）浙江省宁波市东钱湖西岙地区地热勘查报告；
（10）宁波市东钱湖地区二期地热资源勘查可行性研究报告；
（11）宁波东钱湖地区地热2号井成井报告。
E. 取得的主要成果及认识
土地生态安全事关粮食安全，粮食安全事关国家安全。因此，研究土地资源的生态安全具有非常重大的科学意义。河南省地处中原，是我国最为重要的粮食主产区，选择河南省域的土地资源进行生态安全评价研究，有利于充分认识研究河南省土地资源的生态安全状况，从而针对河南省土地资源生态安全问题采取生态建设措施，对保障区域土地资源可持续利用的生态安全、协调区域人地关系、保证区域经济社会可持续发展具有重大的现实意义。
土地资源可持续利用的生态安全研究是首次在河南省开展的关于土地生态方面的系统工程。本项研究充分利用已有的自然、经济和土地利用等基础资料，运用 GIS 和各种数理统计分析程序，采用定量、定性相结合的综合评价方法对河南省土地生态安全进行了系统地、全面的研究。
(1)系统地阐述了土地资源生态安全的概念和内涵; 从可持续发展、土地生态学、人际关系论、区域科学与分析和系统论等方面奠定了土地资源生态安全研究的理论基础;从土地资源生态安全驱动因素、土地资源生态安全评价、土地资源生态安全设计和土地资源生态安全维护管理方面理清了其研究内容。
(2)系统地分析了河南省土地利用现状及用地结构和河南省土地利用时空变化。
1)河南省土地利用特点是: ①土地利用率较高，耕地后备资源潜力小，全省土地利用率和土地垦殖率在全国均居前列; ②土地利用类型分布规律明显，受南北气候过渡性和东西地貌差异性的影响，农用地地域分布表现出明显的过渡性，耕地面积约有 75% 集中分布于占全省土地总面积 55.6%的平原地区，约有 25% 分布于占全省土地总面积 44.4%的山地丘岗地区，林木用地面积三分之二以上集中于山区; ③土地资源开发条件区域差异性大，河南省东部黄淮海平原区和南阳盆地区水、热、土的组合条件较好，是全省耕作农业发展的主体，西部丘陵区水土条件相对较差，土地开发利用难度大，投入产出率低，适宜发展林果牧业，南部丘陵山区有较好的水热条件，土地开发条件较好，潜力亦较大; ④居民点及工矿用地比重较大，全省居民点及工矿用地面积占土地总面积高于北方多数省份，其中主要是农村居民点占地过多。
2)河南省土地利用存在的问题是: ①土地供需矛盾突出; ②后备资源不足、耕地保护形势严峻; ③城镇化进程加快、用地需求增大; ④区域统筹不够、土地利用率较低，一些地方城乡、区域土地利用缺乏统筹，盲目竞争、无序发展现象比较严重，降低了土地资源利用的整体效率，严重影响了城乡、区域协调发展; ⑤生态环境恶化、可持续能力降低，一些地方不顾资源环境承载能力，过度开发建设，导致土地退化和破坏严重，生态环境质量恶化，削弱了区域可持续发展的能力。
(3)从耕地、林地、水土环境和矿山环境等方面对土地资源生态形势进行了评析，结果表明: ①耕地土壤养分偏低，耕地安全形势较为严峻; ②工业 “三废”的大量排放，造成水体和耕地污染，农业生态环境遭到破坏，耕地资源的污染影响了土地的产出和食品安全; ③对耕地资源的不合理利用和投入，导致肥料、农药、地膜等农业生产资料污染耕地严重; ④森林资源总量不足，森林质量不高，森林覆盖率低，生态环境恶化; ⑤水质污染严重，水资源过量使用导致水环境破坏，地下水的过量开采造成严重的环境地质问题;⑥人类的长期干扰，致使生物多样性日趋减少; ⑦水土流失是土地退化的主导因素之一，水土流失不仅导致耕地质量退化，也加剧了洪涝灾害和干旱的发展; ⑧矿产资源的开采改变了土地利用类型，减少了耕地面积，诱发了地质灾害，对矿区生态安全构成严重威胁。
(4)首次建立了河南省土地资源生态安全评价指标体系，并对各因子进行了定义和说明。在对河南省土地资源生态安全态势分析基础上，构建了河南省土地资源生态安全评价拟选指标体系。本次研究选取了土地生态环境的自然状态、土地生态环境的经济状态和土地生态环境的社会状态 3 个一级指标; 土地自然资源数量、土地自然资源质量、土地经济投入压力、土地经济产出质量、土地承载数量指数和土地整治能力指数 6 个二级指标;人均耕地、人均水资源、森林覆盖率、人均后备资源、耕地质量指数、地表水质等级、农田旱涝保收率、水土流失面积百分比、单位土地工业 “三废”负荷、单位耕地化肥、农药、农膜负荷、单位耕地粮食产量、单位土地农民人均纯收入、人口密度、城镇化水平、土地利用结构多样性指数、工业 “三废”处理率和环境污染治理强度 17 个评价因子。
(5)建立并确定了河南省土地资源生态安全评价的基准值。依据国家、行业和地方规定的标准、环境背景基准、类比基准和通过科学研究已判定的生态效应确定了河南省土地资源生态安全评价指标基准值。
(6)采用直线型无量纲化方法，将表示区域土地资源生态安全的各指标都转化成以百分比为单位的指标值或单个指标安全指数。以单个指标安全指数为基础，运用多指标综合评价法，建立了河南省土地资源生态安全评价数学模型。
(7)按照综合分析性、主导性和可操作性原则，运用 GIS 技术采用多边形叠置分析法进行评价区域的选择和划分。土地生态环境适宜性分区图和自然经济分区图叠加形成生态安全评价分区图，将河南省分为太行山地丘陵区、秦岭-伏牛山山地丘陵区、桐柏-大别山山地丘陵区、南阳盆地区和黄淮平原区 5 个评价区域。在不同的区域内，按照均质性原则、独特性原则等，以县 (市)为单位选取代表性样点，展开土地资源可持续利用的生态安全评价研究。本次研究在不同的评价区域共选取了34 县 (市)作为样区进行了评价。
(8)河南省土地资源生态安全定量研究。制定了河南省土地资源生态安全综合评判标准，将河南省土地资源生态安全分为 5 个安全等级，即 I (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ (较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。在评价的 34 个县(市)里，有 4 个评价单元的生态安全状况处于不安全状况，其生态安全综合值均接近上限。有 20 个评价单元状态表征处于较不安全状态，占评价单元总数的 58.82%。其中，近八成评价单元的生态安全综合值处于中下等水平，义马市更是接近不安全状态。有 10个评价单元处于一般安全状态，占评价单元总数的 29.41%。其中的 80%生态安全综合值处于一般偏差状态。
(9)提出了河南省土地资源可持续利用的生态安全调控机制和对策。依据评价结果了解不同区域所处的生态安全态势及其主要生态安全问题，从而针对不同的生态安全态势做出切实可行的对策分析。
1)河南省情要求在未来时期内，必须贯彻落实科学发展观，保护耕地，保障粮食安全; 改变土地利用方式，节约集约土地利用; 优化土地利用结构，推进循环经济，切实把土地资源的可持续利用转化为全社会的共识和责任。
2)做好相关规划，以实现对土地合理利用的调控引导。以土地利用总体规划修编为主体，在保有足够数量和品质的耕地、巩固河南省农业基础地位的前提下，保护好土地生态环境，遏制生态恶化，提高城乡人居环境品质; 合理配置各业建设用地，支持经济快速发展; 优化土地利用结构和布局，提高土地资源的生产能力，构建以不导致土地生态环境退化和不超过土地资源生态安全阈值为约束条件的生态理念下的可持续性土地利用模型。突出城市总体规划引导资源节约、推广可再生能源的前瞻性、战略性、综合性和权威性的作用，从源头上把好资源节约和有效利用关。
3)从加强水土资源保护与深度治理，对土地沙化、盐渍化进行控制，强化对农业面源污染的控制，控制 “三废”，改善土地生态环境等方面建立有序人类生态安全活动模式。
4)加大对土地生态建设的投入，建立生态补偿机制
5)加强土地生态监测站网建设，及时注意区域内土地生态环境状况的动态变化。在监测的基础上，利用计算机技术、GIS 技术和 RS 技术等先进手段，构建生态安全信息数据库与智能决策系统，及时快捷地发现警情，确定警源，评判警度，采取措施，防患于未然。
F. 取得的主要成果与效益
一、取得的主要成果
（一）基本解决河南巩义严重缺水地区人畜饮水和农田灌溉问题
在河南巩义严重缺水地区实施探采结合示范井20口，钻探总进尺3453.4m，总涌水量22 323.4 t/d，直接解决了当地26 137人、5000头大牲畜的饮水困难的问题和13 040亩农田的灌溉问题（表1-3）
表1-3 南京地质调查中心河南巩义应急抗旱钻探成果统计表
（二）基本查明河南巩义严重缺水地区水文地质条件和地下水开发利用现状
河南巩义市由于地表水资源相对缺乏，因此，地下水资源的开发利用在巩义市有着举足轻重的作用。近年地下水开采量（供水量）平均为12388万m3。
河南巩义市地下水分松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水和基岩裂隙水3种类型。依据地下水水化学特征可大致划分出4个水化学类型区：邙山丘陵与黄河阶地区（HCO3-Ca.Na.Mg型和HCO3-Ca.Mg.Na型）、伊洛河滩阶地与阶地后缘山前倾斜平原区（HCO3-Ca.Mg型）、东南碎屑岩分布区（HCO3-Ca.Na型）和南部石灰岩分布区（HCO3-Ca型）。
巩义市深层地下水水位总体上呈现不断下降趋势，如伊洛河以南的黄土丘陵区北部及山前倾斜平原区以及米河、新中、小关、大峪沟、核桃园、涉村、夹津口、西村等乡丘陵山区。
巩义市地下水总体上基本符合GB5749—2006生活饮用水卫生标准。
（三）基本查明河南巩义严重缺水地区地下水赋存规律和蓄水构造类型
河南巩义市地下水主要赋存在松散岩类孔隙、碳酸盐岩类裂隙岩溶和基岩裂隙中，松散岩类孔隙水按深度可进一步划分出浅层（60m以浅）和深层水（60～300m）两类孔隙水。浅层含水层组水量丰富区分布在黄河滩及阶地、伊洛河河谷、汜水河河谷及阶地、岗地等地段，定井成功率高；浅层含水层组水量贫乏区分布在邙山、山前倾斜平原及山前黄土丘陵地区康店、沙鱼沟—北山口—芝田—鲁庄一带，黄土厚度大，定井成功率不高。深层孔隙水水量丰富区分布在巩义市区、北山口－沙鱼沟、回郭镇－芝田以南、念子庄－罗口以北地带，定井成功率较高；深层孔隙水水量中等区分布在富水区南侧，东部位于站街一英峪南一带，西部位于鲁庄—西村一带，定井成功率较高。丘陵区碳酸盐岩类裂隙岩溶水水量中等区分布在东部的新中—米河一带及核桃园、涉村—夹津口一带，含水层为寒武系及奥陶系灰岩、白云质灰岩、白云岩，定井成功率较高；但由于矿山开采造成区域地下水位下降，部分基岩含水层被疏干，加之矿坑排水，使部分地区定井成功率不高。丘陵区基岩裂隙水分布在嵩山主峰和五指岭主峰的北侧、米河－小关－大峪沟以北及涉村－关帝庙以北，地下水较贫乏，定井成功率不高。
调查表明，在寻找地下水过程中辨别地下水蓄水构造和赋存条件非常关键，本次工作发现河南巩义市地下水蓄水构造类型主要有5大类：岩溶或接触－岩溶蓄水构造、松散岩层蓄水构造、断裂蓄水构造、单斜蓄水构造和基岩风化壳片状蓄水构造。其中，松散岩层蓄水构造可进一步划分出河流阶地松散岩层和山前倾斜平原松散岩层两种蓄水构造，断裂蓄水构造可进一步划分出断裂旁侧影响带、断裂交汇影响带和断裂破碎带3种蓄水构造。
（四）编制了河南巩义严重缺水地区地下水开发利用区划
根据区内地下水的空间分布情况以及地下水开采的分配格局，结合野外地质调查与实地钻探施工结果，对河南巩义市地下水开发利用进行了区划，划分出可增强开采、控制开采、调减开采和尚难规划利用4个区，为区域地下水合理开发利用提供了理论依据。
（五）总结了河南巩义严重缺水地区地下水勘查技术方法和找水经验
本次应急抗旱找水打井过程中应用了高密度电法、激电测深法和测井等技术和方法，针对本地区特点，总结出了“一条高密度电法勘查找水经验”、“两种定井方法”和“四种钻井方式”。
一条高密度电法勘查找水经验：在巩义地区该方法找水经验是在“基岩山区高阻中寻找低阻”和“松散层低阻中寻找高阻”。
两种定井方法：一为通过分析地质构造和区域水文地质条件定井；二为通过高密度电法技术、电测深技术结合构造－水文地质条件定井。
四种钻井方式：冲击钻钻井；回旋钻钻井；挖掘机＋回旋钻＋气压潜孔锤组合钻井；回旋钻＋气压潜孔锤组合钻井。
以上经验与方法应用在巩义地区应急抗旱找水打井中，钻孔成井率100%，无一眼干孔，钻探效率和效果十分显著。
（六）建立了淮河流域（河南巩义）严重缺水地区地下水勘查数据库
二、经济和社会效益
河南巩义市严重缺水地区地下水勘查是由国土资源部部署、中国地质调查局组织实施的支援河南严重缺水地区抗旱找水的一个重大项目，体现了党和政府对缺水地区群众的巨大关怀和帮助。项目“探采结合”水井工程的实施，将在很大程度上解决工作区内人畜饮水困难以及农田灌溉的问题。项目成果可为河南巩义市严重缺水地区社会经济一体化发展提供丰富的地质信息，为区域内地下水资源的合理开采与保护提供科学依据；项目提出地下水资源合理开发利用与生态地质环境保护的措施和建议，可以确保当地群众生活和农业生产对水资源的需求。项目成果的应用将在长时期内使这一地区的严重缺水问题得到解决，同时对地下水资源的合理利用和保护，尤其对保障供水需求和社会经济的可持续发展具有持久性的影响。
本次应急抗旱找水打井工作完成后，为尽快使抗旱应急示范工程发挥长远效益，河南巩义市国土资源局、水务局及时联合组织对成井工程实地及工程后期所需的配套设施（变压器、泵房、线路工程等）进行了调查，编制了所需要的资金预算并报请巩义市政府。巩义市政府很快划拨近200万元资金用于配套设施建设。
在得知我中心抗旱找水打井突击队将于4月29日返回南京的消息后，巩义市很多村民带着赶做的“喝水不忘打井人，永感南京地调情”、“挖井支农，心系百姓”、“兴水钻井、惠民支农”、“为民打井、福泽百姓”、“不辞艰辛找水，泽惠山区人民”、“抗旱打井显真情，不远千里送甘霖”等锦旗纷纷前来慰问送行并表示感谢。
G. 取得的主要成果
通过多种方法综合对水源区生态环境质量的定量研究，取得了如下的主要成果及认识:
(1)水源区生态环境现状调查和研究表明，水源区生态环境问题突出，表现在: ①水土流失严重; ②森林资源退化; ③人地矛盾十分突出; ④环境污染形势严峻; ⑤矿山环境不断恶化。
(2)初步建立了水源区的土地利用/覆被遥感图像分类体系，进行了水源区土地利用/覆被信息数据统计和变化趋势分析。遥感技术和地理信息技术相结合，以 1989 年和 2000年的 LandsatTM 遥感数据源为依据，运用 ENVI 和 PHOTOSHOP 等图像处理软件和 MapGIS地理信息系统软件，进行了水源区土地利用/覆被变化研究，建立了该区的土地利用/覆被遥感图像分类体系。根据影像特征建立判读标志，采用人机交互方式进行———影像判读，采用屏幕数字化方式提取两个时相的土地利用/覆被信息，进行土地利用/覆被信息的数据统计和变化动态分析，揭示出该区土地利用/覆被变化与生态环境之间的关系。
(3)定性与定量相结合进行了水源区生态环境敏感性与生态功能评价。研究表明，水源区属土壤侵蚀中度敏感区、生物多样性及生境极敏感区及高度敏感区; 南部丹江口水库库体周围和丹江支流的水体周围是重要的水源涵养区; 北部山区是重要的生物多样性保护区; 丹江口库区及周围的浅山丘陵区是重要的土壤保持区。
(4)建立了水源区的生态环境质量评价指标体系和评价标准。在系统分析研究该区域生态环境现状基础上，建立了该区的指标体系和评价标准。此次研究选取了与生态环境质量关系密切的气象、水资源、地形地貌、植被、土壤、人口与土地、灾害和环境污染 8项一级指标，23 项二级指标。
(5)多种方法综合对水源区生态环境质量的定量研究表明，该区生态环境质量一般。目前该区的生态环境已经受到一定程度的破坏，生态系统结构有变化，但尚可维持基本功能，受干扰后易恶化，生态问题显现。人类活动是导致该区生态环境恶化的主要原因，近期内生态环境仍然表现为继续恶化的趋势。
(6)对水源区生态环境进行了预警研究。在现状评价基础上，依据历年统计资料趋势外推获取预警时段 2010 年和 2020 年的预测数据。结果表明: 未来 15 年，水源区生态环境质量处于一般状态，生态环境呈现逆向演化趋势，恶化速度不容忽视。根据警度区间划分表可知，警情逐渐由中警向重警逼近，生态环境质量由一般状态向恶劣状态过渡。因此，需要对水源区进行报警。
(7)提出控制水土流失与面源污染，进行森林资源的培育、保护与可持续利用，加强生物多样性的保护，合理开发与保护矿产资源等生态环境建设对策; 提出建立健全生态环境法制和体制管理，建立生态环境建设的经济保障机制，加大水源区城镇基础建设投入，加强水质和生态环境监测手段，加强环境保护生态建设宣传与公众参与等保障措施。
H. 取得的主要成果
本书是在充分吸收消化前人成果的基础上，对华北克拉通北缘哈达门沟和金厂沟梁两个最有代表性的典型金矿床进行重点解剖研究，通过野外地质调查和室内测试，综合分析研究相结合，查明典型金矿床的成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体地球化学特征、成矿物质来源以及成矿时代，进行成矿机制分析。在单个矿床解剖的基础上，对两个典型矿床进行对比研究，探讨华北克拉通北缘区域控矿因素及成矿规律，为进一步找矿提供依据。本书所取得的主要成果有：
1.成岩（矿）时代方面
通过精确的成岩（矿）年龄测定，在哈达门沟金矿区，获得沙德盖岩体锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄为221.6±2.1 Ma，西沙德盖岩体锆石LA-ICPMS U-Pb加权平均年龄为222.9±0.82 Ma；获得哈达门沟金矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为386.6±6.1 Ma，金成矿的形成主要发生在早泥盆世；矿区北部西沙德盖钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为226.4±3.3 Ma，钼矿床形成于三叠纪。在金厂沟梁金矿区，获得对面沟似斑状花岗闪长岩锆石LA-ICP MS加权平均年龄140.86±0.71 Ma～142.65±0.44 Ma，对面沟细粒花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄138.7±1.2 Ma，西台子似斑状黑云母二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄226.8±0.87 Ma，金厂沟梁片麻状二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄258.6±1.6 Ma～261.61±0.94 Ma，矿区石英斑岩脉锆石LA-ICP MS谐和年龄为154.68±0.45 Ma。与矿脉相互穿插的黑云粗安斑岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄为131.7±1.1 Ma，接近或略早于成矿年龄，矿区南部对面沟铜钼矿化辉钼矿Re-Os加权平均年龄131.45±0.93 Ma，西矿区深部钼矿化石英脉辉钼矿Re-Os等时线年龄244.7±2.5 Ma，加权平均年龄243.5±1.3 Ma。
2.稳定同位素方面
矿石硫同位素组成：哈达门沟矿区δ34S变化于-21.7‰～5.4‰之间，极差为27.1‰，说明硫来源的复杂性，平均值为-10.6‰，表现出亏损重硫的特点，结合区内变质岩中黄铁矿的δ34S值，认为这套变质火山-沉积岩系为一套孔兹岩系，本身富32S，哈达门沟成矿流体中硫继承了这套太古宙地层中硫的同位素特点，并混有深部含矿流体的硫，所以成矿物质来源于深部流体和变质地层。金厂沟梁矿石硫化物δ34S变化于-2.8‰～-0.6‰之间，极差为2.2‰，平均值为-1.61‰，长皋沟金矿区矿石硫化物δ34S变化于-1.5‰～1.2‰之间，极差为2.7‰，平均值为-0.15‰，二道沟金矿区含金硫化物δ34S变化于-0.7‰～2.3‰之间，极差为3‰，平均值为-0.08‰，三者硫同位素组成相似，极差范围小，均集中在0值附近，具有深源硫的特点。
铅同位素组成：哈达门沟矿石铅同位素组成、计算的单阶段模式年龄，Th/U比值、μ值等，变化范围较大，表明铅不是在单一的铀、钍-铅系统中演化的，而是多阶段的，铅同位素的组成并非是正常铅，而是混合铅。在铅构造模式图上，哈达门沟矿石铅同位素投点比较分散，表明哈达门沟金矿床铅来源的复杂性。金厂沟梁、二道沟、常皋沟三个矿区矿石铅同位素组成，单阶段模式年龄，Th/U比值、μ值等一系列参数均相似，说明它们成矿作用有着相同的过程。参数变化范围很小，说明铅来源单一。在铅构造模式图上，铅同位素数据主要投在地幔铅演化曲线和下地壳铅演化曲线之间，反映了铅的来源主要为地幔和下地壳。
氢-氧同位素组成：哈达门沟金矿脉的δ18O水‰在3.80‰～5.20‰之间，平均4.49‰，柳坝沟金矿脉δ18O水‰在4.22‰～4.32‰之间，平均4.27‰，将结果投入δ18OH-δD图上，投影点均落在原生岩浆水及变质水附近，说明哈达门沟金矿成矿热液来源于岩浆水和部分变质热液，后期有天水的混入。金厂沟梁金矿脉的δ18O水‰在2.2‰～7.8‰之间，平均4.9‰，δD为-108‰～62.4‰，平均-86‰，二道沟金矿脉δ18O水‰在7.4‰～7.9‰之间，平均7.6‰，δD为-110.9‰～-97.8‰，平均103.1‰，长皋沟金矿脉样仅有一件，δ18O水‰为7.7‰，δD为-81.3‰，将结果投入δ18O水-δD图上，三个矿区投影点均落在原生岩浆水及下方，说明成矿流体主要来自岩浆水，有部分天水混入，有1个样品投入变质水范围，说明流体继承了变质流体的性质。
3.流体包裹体方面
哈达门沟金矿石英脉成矿温度在160～300℃范围内，成矿温度集中在200～280℃之间，平均236℃；盐度集中分布在5％～15％NaCleq之间，平均盐度9.80％NaCleq；密度为0.75～1.15g/cm3，主要集中在0.75～0.85 g/cm3之间，平均0.86 g/cm3；成矿压力（平均值）为（139～366）×105 Pa，平均253×105 Pa，对应静岩深度为0.515～1.354 km，平均0.96 km，静水深度为1.39～3.66 km，平均2.53 km；包裹体气相成分以H2O和CO2为主，其次为N2，O2，含微量的CH4、C2H6、C2H2和C2H4等；液相组分阴离子以Cl-和 为主，还有少量的 和F-，微量Br-；阳离子以Na＋，K＋和Ca2＋为主，Na＋＞K＋，含少量Mg2＋。
金厂沟梁含金石英脉成矿均一温度范围为190℃～380℃，集中在240℃～340℃之间，平均294℃；盐度范围为0.18％～8.81％NaCleq，平均盐度3.79％NaCleq；密度为0.58～0.90g/cm3，主要集中在0.65～0.85g/cm3之间，平均0.75g/cm3；成矿压力为（170～986）×105 Pa，平均705×105Pa，对应静岩深度为（0.63～3.65）km，平均2.61 km，静水深度为1.70～9.86 km，平均7.05 km；包裹体气相成分中均以H2O和CO2为主，其次为N2，O2；液相组分中阴离子以Cl-和 为主，少量 和F-，微量Br-；阳离子以Na＋，K＋和Ca2＋为主，少量Mg2＋。对面沟铜钼矿754中段含矿石英脉石英包裹体均一温度范围为194℃～424℃，平均315℃，盐度5.41％～38.16％NaCleq，平均23.44％NaCleq，密度0.76～1.00 g/cm3，平均0.88 g/cm3。对面沟铜钼矿床成矿压力为（162.79～1189.42）×105 Pa，平均628×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为1.63～11.89 km，平均6.28km，静岩深度为0.60～4.41 km，平均2.32 km。早期钼矿化石英脉石英包裹体均一温度范围为315℃～393℃，平均356℃，盐度范围为1.74％～11.58％NaCleq，平均值5.30％NaCleq，密度在0.56～0.82g/cm3之间，平均0.66g/cm3。钼矿化石英脉成矿压力为（865.99～1027.85）×105 Pa，平均943×105 Pa，换算成相应的深度，静水深度为8.66～10.28 km，平均9.43 km，静岩深度为3.21～3.81 km，平均3.49 km。
4.成矿机制方面
哈达门沟金矿床形成机制：在泥盆纪早期华北克拉通北缘处于弧-陆碰撞后的伸展构造背景，这种伸展背景引发山前大断裂的活动，深部富钾含矿流体沿山前大断裂上升，在运移过程中不断萃取围岩中的金等成矿元素，在大断裂的次级断裂等构造有利部位充填、交代而形成这种金钼组合型的矿床，后期有经受海西晚期-印支期多次热液活动的叠加和改造，表现出本区成矿年龄多样性的特点。
金厂沟梁金矿床形成机制：燕山晚期，中国东部发生过大规模的岩石圈减薄作用，这种减薄作用的结果可以导致陆壳，尤其是下地壳的重熔活化，发生了强烈的岩浆作用，并且导致壳-幔物质发生大比例混合，形成对面沟花岗闪长岩浆，在侵入过程中，从深部带来丰富的成矿物质，在岩浆期后，深部含矿流体的大量积聚，在岩浆热和流体压力驱动下，小部分进入先成岩体断裂，迁移富集沉淀成矿，如长皋沟金矿的形成；其余大量含矿流体，与地下水、变质水混合，并在运移过程中萃取高丰度变质岩及部分火山岩中的成矿物质，形成富金流体，随物化条件改变，在合适空间发生沉淀成矿，最终形成现今这样的矿床，如金厂沟梁和二道沟金矿床。
哈达门沟金矿床和金厂沟梁金矿床分别代表华北克拉通不同演化阶段，不同构造体制下的产物。其中哈达门沟金矿床代表华北克拉通与古亚洲洋相互作用的产物，而金厂沟梁代表华北克拉通东部岩石圈减薄的产物。
I. 取得的主要研究成果
研究期间，先后参阅了大量涉及区内的科研论文、相关的地质理论和基础的地质资料，在汲取前人资料中丰富营养的同时，通过大量野外地质调查研究、样品采集、剖面测制和室内研究工作，对研究区内所存在的重大的、基础性的科研问题，如各阶段的构造环境、构造变形及演化、岩浆岩的侵位机制等，进行了研究，尤其对研究区内东西向召河庙—四子王旗—大滩构造岩浆岩带的研究取得了如下几点认识:
第一，通过对比研究认为，原1∶20万区调在耳营地—大脑包山等地所划分的震旦纪地层的岩石组合特征、变质特征、变形特征等，可与发育于色尔腾山地区的色尔腾山岩群对比，自下而上构成了一套较完整的火山岩—沉积岩的沉积组合，经历了绿片岩—角闪岩相变质作用的改造，具有绿岩特征。
第二，首次在原1∶20万区调划分为海西期的花岗岩中识别出侵位于色尔腾山岩群的同构造期太古宙岩体，与研究区内新识别出的色尔腾山岩群共同经历了新太古代晚期—早元古代变形变质作用的改造，二者构成较典型的花岗岩-绿岩带。
第三，首次在伊和乌苏、大脑包山、大苏吉北发现了韧性剪切带。并将召河庙—四子王旗—大滩隆起带作为晚太古-早元古代构造岩浆岩带提出，认为构造带是早前寒武纪华北陆块北缘的增生带，经历了岛弧环境火山沉积、构造变形及构造隆升阶段，最终奠定了华北北缘早前寒武纪结晶基底的构造格局，并据地质体分布特征及剪切变形将其划分为北带、中带和南带。
J. 取得的主要成果及意义
取得的主要成果
本书是在全面总结山东省多年来区域地质调查、地质科研成果的基础上，结合作者20余年来在齐鲁大地从事野外地质工作获得的大量资料，经过深入分析研究编制完成的有关山东省地质构造单元组成、构造环境及其演化的综合性地质成果。本成果对山东省地质构造的研究取得了许多重要进展，其中一些是山东省首创性成果，这些进展主要有：
表1 山东省大地构造单元划分一览表Table1 The tectonic units of Shandong province
注：1—迁淮微陆块，2—德州地块，3—濮阳坳坳，4—济阳坳陷，5—济宁中元古代裂陷盆地，6—沂沭前陆盆地，7—沂水陆核，8—栖霞花岗-绿岩带，9—唐家庄陆核，10—华北板块（鲁东）被动大陆边缘，11—蓬莱震旦纪后继盆地，12—威海-日照岩浆活动带，13—石桥震旦纪上叠盆地，14—鲁东折返带（超高压带），15—苏北折返带（高压带）。
1）首次系统研究了山东省不同时代大地构造环境及其演化，并将山东省的地质构造演化与中国大陆构造演化、全球重大地质事件有机结合起来。按照山东省不同时代大地构造演化的特色将其合理划分为早前寒武纪不成熟陆壳向成熟陆壳转化和陆块碰撞拼合、中新元古代大陆裂解与聚合、古生代海陆变迁、中新生代构造体制转折和岩石圈减薄等4个演化阶段。主要依据每一地质时期岩浆、沉积建造和构造改造的研究，对其进行了大地构造环境的恢复。对岩浆岩进行了系统的主元素地球化学成分投点，结合前人发表的微量元素、稀土元素和稳定同位素地球化学资料，探讨了其岩浆来源，恢复了其大地构造背景，根据不同时代岩浆岩地球化学成分的差别，讨论了大地构造的演化规律；对沉积岩则通过沉积组合、地层格架、构造古地理分析、盆地演化等研究，分析了其形成时的构造环境及演化过程。
2）首次按照板块构造理论结合山东省大地构造演化规律对山东省各地质断代进行了系统的构造单元划分及全省大地构造单元综合划分。将大地构造单元划分为基底构造单元和上叠构造单元，认为Ⅰ级构造单元属中朝陆块和中央造山区；Ⅱ级以下构造单元，基底构造单元划分了三级，上叠构造单元划分了四级。提出了不同级别、不同构造层次构造单元之间的对应、包容或叠合关系。新建立了或命名了渤鲁微陆块、傲徕山岩浆活动带、胶东裂陷盆地、苏鲁裂谷、济宁中元古代裂陷盆地、沂沭前陆盆地、蓬莱震旦纪后继盆地、石桥震旦纪上叠盆地、鲁东被动大陆边缘、蒙阴盆地群等构造单元。
3）新测得了一些高精度的同位素年龄数据和地球化学数据。精确确定了龙莱断裂带的形成时间，详细研究了四海山花岗岩、岚山头花岗质片麻岩、大店石英正长岩、济宁岩群和朋河石岩组的地球化学特征和构造背景。
4）详细研究了古元古代、新元古代、三叠纪、白垩纪四期碱质花岗岩的岩石组合、地质特征、地球化学特点、成因、物质来源和构造环境等。古元古代碱质花岗岩为A2型花岗岩，形成于TTG质花岗岩系和具S型花岗岩特点的二长花岗岩系之后，是鲁西新太古代—古元古代大规模岩浆作用末期的产物；新元古代出现A1型花岗岩，形成于I型和S型双花岗岩之后，是苏鲁造山带新元古代大规模岩浆作用末期的产物；三叠纪碱质花岗岩为A2型花岗岩，形成于幔源—幔源分异的辉长岩—闪长岩和壳源花岗岩之后，是苏鲁造山带三叠纪超高压变质岩折返期的产物；白垩纪碱质花岗岩为A1型和A2型花岗岩，形成I-A型复合花岗岩体，是鲁东中生代滨太平洋大规模岩浆作用末期的产物。四期碱质花岗岩均形成于强烈的岩浆活动和地壳运动阶段后期，指示了伸展拉张构造环境，A1型花岗岩标志着造山作用结束，A2型花岗岩形成于造山后的环境。山东省四期A型花岗岩的厘定，为山东省地壳演化的研究提供了极佳的地质标志。
5）统计分析了早前寒武纪同位素年龄数据，建立了地质演化的重大构造热事件表。主要根据沉积、岩浆建造分析认为：山东中太古代为T1T2组成的不成熟陆壳，经历了由岛弧环境向大陆边缘环境转化的碰撞增生演化过程；新太古代形成了T1T2G1组成的半成熟陆壳，经历了早期的大洋环境到中期的不成熟洋内岛弧环境至晚期的大陆边缘弧的演化过程，提出了泰山岩群下部科马提岩和枕状玄武岩组合为与地幔柱相关的大洋高原构造环境的认识，认为鲁西两期TTG岩系显示了从不成熟洋内岛弧向半成熟的大陆化岛弧转化的特点，代表从初始的玄武质地壳依次转化为半成熟的大陆化地壳的演化过程；鲁西地区新太古代末至古元古代初期大量代表成熟陆壳的G1G1型花岗岩类的出现是华北克拉通基底东部陆块和西部陆块两个微大陆尺度的成熟陆壳构造拼合的结果，形成了S型、I型、A型（GMS组合）相互配套的与碰撞造山演化有关的花岗岩，A型花岗岩形成于造山后岩石圈拉张减薄环境，其出现标志着鲁西地壳已经演化为类似于现代大陆的成熟的刚性地壳。鲁东古元古代的主要特点是发育了一套半稳定-较稳定构造环境下的滨、浅海相沉积建造，形成于裂陷盆地沉积环境，盆地闭合后，出现陆内俯冲作用，古元古代地层发生强烈变形，形成褶皱造山带。
6）根据同位素年龄统计结果，将中—新元古代地质事件分为三个年龄段：1.84～1.72Ga、1.2～1.05Ga和0.9～0.6Ga。认为中元古代是山东大陆地壳的裂解阶段，将其分为两期强烈的裂解事件，早期以济宁裂谷形成和鲁西第一期基性岩墙群为代表，晚期形成了海阳所基性-超基性岩组合所指示的裂谷和鲁西第二期基性岩墙群。沿苏鲁造山带分布的新元古代荣成片麻岩套和月季山片麻岩套是扬子板块与华北板块碰撞过程中大规模岩浆活动的产物，在造山带北西侧形成沂沭前陆盆地；新元古代末期（震旦纪）强烈的造山作用结束，地壳拉张，出现岚山头A1型花岗岩，在造山带北侧出现蓬莱后继盆地，在造山带内部形成石桥上叠盆地。
通过对刚刚完成的山东省深度最大的固体矿产探矿钻孔钻探资料的分析，详细研究了济宁岩群岩石组合、地球化学特征，分析了其形成的构造环境，认为其形成于活动大陆边缘拉张构造背景。通过对朋河石岩组剖面的详细研究，分析了地层结构、层序特征、地球化学特征，确定了其形成的构造背景，认为该套地层具浊积岩特征、存在变质倒转现象、构造叠覆于超高压变质带之上。
7）通过对古生代构造-岩相古地理研究，认为古生代山东省进入构造稳定、全域性构造沉降阶段。鲁西早古生代为陆表海盆地，以形成广泛的碳酸盐台地相沉积为特点，有幔源金伯利岩形成；晚古生代由陆表海环境转化为三角洲环境，最后变为陆相盆地，显示了海陆交替转化的特点。构造岩相古地理分析表明，鲁东北古生代为深度大于鲁西的海相环境，早古生代早期处于被动陆缘盆地环境，晚古生代早中期转化为活动大陆边缘盆地，晚古生代晚期可能构成前陆盆地。
8）综合研究表明，由古亚洲构造域转化为滨太平洋构造域和由挤压环境向拉张环境转变，及广泛的伸展构造、中新生代盆地和岩浆作用，是山东中生代地质构造的突出特点。同位素年龄数据统计表明：山东中生代岩浆岩同位素年龄介于250～60Ma之间，形成3个年龄集中段：230～200Ma、160～140Ma和135～90Ma，白垩纪岩浆活动的峰值年龄在120Ma左右，指示胶东岩石圈减薄的达到峰期，160～140Ma年龄段代表胶东构造体制转变的起始时代。
早中三叠世沿苏鲁造山带发生强烈碰撞造山作用，形成挤压构造体系；侏罗纪以来地壳拉张减薄，形成沂沭断裂及其两侧伴生的羽状断裂系统、棋盘格状断裂系统和多层次拆离滑脱构造系统，产生大量断陷盆地，构成盆山耦合格局。鲁西地区最醒目的格架性构造是北西向的断裂构造及其控制的北西向北断南超中生代盆地，鲁东地区最突出的控制性构造则是总体北东走向的断裂构造及其控制的南断北超中生代盆地，这些构造围绕沂沭断裂带构成羽状分布格局。多层次拆离滑脱构造系统为以金为主的金属矿成矿提供了良好空间。采用胶东地区最新的深部探矿资料，对龙莱断裂进行了研究，确定了其形成时代，认为胶西北三条控矿断裂构造构成一条大型伸展构造带，焦家式、玲珑式、河西式等金矿类型分别受断裂的不同构造部位控制，断裂经历了131.05～123.53Ma和48.57～41.18Ma两个主要活动期，断裂的早期活动年龄与金矿成矿年龄接近。
中生代侵入岩可分为两大阶段，三叠纪侵入岩是超高压变质岩折返过程中形成的具后造山花岗岩特点的花岗岩类侵入岩，有三种不同成因类型，岩石化学成分属于高钾钙碱性系列及碱性系列和钾玄岩系列，末期的宁津所花岗岩具有A2型花岗岩的特点，来源于富集岩石圈地幔源区。侏罗纪—白垩纪形成与古太平洋板块俯冲有关的弧后拉张性质活动大陆边缘特点的火成岩组合，其中鲁东地区侵入岩以发育大量高Ba、Sr和高Sr的壳幔混合源和壳源花岗岩类侵入岩为主，而地球化学特征完全符合埃达克岩标准的只有垛崮山花岗闪长岩，大规模岩浆活动末期出现A1型花岗岩；鲁西侵入岩以发育高镁闪长岩类幔源和幔源分异型侵入岩为主，少量壳源花岗岩。早白垩世火山岩总体为高钾碱钙性岩系，晚白垩世玄武岩属高钛碱性玄武岩系列。岩浆岩的元素-同位素综合示踪指示，由侏罗纪—白垩纪晚期地幔具有由EMⅠ型富集地幔向EMⅡ型富集地幔演变和由富集向亏损或由岩石圈向软流圈演变的趋势。
中生代盆地的展布方向与主要控盆断裂方向一致，盆地中沉积了大量河湖相磨拉石建造和火山喷发-沉积建造，盆地可划分为泛裂陷型、狭窄型裂陷、菱形裂陷三种类型，盆地演化经历了三叠纪—早中侏罗世挤压盆地、晚侏罗世—早白垩世断陷盆地、早白垩世裂谷盆地和晚白垩世坳陷盆地等阶段。
以济阳坳陷和济宁坳陷为代表的新生代拉张盆地、来源于亏损软流圈地幔的钠质碱性玄武岩类和活断层等现象构成了新生代地质构造特点。
成果的主要意义
本次研究通过对山东省沉积、岩浆建造和构造改造的研究，建立了山东省地质构造格架和演化过程，取得的成果具有较广泛的应用前景和社会、经济价值，其意义主要表现在：
一是大幅度提高了山东省基础地质研究程度。以往人们对山东基础地质的研究，多是对局部的地区、孤立的地质事件进行的互不联系的研究。本研究将山东省的地质构造作为有机联系的、统一的整体去研究，并将其置于中国大陆板块和全球构造演化的背景中。这种研究方法很好地解决了山东省构造单元划分、构造演化、构造体制转折的动力学过程等一系列重大基础地质问题，大幅度提高了山东省基础地质研究程度。
二是将大大推动对山东省资源、环境、地质灾害研究的水平。山东省资源分布、地质环境和地质灾害布局具有明显的时空展布规律，如在空间上，胶东以金矿为特色，鲁中分布有较多铁矿和金刚石矿，鲁西北以石油和地热著名，鲁西南主要为煤炭资源；沂沭断裂带东西两侧地质环境和地质灾害特点明显不同。在时间上，煤炭资源主要分布于古生代地层中、金矿主要形成于中生代，石油主要分布于新生代地层中。资源、环境、灾害受地质构造控制明显，重大的地质构造转折事件往往伴随着重要的成矿作用和地质环境、灾害条件的重大变化，如胶东中生代大规模金矿成矿作用的发生时间与中国东部中生代构造体制重大转折时间相吻合。因此，本研究对于正确地认识山东省矿产资源形成和地质环境、地质灾害演化具有重要意义。
三是为推动我国古造山带和大陆动力学研究提供了基础资料。如：鲁西新太古代末—古元古代初碰撞造山带、苏鲁新元古代碰撞造山带、苏鲁中生代碰撞造山带等造山带的厘定，为我国不同时代板块构造运动的研究提供了依据；山东4期A型花岗岩的研究，及各时代相似的GMS花岗岩组合特点，为开展深入的大陆动力学演化研究提出了新的方向；鲁东地区古生代时并非是一直隆升的古陆，而是深度大于大于鲁西的海相环境，这一认识为我们重新认识中国东部古生代板块构造演化提出了启示。总之，山东省境内有丰富多彩的地质构造现象，有全球知名的超高压造山带，是我国古造山带和大陆动力学研究的理想地区之一。本次对该地区地质构造中关键地质问题的深入研究，必将有力的推动我国古造山带大陆动力学研究。
今后进一步研究的方向
地质工作者在实践中已经认识到了山东省地质构造的复杂性和多样化，很难用一种模式、一种机制阐明其演化作用。由于地质作用的复杂性和地质过程的不可复原性特点，导致人们对山东省许多重大地质问题的看法仍存在争议，如鲁西太古宙绿岩带的性质问题、广泛分布的TTG质花岗片麻岩的成因问题、鲁西新太古代末—古元古代初花岗岩带的构造背景问题、苏鲁造山带新元古代花岗岩质片麻岩的成因问题、苏鲁造山带形成时代问题、沂沭断裂的性质和演化问题、中生代岩石圈减薄和鲁东古高原问题、鲁东高Sr花岗岩成因问题等，这些问题均有待于进一步实践、研究和总结。山东省不同时代岩浆岩分布广泛，演化序列较完整，对壳、幔相互作用和大地构造环境指相作用明显，无疑应是今后大地构造环境和演化研究的重点内容，须详细查明太古宙TTG花岗岩、鲁西古元古代花岗岩、中元古代基性岩墙群、苏鲁造山带新元古代花岗岩及鲁东中生代花岗岩等的成因机制、构造背景等。
矿产资源受控于不同的大地构造背景，大地构造单元控制成矿区带分布，地质构造研究是地质找矿和矿产勘查的基础和前提。因此，重要矿产资源形成的地质构造背景研究是今后又一需要重点研究的课题之一。如：虽然前人对胶东金矿进行了大量研究，认为金矿的形成是多阶段、多来源、多成因的，但近年来的研究发现，胶东中生代成矿大爆发事件与早白垩世岩石圈的拉张减薄有关，金矿主要沿拆离或层间滑脱构造带分布，这些发现要求我们从大地构造演化的角度重新审视胶东金矿床形成的构造背景和成因。以往地质工作者对矿床的研究重点是矿床自身的研究，今后应加强其形成背景与环境的研究，以便于科学地总结其成矿规律，为深部找矿提供可靠的依据。