2018年04月21日 星期六

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自然资源部活动构造与地质安全重点实验室

发布时间:2017-10-19

实验室简介

实验室名称:活动构造与地质安全重点实验室

实验室英文名称:Key Laboratory of Active Tectonics and Geological Safety,Ministry of Natural Resources

学科领域:地质资源与地质工程一级学科

依托单位:中国地质科学院太阳集团所有网址16877

活动构造与地质安全重点实验室依托中国地质科学院太阳集团所有网址16877。前身是1990年成立的地矿部地质力学开放研究实验室,2004年建成中国地质科学院地壳变形与地质灾害重点实验室,2007年正式成立国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室。中国地质科学院太阳集团所有网址16877由我国著名地质学家李四光先生于1956年创立,现有在职职工226人,其中141人拥有高级技术职称,149人具有博士学位。作为自然资源部地质科研事业单位,太阳集团所有网址16877的科研定位是:“一个基础、两个应用领域”。“一个基础”是开展地质力学基础理论研究,“两个应用领域”是将地质力学理论应用于地质灾害防灾减灾和矿产资源勘查。经过半个多世纪的努力,太阳集团所有网址16877形成了一支结构合理、创新能力强的高水平的地质科研队伍。

活动构造与地质安全重点实验室由中国地质科学院太阳集团所有网址16877工程地质与地质灾害、地质安全风险评价、活动构造、地应力、第四纪地质和生态与气候等不同学科方向的研究人员组成,在活动构造、地应力、地质灾害、工程地质、区域地壳稳定性评价等研究领域具有传统优势。先后开展了三峡工程、青藏铁路、川藏铁路、大亚湾核电站等多个国家重大工程选址与地质安全问题的研究和昆仑山、汶川、芦山、鲁甸等多次重大地震地质灾害防灾减灾工作,取得了系列研究成果,积累了丰富的经验,先后获得国家级和省部级一、二等科研成果奖近百项。太阳集团所有网址16877将在科研场所、实验平台、资源共享、经费投入、后勤保障等方面给予大力支持,为重点实验室开展创新研究提供良好的氛围和科研环境。

实验室主任:李 滨

实验室副主任:王 涛、郭长宝、孙东生、丰成君

秘书长:高 杨

秘 书:孙东霞、张重远、戚帮申、李凌婧、杜星星

首席科学家:谭成轩、胡道功

谭成轩,男,1964年生,研究员。现任中国地质科学院太阳集团所有网址16877地质灾害研究室主任、中国地质调查局“重要活动构造与区域工程地质调查工程”首席专家、地应力综合监测野外科学观测研究基地高级顾问,野外站副站长。

主要领域:主要从事构造应力场、区域地壳稳定性评价、工程地质、油气勘探开发、地震地质等领域应用研究。

主要业绩与贡献:近期主持并推进我国重要活动构造与区域工程地质调查工作,组织探索我国重要活动构造与区域工程地质调查及其服务国家重大战略、国家重大工程规划建设、地质灾害防灾减灾、国防和军事工程建设、地下空间开发利用、城市地质调查评价等工作方式、技术方法体系。

实验室定位

瞄准国家经济社会发展对防灾减灾的重大需求,聚焦国家发展战略和重大工程面临的活动构造与工程地质安全问题,定位于活动构造与地壳稳定性、地质灾害成因机理与风险、地质安全评价领域的应用基础研究,通过活动构造、第四纪地质、构造应力场、地质灾害、工程地质等多学科研究,揭示活动构造体系及动力演化过程,查明活动构造对重大地质灾害的制约和动力学机制、内外动力耦合作用下重大地质安全问题演变过程与破坏模式,构建重大工程地质安全风险评价理论与综合防控技术方法,建立活动构造与地质安全风险防灾减灾科技交流平台和研究基地,提升地质安全试验测试与设备研发能力,培养活动构造与地质安全领域高水平中青年领军人才与博、硕士研究生,为国家发展战略、重大工程地质安全风险评价、重大地质灾害防灾减灾等提供决策依据和技术支撑。

总体发展目标

瞄准国家经济社会发展对防灾减灾的重大需求,聚焦国家重大战略和重要工程面临的活动构造与重大地质安全风险,重点开展活动断裂、地应力、地质灾害、工程地质、地质安全等方面的基础与应用研究,揭示活动构造带现今构造活动与地表响应过程,提出重大地质灾害成灾模式与风险评价理论,创新深部地应力测量与监测技术方法,研发重大工程地质安全风险防控新技术,建立多要素与多尺度的地质安全风险评估技术方法体系,形成具有原创性的基础理论成果和自主知识产权的关键技术设备,打造一流的科技创新平台和人才队伍,为国家重大战略和重大工程防灾减灾提供理论与技术方法支撑。

重点任务

1.活动构造体系及动力演化过程

通过构造地貌、第四纪地质和新构造年代学分析研究,确定重要活动构造区带新构造运动阶段、构造应力作用方式、构造运动强度和影响范围,揭示大陆新构造运动的演化和发展规律及其对现今构造地貌的控制作用。结合地应力测量与实时监测结果,查明重要活动断裂带的几何学、运动学、动力学特征和现今地应力分布状态,查明活动断裂晚更新世以来的活动历史、活动周期和活动强度。针对活动构造区带的关键构造部位,开展深孔地应力测量与实时监测,获得地壳千米深度范围内的地应力空间分布特征及其随时间的变化规律,建立地应力实时监测台网,揭示现今地应力环境,分析地壳现今地应力活动规律及其灾害效应。评价重要活动断裂的工程稳定性及其地质灾害效应,为工程设计、地震预报和防灾减灾提供基础数据。

2.活动构造带重大工程灾变机理

紧密围绕京津冀协同发展区等国家重大战略和川藏铁路、雅鲁藏布江下游水电开发等国家重大工程,开展活动断裂、地面差异变形、地裂缝、高山峡谷区高地应力、软岩大变形、高位远程地质灾害等重大工程地质问题灾变机理研究,分析内外动力作用下构造活动与重大工程地质问题的互馈机制,揭示重大地质灾害的易滑地质结构、形成机制、成灾模式与链动成灾机理,评估重大地质安全风险,为国家重大战略和重要工程地质安全和防灾减灾提供科技支撑。

3.活动构造区重大工程地质安全与风险防控

以李四光“安全岛”学术思想和地壳稳定性评价理论方法为指引,构造地质、地球物理、工程地质、地质灾害和第四纪地质等多学科交叉融合,综合地质年代学、地球物理探测、岩土体物理力学性质测试、地形变与地应力测量及实时监测、岩石圈变形与地表过程模拟等多种技术手段,创新发展地质安全风险评价的理论、方法和实践,结合重要城市、重大工程、主要新构造活动区带地质安全风险评价示范研究,确立地质安全评价原则、评价指标体系、评价等级划分和评价方法,建立评价规范和标准,提出风险防控对策,为防灾减灾提供技术支撑和依据。

4.构造活动–气候变化–重大工程互馈效应

系统开展青藏高原构造活动与陆表过程、地质灾害形成与第四纪地质演化、气候变化与人地协同关系以及陆表过程监测与模拟等方面的研究,结合磁性地层学、光释光、碳十四等测年方法不断补充完善我国第四纪构造–地层格架的精确时间标尺,通过不同剖面各种古环境代用指标的系统测试,建立青藏高原气候区第四纪高分辨率古环境演化的时间演化序列,深入分析青藏高原隆升过程、气候变化以及地质灾害之间的相互耦合关系,构建构造活动、气候变化与重大工程互馈效应机制。

5.青藏高原地质灾害链早期识别与监测预警

聚焦青藏高原重大地质灾害的地质安全风险,部署重大地质灾害发育特征调查、早期识别、监测预警、风险评估与监测平台等工作,开展高位地质灾害链风险源综合遥感调查与动态识别,查明高山–极高山区流域性地质灾害链风险源的分布发育特征;采用无人机航测、地面调查和大型物理模型试验方法查清地质灾害链的发育特征与成灾模式。分析极端条件成灾风险,评估流域性地质灾害链对工程的风险;构建重大地质灾害智能化监测预警平台,构建流域性重大地质灾害链地震动实时监测和激光可视化视频监测,解决流域性特大地质灾害链发生后实时定位及预警难题;建立数据库与交换平台,支撑重大工程地质灾害动态监测与风险预警系统运行,提升地质灾害工作程度和地质安全认知水平,提高重大地质灾害早期识别与监测预警能力,支撑重大工程地质安全风险评价与规划建设。

团队建设

目前,实验室共有科研与技术人员60人,平均年龄40岁,其中研究员20人,副研究员20人,博士生导师12人,硕士生导师23人。近年来,实验室培养一批中青年科技人才脱颖而出,包括1人获国家自然基金委杰出青年基金资助,2人获国家自然基金委优秀青年基金资助,4人入选自然资源部高层次科技创新人才工程,2人获得原国土资源部科技领军人才称号,2人获得原国土资源部杰出青年科技人才称号。1人获“黄汲清青年地质科技奖”,1人获中国地质学会“青年地质科技奖”金锤奖、2人获银锤奖。实验室拥有自然资源部“新构造与地壳稳定性研究科技创新团队”和“国家重大工程地质安全风险评价创新团队”,近年来,创新团队完成了大量公益性地质灾害调查评价以及与国家重大工程建设地质安全风险评价研究工作,积累了丰富的经验,取得了大量成果。同时,“国际工程地质与环境协会(IAEG)-新构造运动与地质灾害专委会(C24)”挂靠本实验室,支撑实验室国际学术交流。

研究成果

团队2016-2020期间承担了国家五大科技计划项目(课题)69项、平均年度科研经费1400万元,实验室共撰写专著12部、发表SCI/EI论文150篇、中文核心论文100篇,发明专利12项,软件著作权10项,编制4部行业规范。在活动构造与重大地质灾害、重大工程地质安全风险综合防灾减灾研究等方面取得了显著的成果,主要体现以下3个方面:

(1)通过京津冀协同发展区、长江经济带、泛珠三角地区等重要经济区1: 5万、1:25万、1:50万、1:100万主要活动断裂与区域地壳稳定性调查评价和编图;系统梳理、调查和编制1:400万中国主要活动断裂分布图、工程地质岩组分区图和区域地壳稳定性评价图,初步分析了中国主要活动断裂对主要高速铁路、油气管道、核电站、水电站等重大工程的影响;探索形成平原覆盖区隐伏活动断裂“地面调查、地球物理综合探测、钻探验证、构造应力场分析、物理模型实验及三维数值模拟”调查评价方法技术体系;支撑服务国家战略、重要城镇和重大工程规划建设与运营安全,有效防控活动断裂诱发的区域性地裂缝、地面差异沉降等重大工程地质问题。

(2)围绕西南岩溶山区、强震区、西北黄土地区特大地质灾害的孕灾条件和演化机理开展深入研究,提出典型重大地质灾害成灾模式,创新大型高位地质灾害高速远程动力学评价方法,构建有效指导灾害风险预测和防控的技术方法,为西部山区城镇与重大工程减灾防灾提供了重要的理论与技术支撑,取得了显著的经济效益和社会效益。

(3)针对青藏高原地面工程、隧道工程、边坡工程规划建设面临的重大地质灾害和工程地质问题,采用多种技术方法和手段,开展了青藏高原重大工程区活动断裂调查及其断错效应研究、造山带疑难工程地质问题的形成机理及其防治对策、地震地质灾害风险评估及减灾关键技术研究等,构建了活动构造带工程地质研究的理论框架,研发了地质灾害防范系列关键技术,为汶川、芦山地震灾区、川藏铁路、成兰铁路、滇藏铁路等国家重大工程规划建设和城镇安全提供了重要的技术支撑。

实验室组成

(一)年轻地质体年代学实验室

1.裂变径迹实验单元

2.U系实验单元

3.释光实验单元

4.ESR测年实验单元

5.14C实验单元

(二)第四纪实验室

1.孢粉实验单元

2.第四纪环境实验单元

(三)地应力测量实验室

1.水压致裂地应力测量实验单元

2.地应力与地球物理综合监测实验单元

3.压磁解除法地应力测量实验单元

4.ASR地应力和地应力标定实验单元

5.岩石物理力学实验单元

6.空芯包体解除法地应力测量实验单元

7.声发射实验单元

8.光弹与构造变形模拟实验单元

(四)岩土力学及地质灾害监测实验室

1.土力学及滑坡物理模拟实验单元

2.非饱和土力学实验单元

3.InSAR实验单元

4.活动断裂与地质灾害监测预警实验单元

 

目前的主要实验测试单元: 

地应力测量与监测重点实验室

InSAR实验室

地质灾害监测预警实验室

第四纪地质与环境实验室

土力学与工程地质实验室

岩石物性实验室

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