地质系统是什么
㈠ 地质专业知识服务系统都有什么内容
地质专业知识服务系统建设目标为 在工程科技知识中心的知识服务体系下，专整合地质领域主要的地属质文献库、书目库、项目成果库、实物地质资料，成果地质资料等资源元数据，开展数据知识化加工，设计术语、分类等技术规范研究，实施异构数据整合与元数据归一、加工、实体抽取，形成地质专业知识服务的基础数据仓储平台；根据地质工程科技领域重大需求，建设地质领域知识深度搜索、专家及机构知识能力评价、知识地图、基于空间属性和主题的知识挖掘等核心知识服务系统功能，最终实现面向工程科技决策、地质及相关行业的科研成果与知识查询、科学技术评价、管理与决策支撑、知识挖掘等知识服务。简单的有新闻资讯、文献、术语、标准，复杂的有图件、数据、模型、实物资料等，内置了一些地质领域的查询系统和平台，比如矿产统计、灾害情报、专家库之类，再具体的内容就是地质地学领域的各类数据了，量很大，分类方法也很多，站内有统一搜索功能，所以不需要你研究怎么组织的，只搜索你想要的关键词即可。
㈡ 数字地质调查系统的介绍
数字地质调查系统DGSS是贯穿整个地质矿产资源调查过程的软件，功能涵盖区域地质调查、固体矿产勘查、矿体模拟、品位估计、资源储量估算、矿山开采系统优化等内容
㈢ 发展地质系统整体观
地质系统整体观是在地质力学及地质系统论和地壳运动整体观研究的基础之上，综合了其他地质科学和相关自然科学的研究成果，在系统论和整体观思想指导下，萌生的一种研究地质现象系统整体规律的思维方法和理念。可以简单地理解为地质现象的出现不是孤立的;由不同的地质现象组成的各种地质系统的形成与发展是相互联系的;它们的起源与规律受地壳运动整体动力系统的控制，因此解决地质实践问题首先要认识地质系统整体规律。地质系统整体观奠定了在地球系统科学思想指导下，地质力学向地质系统科学发展的基础。
地质现象的特征与成因是极其复杂的，长期以来，许多地质学家从不同的视角进行了颇有见地的研究，从而形成了诸如槽台说、地洼说、镶嵌构造说、断块说、板块说等。这些学说从不同的方面，用不同的观点解释了地质现象或某些地质体和构造形迹的时空分布规律和形成机制，对研究地壳运动问题作出了卓越的贡献。通览这些学说，不难看出，同一种地质体和地质构造形迹往往被不同的学说冠以不同的名称，用不同的观点去认识地质体和地质构造现象的特点，解释它们的成因，似乎在地球动力学方面存在很大的分歧;但是如果按照各自的建立的地质构造系统从小到大、从局部到整体、从区域到全球进行系统层次分析，最终也可以发现它们的形成与地球自转过程中离心力、惯性力、重力的变化，以及地球不同圈层物质的运动、差异性运动，以及彼此的相互作用和能量的交换有着密切的相关关系。这些都应该是地质系统整体观研究的内容。
地质系统整体观研究的主要对象是地质系统，其内容已从地质构造现象扩展到其他地质现象和相关的自然现象，大大超出了地质力学传统的研究领域。地质系统的形成与地球其他圈层系统的活动有着密切的关系，因此，研究的范畴依然涉及地球的气圈、水圈、岩石圈、生物圈及地球的整体运动和变化，其含义与广义地球系统整体观是一致的。
通过40年的研究，基本形成了地质系统整体观研究框架(图2-2)，即从构造形迹、建造、改造、海水进退、气候变化、生物迁移、自然灾害等现象调查研究入手，一方面逐级归纳，寻找地质系统和地质体系的组成和规律;另一方面通过综合研究，追索造成这些现象的起因和地壳运动问题;然后，以认识到的地质系统整体观理论去指导实践应用，并为研究地球系统科学提供基础。
㈣ 地质环境系统的结构
地质环境系统内部物质能量的分布格局、组织形式以及组成要素(部分)之间相互作用、相互联系的方式与秩序称为地质环境系统的结构。地质环境系统是时间与空间的统一体，具四维的性质。为了便于分析，有时又将地质环境系统的时空结构人为地划分为空间结构和时间结构。
(1)地质环境系统的空间结构
地质环境系统按其组成可以划分为地质背景(或地质体)子系统和和人工子系统。有关它们的实体形态、组构方面的空间特征，包括组分在空间的排列和配置，都是地质环境系统空间结构的组成部分。例如，在地质背景子系统中，其基本骨架由岩石组成，岩石组成地层，地层有产状、层序;地层以单斜、褶皱的形态展布;而岩浆岩则以岩基、岩株、岩墙等形态产出;在断裂发育的地段，两盘的错动位移破坏了原地层的连续性，可呈现不同时代地层对接或叠置的关系等。这些在地质学中被称为结构或构造的地质形态，均属于地质环境系统空间结构的范畴。由于这类空间结构是在漫长的地质历史时期形成的，除非突发性的地质作用，一般在中小时间尺度上变化十分缓慢，肉眼很难识别，似乎是固化的，所以，可以把岩土体的这类内在结构形象地称为硬结构。除硬结构外，地质背景子系统内部还有水、气等流体以及能量的传递，并以物理场的方式展布，如地下水渗流场、水化学场、应力场、温度场等。这些物理场反映了该子系统内部流体物质、能量的分布格局以及从源到汇的物能交换情况，所以，也是地质背景子系统空间结构的组成部分。与硬结构相比，这些物理场对外界作用反应更敏感，易发生结构性调整，显得较“软”，所以，可将物理场形象地称为软结构。
对空间结构的软硬分类也同样适用于人工子系统的结构分析中，例如人工建造的用于地质资源开发利用的各种构筑物在空间上的分布格局，包括地面上的和地下的分布格局都可称为人工子系统的硬结构;指挥、控制人工构筑物运转发挥作用的计划、流程、法规等可视为人工子系统的软结构。
(2)地质环境系统的时间结构
时间结构是指系统组成要素(部分)的状态、相互关系在时间流程中的关联方式和变化规律。如物质运动过程出现的某些振荡周期，生命系统中存在的生物钟，都是物质系统的时间结构。在环境地质学中，地质环境系统各组分状态的变化、变幅以及多种周期成分叠加而成的频率都是对系统时间结构的描述。时间结构既存在于软结构中，如各种物理场的动态变化，也存在于硬结构中，如地层沉积韵律的变化、岩土体变形的时间过程的表达。
(3)地质环境系统空间结构与时间结构的关系
於崇文院士在《地质系统的复杂性》一书中明确指出:“地质作用是地球物质的运动，它既不能脱离时间，又不能超越空间。地质作用的时间演化具有一定的规律性，即‘时间结构’;地质作用的空间展布也有一定的规律性，即‘空间结构’。地质作用和时-空结构三位一体，相互耦合，不可分割……反映了地质事件的发生与运行机制及其时-空定位。地质作用与时-空结构是一切地质现象的根本原因。”“在认知科学上，一切观测活动最终回归于空间位置，并呈现为系统的结构性质。关于时间的任何一种观测最后都归结为某种空间模式的识别。”
由上述有关时-空结构关系的论述中，可以得出以下几点认识:
1)地质环境的结构分析在环境地质学中有着举足轻重的地位，它是认识地质环境系统的必要手段，探索地质环境系统演化规律的线索，更是解决和防范地质环境问题的基础。
对于熟悉水文地质和工程地质的读者来说，理解地质环境系统的结构分析并不困难。在水文地质工作中，查明研究区的水文地质条件即查明地下水的分布埋藏特征及补给、径流、排泄规律，是一项基础性的工作，也是寻找地下水、评价地下水资源、实施水资源科学管理、防范治理地下水害所必需的工作环节，这项工作完成的质量好坏，往往决定着整个工作的成败。同样，在工程地质实践中，查明工作区的地层、构造、地形、地貌、岩土体物理力学特性及其分布，地壳稳定性以及岩土与水的关系等所谓的工程地质条件，是工程场地选择、建筑物设计的重要依据。上述列举的查明地质背景的工作，其实就是从某一专业的角度对地质环境系统所进行的结构分析。
2)结构变化是地质环境系统演化的内在根据，也是系统功能改变的根本原因。在人为活动明显的地区，结构的变化既可能首先表现为硬结构方面，如人工挖掘岩土体，也可最先表现在对软结构的冲击，如强烈抽排地下水引起渗流场的明显改观。无论人为最先改变哪一种结构，其最终都会波及另一种结构。挖掘岩土不仅仅改变着地形，还可能干扰地下水天然的补排关系和径流方向，使施工区的水文地质条件变化;强烈抽排地下水，可破坏地下水与介质之间的天然力学平衡，导致地层的压密变形。
应该指出，由于物质特性的差异，不同物质的运动过程和响应特征也会有较大区别。在常用的时间标尺下，一般软结构的变化更易被察觉，所以研究地质环境系统演化时，尤其要注意软结构的变化。
3)地质环境系统由地质背景子系统与人工子系统耦合而成，两者有着紧密的时-空关联。出现在地质背景子系统的各种地质现象及过程，在许多情况下是难以严格区分哪些是人为地质作用所为，哪些是纯自然地质作用所致。换句话说，这些现象和过程是两种地质作用的综合结果。所以，在研究地质环境系统演化时，重要的是收集地质背景结构性改变的证据，分析软结构和硬结构的变化特点和规律，再根据分析的结果，反推这些变化产生的自然原因和人为原因，从而对系统未来的时-空结构做出推断。
㈤ 地质信息系统技术
一、内容概述
地质信息系统（GIS），产生于 世纪60 年代。它随着人们对自然资源和环境的规划管理工作的需要以及计算机制图技术的应用而诞生，是一种对大批量空间数据采集、存储、管理、检索、处理和综合分析并以多种形式输出结果的计算机系统。1965 年，W.L.Garrison首先提出了“地质信息系统”这一术语，开创了这一新技术的发展史。此后，美国、加拿大、英国、澳大利亚等国均投入了大量人力、物力和财力，并逐步确立了他们在这一领域里的国际领先地位（黄润秋，2001）。
二、应用范围及应用实例
1.GIS技术在地质灾害信息系统中的应用
随着人口的急剧增长，经济的迅速发展和自然资源的大量消耗，不仅生态环境恶化，而且导致自然灾害（包括地质灾害）频繁发生。美国、印度等国是世界上地质灾害较为严重的国家，地质灾害具有类型多、分布广和成灾强度高的特点。这些地质灾害大部分发生在承灾能力较低的地区，给当地的经济和社会稳定构成了严重的威胁。地质灾害是地质环境质量低劣的表现，它的频发不仅反映了自然地质环境的脆弱性，而且反映了人类工程经济活动与地质环境间矛盾的激化。要使人类工程经济活动与地质环境之间保持较为协调的关系，就必须对地质环境进行评价，以了解不同经济发展过程中区域地质环境的基本态势和变化趋势，为环境管理和城市规划等提供依据，但传统技术手段已不能完全应付迅速反应的地质灾害。地质信息系统作为当前高科技发展的产物，集图形、图像与属性数据管理、处理、分析、输入输出等功能为一体，应是当前地质环境评价与地质灾害预测的强有力工具（赵金平等，2004）。
GIS 技术的产生是计算机技术和信息化发展的共同产物。是管理和研究空间数据的技术系统。可以迅速地获取满足应用需要的信息，能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果（曹修定等，2007）。国外尤其是发达国家在GIS应用与地质灾害研究方面已做了很多工作。从20世纪60年代至今，GIS技术的应用也从数据管理、多源数据集数字化输入和绘图输出，到DEM或DTM模型的使用，到GIS结合灾害评价模型的扩展分析，到GIS与决策支持系统（DSS）的集成，到网络GIS，逐步发展深入应用（黄润秋，2001）。
印度Roorkee大学地球科学系的R.P.Gupta和B.C.Joshi（1990）用GIS方法对喜马拉雅山麓的Ramganga Catchment地区进行滑坡灾害危险性分带。该项研究基于多源数据集，如航空像片、MSS磁带数据、MSS图像、假彩色合成图像及各种野外数据，包括地质、构造、地形、土地利用及滑坡分布。以上数据需要进行数字、图像等处理，然后解译绘制出专题平面图，包括地质图（岩性与构造）、滑坡分布图、土地利用图等。这些图件经数字化及有关数据都存储在GIS系统中，找出与滑坡灾害评价相关的因素，如滑坡活动与岩性的关系，滑坡活动与土地利用的关系，不同斜坡类型的滑坡分布情况，滑坡分布与主要断裂带的距离关系。经过统计及经验分析，引入一个滑坡危险系数（LNRF）。LNRF值越大，表示该地滑坡灾害发生的危险性越高。并且对LNRF的3个危险级别分别赋予0、1、2三个权重。考虑到滑坡的发生是多个因素综合作用的结果，故调用GIS的叠加分类模型，将各因素的权重叠加，得到综合图件，图上反映的是每个地区的权重总和。根据给定标准，即可在这张图上勾绘出滑坡灾害危险性分区图。
荷兰ITC的C.J.Van Westen和哥伦比亚IGAC的J.B.Alzate Bonilla（1990）基于GIS对山区地质灾害进行分析。他们在数据采集、整理方面做了大量工作，建立了一套完整的数据库。在此基础上，开发出了分析评价模型，如斜坡稳定性分析模型，其主要功能是计算斜坡稳定的安全系数。另外，两位学者还利用GIS所生成的数字高程模型（DEM），开发出了一部山区落石滚落速率计算模型，并据此绘出了研究区内落石速率分区图（黄润秋，2001）。
美国科罗拉多州立大学Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl（1994）在哥伦比亚的麦德林地区，用GIS进行地质灾害和风险评估（姜作勤，2008）。利用GIS对麦德林地区地质灾害进行了分析和研究，重点考虑了基岩和地表地质条件、构造地质条件、气候、地形、地貌单元及其形成作用、土地利用和水文条件等因素。根据各因素的组成成分和灾害之间的对应关系，把每一种因素细分为不同范畴等级，借助于GIS软件（GRASS）的空间信息存储、缓冲区分析、DEM模型及叠加分析等功能，对有关滑坡、洪水和河岸侵蚀等灾害倾向地区进行了灾害分析，并对某一具体事件各构成因素的脆弱性进行评价。
同样是美国科罗拉多州立大学Mario Mejia-Navarro博士后等人（1996）将GIS技术与决策支持系统（DSS）结合，利用GIS（主要是地质资源分析系统GRASS软件）及工程数学模型建立了自然灾害及风险评估的决策支持系统并应用在科罗拉多州的Glenwood Springs地区（姜作勤等，2001）。应用GIS建立指标数据库，并建立基于GIS的多个控制变量的权重关系式。对泥石流、洪水、地面沉降、由风引起的火灾等灾种进行了灾害敏感性分析、脆弱性分析及风险评估，辅助政府部门做出决策。
美国地质调查局（USGS）已把加强城市地质灾害研究列为21世纪初的重要工作，借助GIS编制美国主要城市地区多种灾害的数字化图件，这种做法与西欧国家的城市地质工作的总趋势一致。其中，美国科罗拉多州格伦伍德斯普林市的城市地质灾害评价项目最具代表性。由于该市位于山区河谷地区，崩滑流地质灾害制约着城市的发展，为此，城市规划部门委托科罗拉多州立大学，开展了GIS地质灾害易损性和风险评价编图研究，最终按14种土地利用适宜性等级，对评价区进行了土地利用区划，圈出了未来城市发展的适宜地段和高风险区，在此基础上建立了城市整体化决策支持系统。
综上所述，可以看出，国外尤其是发达国家将 GIS 应用于地质灾害研究起步较早（表1），研究程度已远远超过我们，此方面的应用也随着GIS技术的自身发展而深入（黄润秋，2001）。
2.GIS在地质矿产勘查中的应用
地质信息系统与现代地球及其相关科学日益增长的需求相适应，以处理地球上任何具有空间方位的海量信息为特征，具定量、定时、定位等优点，近10年来已在地质矿产勘查中得到广泛应用。一个区域各种地质资料（图形、图像、文字、逻辑、数值）的GIS分析实际上代表该区域现阶段较为客观的总认识。目前，野外收集资料、数据建库、GIS分析等尚存在规范化、标准化等问题，GIS本身解决诸多专业性较强地质问题的能力亦不足。但GIS的进一步发展与完善必将使地质矿产勘查进入一个数字化的新时期（周军等，2002）。
GIS因解决地质问题而产生，其雏形可以追溯到20 世纪60 年代。加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地质信息系统这一术语，建成世界上第一个GIS即加拿大GIS（CGIS）一并应用于资源管理与规划。1970～1976年间美国联邦地质调查局建成50多个信息系统并进行综合地质研究，德国在1986 年建成DASCH系统，瑞典、日本等国也陆续建有自己的GIS。GIS的发展与计算机科学的高速发展并行，主要发生在过去的20年中，而近10年来发展更快（周军等，2002）。
表1 国外GIS在地质环境与地质灾害研究中的应用
GIS因解决地质问题而产生，其雏形可以追溯到20 世纪60 年代。加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先于1963年提出地质信息系统这一术语，建成世界上第一个GIS即加拿大GIS（CGIS）一并应用于资源管理与规划。1970～1976年间美国联邦地质调查局建成50多个信息系统并进行综合地质研究，德国在1986 年建成DASCH系统，瑞典、日本等国也陆续建有自己的GIS。GIS的发展与计算机科学的高速发展并行，主要发生在过去的20年中，而近10年来发展更快（周军等，2002）。
ArcInfo与ArcView GIS是当前最流行的两个软件包，为美国ESRI（Environmental Systems Research Institute，Inc.）的重要产品，被许多国家官方确定为国土资源、地质、环境等管理、研究的主要地质信息系统。ESRI始建于1969年，由Jack Dansermond和Laura Dangermond用自己平时积蓄的1100美元起步，经过20世纪70年代的艰苦奋斗，1981年推出新型ArcInfo，1986年微机版的PC ArcInfo投入市场，1991 年又一力作ArcView GIS问世。1981年ESRI在其Redlands总部召开首次用户会议，仅18人到场，而1998年的用户大会有来自90个国家的8000多位代表。
ESRI的发展史反映了GIS从无到有、从弱到强、迅速成长壮大的发展历程，也从一个侧面显示出GIS巨大的市场潜力和难以估量的应用价值。
据悉，1995年市场上有报价的GIS 软件已达上千种，但主要占据市场的不过10 余种。除上述提到的ArcInfo与ArcView GIS外，国外的GIS代表作还有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Erdas、Genamap、Spans、Tigris等。
GIS已在地质矿产勘查中得到广泛应用，并取得许多瞩目成果。美国、加拿大、澳大利亚早在1985～1989年就将其应用于地质矿产调查和填图。目前，澳大利亚开始利用笔记本电脑以数字形式采集野外地质数据，建立有关数据库，借助ArcInfo与ArcViewGIS编制第二代地质图件。
三、资料来源
曹修定，阮俊等.2007.GIS技术在地质灾害信息系统中的应用.中国地质灾害与防治学报，18（3）：112～115
黄润秋.2001.面向21世纪地质环境管理及地质灾害评价的信息技术.国土资源科技管理，18：30～34
姜作勤.2008.国内外区域地质调查全过程信息化的现状与特点.地质通报，27（7）：956～964
姜作勤，张明华.2001.野外地质数据采集信息化所涉及的主要技术及其进展.中国地质，28（2）：36～42
赵金平，焦述强.2004.基于GIS的地质环境评价在国外的研究现状.南通工学院学报（自然科学版），3（2）：46～50
周军，梁云.2002.地理信息系统及其在地质矿产勘查中的应用.西安工程学院学报，24（2）：47～50
㈥ 地质系统这一块将划分为什么性质的单位
地质系统，属于冶金部下面，煤田 地质 有色 等下属都有自己的地质队。属于企事业单位。不过现在大部分都转制了。承包给私人
㈦ 数字地质调查系统的系统介绍
数字地质调查系统DGSS(Digital Geological Survey System)是贯穿整个地质矿产资源调查过程的软件，功能涵盖区域地质调查、固体矿产勘查、矿体模拟、品位估计、资源储量估算、矿山开采系统优化等内容；该系统基于数据“层”模型、数据流“池”技术、不同阶段数据模型继承技术、数据互操作技术和3S技术实现了整个地质调查过程的无缝数字化与一体化，并创新地开发了地质三维罗盘和野外数据采集为一体的野外数据采集器，不但为地质人员应用高新技术降低了门坎，而且极大地提高了研究精度和效率，丰富了成果表现形式和服务形式。随着数字地质调查系统完善和应用，已逐步成为国内地质调查领域的主流软件和工具。软件由四大子系统组成：
具有整合显示地理、地质、遥感等多源地学数据，GPS导航与定位，电子罗盘测量，路线地质调查地质点、地质界线、点间分段路线地质（不定长的）数据描述，产状、素描、化石、照片、样品、地球化学数据、重砂、矿点检查等数据采集，路线信手剖面自动生成、实测地质剖面导线、分层、地质描述、素描、照片、采样、化石等野外数据采集功能。
提供全国大、中比例尺标准图幅接图表，野外PRB数据检查与编辑，PRB数据入库，PRB数据整理与处理（数据浏览、数据提取形成专题图层），剖面厚度自动计算，剖面图和柱状图自动绘制，等值线计算与制图，多元统计计算与成图，地球化学数据采集、处理与成图，第四系钻孔综合剖面图、地球物理物理数据处理与成图，PRB空间数据定量评价，实际材料图编辑与属性继承操作，1/10万实际材料图投影到1/25万图幅（或1/2.5万到1/5万），编稿地质图编辑与地质图空间数据库建立，异常查证结果数据库、矿点检查结果数据库以及综合地质构造图层、含矿地质建造图层、控矿构造图层、矿产地图层、矿化信息及找矿标志图层、蚀变带信息、物、化、遥等综合异常图层、矿产预测远景区图层、找矿靶区图层、地质工作部署建议图层等内容的成矿规律与矿产预测图数据库的建立等功能，满足完成野外手图、PRB图幅库、实际材料图、编稿地质图及地质图空间数据库整个过程的要求，覆盖各种比例尺填图全过程。
另外提供了探矿工程数据综合、处理、制图过程：探槽、浅井、坑道、钻孔探矿工程数据、勘探线数据、采样分析数据录入与组织管理，自动生成坑道、探槽、钻孔、浅井工程图件的基本内容投影在矿区平面图上，自动输出坑道、探槽、钻孔、浅井工程编入数据采集表、素描图、矿区平面图，多模式多用途钻孔综合柱状图应用等相关功能。 基于条件表达式的工业指标设置，勘探线剖面生成与编辑，单工程（单指标、多指标）矿体圈定与人机交互编辑，人机交互矿体连接（直线、曲线及提供连接规则），地质块段法储量计算，剖面法储量计算，采样平面图法，地质统计学储量计算（含距离加权反比法），煤矿储量计算、采空区动态储量管理、矿体三维显示与分析等功能，输出各种与储量计算有关的表格与图件。
数字地质调查软件系统开发与推广应用是地质调查主流程信息化建设的标志成果。2004年以来，成果获国土资源科学进步奖一等奖1项、二等奖1项、国家专利4项，计算机软件著作权4项；推广单位超过300家、5000套，涉及全国地质、煤炭、冶金、有色、武警黄金、化工、建材、核工业等工业部门、高校科研部门、矿业公司；举办数字地质调查技术培训班超过90次，培训人员约9000人次；在丹麦地质调查局格陵兰数字填图计划中推广试验，为非洲、拉丁美洲以及东盟约40个国家举办数字填图技术讲座；技术支持网站的注册用户达到3600人，网站访问量达27万人次。
㈧ 常见的地质层有哪些系统类型
关于地下水按含水层介质类型的分类，目前存在着如下两种分类方案。 第一种分类方案是以俄罗斯和中国为主的一些国家，承袭了原苏联水文地质学者的地下水分类的基本观点，即以含水介质的空隙类型作为划分地下水类型的基本依据。该种分类的基本观点是岩石的基本类型和岩石中的空隙类型之间有着完全的对应关系；而一定类型的空隙（包括粒间孔隙、裂隙和溶蚀孔洞）则赋存一定类型的地下水。按照这一观点，可把地下水划分为孔隙地下水（松散未胶结岩石）、裂隙水（非可溶性坚硬岩石）和岩溶水（石灰岩、白云岩等可溶性岩石）三种。由于这种分类能直接反应出岩石类型、贮水空隙类型和地下水类型三者之间的相互依存关系。因此这个分类便成为寻找、勘探、评价与开发地下水资源的理论基础；也被广泛用于水文地质教科书及各种地下水勘查规程和水文地质科研、生产中。 地下水按含水介质分类的第二种方案，可以欧美国家为代表，即直接以岩石的类型作为划分地下水类型的依据。例如笔者从美国Davis和Dewiest所著“水文地质学”（1966年）、加拿大、R．A．Freeze和J．A．Cherry出版的“地下水”（1979年）、以色列J．贝尔所著“多孔介质流体动力学”（1979年）、日本山本藏毅所著“地下水水文学”（1992年）等专著中均可见到。书中虽然没有专门的地下水分类的章节，但这些学者均按照岩浆岩和变质岩、火山熔岩、沉积岩（或进一步分为砂质岩石和碳酸盐岩）、冲积层、永冻层等岩石类型来描述其中的地下水特征，或者按岩石类型来命名含水层（如火成岩变质岩含水层，碳酸盐岩含水层和碎屑岩含水层等等）。这种分类方案的优点是比较直观，且易于掌握。但是岩石类型繁多，这种地下水分类就未免五花八门，缺少科学的系统性。同时，这种分类也不能反应出地下水贮、导水性质等重要特征。 比较以上两种地下水按介质条件的分类方案，显然按岩石空隙类型的分类更具科学性。但是，近年来，随着地下水勘探和开发工作的深入，发现这种单一按含水介质孔隙类型的地下水分类方案仍然不够完善，主要存在以下几方面的问题。 （1）岩石类型、空隙类型和地下水类型之间并无绝对的对应关系。例如裂隙空隙并非非可溶性的坚硬岩石所独有，松散岩石中的黄土和某些粘土也存在大量的裂隙空隙；尺寸较大的孔洞空隙也并非可溶性的碳酸盐岩石所独有，某些含有可溶质成分的碎屑岩石（如胶结物或角砾为可溶性的角砾岩），甚至于火山熔岩中也存在各种孔洞及管道空间。 （2）在三大基本岩石类型（松散岩石、非可溶性坚硬岩石、可溶性岩石）之间存在一些过渡类型的岩石；它们常具有两种类型的贮水空隙系统（即双重孔隙介质）。如我国中生代和新生代第三系地层中的许多半胶结（半坚硬）的碎屑岩，既有粒间孔隙又有成岩和构造裂隙的存在。亦即，既含有孔隙地下水又赋存有裂隙地下水。前已提出的某些含可溶质成分的碎屑岩，也可能同时具有成岩、构造裂隙和溶蚀裂隙、孔洞以至管道空间，即既含裂隙水又赋存岩溶水。我国西北地区的黄土亦是如此，既是孔隙含水、也是裂隙（垂直裂隙）含水的双重孔隙介质。在目前以含水层介质类型为基础的地下水分类中，并未明确这部分过度类型岩石、双重性质空隙类型地下水的位置。 （3）近年来在地下水勘探、开发中，发现了一些新的贮水空隙类型。如具有十分重大含水意义的基性熔岩中的大尺寸熔岩隧道、坚井和孔室空间，以及某些玄武岩中的大孔洞层（可能为埋藏的火山灰碴），这些空隙和地下水类型在目前通用的地下水介质分类中也没有位置。以上问题说明，简单的按照岩石类型和空隙特征来划分地下水类型，既不完全符合地下水赋存形式的客观实际状况；也不能概括自然界存在的所有地下水类型。因此，对目前广泛使用的这个地下水分类仍有必要进一步完善和改进；对三大类地下水的概念，特别是裂隙水的概念也需重新进行定义。
㈨ 地质环境的实体系统
地质环境一词既用于抽象的概念中，又有其客观存在的对应实体。根据地质环境系统的尺度层次，可以将人类地质环境分为全球地质环境和局域地质环境。
(一)全球地质环境系统
地球由大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔和地核六大圈层构成。其中大气圈、水圈、生物圈又称外三圈，地壳、地幔、地核又称内三圈。近年来，有些其他学科的学者对上述圈层的划分提出了新的见解。例如，有人主张将生物圈一分为二，把人类称为智能(或智慧)圈，以有别于其他生物种群。道理是，人类不仅仅是生物界的一个科———人科，而且其行为的社会性和目的性是别的生物所不具备的，人的社会、经济、道德方面的表现，是决定环境是否健康发展的重要力量。此外，还有人提出，将土壤层从地壳中剥离出来，单独定义为土壤圈，以方便土壤学、生物学和生态学的研究。
对地球的六大圈层目前人们掌握的知识还不十分充分，相对而言，对地球浅表的情况了解得较深入，地球深部的细节仍知之甚少。为了准确地把握地质环境在地球中的位置，有必要从地球的圈层划分的角度进行讨论(图1-1)。
图1-1 全球地质环境系统示意图
1.大气圈
指地球各圈层中最靠外的气体层，其上、下界目前还难以准确划定。有人推测上界距地面为6000km;还有人认为，从观测到的物理现象来判断，极光(太阳风冲击大气的发光现象)出现的最大高度约在1200km，那么大气圈的上界起码在此高度;另据人造卫星的观测资料，在2000～3000km的上空，每立方厘米体积中少于一个大气微粒，此高度可定为大气圈的上界。
有关大气圈的下界很少被讨论，但有一点是明确的，即大气圈的形成与地球的演化、内部物质的分异、排气有关，很可能大部分来自地球内部。如果按照这种假说，大气圈的下界必定在固体地球的内部，甚至没有明显的下界面。
2.水圈
与大气圈相类似，水圈也不是一个上、下界面清晰的圈层。地球上大部分的水以液态和固态的形式散布在海洋和陆地，还有一部分以气态形式飘散在大气中。有人认为，其上界距地表2000～3000km;还有人根据水汽输送通量和水汽通量散度，认为上界可定在大气对流层的顶部，一般平均高度是10km，在中纬度地区约12km。
研究表明，水圈是地球圈层分异过程中形成的，在几十亿年的地质演化中，水不断地从地球内部逸出，即使现在，每年仍有约660km3的水来自地幔。所以，水圈的底界仍无定论。
3.生物圈
生物圈是有生命存在并感受生命活动的圈层。其范围可跨大气圈的下部、地壳的浅表和水圈。探测资料表明，在大气平流层中，距地面33km的高度仍可发现孢子和细菌，可见生物圈的上界应超过此高度;在陆地10km深处也曾证实微生物的存在，估计生物圈的下界起码应大于这个深度。
4.地壳
地壳是固体地球的表层，其上部主要由沉积岩、岩浆岩和变质岩组成，又总称为硅铝层。其厚度分布不均，在山区有时可达40km，平原区一般为10km，浅海区显著变薄，大洋洋底缺失此层，仅见地壳的下部。
地壳的下部主要由相当于基性岩类的变质岩组成，又称硅镁层。在大陆区其厚度可达30km，深海盆内厚度约5～8km。
地壳的下界面，一般采用莫霍面来确定，莫霍面以下为地幔。
以上四个圈层概括了地球物质的四种存在形式或基本要素，即气、水、生(物)、岩(土)，它们也是构建人类环境的全部要素。这些要素所占据的空间并非彼此完全分离，而是存在共同重叠的部分。这个“交集”处于地表到地壳上部的某一深度范围内，正是所谓的全球地质环境系统的展布空间。显而易见，在全球的尺度上，地质环境呈环状包裹着地球，是人类生息繁衍、从事各种活动的场所。
有关全球地质环境系统下界的厘定，目前还在讨论之中。一种观点是，下界的确定应从科学技术的长远发展考虑，不拘泥于解决社会现实环境问题的需要;另一种观点认为，其下界的确定应以人类活动引起的物质场变化开始消失的深度为准，如应力场、电磁场、温度场等;还有人认为，下界的理论深度应规定在岩石圈内人类能触及的地方。所以，关于全球地质环境系统下界的具体深度目前尚无明确的说法。
对此，我们认为:
(1)全球地质环境作为一个实体系统应该明确规定其下界。理由是，从逻辑上考虑，既然是系统必然有边界，下边界也是一种边界，回避下边界问题在概念上是不周严的;另外，明确下边界也是科学研究操作上的需要，全球地质环境是开放系统，其边界是确定系统内部与外部物能交换关系的界面，若不明确地规定下界，就无法说清来自地球深部的物质和作用究竟属于地质环境内部成分的周转运动，还是该系统外界的输入。
(2)至于全球地质环境系统的下界位置是否一定要达成统一的见解，回答是否定的。这是因为根据系统圈划的相对性原则，即使是面对同一个客观对象，由于研究目的或学科视角的差异，所形成的概念系统(包括其边界)也不可能完全相同。正如某些学者指出的，从资源开发角度衡量，地质环境系统主要指地壳表层，目前的钻探深度大约为5km，最深可达12km;但从地质体的物理、化学特征以及它们对人类和其他生物的适宜性来衡量，深度则要大得多;而关系着建筑安全的区域地壳稳定性研究，不仅要了解地壳的组成和结构，而且要尽可能考虑地幔的物质组成及其流动特征，涉及的深度会更大。
(3)具体到本教材所讨论的内容(地质环境问题及其地质学机理)，全球地质环境系统的下界定在地表以下平均10km处较为妥当。理由是:①由地表至地下10km的范围是目前人类从事各种活动的空间;②该深度是目前地质理论认识较详尽，绝大部分探测手段可以查明的最大范围，超出此深度人们所知甚少，有的仅仅是推测或假说，尚难运用于工程实践;③地表至地下10km的范围是地球四大要素最齐全，相互作用最活跃，对人类影响最突出的空间区域;④该深度大体相当于上、下地壳之间的分界面，即康拉德面。它也被视作硅铝层的边界面，该面与莫霍面之间的地震带称为康拉德层，常诱发浅源地震。据此可以认为，该界面以下是地球内动力最活跃、最集中的区域，是导致全球地质环境系统地震、火山喷发的主要动力源区。换句话说，该深度以下即可认为是地球深部。
(二)局域地质环境系统
除了研究全球问题会涉及全球地质环境系统外，在实际工作中，普遍遇到的是发生在某一地区或某一地点的地质环境问题，如矿区的地面塌陷，某一斜坡体的失稳滑移，区域性的地下水污染、荒漠化等。此时，岩石圈、水圈等全球尺度的论述不再适合局域具体问题的分析，研究对象只能是局域尺度的地质环境。
在地质环境问题的调查、评价、预测及防治工作中，局域地质环境是主要的考查对象，或者说是基本单元。之所以如此，是因为地质环境问题包括地质灾害都有一定的地域性。具体表现在以下几个方面:首先，地球上自然地理条件的多样性和资源分布的不均匀性，在相当大的程度上决定着人口的聚集状况及人为地质作用的形式与强度。其次，不同国家和地区的经济发达程度、发展模式和文化传统会直接或间接地影响人们的行为方式，包括资源开采利用方式和对待地质环境所持有的态度。第三，地质背景包括地质体结构组成、各种地质作用的活跃程度及其过程，因地而异，没有统一固定的模式。因此，根据不同的背景条件和问题的性质来确定局域地质环境系统是十分自然的事情。至于局域的范围则应具体问题具体分析，大者可达数万平方千米，小者也许只是某个工程场地的规模。
㈩ 地质系统论
它是以系统论为指导研究地质系统的联系性、层次性、整体性的理念观点、理论思维和方法。
6. 地壳运动整体观
它将地壳各部分的各种地质构造现象和相关的自然现象看做有联系的整体，将发动地壳运动的各种动力作为一个互相影响、互相制约的动力系统，将地壳运动的因果作为一个统一的互馈系统进行研究的观点。
7. 地质系统整体观
它是在地质力学研究的基础之上，综合了其他地质科学和相关自然科学的研究成果，在系统科学思想指导下，萌生的一种研究地质问题的系统整体观的思维方法和理念。其基本观念认为各种地质现象和相关自然现象都不是孤立出现的; 为了揭示某一现象的规律性，除了研究现象自身的属性和特征外，还必须研究与地质系统相关的其他 “系统”、“系列”、“体系”、“序列”中其他现象的影响和相关性。
二、地质系统论［23，119，147］
地质现象是在地壳运动过程中，按着一定的程式和系统次第出现的。根据天文学和大地构造学的研究，初步认为，在地球旋转运动和圈层分异过程中，地球整体形状在发生着从长球体向扁球体的变化，形成最古老的原始大陆和海洋; 随着地壳的固结，产生星球网格构造及围绕两极的巨型旋卷构造等全球构造系统，巨大的构造带将地壳划分为若干地块、板块; 以古老地块为核心常常按照主要动力作用方向，呈波浪状扩展，出现地槽及其他构造形迹和大陆增生现象，从中心向外围发生构造迁移、建造演化，愈向外围，时代愈新，构造愈强烈; 同时，由于海底扩张，于是大陆与海洋板块碰撞在一起，成为构造最新、最激烈的构造带，是地震和地质灾害最严重的地带。在这个宏观格局上，一方面为地球内部岩浆流和热流活动提供了动力条件，推动板块运动，另一方面板块或地块成为动力活动复杂的边界条件，使地块之间的构造带更加复杂，不仅出现了地槽、深大断裂、俯冲带、裂谷等巨型构造和其他区域构造形迹; 而且影响到地壳表层，在与地球自转运动产生的纬向、经向和扭动运动共同驱动下，使区域构造进一步复杂化，出现了各种型式的构造体系。地应力场在形成区域构造的同时，控制了物质运动和地球化学过程，使地球化学场与构造体系呈现密切的联系性; 地应力的变化也往往引起其他物理场和物理现象的变化。在地壳运动过程中随着构造体系的形成，相伴发生岩浆上涌、沉积作用，从而出现各种建造、矿产和其他地质现象及相关自然现象。
各类地质现象都不是孤立的，而具有联系性、层次性、整体性，从而构成不同的地质系统和地质体系。因此只有掌握了地质系统整体的规律，才能去解决诸如矿产预测、灾害预测等重大社会需求的实践问题。
在 1985 年出版的 《地质系统论与隐伏矿产预测》［23］前言中写到:
“……系统科学方法是四十年代末兴起的一种新的科学方法，近年来发展很快，已经在自然科学、社会科学中运用，并取得了显著的成效。其特点是强调事物的整体性与内在联系，并从研究对象本身固有的各个方面的特征入手，追索整体与各个部分的层次关系及各层次的结构、功能、环境、运动的辩证关系，以达到认识事物的组合与发展规律。
地质科学各个方面的研究工作已达到一定的水平，取得了丰硕的成果，在这种情况下，如何由着重地质现象的单方面研究，转向多方面研究; 由着重对地质现象实体的研究，转向对各种类型的内部联系性的研究; 由着重对地质现象相对静止的研究，转向对其发展演化的研究，即如何将系统科学方法引入地质科学，是当前地质学发展的方向性问题。为此，笔者不揣冒昧地提出了地质系统论。……”。
地质系统论是建立地质系统科学的基本观点，当然距建立一门新的学科的要求还相距甚远，存在许多需要解决的问题，也很难全面体现李四光的学术思想，只能说是发展李四光学术思想的一个尝试。