地质学与环境污染的论文

地质学与环境污染的论文

邢永强　张璋　张洪波　杨皓宇

（河南省国土资源科学研究院，郑州 450016）

《河南地球科学通报》，文章编号：978-7-80246-005-8-325-4

摘要 首先介绍了地质环境、环境地质与生态环境的概念及内涵，分析了它们之间易引起混淆的异同点，其次对地质灾害与地质环境的关系进行了评价与说明，最后指出必须树立持续利用地质环境的科学观，以及当前地质环境保护应采取主要措施。

关键词 地质环境 环境地质 生态环境 地质灾害 保护措施

人类赖以生存的载体包括生物圈、水圈、大气圈和岩石圈。在生产力相对低下的社会，由于生物、大气和水容易受到人类工程活动的影响而改变，而岩石圈的影响则相对小一些，因此，在传统的学科分类中，将生物圈环境、水圈环境和大气圈环境归类到生态环境范畴。每当人们提及环境时，联想到的主要是空气污染、水污染和森林植被破坏等，而对岩石圈环境的关注则远之不及。

近50年来，随着生产力的提高和人口的激增，人类对环境的干预愈来愈强烈，开始超过自然环境本身的演化过程，如目前人类每年约消耗500×108t矿产资源，已超过大洋中脊每年新生成的300×108t岩石圈物质（黄润秋等，2001），并影响到岩石圈系统。由此，在生态环境的基础上，提出了地质环境概念。

1 地质环境、环境地质与生态环境的内涵

地质环境是指影响人类生存、发展的地壳表层的岩石、土壤、地下水等地质体及其活动的总体，包括地球表层岩石圈和风化层两部分地质体的组成、结构和各类地质作用与现象。地质环境是具有一定空间范围（从地表或岩石圈表层到人类生产活动所能达到的地壳深部）的客观实体，包含物质组成、地质结构和动力作用三个基本要素。它是与地质作用密切相关的自然环境，它与自然环境一样具有自然属性与社会属性。

地质环境的自然属性主要是指其整合性与资源性（林道辉等，2002）。整合性是指地质环境的空间与要素密切组合成一个有机整体。地质环境存在于一定的空间之中，离开了空间也就谈不上地质环境；地质环境包含许多自然因素与条件，如地层、岩石、矿物、构造、地形、地貌、地下水、地球化学元素、地球物理参数、各种地质灾害体等；只有空间与要素的有机结合才能称为地质环境，仅有空间或仅有要素都不能成为地质环境。资源性是指地质环境的主要因素既是地质环境的主要组成要素，又具有资源功能，具有双重属性，可称为某种特定的地质环境。按地质环境的上述自然属性，可将其分成两种类型：一种是常规地质环境，是指在一定空间中，一些常规的基本要素有机结合所形成的地质环境，它们往往反映某个地域人们赖以生存与发展的基本地质环境。另一种即资源性地质环境，是指几个具有双重属性的要素在一定空间中有机地结合而成的一种特殊地质环境。

地质环境的社会属性是指地质环境是人类社会的一个重要组成部分，会影响整个社会。人类的生产与生活活动也参与了对地质环境的改造作用，这种改造作用的方式和强度在某时某地甚至会远远超过地质作用，从而引发地质灾害。地质环境是人类生存与发展的条件，这就决定了它与作为人类生存与发展物质基础的自然资源不一样，它不可能用来经营而获取利润，只能作为社会的组成部分而存在。

地质环境质量主要由自然地质条件的稳定性、原生地球化学背景、抗人类活动干扰的能力以及受污染或受破坏的程度等因素决定（鞠美庭等，2004）。

环境地质学通常是指研究地质环境的基本特征、形成机理和演化规律，以及人类工程技术经济活动与地质环境相互作用、相互影响和相互制约的科学（王孟本，2003）。综观地质环境的自然属性与社会属性，可相应的将环境地质学分为常规性环境地质学与资源性环境地质学。前者主要是研究常规地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。后者主要是研究特殊地质环境形成的机理及其与人类生产生活相互影响、相互作用的学科。按不同的地质环境又可将其分为若干个环境地质子学科，各个子学科还可进一步划分为更次一级的子学科，在这些学科指导下进行的地质工作即环境地质工作，包括地质环境的调查、研究、监测、预报等。

生态环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，它由自然环境、工程环境和社会经济环境组成（王孟本，2003）。生态环境研究的空间范围是从地表（岩石圈表面）到人类生产活动所能达到的空间顶部。生态环境质量主要由气候、气象、水文、生物、土壤、地貌和光热等自然条件以及政治、经济、文化等社会条件决定。其中，以林业为主的生态体系是生态建设的重要内容，工农业及城镇生活污染治理是环境保护的关键环节，而水资源子系统则是各子系统之间联系的纽带。

2 地质环境与生态环境的关系

从地质环境与生态环境的内涵分析，它们是环境体系中的两个方面，两者之间既存在相对的独立性，也存在着相对的统一性（王如松，2005）。

地质环境与生态环境的相对独立性主要表现在如下四个方面：首先，尽管两者属环境体系的两个领域，但在研究对象上存在明显的区别。地质环境主要研究以岩石圈和地下水圈为主体的地质体及其与自然地质作用和人文地质作用相关联的各种环境问题，而生态环境主要研究以大气圈、生物圈和地表水圈为主体的各种环境问题；其次，尽管地质环境与生态环境都是具有一定空间范围的客观实体，但前者主要指地表以下，而后者主要指地表以上；再次，地质环境是在漫长的地质历史过程中逐渐形成的，是地球内、外动力长期联合作用的结果，在没有外界干扰的情况下是相对稳定的。而生态环境尽管也受自然地理气候条件制约，但与人类社会活动的关系更加明显。另外，一旦地质环境遭受破坏，将具有难以恢复的特点。相比之下，解决生态环境问题的方法要直观一些。如地下水的污染主要靠自身的净化作用进行解决，需要漫长的过程；而地表水的污染可以通过添加化学药剂或者通过排泄与补给的办法予以解决，需要的时间要短得多。

地质环境与生态环境的相对统一性主要表现在如下三个方面：首先，两者同属于环境范畴，研究目的都涉及影响人类生存和发展的环境问题；其次，在研究内容上两者具有一定的交叉性，如地表的土壤环境是它们共同研究的对象；再次，地质环境与生态环境存在着密切相关的动态平衡关系，如水文环境的地表水与地下水总是互相流通、互相转化，一旦其中的一个因素遭受污染，必将引起另一因素变化。

生态环境和地质环境是环境体系中的两个方面。生态环境是地质环境的“屏障”，对地质环境起着巨大的保护作用。当生态环境的森林植被遭受破坏或大气降水与气候条件发生变化时，将导致水土流失、地质灾害、土壤退化等一系列地质环境问题。地质环境是生态环境的“载体”，对生态环境起着一定的控制作用。成土基岩是除自然地理气候条件外控制森林植被种属与空间分布的最重要因素，地质体特征与水文环境、地质背景与社会经济状况之间均存在着一定的相依联系。

生态环境与地质环境相互作用、相互影响、相互制约，便形成了相对统一的、集人—地—生活活动所产生的一切环境要素于一体的整体（黄润秋等，2001）。生态地质环境是这一整体的完整表达，它不仅包括生态环境和地质环境的全部要素，还包括两者相互作用所产生的新的环境要素。

生态地质环境是人类生存和发展的基本场所。人类依赖生态地质环境而生存和发展，同时人类活动又不断地改变着生态地质环境质量。生态环境的恶化将导致地质环境的脆弱，地质环境的好坏关系着生态环境的有效治理。改善生态环境可以通过生态建设与环境保护予以实现，而地质环境是在数百万年乃至数亿年漫长的地质历史过程中逐渐形成的，具有难以恢复性特征。人类在建设生态环境的同时，必须有效地保护地质环境。

3 地质灾害与地质环境

地质环境是人类社会发生发展过程中所依托的地球表层岩、土、水共生的地质系统。地质灾害是地质环境的组成部分，是随着人类社会的生存与发展而出现和变化的。地质灾害具备自然属性、社会（灾害）属性和资源属性等基本属性，它既是一种自然动力现象，又是人类参与造就的产物，还是人类作为生产、生活的资源乃至生存之地（如古滑坡泥石流堆积地和大江大河的洪泛区）。地质灾害起源于地质环境变化，这种变化的动力来自于地外天体、地球内动力、地球表层外动力和人类社会工程经济活动等多种因素的“共振”或耦合作用。在我国社会经济建设高速发展阶段，人类活动与地质环境的相互作用将同步增强，必然导致地质环境变化的动力耦合作用增强，只有主动应对才是避免地质灾害趋势增强的正确选择。

4 树立持续利用地质环境的科学观

随着社会经济的快速发展，我国开始实施新的发展战略，通过实施全方位的国家创新工程，建设社会主义新农村，逐步构建资源节约型和环境友好型的和谐社会。要达此目的，必然涉及广大农村基础工程和公共设施的大规模建设和固体矿山、油气水能源及交通工程等对地质环境的广泛利用，也就必然广泛地影响地质环境的自然演变进程，使地质环境变化的范围、方式和强度呈现出新的态势，产生具有深远影响的环境地质问题和地质灾害。为避免和减轻负面的风险，就必须创新观念，从人类与地质环境和谐共存的愿望出发，变单纯地保护地质环境和被动地防治地质灾害为持续利用地质环境和主动进行地质灾害防治风险管理。

树立持续利用地质环境的科学观，就是把人与地质环境和谐共存放在第一位，把规范人类自身的行为融入顺应与改造自然过程之中，从而避免出现地质环境的不可持续利用现象，减轻地质灾害（张芹，2001）。奉行“以人为本，持续开发利用地质环境”的理念，就必须倡导建立政府、科技界、工程企业界与公众社会“四位一体”的减灾战略“伙伴”关系，形成多方协调的联动机制。在这个体系架构中，科技界起着重要的桥梁作用，有责任尽快建立区域地质环境可持续利用的科学技术体系，即区域地质环境质量评价—功能区划—工程容量评价—地质灾害防治风险评估与管理等逐次递进的工作支撑，并逐步实现法规化和社会契约化。

在国家层面，要组织调查、监测和研究地球表层系统过程的环境和灾害效应、人类活动对地球表层系统的影响机制，甚至包括地质灾害防治的社会学与伦理学。通过建立国家重大地质灾害风险防控与公共安全应急信息平台，实现更加主动地为人居环境减灾服务，更加主动地为国家重大工程规划、建设与运营安全服务，更加主动地为提高社会减灾意识服务。因此，立足于增强公共服务意识、提升公共服务能力、拓展公共服务领域和端正公共服务态度的基本原则，国家公益性地质队伍的中心任务就是围绕实现地质环境的可持续利用去开拓新思路、落实新任务、总结新认识、提炼新理论、开发新技术（新方法、新程序）、推出新产品和提供新服务，为和谐社会的建设与发展不断作出新贡献（刘传正，2007）。

5 地质环境保护措施

国务院关于加强地质工作的决定国发［2006］4号第八条：强化地质灾害和地质环境调查监测，是减少地质灾害损失，促进人与自然和谐的基础工作。实施地质环境保障工程，全面提高地质灾害防治和地质环境保护水平。《国土资源“十一五”规划纲要》七个主要预期指标和七项主要任务中明确要求矿山环境恢复治理率达到35%以上，提高地质灾害预警预报和防治能力。

加强地质环境保护，当前应主要采取以下措施：

（1）强化矿产资源规划与开采管理。目前，全国已建立了国家、省、市、县四级矿产资源总体规划体系，其中包括了矿产开发与环境保护规划。加强规划的实施，可以科学有序地进行矿产资源的开采，全部关停禁采区内的采矿企业，控量开采限采区内的矿产资源。一些矿山环境问题严重地区必须启动矿山生态环境整治、土地复垦、矿区生态环境重建（恢复）工程，为生态矿山建设奠定坚实的基础。

（2）利用先进技术方法，加快矿山生态地质环境调查评价、研究工作。采用环境地质学、环境地球化学、“3S”等先进理论和方法技术，选择不同矿区、不同地质环境的示范调查研究，编制出相应的矿山地质环境调查评价技术要求或规范，示范指导矿山环境调查评价工作。

（3）建立矿山地质环境空间数据库，逐步实现矿山环境的动态监测与预测。充分利用“3S”技术，开展矿山地质环境调查评价工作，建立矿山地质环境“动态”空间数据库，结合各地区的规划总体目标和不同地段的规划功能，编制矿山地质环境的整治规划，从而实现矿山地质环境的动态监控和管理，实现资源开发与环境保护的协调发展。

（4）加强矿山生态地质环境恢复治理。矿山生态环境的恢复治理越来越引起世界各国的关注与重视。矿山生态环境遭到破坏后，首要任务就是及时有效地恢复治理，以避免矿区生态环境的进一步恶化。由于我国矿山生态环境问题很多属于历史“积淀”，并非“一朝一夕”所致，其生态环境恢复治理（生态矿业）的实施，需要有大量资金的支持，可实行“矿山生态恢复治理”补贴政策，变“谁破坏，谁治理”，为“谁破坏，谁负经济责任”。以执法的角度将矿山生态环境恢复治理与市场挂钩，使专项资金取之有道，用之有效，复垦受奖，不复垦受罚。

参考文献

鞠美庭，池勇志，李洪远.2004.环境学基础.北京：化学工业出版社.

李天杰，宁大同，薛纪渝等.2004.环境地学原理.北京：化学工业出版社.

林道辉，沈学优，刘亚儿.2002.环境与经济协调发展理论研究进展.环境污染与防治，24（2）：120～123.

王孟本.2003.“生态环境”概念的起源与内涵.生态学报，23（9）：1910～1914.

王如松.2005.生态环境内涵的回顾与思考.科技术语研究，7（2）：28～31.

邢永强，冯进城，窦明.2007.区域生态环境承载能力理论与实践.北京：地质出版社.

邢永强，郭新华.2006.土地荒漠化的现状及对策.河南国土资源，46（6）：26.

张芹.2001.区域环境影响评价与可持续发展.青岛建筑工程学院学报，22（3）：43～46.

Discussion on Relationship and Protection between Geological Environment and Environmental Geology，Ecological Environment

Xing Yong-qiang　Zhang Zhang　Zhang Hong-bo　Yang Hao-yu

（Scientific Academy of Land and Resources of Henan，Zhengzhou 450016）

Abstract：The article introduces some conceptions and connotations on geological environment，environmental geology and ecological environment，analyzes their similarities and differences，and then gives some evaluation and explanation on the relationship between geological dis asters and geological environment，finally advance a scientific theory that geological environment should be used continuously，and at the same time offers key measures to protect geological environment today.

Key words：geological environment；environmental geology；ecological environment；geological disasters；protection measures

【地质勘探】论文怎么写？ 我是学建筑专业的。

浅谈煤田地质勘探前沿发展趋势
摘要：本文根据中国煤炭生产方针、煤田地质特点及世界先进技术发展
现状，讨论了中国煤田地质勘探前沿问题，从提高勘探精度，开展动态地质研
究等方面加以论述。并且展望了煤田地质勘探技术发展的趋势。
关键词：地质勘探勘探技术发展趋势
0引言
20世纪，煤炭在世界能源中占主要地位，进入21世纪，煤炭在
世界一次能源中仍将占主要地位，在我国尤其如此。在我国，1500m
左右的煤炭总资源量约4万亿吨，已探明保有储量达1万亿吨。而
石油、天然气，由于资源赋存条件与勘探、开发困难等原因，一个时期
内难于大幅度增产。但是，随着开放与市场经济发展，煤炭要有竟争
力才能在市场上站住脚，经济、安全、高效采煤就成为煤炭工业发展
的关键。因此，世界上所有采煤国家都需要继续开展煤田地质勘探工
作，而且，煤田勘探技术要迅速发展才能满足生产要求。
1我国煤田地质勘探前沿问题
从我国煤田地质特点及世界先进技术的发展现状来看，我们可
以看出，近年来我国煤田地质勘探前沿问题可概括为以下几个方
面。
1.1从完善矿井水防治与保水采煤研究方面来看我国东部一
些矿井，随着采深增大，突水事故经常出现，突水量也日益增大。由于
这些煤田水文地质条件特别复杂，加之采深不断增大，浅部矿井水治
理获得的一些认识往往不适应深部矿井水动力条件。因此，我国煤矿
水害防治技术的发展趋势是：深入研究矿区深部岩溶水形成与运移
特征，深部矿井底板岩溶水突出机理，开发突水预测预报技术；开发
适应现代机械化开采的采掘区无水险水害防治技术。
1.2从开展动态地质研究方面来看常见的岩煤突出、瓦斯突
出、冲击地压、突水、井筒破裂等井下灾害，实际上是一种动力地质现
象。这些现象均与岩体应力场有关。主要起因于岩煤采掘后，原有自
然条件下各种地质因素之间的平衡遭受破坏，岩体应力再分配，从而
引发或诱发出这类灾害性地质现象。通过研究这些现象形成的地质
机理，事先测定出采掘阶段岩体应力随时空的动态变化，就有可能预
测上述动力地质现象是否会形成，确定并采取消除或减弱这些灾害
的措施。
1.3从加强环境地质勘查与灾害地质防治方面来看由于矿区
在天然条件下以及因开发而使地质体系遭受破坏，从而可能形成一
系列环境问题，如耕地破坏、水源污染、沙化，粉尘、一氧化碳、二氧化
硫造成的大气污染等以及更具破坏性的灾害地质现象，如地裂、地表
塌陷、滑坡乃至诱发地震。由于历史原因及煤矿不断开发，旧帐未清，
新帐纷至，所产生的问题相当严重，煤矿环境问题是制约煤炭工业可
持续发展的关键因素之一，今后矿区环境评价与治理将成为开发部
门重要的工作内容。
1.4从提高勘探精度来看连续作业是煤炭工业现代化或采掘
机械化和自动化的特点。这要求开发前查明所采煤层的细微变化，如
煤层厚度、结构和灰分的局部细小变化。煤层及其顶底板岩石物理力
学性质的局部变化等。但是，世界各国的煤炭证实储量及我国的探明
储量均只主要说明煤炭的原地埋藏数量，并未充分甚至没有提供满
足现代开采技术要求的开采地质信息，为适应现代机械化开采，普遍
需要补充勘探。
1.5从攻克煤层气开发难关来看近年来许多国家正在把煤层
气作为一种能源进行研究，已有20多个国家开展了煤层气研究、勘
探和开发活动。在煤层气试验开发中，目前所遇到的问题是：多数井
煤层气产率低、衰减快，钻井冲洗液污染煤层，完井后坍塌堵孔，水力
压裂效果不明显，裂缝短，所占比例低，完井后采气效果差等。显然，
研究我国煤层渗透率低的原因、渗透率变化规律、煤层气富集和高产
因素、煤层力学稳定性和破坏规律，开发适于我国低渗率煤层的钻
井、完井、采气和增产实用技术，探索我国煤层气开发有利区段的评
价选择模式就成为技术攻关的重点。
2煤田地质勘探技术发展趋势
用发展眼光看，近年来钻探仍将成为获取“第一性”地质资料的
重要手段。物探仪器日新月异，性能改进与更新迅速，向高灵敏度、高
分辨率、高精确度、遥控、计算机实时控制、处理、数据分析和三维图
形显示方向发展;物探方法向多维、多参数测量、多方法组合发展;计
算机和信息技术将普及到地质勘探的各个专业、各个作业单元，乃至
管理整个勘探系统。近年来，值得注意的煤田地质勘探技术发展趋势
如下。
2.1开发井下勘探技术根据国内外资料，落差小于5m、长度
小于150m的小断层及小型褶曲，近期不可能用地面勘探方法查明。
因此，国内外普遍认为，应在采区开采前，在井下开展采区勘探或工
作面勘探，其方法包括矿井物探和沿煤层钻进。基于煤层密度比上下
围岩小，煤层是一个明显的低速槽，国外在70年代末首先采用槽波
地震勘探技术在井下探测煤层构造。近年来，探地雷达技术发展迅
速。最近南非开发出一种Rock雷达系统，能定量研究岩体，准确确
定断裂带深度、巷道周围裂隙带特征。显然，煤矿井下物探技术将大
有作为，是一重要发展方向。
2.2发展水平钻进技术20世纪80年代以来，技术先进的采煤
国家愈来愈重视采用水平钻进方法沿煤层钻进，并采用与之相配合
的随钻测斜技术。水平钻进技术是由受控定向钻进发展而来的。近年
来，这种钻进技术发展迅速，不仅能在井下沿煤层钻进，还能在地面
沿垂直一圆弧一水平线轨迹进入煤层钻进。地面水平钻进，在煤炭部
门是80年代后期才从石油部门引进的。
2.3加强综合勘探据有关材料说明，英国煤矿区尽管用三维地
震勘探曾解释出小至煤厚落差的断层，但英国深部煤矿公司仍然重
视钻孔研究。近年来，他们在已经评价的赋存经济可采储量的井田，
按400一500m网度布无心孔，用组合测井方法勘探。他们开发了
一种岩层显微扫描仪，通过人机联作能解释几十厘米落差的断层、裂
隙、沉积和构造特征，以及应力方向。借助专用软件，用组合测井可确
定出岩石类型、岩石强度、孔隙度或渗透率、倾角、孔径、分析水和烃
等。据说，通过这一综合勘探方法，“可提供一份详细、实用的构造及
应力场图”“，从而使矿山设计切实可行”，可提供最佳施工方向和合
理地选定开采方法。这表明，选用合适手段、采用多手段综合勘探，是
深部煤矿勘探的发展方向。
2.4研究动态地质勘探技术如前所述，危害矿井安全的动力地
质现象由采掘活动诱发而形成。它们具有动态特性。因此，预测动力
地质现象的形成及其强度，不能简单地只凭反映原始地质条件的静
止数据，而应主要分析基于岩煤层应力或其物性随时间变化的动态
特征资料。高产高效采煤推进速度快，进行动态勘探，即在采掘期间
连续多次勘探采区的应力或物性随时间变化很有必要。
2.5加快发展信息技术计算机和信息技术现已在煤田地质勘
探各个专业推广应用，发展较快。由于引入了许多高新技术，如并行
分布式处理、大容量存储、工作站、多媒体、人工智能和神经网络技术
等，目前已能用人机对话方式处理、分析、解释和显示地质勘探数据，
一些物探仪器自动化程度高，能在现场作预处理，控制各项操作和质
量，选择有关参数。
3结语
根据相关资料分析表明，除少数几个发展中国家外，各主要产煤
国家的煤田地质勘探工作量自80年代以来均明显减少，但用于开
发勘探、工作面勘探的工作内容和工作量却明显增多，勘探精度大大
提高。从煤炭现代化生产要求角度看，我国煤田地质勘探技术与世界
先进技术相比尚存在较大差距，因此，必须把握时机，加快我国煤田
地质勘探技术的发展，才能满足我国高产高效采煤的需求。
参考文献：
[1]储绍良.矿井物探应用.北京:煤炭工业出版社.1995.
[2]李夫忠.走向精确勘探的道路[M].北京:石油工业出版社.1993.146~153.