胥勤勉,袁桂邦,辛后田,潘桐

（中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170）

平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在生態(tài)文明建設(shè)中的作用
——以渤海灣北岸為例

胥勤勉,袁桂邦,辛后田,潘桐

（中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津 300170）

本文梳理了影響渤海灣北岸生態(tài)文明建設(shè)的主要地質(zhì)問題，結(jié)合近年來開展的區(qū)調(diào)工作分析了平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在解決這些地質(zhì)問題中所能起的作用。平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查能夠查明第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而確定含水層的分布、時代和性質(zhì)，為城市建設(shè)所需的應(yīng)急水源地以及合理開采、利用地下水資源提供依據(jù)；能夠查明區(qū)內(nèi)主要斷裂的分布及其活動性，為地殼穩(wěn)定性評價提供資料支撐，也為重大工程建設(shè)規(guī)劃和減災(zāi)防災(zāi)提供依據(jù)；能夠詳細(xì)調(diào)查區(qū)域巖相古地理，確定不同沉積相的分布空間，在此基礎(chǔ)上查明河、湖和沼澤等濕地的形成演化過程，分析其控制因素，為改善生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)?？傊?，平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查能夠為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和地方政府在管理決策、環(huán)境治理、災(zāi)害防治等方面提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查;生態(tài)文明建設(shè);渤海灣北岸;城市建設(shè)

生態(tài)文明建設(shè)是中國特色社會主義事業(yè)五位一體總布局的重要組成部分。張高麗副總理提出我國生態(tài)文明建設(shè)存在6個主要問題，其中有4個方面和地質(zhì)相關(guān)：一是能源資源約束強化，水、礦產(chǎn)等資源越來越緊張；二是環(huán)境污染比較嚴(yán)重，尤其是地下水和土壤等；三是生態(tài)系統(tǒng)退化，包括沙漠化、草原退化和河湖生態(tài)功能退化等；四是應(yīng)對氣候變化面臨新的挑戰(zhàn)[1]。渤海灣北岸包括京唐港、曹妃甸新區(qū)等，是國家實施京津冀一體化發(fā)展的重要組成部分，其生態(tài)文明建設(shè)也面臨諸如地下水資源緊張、濕地退化和地面沉降等問題。中國地質(zhì)調(diào)查局為更好地服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，相繼在渤海灣北岸地區(qū)部署開展了16幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，系統(tǒng)調(diào)查了測區(qū)內(nèi)第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)和斷裂構(gòu)造特征。本文結(jié)合這些區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果，論述了平原區(qū)開展1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查在生態(tài)文明建設(shè)中的基礎(chǔ)作用。

1 生態(tài)文明建設(shè)中的地質(zhì)問題

渤海灣北岸在構(gòu)造上位于黃驊坳陷北部（圖1）。黃驊坳陷古近紀(jì)主要為斷陷時期，坳陷和隆起區(qū)沉降差異較大；新近紀(jì)和第四紀(jì)主要為坳陷時期，整體沉降[2-5]。區(qū)內(nèi)的主要斷裂有西河斷裂、寧河－昌黎斷裂、柏各莊斷裂和灤縣－樂亭斷裂，其中寧河－昌黎斷裂為黃驊坳陷北緣的控制性斷裂。構(gòu)造單元主要包括澗河凹陷、南堡凹陷、樂亭凹陷和老王莊－馬頭營凸起。渤海灣北岸的地貌主要由晚更新世晚期和全新世灤河三角洲的沙壩－瀉湖海岸組成[6-10]，第四紀(jì)沉積厚約320～490 m[11-13]，包括4個海侵層[14]，晚第四紀(jì)沉積厚約80～120 m[15-16]。

該區(qū)生態(tài)文明建設(shè)中存在著兩個方面的地質(zhì)問題：一方面和地質(zhì)安全相關(guān)，主要包括地震災(zāi)害、砂土液化和軟土等工程地質(zhì)，以及地面沉降等問題；另一方面和生態(tài)環(huán)境相關(guān)，主要包括地下水資源開發(fā)和污染防治、濕地萎縮和退化、內(nèi)澇和海水入侵等。

1.1 生態(tài)文明建設(shè)中的地質(zhì)安全問題

渤海灣北岸有多條活動斷裂，如西河斷裂為1976年唐山地震時的活動斷裂[17]；灤縣－樂亭斷裂是樂亭凹陷的控制性斷裂，在1976年發(fā)生Ms 7.1級地震[18]。1970－2005年，地震主要集中于黑沿子以西區(qū)域[19]，可能和西河斷裂相關(guān)。黑沿子以東區(qū)域則比較少[19]，呈離散狀，不具有線性規(guī)律，也和斷裂構(gòu)造不吻合。

渤海灣北岸地面沉降主要集中在濱海鎮(zhèn)至唐?？h一帶，地面沉降量均值達(dá)400～1800 mm，并和地下水漏斗相關(guān)[20]。

1976年唐山地震時，渤海灣北岸多處產(chǎn)生地震液化、震陷和地裂縫等[21]。同時，液化層集中在10 m以內(nèi)[22]。渤海灣北岸10 m以淺地層主要為灤河三角洲沉積，分布多條埋藏古河道，且地下水位較淺，多在3 m以下，更易產(chǎn)生地震液化。

渤海灣北岸晚第四紀(jì)形成三次海侵地層[16]，其沉積主要為湖相和海相的黏土和粉土，已產(chǎn)生壓縮沉降。尤其是全新世灤河和海洋相互作用，形成廣泛的淤泥質(zhì)瀉湖相地層，也是軟土主要類型。

1.2 生態(tài)文明建設(shè)中的資源環(huán)境問題

渤海灣北岸主要有唐山港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、曹妃甸工業(yè)區(qū)、南堡開發(fā)區(qū)和豐南沿海工業(yè)區(qū)等多個工業(yè)聚集區(qū)。地下水資源的開發(fā)利用成為限制區(qū)域發(fā)展的主要因素，而地下水的污染又導(dǎo)致水資源減少，從而形成惡性循環(huán)。

渤海灣北岸分布有多種成因的濕地類型[23]，氣候干旱化、海岸帶地區(qū)工業(yè)布局如港口建設(shè)和城市化等影響，天然濕地面臨著大面積消亡[24]，生物量減少，濕地功能退化[25]。

地面沉降、海平面上升是形成內(nèi)澇的原因，同時不合理的人類活動也是造成內(nèi)澇的重要因素。2012年，渤海灣北岸，尤其是樂亭一帶遭遇特大暴雨，在王灘、湯家河鎮(zhèn)一帶形成嚴(yán)重內(nèi)澇，農(nóng)田中的積水2個月之后才退去。究其原因，主要因為樂亭沿海一帶有多條灤河入海的泄洪通道，區(qū)域地勢也有自然的坡降，現(xiàn)沿海的開發(fā)區(qū)多擠占這些河流，即便有些重新開挖了泄洪通道，也不如原自然河流河床比降大；另外，沿海開發(fā)多填高防治風(fēng)暴潮，這就使得內(nèi)部地區(qū)遇到暴雨，泄洪不暢，形成內(nèi)澇。

2 對生態(tài)文明建設(shè)的作用

平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查分第四紀(jì)、晚第四紀(jì)、全新世三個層次，以不同的精度調(diào)查第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)環(huán)境演化過程。如“河北1∶5萬南堡新生鹽場、唐?？h、柏各莊、馬頭營、田莊、北堡、南堡、大清河鹽場六工段、撈魚尖幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項目分別在不同的構(gòu)造單元實施4個鉆透第四系的鉆孔，進(jìn)尺2084 m；實施了47個鉆透上更新統(tǒng)地層，進(jìn)尺4971 m；95個調(diào)查中上全新統(tǒng)的人工淺鉆，進(jìn)尺393 m；實施了134 km的淺層地震勘查，系統(tǒng)調(diào)查測區(qū)內(nèi)斷裂分布和空間展布特征以及活動性。

圖1 渤海灣北岸構(gòu)造簡圖Fig.1 Tectonic sketchmap o f the northern coast o f Bohai Bay

2.1 為應(yīng)急水源地、地下水開采利用提供基礎(chǔ)資料

渤海灣北岸地下水資源開采利用主要集中在第四紀(jì)地層中。第四紀(jì)地層中的古河道是地下水的存儲空間，古河道和晚第四紀(jì)的古氣候又決定了地下水的補給和水循環(huán)[26]。

據(jù)前人資料[27]，渤海灣北岸第四紀(jì)地層包含4個

含水層，而依據(jù)BG10和MT04對渤海灣北岸第四紀(jì)地層時代的重新厘定，第Ⅳ含水層應(yīng)為新近系，第Ⅲ含水層為早更新世，其中Ⅲ1含水層對應(yīng)時代為早更新世末期，是目前主要的地下水開采層。早更新世末期，渤海灣北岸發(fā)生一次構(gòu)造運動，南堡凹陷和馬頭營凸起上的BG10和MT04孔均為巖性較粗、厚度較大的砂層，是地下水良好的存儲空間。此層地下水以同層系水側(cè)向徑流補給為主[28]。構(gòu)造運動使得山體隆升剝蝕，盆地沉降接受河流堆積，區(qū)域廣泛發(fā)育砂層，地下水的連通性較好。因此，這層地下水具有資源量大、補給快等特點。連片的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查更可為分析地下水存儲空間特征，分析其運移通道，為防治地下水污染提供基礎(chǔ)資料。

Ⅲ1含水層中地下水貯留時間為2300～15 700 yr BP，Ⅲ2含水層中地下水貯留時間為5800～23 200 yr BP[28]。Ⅲ含水層中地下水除有一部分古水外，主要是全新世早、中期降水補給，這和當(dāng)時溫暖濕潤的氣候有關(guān)[26]。另外，全新世河流發(fā)育的地方也是地下水的主要補給通道。

第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)限定了含水層的分布、時代及其性質(zhì)，為天津、唐山等城市建設(shè)的應(yīng)急水源地以及計算地下水資源量、合理開采、利用地下水資源提供依據(jù)。另外，區(qū)調(diào)詳細(xì)分析區(qū)域全新世氣候變化特征，調(diào)查全新世古河道展布特征，為分析研究水循環(huán)提供了依據(jù)。

2.2 是工程建設(shè)規(guī)劃、地質(zhì)防災(zāi)的基礎(chǔ)

三角洲地區(qū)，沉積相和工程力學(xué)性質(zhì)明顯相關(guān)[29]。渤海灣北岸工程建設(shè)的持力層主要集中在100 m以淺。其主要為晚第四紀(jì)的三次海侵和河流、湖泊相互作用形成的地層，其陸相地層，尤其是低海面時期地層的工程力學(xué)性質(zhì)明顯比海相層好。

海岸帶三角洲地區(qū)，巖相古地理和工程地質(zhì)條件、地面沉降等明顯相關(guān)[30]。利用區(qū)域地質(zhì)調(diào)查可以詳細(xì)調(diào)查晚第四紀(jì)地層，建立比較詳細(xì)的巖相古地理，確定不同沉積相的分布特征，是區(qū)域工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)。

渤海灣北岸軟土成因主要有海相和沼澤相等，均和海侵相關(guān)。10.2 ka BP海岸線位于渤海中部，渤海灣北岸積水成澤，形成湖相黏土、粉土；隨著海侵范圍擴(kuò)大，又形成海相淤泥質(zhì)沉積；8 ka BP之后，灤河開始進(jìn)積，形成河床相、三角洲相和淤泥質(zhì)瀉湖相等，而河床的砂層因飽水而易液化。

2.3 為改善生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)

渤海灣北岸大量的多種類型的濕地主要面臨面積萎縮和功能退化兩個方面的問題。多數(shù)調(diào)查和研究成果局限在遙感數(shù)據(jù)分析，以及演變機制的分析，較少論及其成因和演化規(guī)律。而區(qū)域地質(zhì)調(diào)查則可以補充這些資料。

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查將濕地作為地質(zhì)地貌系統(tǒng)的一部分，從整體分析濕地的成因和演化規(guī)律。如渤海灣北岸老王莊濕地是強潮汐的沙河河口，為河道和心灘相間分布；落潮灣濕地則為古灤河入海河口，灤河廢棄后海水倒灌鹽化，形成鹽沼。調(diào)查其成因后，再疊加現(xiàn)代人類的活動、氣候變化等，分析濕地演化趨勢，為改善生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。

濕地作為上游各種地質(zhì)地貌單元輸出的能量和物質(zhì)的匯集地，其污染物質(zhì)也有部分來自上游地貌中的面源污染。因此，調(diào)查上游各地貌單元和濕地之間的關(guān)系，能為減少內(nèi)澇災(zāi)害、改善濕地生態(tài)功能提供依據(jù)。

2.4 為減災(zāi)防災(zāi)提供依據(jù)

渤海灣北岸分布多條全新世活動斷裂和控制新生代盆地的斷裂，利用淺層地震與鉆孔相結(jié)合，調(diào)查主要活動斷裂的具體位置、空間展布和活動性；利用區(qū)域鉆孔分析控制新生代盆地斷裂的新構(gòu)造特征。

渤海灣北岸的西河斷裂為唐山地震時的活動斷裂，本次工作部署了5 m道間距淺層地震勘查，調(diào)查其在100～500 m的分布特征；然后對主斷裂實施2 m道間距的淺層地震勘查，調(diào)查其在100 m以淺地層中的分布特征，并實施鉆孔聯(lián)合剖面，調(diào)查其活動性。

根據(jù)區(qū)域內(nèi)晚第四紀(jì)地層特征，分析評價測區(qū)內(nèi)主要斷裂，如西南莊、柏各莊等控制次級構(gòu)造單元的斷裂。同時，利用各構(gòu)造單元的第四紀(jì)鉆孔，分析評價主要斷裂第四紀(jì)的活動性，以及對盆地沉積的控制作用，為評價斷裂的活動性提供直接依據(jù)。

3 結(jié)語

渤海灣北岸生態(tài)文明建設(shè)中的地質(zhì)問題主要包括兩個方面，一方面和地質(zhì)安全相關(guān)，主要包括地震災(zāi)害、砂土液化和軟土等工程地質(zhì)，以及地面沉降等問題；另一方面和資源環(huán)境相關(guān)，主要包括地下水資源和污染防治、濕地減少和退化、內(nèi)澇、曹妃甸海溝成因等。

平原區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查可以確定第四紀(jì)地

層結(jié)構(gòu)，確定含水層的時代，識別其性質(zhì)，為計算地下水資源量提供依據(jù)；也可為分析地下水存儲空間特征，分析其運移通道，為防治地下水污染提供基礎(chǔ)資料。區(qū)域地質(zhì)調(diào)查可以詳細(xì)分析區(qū)域全新世氣候變化特征，調(diào)查全新世古河道展布特征，為分析研究水循環(huán)提供依據(jù)。

平原區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)可以詳細(xì)調(diào)查測區(qū)內(nèi)晚第四紀(jì)地層，在分析沉積相的基礎(chǔ)上，建立區(qū)域晚第四紀(jì)地層結(jié)構(gòu)，恢復(fù)巖相古地理，為區(qū)域工程地質(zhì)、不良工程地質(zhì)體的調(diào)查提供基礎(chǔ)資料。

平原區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)能夠調(diào)查河、湖和沼澤等濕地的成因，分析其演化規(guī)律，為改善生態(tài)環(huán)境提供基礎(chǔ)資料。調(diào)查上游各地貌單元和濕地之間的關(guān)系，能為減少內(nèi)澇災(zāi)害、改善濕地生態(tài)功能提供依據(jù)。

平原區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)既對測區(qū)內(nèi)主要活動斷裂進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，為避免地震災(zāi)害提供直接依據(jù)。又可以利用區(qū)域第四紀(jì)地層特征，評價測區(qū)內(nèi)主要斷裂的新構(gòu)造運動特征，為評價斷裂的活動性提供資料。

致謝：中國地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)部地調(diào)處于慶文研究員、張智勇教授級高工和中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心孫曉明教授級高工對本文的啟發(fā)，審稿人提出的寶貴意見。

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Abstracts:There isa large population in our countryw ith ahighestagriculturalgroup and relatively land resourcesshortage.In order to ensure the sustainable econom ic development,we should do well top-level design in the urbanization process.Developingmedium-sized cities is scientific processof China'surbanization.It isbeneficial to build a well-off society system of labor to get rich,avoid form ing too rich and too poor group during the processof urbanization.And it can prevent city diseasesand wasteof resources.This paper discusses the necessity of developing medium-sized cities based on the city structure,city econom ic development and city geological resourcesand environment carrying capacity.

Key words:medium-sized city;urbanization;city geologicalenvironment;resources

Functionsof 1∶50 000RegionalGeologicalSurvey in Ecological Civilization Construction：A Case Study on Northern Coastof BohaiBay

XUQin-m ian,YUAN Gui-bang,XIN Hou-tian,PAN Tong

(Tianjin Center,ChinaGeologicalSurvey,Tianjin 300170,China)

This paper presents themain problems of ecological civilization in northern coast of Bohai Bay,and comes forward the functionsof 1∶50 000 regional geological survey in solving these problems.1∶50 000 regional geological survey can ascertain the age and property of aquifers,and analyze the characteristics of storage space and the channelof underground water,and provide the basis for using the groundwater resources and combating pollution.Italso can investigate themain fault location and activity,provide thebasis for the crustalstability evaluation and regionalengineering geology and surface subsidence.Itcan investigate the formation and evolution of differentwet lands,and analyze its controlling factors,and provide thebasis for improving theecologicalenvironment.In aword,itisbasisgeological information for localgovernment to do well in themanagerialdecision,environmentalgovernance,disaster prevention and so on.

1∶50 000 regionalgeologicalsurvey;ecological civilization construction;geologicalproblem;northern coastof BohaiBay

Developing M edium-sized Cities is Scientific Process of China'sUrbanization

JIN Ruo-shi,MA Zhen,XIAOGuo-qiang,GAO Zhi-rui

(Tianjin Center,ChinaGeological Survey,Tianjin,300170,China)

P623.1

A

1672－4135（2014）02－0085-05

2014-04-02

中國地質(zhì)調(diào)查局項目：河北省1:5萬南堡新鹽場等9幅區(qū)調(diào)項目（批準(zhǔn)號：1212011120746）

胥勤勉（1979-），男，碩士，高級工程師，現(xiàn)從事地貌和第四紀(jì)地層研究工作，E－mail：xuqinmian@163.com。