总之,区划工作已在全国系统开展过二次,获得各方面的认可,为了全面增强矿产勘查资源的保障能力和服务功能,促进矿产勘查成果更好地满足经济社会发展的需要,今后开展新一轮区划工作是必要的。
二、全国煤炭资源预测工作
(一)原地矿部全国煤炭资源远景预测工作(1983-1992)
1983-1988年,地矿部组织开展了全国煤炭资源远景调查,目的是从数量上和质量上进一步了解全国煤炭资源远景(摸清资源潜力),从资源整体上研究煤田分布和聚集规律,从应用发展上探讨我国各类煤炭资源的合理开发利用途径,以便为政府制定能源政策、为煤炭工业规划合理布局、为提高煤炭资源地质勘查效益提供基础资料。调查范围除了上海市和台湾省外,囊括了全国其它各省、市、自治区。
全国煤炭资源远景调查取得了丰硕的成果,1989-1992年对调查成果进行了系统的汇总。完成的主要实物工作量及科研工作量有:1:10万-1:20万专门填图和修测地质图59493k㎡,1:5万专门填图和修编地质图121291 k㎡,地震勘查1444k㎡,专门性地震剖面3000km,电法21332k㎡,电测深剖面2737km,重力17938k㎡,磁法9503k㎡,测井(含重新判别解释煤层的测井曲线在内)1403872m,钻探695541m,以及有关含煤地层古生物、成煤环境与聚煤规律、找煤物探方法、煤田预测方法、煤炭资源合理开发利用等专题科研报告30余份。
全国煤炭资源预测结果显示:截至1990年底,我国埋藏在2000m以浅的煤炭预测资源量共有53287亿吨。其中,按成煤条件有利程度可以划分为三类:Ⅰ类31960亿吨,Ⅱ类15144亿吨,Ⅲ类6183亿吨;按资源可靠程度可以划分为三级:E级(可靠级)17633亿吨,F级(可能级)22624亿吨,G级(推断级)13029亿吨;按资源埋藏深度统计则为:<600m的9971亿吨,<1000m的23276亿吨,<1500m的39009亿吨,<2000m的53287亿吨,1000-2000m的29561亿吨。此外,还按不同成煤时代、按不同煤类、按不同聚煤区、按不同省区分别统计了预测资源量。
该项工作是我国第一次采用远景调查和已有资料综合分析相结合的方法,摸清我国煤炭资源远景。对指导全国煤田预测,部署煤炭勘查工作具有重要意义。
(二)煤炭工业部门三次全国性的煤炭资源预测工作概况
为了摸清我国煤炭资源的“家底”,建国以来,在我国煤炭工业主管部门的主持下,已经进行了三次全国性的煤炭资源预测工作。
1、第一次全国煤田预测(1958-1959)
1958-1959年,煤炭工业部组织了我国第一次全国性的煤田预测,编制了1:200万的中国煤田地质图及其他图件,预测的全国煤炭资源总量为93779亿吨,并在此基础上,于1961年编写出版了《中国煤田地质学》。这是一件具有重要意义的研究成果,对于指导我国煤炭工业建设的规划布局,发挥了极其重要的作用。但限于当时的客观条件,这次预测的资源量数字的准确性较差。
2、第二次全国煤田预测(1973-1980)
为适应煤炭工业发展的需要,煤炭工业部于1973-1980年组织进行了第二次全国煤田预测。这次煤田预测以地质力学的理论为指导,运用沉积相分析方法,充分研究了构造控煤、古地理环境对煤层沉积、煤质变化的影响,以及不同时代含煤地层的含煤性变化规律,获得了对聚煤规律的新认识,提高了煤田预测的科学性。
预测工作从矿区开始,进而到煤田和省(区),从大行政区的汇总到全国汇总,基本摸清了全国的煤炭资源远景。全国预测在垂深2000m以浅的煤炭资源量为44927亿吨(其中垂深1000m以浅的预测煤炭资源量为21040亿吨),加上到1975年末已探明的煤炭储量5665亿吨,全国煤炭资源总量为50592亿吨。《中华人民共和国煤田预测说明书》和1:200万中国煤田地质图等一整套图件,成为建国以来比较系统地反映我国煤田地质条件和煤炭资源状况的资料。第二次煤田预测的成果对我国煤炭工业的发展,乃至整个国民经济规划和宏观决策,都发挥了重要作用,是一项具有战略意义的研究成果。
在第二次全国煤田预测的基础上,于1979年编写出版了新的《中国煤田地质学》,进一步从理论上对我国煤的煤田地质特征进行研究和总结。但是,第二次全国煤田预测工作只对煤炭资源的前景进行了预测,没有对我国煤炭资源形势和煤炭资源对煤炭工业建设的保证程度进行分析。
3、第三次全国煤田预测(1992-1997)
为了适应煤炭工业发展战略要求,保证煤炭工业发展对煤炭资源的需求,为21世纪煤炭工业的健康发展做好资源准备,1992-1997年,煤炭部组织开展了第三次全国煤田预测(全国煤炭资源预测和评价)。目的是全面系统汇集已有的煤炭勘查和科研成果资料,对已发现资源的可靠程度和开发远景进行分析评价;全面总结煤田地质特征和聚煤规律,提出可以(可能)发现新的煤炭资源的地区,并预测资源前景;建立煤炭资源数据库。预测范围包括含台湾在内的全国各省区(其中京津冀、辽吉黑分别合并提交报告,海南省并入广东省提交报告)。
第三次全国煤田预测结果显示:截至1992年底,我国埋藏在2000m以浅的煤炭预测资源量共有45521亿吨。其中,预测可靠级为19138亿吨。按资源埋藏深度统计则为:<1000m的18440亿吨,1000-2000m的27081亿吨。此外,还按不同煤类、按不同赋煤区、按各大经济区分别统计了预测资源量。1999年,在全国煤炭资源预测和评价(第三次全国煤田预测)研究报告的基础上,编制出版了《中国煤炭资源预测和评价》,进一步研究和总结了第三次全国煤田预测成果。
第三节 成矿系列等成矿理论及矿产预测方法发展情况
随着找矿难度增大,矿产勘查工作的效果更多依赖于科技进步,成矿理论的发展成为促进找矿突破的重要途径。我国地质学家在长期的矿产勘查实践中丰富了成矿地质理论,建立和发展了反映我国特色的成矿理论和矿产预测理论方法。其中,有代表性的成矿理论和矿产预测理论方法,如成矿系列、地质异常、成矿系统理论、综合信息矿产预测理论方法等,近年来又得到进一步丰富和发展,在矿产勘查实践中被广泛应用。
一、成矿系列理论
1975年程裕淇等首次从铁矿开始提出成矿系列,1979年程裕淇、陈毓川、赵一鸣发表“初论矿床的成矿系列问题”论文,全面提出了矿床的成矿系列概念。成矿系列学说和理论是我国地质学家在长期以来找矿勘探工作和矿床地质研究过程中总结提出来的自主创新性成矿理论学说。成矿系列理论将在一个区域中与某一地质成矿作用有关、在空间、时间、成因上有联系的一组矿床,作为一个整体加以研究。掌握了成矿系列特征,可以由此及彼指导预测找矿工作,提高矿产勘查工作的成效,这对于深入认识成矿规律,指导矿产勘查工作,有重要的意义。
20多年来成矿系列理论在我国进行了系统深人的研究,经历了20世纪80年代创立探索阶段和90年代全面研究与实践结合阶段,到21世纪进入了发展的新阶段,提出了矿床成矿谱系及矿床成矿系列组的新内容和矿床成矿作用“异相定位”、矿床成矿系列“缺位”预测等预测理论,进一步完善了成矿系列理论,取得了突破性进展,成为重要的成矿分析和预测理论。
2004年,陈毓川院士主持完成了“中国成矿体系与区域成矿评价”项目,全面总结并发展了成矿系列理论,对我国各时代、各地区矿床成矿系列及各地区矿床成矿系列在历史时期中的演化进行了较系统的综合研究,初步厘定了覆盖全国的各时代矿床成矿系列及各地区的矿床成矿谱系,并对成矿系列的概念及其内涵进一步作了完善,又补充提出了矿床成矿系列组的概念,全面总结和提出了矿床成矿系列的结构特征,对成矿系列理论研究取得了新进展。
提出矿床成矿系列“缺位”预测理论。一个矿床成矿系列是指在“特定地质环境的四维空间中具有内在联系的矿床自然组合”,其前提是:①出现两个或二个以上的矿床类型;②彼此之间存在着内在联系,或其成矿作用相互联系;③在不同地区或不同时代的相似地质构造环境中形成的矿床成矿系列及其所包含的矿床类型有相似性,有可对比性。由此可以认为各个矿床成矿系列包含的矿床类型不尽相同,但是一个矿床成矿系列范围内出现内在联系的矿床类型是一个定数。在一个矿床成矿系列中,不同成因类型的代表性矿床列为矿床式,应用矿床成矿系列的“全位”认识,在具有同一类矿床成矿系列类型产出的成矿地质环境的地区,可参考已知矿床成矿系列所具有的矿床式,可预测缺位的矿床式存在的可能性,这就是应用矿床成矿系列的理论,指导矿床勘查工作的理论依据。以上就是矿床成矿系列和矿床式的“全位”和“缺位”的新认识,用“全位”的基本概念找出“缺位”矿床类型,作出预测评价,标志着矿床成矿系列已由理论研究进入指导矿产勘查的实用阶段。
二、综合信息矿产预测理论与方法
综合信息矿产预测理论与方法是由王世称教授于上世纪80年代提出并经过20多年的实践,不断地完善,在野外地质勘查工作中被广泛应用的矿产预测理论和技术。该理论与方法以地质体为单元,从地质信息演化角度研究地质、物探、化探和遥感的多元信息,按系统论思想建立综合信息找矿模型,实施矿产预测。近年来,综合信息矿产预测理论与方法体系得到进一步完善和发展(王世称,2000年)。
在国家攀登计划“大型、超大型矿床综合预测研究”课题中进行了大型、超大型隐伏矿和难识别矿的预测研究,发展了综合信息矿产预测理论与方法体系。首次提出大型,超大型金矿床在中小型矿床中具有“鹤立鸡群”的配置关系和规律。在进行预测时,应先预测“鸡群”,进而在“鸡群”中找“鹤”的新预测思路,拓宽了矿产资源预测途径。提出了以矿床密集区为模型单元,异常密集区为预测单元,解决了大型,超大型矿床预测的单元划分问题。通过综合信息矿床密集区找矿模型的建立和综合信息控矿因素分析,得出许多对大型,超大型矿床理论研究具有借鉴作用的结论。通过建立概念模型、逻辑模型和数理模型,使综合信息成矿预测走向半定量化、定量化和智能化以及半自动化。
三、地质异常理论
地质异常理论由赵鹏大院士于1991年提出,已广泛应用于矿产勘查实践,在矿产预测中发挥重要指导作用。近年来赵鹏大院士进一步发展了地质异常理论,逐步形成了一套全新的矿产预测理论体系。
赵鹏大院士提出“三联式”定量成矿预测,进一步发展了地质异常理论。“三联式”成矿预测以圈定各类地质异常为基础,以识别、揭示、提取和圈定新型的、隐式的和深层次的成矿地质信息-各种类型和尺度的致矿地质异常及与其相匹配的物探、化探、遥感矿致异常为主要内容。“三联式”成矿预测以分析成矿多样性为目标,不仅以预测和发现已知矿床类型和矿产资源为目的,而且将可能利用的非传统矿产资源纳入分析内容,不同地区成矿多样性分析还是比较评价不同地区含矿丰度的重要指标,是确定主要勘查对象、进行综合勘查、综合评价和综合利用的主要依据。
四、成矿系统理论
翟裕生院士等在概括前人研究的基础上,全面提出了成矿系统理论(1997)。成矿系统是指在一定的时-空域中,控制矿床形成和保存的全部地质要素和成矿作用动力过程,以及所形成的矿床系列、异常系列构成的整体,是具有成矿功能的一个自然系统。成矿系统包括控矿要素、成矿作用过程、形成的矿床系列和异常系列,以及成矿后变化保存等四方面基本内容,体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观。成矿系统理论是在矿床组合、成矿系列、成矿动力学等研究的基础上发展起来的。成矿系统及其演化的学术观点,运用系统论和历史观,从成矿动力学层次上研究和阐明区域成矿规律,已在成矿带研究中广为运用。
近几年来,在对典型区域成矿系统研究的基础上,提出了以区域成矿构造背景、成矿系统、成矿演化为基础,有机联系各种控矿因素、成矿过程和成矿产物的成矿系统研究理论框架。
第四节 全国地质基础数据库完成情况
自数字国土工程开展以来,我国对几十年来积累的大量地质工作资料进行了数字化和数据库建设,基本建立了国家基础地学数据库体系。据不完全统计,已经完成和正在建设的全国性数据资源有12大类50余种数据库,数据量达10TB以上。主要包括:1:500万、1:250万、1:50万、1:20万、1:5万数字地质图空间数据库,1:600万水文地质、环境地质、灾害地质图空间数据库;1:20万、1:5万和小比例尺数字水文地质图空间数据库,地下水动态监测数据库,基础地质灾害调查数据库,全国重大地质灾害数据库,全国岩溶塌陷灾害数据库,全国矿产地数据库,全国重砂数据库,全国同位素地质测年数据库,全国1:20万-1:50万区域地球化学数据库(39个元素),全国1:20万-1:100万区域重力调查数据库,全国1:20万-1:100万航空磁测数据库、全国航空电磁数据库,全国航空放射性数据库,全国地质工作程度数据库,全国矿产储量数据库,全国地层数据库,全国钻孔及测井数据库(框架)、全国岩石数据库,地学专题图数据库,以及航空遥感影像数据库等。
截至2006年,基本完成了以下可供全国矿产资源潜力预测评价应用的重要基础地质数据库建设,可提供使用。
一、全国1:50万数字地质图空间数据库
全国有27个省(区)先后900人次参加1:50万数字地质图空间数据库建设工作,历时3年,于2000年完成,2005年对数据库进行了全面更新。
数据库数据量约1.0GB。该库以八十年代后期出版的各省(区)1:20万区域地质志附图为基础资料,使用了全国岩石地层单位清理成果,补充使用了八十年代中期至1996年(个别省用到1997年)的1:5万区域地质调查资料2464幅,1:20万区域地质调查资料552幅,科研专题成果资料174项。较好地反映了我国近期区域地质研究程度和水平。
二、全国1:20万数字地质图空间数据库
全国有29个省(市、区)共有1200人次先后参加1:20万数字地质图空间数据库建设工作。历时8年,于2003年完成。全国1:20万数字地质图空间数据库采用经典与面向对象技术的数据模型,完成了对各省(区)1163幅地质图数字化采集、综合处理及入库工作,并建立了数据库数据管理系统,覆盖全国陆地面积71%。数据库数据量达80GB,有效地质实体总数超过500万个,是目前唯一覆盖全国的基础地质图,是开展各项地质工作的基础。
提交的数据包括MAPGIS、ARCINFO图层文件以及E00多种格式,空间数据坐标系统包括毫米单位高斯投影和以度、秒为单位的无投影地理坐标系以及元文件、图示图例库等数据。
三、全国矿产地数据库
全国30个省级地质调查院、8个原工业部门先后共有450人次参加数据库建设工作,历时6年。其中,地矿系统于1999年启动,2002年分省建立矿产地数据库并完成验收,2003年,2004年各省对本省提交的矿产地数据库分别进行了维护和更新。全国原工业部门等有关地勘单位的矿产地数据库建设于2001年启动,2004年12月提交工作成果。2005年至2006年由中国地质调查局发展研究中心对全国地矿系统和全国原工业部门等有关地勘单位所建的矿产地数据库进行集成维护,形成了一个完整的全国矿产地数据库。
全国矿产地数据库全面系统地收集了全国行业系统各单位完成的包括固体矿产、能源矿产(不含油气矿产)、化工原料非金属矿产、建筑材料非金属矿产等大、中、小型矿产地、矿点及矿化点的资料,提供我国开展矿产资源调查及相关地质调查工作以来所发现的33794个大中小型矿床、矿点及重要矿化点等矿产地信息,以及800个典型矿床的矿区地质图、矿区重要剖面图数据。总数据量20GB,其中属性数据量约100MB。数据库格式为MS ACCESS2000。
四、全国区域重力数据库
全国区域重力数据库由中国地质调查局发展研究中心及陕西第二物探大队完成,历时3年,于2003年提交使用。
全国区域重力数据库全面汇集了截止1998年原地矿部系统完成的所有1:100万、1:50万、1:20万区域重力调查数据,以及原地矿部各单位收集与积累的重力数据,还收集了部分省和单位截止到2000年的数据。共收集862870个区域重力测量点数据,按图幅计算,共计231幅1:20万标准图幅的1:50万区域重力测量数据,593幅1:20万标准图幅的1:20万区域重力测量数据和1211幅1:20万标准图幅的1:100万区域重力测量数据。按《区域重力调查规范》要求整理所汇集的所有重力数据,建立了基于GIS的全国区域重力数据库。整理和补充全国1km×1km节点高程数据库,建立了与区域重力数据库关联的基于统一GIS系统平台的高程数据库。提供的区域重力数据库管理系统,具有数据入库、数据查询、专题图制作、数据输出及数据库维护等功能,提供了元数据。全国区域重力数据库包括重力基点网数据表、高程数据表、重力工区参数信息表、工区范围表、重力数据表等内容。
2004至2005年对全国区域重力数据库进行了维护和完善。2004年整理入库了完成验收的23幅1:20万图幅和3幅1:100万图幅区域重力调查成果数据约2万多个点。
五、全国航磁数据库
全国航磁数据库由中国国土资源航空物探遥感中心于2002年开始建设,主要是中国国土资源航空物探遥感中心和省航测队的航磁模拟资料数字化和建库(省级航磁数据库)。全国已完成航磁数据整理,数据库目前可以提供全国2km×2km的网格数据,对局部地区可以提供1km×1km的网格数据。
全国航磁数据库汇集了航空磁测数据和相关信息,主要内容包括坐标数据参数、磁力值、航磁工区参数信息等。其中,坐标数据,记录与磁力值对应的坐标值;磁力值,记录航空磁测 数据;航磁工区参数,记录磁测中工作区有关工作单位、时间、设备、飞行高度、测量精度等信息。
六、全国遥感影像图数据库
全国遥感影像图数据库由中国国土资源航空物探遥感中心承担建设,从2002年开始历时三年,于2005年完成并提供使用。
遥感影像地图由陆地卫星ETM图像制成,卫星图像数据时间跨度5年。地理信息采自1:5万-1:10万地形图,三色合成、色彩鲜艳、地学信息丰富,图件按国家标准1:25万分幅编制。数据库1:25万标准分幅影像地图除覆盖全国陆域、海南岛、港、澳、台外,全部跨越国界充满图幅。
此外,数据库还提供1:50万、1:10万、1:5万三种标准分幅影像地图和按成矿区带、矿集(矿田)、矿床编制的多种比例尺影像地图,以及多波段、按标准分幅、带地理编码的影像地图遥感数据,可以为各学科、各专业提供地质、生态环境、资源和灾害等信息支持。
七、全国区域地球化学数据库
全国区域地球化学数据库建设开始于2001年,历时5年,于2005年完成。
全国区域地球化学数据库汇集了全国28个省(自治区、直辖市)2002年以前开展的1:20万和1:50万水系沉积物样品数据,包括1:20万比例尺的4k㎡一个组合样,以及1:50万比例尺的16-32 k㎡单点样的39种元素和氧化物数据。目前已汇集的1:20万和1:50万区域化探39种元素和氧化物测试数据,共计数据点142万个,近5540万个数据(39种元素),涉及1:20万图幅1299幅,1:50万图幅18幅。
八、全国1:20万自然重砂数据库
全国有27个省(市、区)共有950人次先后参加数据库建设工作,历时6年,于2006年完成。全国1:20万自然重砂数据库系统收集整理了全国27个单位1:20万区域地质调查和部分1:20万区域化探测量工作中所采集的自然重砂原始样品分析鉴定资料,资料截止时间为1999年。按照统一标准完成了全国1053个1:20万图幅的自然重砂数据库建设,数据覆盖范围涉及除港、澳、台外的29个省(市、区),覆盖全国陆地面积约71%。入库的自然重砂样品点1944190个,总计20003868件自然重砂鉴定数据,总数据量为9.4GB。
全国1:20万自然重砂数据库提供原地矿系统我国区域地质调查所形成的自然重砂数据信息,包括图幅基本信息数据文件、样品基本信息数据文件、重砂鉴定结果数据文件、重砂鉴定结果不定量值的表示方法和量化值的数据文件。并分别按全国、省、单图幅建库,并分级建立了全国、数据生产单位、1:20万单图幅元数据库。结合自然重砂信息在基础地质研究、矿产资源评价等方面的实际应用,建立了全国1:20万汇水盆地数据库,每个汇水盆地控制面积10-25平方公里,总数据量为1.2GB。
九、全国工作程度数据库
全国地质工作程度数据库于2001年正式启动,到2004年6月完成,由中国地质调查局发展研究中心承担,组织全国31个省(市、自治区)、有色、冶金、煤炭、核工业、建材、化工、武警黄金指挥部、中国老科协地矿分会和中国地质调查局航空遥感中心等40多个省部市级单位参加,共765人次参加数据库建设工作,历时三年半。较全面系统地收集和整理了全国20世纪的地质成果资料,建立了目前国内包含地质专业种类最全、覆盖范围最大、数据量最多的全国地质工作程度空间数据库,数据库总数据量达580MB。
全国地质工作程度数据库采集资料从1903年至2000年的数据记录为93321条,2000年以后的数据1378条。全国地质工作程度数据库包括地质工作程度面元矢量数据94699条,包含区域地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查、矿产勘查、水文地质调查、工程地质调查和环境地质调查等8类地质专业。矿产地点元矢量数据56802条,涵盖有色金属、黑色金属、贵金属、稀有稀土金属、能源、非金属和水气矿产等13个矿种系列。矿区实物工作量关系型数据137248条,涉及到钻探、槽探、坑探等主要实物工作量。开发了数据库管理系统,具有数据查询、数据输出、数据库维护、系统帮助、自动形成图例、图式等各种功能。
十、全国典型矿产数据库
2004年,中国地质科学院矿产资源研究所完成的“中国成矿体系与区域成矿评价”项目建立了全国典型矿产数据库。
全国典型矿产数据库收集和研究矿床及典型矿床共4640个,其中典型矿床535个,建立了全国重要矿产资源综合信息数据表。主要包括铁、金、钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、银、锑、镍等矿种。
此外,该项目还建立了中国矿床成矿系列编图数据库,数据70余万条,数据量超过200兆。
第五节 矿产资源评价应用软件开发
近年来,中国地质调查局相继开发出一系列矿产资源评价应用软件,并推广应用于矿产资源调查评价工作中,主要有物探重磁电数据处理和资料解释软件、区域地球化学数据管理信息系统(GEOMDIS2005)、多元地学空间数据管理与分析系统(GeoExpl)、遥感图像数据处理系统(RSMAP)、遥感信息提取辅助图像处理系统(RSIE)、地质编图应用软件、矿产资源综合信息评价系统(MRAS2.0)、金属矿产资源快速评价系统(MORPAS3.0)等。这些资源评价应用软件涵盖了数据处理、综合及预测评价等矿产资源评价的全过程,提供了有力的地物化遥数据处理、信息提取和综合的软件工具,为矿产预测和矿产资源潜力评价工作开辟了信息技术途径,有效地促进了矿产预测方法技术的发展。
一、物探重磁电数据处理和资料解释软件
物探重、磁、电数据处理与资料解释软件系统,由中国地质调查局发展研究中心组织研发。2005年,中国地质调查局发展研究中心将物探重、磁、电资料数据处理软件系统集成到多元地学空间数据管理与分析系统(GeoExpl)之上,为用户进行综合研究提供了便利条件。
软件的数据处理与物探异常反演功能,基本涵盖了我国重力、磁测、电法勘探工作进行资料解释处理的全部功能,是目前国内重磁电数据处理与制图功能最全的软件系统,可以处理各种情况与观测精度的重磁数据资料和绝大多数格式的电法资料。尤其重磁数据处理功能,包括了常用的延拓、化极、滤波、求导、分量转换、梯度模、界面反演、剖面反演等,以及复杂的带地形反演、三维反演、深度计算、综合约束反演等。
二、区域地球化学数据管理信息系统
区域地球化学数据管理信息系统(GEOMDIS2005)是中国地质调查局发展研究中心研制开发的基于GIS的应用型区域地球化学数据处理软件系统。2006年,中国地质调查局发展研究中心将该系统集成到多元地学空间数据管理与分析系统(GeoExpl)。
区域地球化学数据管理信息系统(GEOMDIS2005)的主要功能有:完善全面的多数据库多工作环境的数据库管理功能;多样精美的地球化学专题图件制作功能;强大的专业数据分析处理模块;灵活快捷的数据检索查询功能;方便实用的多种数据格式转换、多图层随意剪裁以及投影转换一体化功能。
三、多元地学空间数据管理与分析系统
多元地学空间数据管理与分析系统(GeoExpl)由中国地质调查局发展研究中心于2005年研制开发。该系统是基于GIS的应用型软件系统,可以对多元地学数据进行综合管理和应用,满足地学各类专业工作者在区域地质调查、基础地质研究、矿产资源评价与预测、化探数据处理、物探数据处理解释、以及多元地学数据综合利用等方面的需求,2006年开始在地勘行业推广使用。
多元地学空间数据管理与分析系统(GeoExpl)的主要功能涵盖地、物、化、遥各类常规数据处理与分析,包括多元统计、延拓、位场转换、模拟等;可以实现利用地、物、化、遥及矿产等数据的矿产资源、环境等多目标的综合预测分析;多种数据类型接口,包括MAPGIS/ ArcView/ AutoCAD/ MAPINFO/ BMP/ TIFF 等。
四、遥感数据处理软件
(一)遥感图像数据处理系统(RSMAP)
2002年,中国国土资源航空物探遥感中心开发研制出遥感图像处理软件(RSMAP),它是一种数据库管理模式下的图形编辑图像处理综合系统。
系统具有矢量图形编辑、图像增强处理、多波段图像处理分析、数据融合、图像数字镶嵌、图像几何校正、图像分类处理、图像三维立体显示、地理制图等图像处理分析功能,能够进行遥感图像地理图幅查询、视反射率图像生成、人工光源遥感图像生成、矿化蚀变遥感异常信息提取、影像地质图制作、标准地理分幅遥感影像图制作等方面图像处理。
(二)遥感信息提取辅助图像处理系统(RSIE)
遥感信息提取辅助图像处理系统(RSIE)是有色金属矿产地质调查中心北京资源勘查技术中心(原遥感中心)于2004年自主开发研制的一套用于遥感信息提取和多元数据综合处理系统。该系统充分总结了国内外遥感地质找矿方法、效果以及有色遥感地质找矿经验,在遥感信息提取的方法技术研究上,解决了一系列技术关键问题,研制了一套将常规的图像处理技术与多元数据分析、模式识别(分类)、图像掩模等技术相结合的“遥感信息多层次分离提取技术”、以及多元数据综合处理技术,形成了一套有效的技术方法流程。
五、矿产预测决策应用软件
矿产预测的数据空间分析及其信息决策主要是通过一系列基于GIS平台开发的软件来完成,目前在国内矿产资源评价领域,主要以中国地质科学院矿产资源研究所等开发的矿产资源综合信息评价系统(MRAS2.0)和中国地质大学(武汉)与中国地质调查局发展研究中心开发的金属矿产资源快速评价系统(MORPAS3.0)较为完整和成型。
(一)矿产资源综合信息评价系统(MRAS2.0)
矿产资源综合信息评价系统(MRAS2.0)是在国产MAPGIS平台上自行设计、开发的软件系统,主要应用于矿产资源评价及矿产勘查领域,为区域矿产资源综合评价人员提供资源评价数据信息综合和资源潜力制图的计算机辅助工具软件。软件系统以地质矿产调查多元地学空间数据库为基础,开发出能够辅助矿产资源评价人员进行数据综合、成矿多元信息提取和资源潜力定量评价的工具,能够对建立在GIS平台上地质、物探、化探、遥感、矿产等多元空间数据库进行信息深加工,提取能够指示和识别某种矿床存在和贮存规模的深层次信息。
(二)金属矿产资源快速评价系统(MORPAS3.0)
金属矿产资源快速评价系统(MORPAS3.0)是中国地质调查局发展研究中心、中国地质大学(武汉)和中国地质科学院矿产资源研究所基于先进的矿产勘查评价方法技术共同研制开发的普适性的资源快速综合定量评价系统。系统在MAPGIS平台的基础上,以先进的矿产勘查理论和数学地质方法为指导,以成矿区带找矿靶区的优选与评价为重点,开发了用于矿产资源评价分析的应用系统,并结合云南等地重要成矿区带找矿靶区优选评价研究,建立了一套矿产资源评价分析的工艺流程。
第六节 固体矿产综合地质信息预测技术应用示范
自80年代开始,我国开展了全国性的矿产预测实践-全国成矿区划工作,其中1979年-1985年和1992年-1996年原地矿部在全国范围内进行了两轮成矿区划工作。同时组织全国科研力量对我国主要成矿区带开展了“七五”、“八五”、“九五”以矿产预测为主要内容的科研攻关工作,取得了丰硕的找矿成果。在矿产预测工作中积累了大量的实践经验,特别是在矿产预测的方法,在物探、化探、遥感等技术方法的综合应用,在找矿信息提取技术,在GIS技术应用和定量预测方面都取得了突破。在两轮成矿区划工作中,原地矿部相应制订了《固体矿产成矿预测基本要求》(1990年)、《固体矿产第二轮成矿远景区划要求》(1994年),中国地质调查局成立后制订了《固体矿产普查暂行规定》(2000年)、《固体矿产预查暂行规定》(2001年)等有关技术要求。
为了系统总结我国开展全国成矿区划工作以来矿产预测的实践经验,进一步提高矿产预测工作的方法水平,中国地质调查局于2001年开始组织有关专家编写了一套矿产预测方法指南体系,主要包括:固体矿产预测评价方法技术、全国(分省)矿产资源调查评价综合编图指南、区域成矿学研究方法指南、矿产资源预测的MRAS系统等,并在此基础上编制出版了《固体矿产预测评价方法技术》专著(叶天竺等,2004年)。该专著集当前国内外矿产预测理论与方法之长,归纳总结了二十多年来我国重点成矿远景区带科研攻关以及全国成矿区划的实践经验,建立了基于GIS的综合地质信息预测评价技术方法体系,提出了按照以地质构造精细研究为基础,综合地球物理、地球化学、遥感的地质解释信息,依据物探、化探、遥感、地质、矿产等找矿信息开展预测工作的具体方法、程序。
与此同时,在中国地质调查局的统一部署下,应用所提出的“基于GIS的综合地质信息预测评价技术方法体系”,分别在国家高技术研究发展计划(863计划)“基于SIG的资源环境空间信息共享与应用服务”课题(2002-2005年)中的矿产资源区域评价示范研究,“全国(分省)矿产资源调查评价综合编图”项目(2002-2005年)的广东、广西、湖南省级固体矿产资源评价图件编制试点,以及“矿产资源调查数据处理与综合分析子系统”项目(2003-2006)的义敦岛弧银铅锌成矿带等七个重点成矿带选区试点等工作中开展了固体矿产综合地质信息预测技术应用示范研究。通过这些应用示范工作,获得了大量的实际应用实例,积累了丰富的实践经验,为全面进行全国性矿产资源潜力预测评价工作做好了技术准备。
一、国家“863”重大项目矿产资源区域评价示范研究
2002年,国家“十五”高技术研究发展(863)计划在863-13主题空间信息应用与产业促进专题中设立了资源环境空间信息共享与应用服务研究课题,开展了矿产资源区域评价示范研究,选择我国西南三江和长江中下游两个重要成矿带为示范区,通过对两个示范区建立的基础空间数据库数据进行汇总,利用自主开发的网络环境下矿产资源评价系统(MRAS),开展矿产资源区域评价以及地质空间信息多层次查询检索共享与应用服务示范。
西南三江矿产资源评价示范和长江中下游矿产资源评价示范采用“基于GIS的综合地质信息预测评价技术方法”的方法技术体系和工作流程,建立了两个示范区数字地质图数据库(1:20万、1:50万)、航磁数据库(1:20万、1:50万)、重力数据库(1:20万、1:50万)、化探数据库(1:20万、1:50万)、矿产地数据库、工作程度数据库、遥感数据库和典型矿床(点)数据库等8个基础空间数据库。以西南三江铜矿成矿带和长江中下游铜矿成矿带为单元,开展了成矿信息的提取,编制了示范区火山岩岩性岩相构造图、岩浆岩构造图、大地构造相图、遥感矿产信息综合异常图、地球物理推断地质构造图、综合信息地质构造图、地球物理矿产信息综合异常图、地球化学矿产信息综合异常图、沉积建造古构造图、陆块区大地构造图等专题图,并分别建立了示范区综合信息数据库。进行了资源潜力综合评价,编制了西南三江示范区和长江中下游示范区铜矿成矿规律图和铜矿预测图,建立了矿产预测成果数据库。2005年底课题成果鉴定认为具有创新性。
二、省级固体矿产资源调查评价综合编图试点
2002年至2005年,中国地质调查局设立全国(分省)矿产资源调查评价综合编图项目,选择广东、广西、湖南三个省开展了省级固体矿产资源调查评价综合编图试点工作。
试点省根据综合地质信息预测评价技术的思路、程序、方法,按照“全国(分省)矿产资源调查评价综合编图指南(试行)”和有关技术要求,对试点省区已建成的地学空间数据库进行了整理,建立了省级矿产资源评价基础数据库,编制省(市、自治区)矿产资源调查评价的系列图件,并于2004年建立了广东、广西、湖南试点省区矿产资源调查评价综合信息库,提交了矿产资源调查评价专题图和预测规划图及成果报告。
通过广东、广西、湖南综合编图试点工作,取得了很好的成果,为省区的矿产勘查部署、及地质调查立项提供了丰富的基础数据,得到了省区主管部门的认可。
三、义敦岛弧带等我国七个重点成矿带选区试点
2004至2006年,“矿产资源调查数据处理与综合分析子系统”项目在全国范围选择了皖南地区铜金多金属成矿带、义敦岛弧带银铅锌成矿带、东天山铜多金属成矿带、南岭锡多金属成矿带、集安-长白铅锌成矿带、西南三江南段铜多金属成矿带和雅鲁藏布江铜多金属成矿带等七个重点成矿带开展矿产资源评价选区论证试点应用研究。选区试点应用研究以“基于GIS的综合地质信息预测评价技术方法”为指导,结合各成矿带成矿地质背景和资料基础,选择主攻矿种和主要成矿类型,开展矿产资源评价与选区论证示范研究。
目前,七个重点成矿带选区试点根据已有资料,并结合各成矿带主要试点任务,收集和整理了各成矿带地、物、化、遥、矿产等综合资料数据,建立了选区论证系统试点所需的七个重点成矿带基础数据库。在基础空间数据库的基础上进行专业化数据处理,结合区域成矿地质背景和区域成矿规律,从基础数据库相关图层中提取各基础要素信息,生成专题图件,建立了空间分析数据库。根据选区论证工作思路和流程,结合区域地质背景、典型矿床特征和最新找矿成果,相关软件预测评价的结果,建立综合找矿模型和成矿预测,进行成矿远景区评价、优选试点研究,完成了选区论证成果数据库的建立。
第三章 工作内容
第一节 基础数据库整理维护工作
根据矿产资源潜力评价工作的需要,对已有的各类数据库进行数据整理和维护,补充采集各种新的数据资料,最终形成可以提取各类找矿信息的符合各项技术标准的基础数据库。在已有数据库成果基础上,包括矿产资源预测所需要的各种大比例尺数据资料、矿区勘查资料、专题研究资料。
一、基础数据库数据更新内容
(一)全国地质工作程度数据库
2004年完成的全国地质工作程度数据库,较全面系统地收集和整理了全国20世纪的地质成果资料,建立了1901年到2000年我国区域地质调查、矿产勘查、地球物理勘查、地球化学勘查、遥感地质调查、水文地质调查、工程地质调查、环境地质调查和海洋地质调查工作程度和包括黑色金属、有色金属、贵重金属、稀有稀土金属等矿产、分散元素矿产、放射性矿产、冶金辅助原料矿产、化工原料非金属矿产、建筑材料及其它非金属矿产、地下水和地下热水资源、能源矿产等矿产地信息的全国地质工作程度空间数据库,资料截止时间为2000年。
本项目工作资料要求为2006年底,因此必须对原有全国地质工作程度数据库补充数据。该项目基础数据库维护工作,由各省级单位负责按照“全国地质工作程度数据库建设工作指南”和相关技术要求,收集、整理本部门2000-2006年各相关地质工作资料,补充完善原来完成的“地质工作程度数据库”,最终汇总成“全国地质工作程度数据库”,资料截止日期为2006年12月。
(二)地质图数据库
本项目地质图数据库涉及1:20万-1:25万、1:50万和1:250万区域地质图数据库。
1、1:50万地质图数据库
2001年完成的1:50万地质图数据库,资料截止日期为1999年,本次工作任务为完成省级和全国“1:50万地质图数据库”的更新和维护。各省级地勘部门按照“1:50万地质图数据库建设工作指南”和相关技术要求,收集整理2000年到2006年1:25万区调地质资料,完成省级“1:50万地质图数据库”的更新和维护工作,最终完成全国“1:50万地质图数据库”的更新和维护工作,资料日期截止到2006年12月。
2、1:250万地质图数据库
2004年完成的1:250万地质图数据库,资料截止日期为2000年。本次工作任务为完成全国1:250万地质图数据库的更新和维护。根据更新后的全国“1:50万地质图数据库”成果,由全国汇总组按照“1:250万地质图数据库建设工作指南”和相关技术要求,完成全国“1:250万地质图数据库”的更新和维护工作,资料日期截止到2006年12月。
3、1:20万-1:25万数字地质图空间数据库
全国重要矿产资源潜力评价原始资料应用1:20万和1:25万区调资料,省级成果表达比例尺为1:50万,全国成果表达比例尺为1:250万。所以1:20万-1:25万数字地质图空间数据库是本次矿产资源潜力评价工作的基础数据。我国已于2003年完成了全国1:20万数字地质图空间数据库建设工作,涉及1163个1:20万标准图幅。自1998年以来,全国部署了1:25万区调工作,已完成245幅,目前需要把已完成的1:25万区调图幅,全部纳入1:25万地质图数据库,因此需在原有数据库基础上按照原有技术要求完成1:25万区调图幅成果的入库工作。
(三)矿产地数据库
矿产地数据库将为矿产资源潜力评价提供最直接的找矿信息。目前完成了包括原地矿系统和有色、冶金、煤炭、核工业、化工、建材、武警黄金等部门各矿种在内的33794个大中小型矿床、矿点及重要矿化点信息,资料截止日期为1999年。
本次工作任务为,各省级单位和行业部门按照“矿产地数据库建设工作指南”和相关技术要求,进一步补充完善原矿产地数据库,收集整理本省2000年到2006年12月发现的大、中、小型矿床、矿点和矿化点信息,包括资补费项目、地方专项、以及社会商业性项目有关成果资料。补充完善各省原来的矿产地数据库,完成本省矿产地数据库的更新。在此基础上,完成全国矿产地数据库的更新和维护工作,资料日期截止到2006年12月,为矿产资源潜力评价提供直接信息。
(四)航磁数据库
航磁数据资料将为矿产资源潜力评价提供直接和间接找矿信息。该项目航磁数据库涉及1:5万、1:20万、1:100万航空磁测数据。
本次工作任务为,由国土资源部航空物探遥感中心按照相关数据库建设要求,收集整理全国2000年到2006年12月的1:5万、1:20万、1:100万航空磁测数据,补充完善原来的航磁数据库,完成全国1:5万、1:20万、1:100万航磁数据库的更新,提供本次工作使用。
(五)重力数据库
重力数据资料将为矿产资源潜力评价提供重要的找矿信息。该项目重力数据库涉及1:20万、1:50万和1:100万三种比例尺的区域重力数据。资料截止时间为2001年。
本次工作任务为,由中国地质调查局发展研究中心配合各省按照相关数据库建设要求,收集整理2002年到2006年12月的1:20万、1:50万和1:100万区域重力数据,补充完善全国区域重力数据库,完成1:20万、1:50万和1:100万区域重力数据库的更新。
(六)地球化学数据库
地球化学数据资料将为矿产资源潜力评价提供直接找矿信息。该项目地球化学数据库涉及1:20万和1:50万水系沉积物测量数据。资料截止时间为2002年。
本次工作任务为,各省级单位按照相关数据库建设要求,收集整理本省2002年到2006年12月的1:20万、1:50万水系沉积物测量数据,补充完善原本省地球化学数据库,完成本省地球化学数据库数据的更新,该项工作主要涉及西部和大兴安岭地区有关省份。在此基础上,完成全国地球化学数据库数据更新和维护工作,资料日期截止到2006年12月,为矿产资源潜力评价提供直接找矿信息。
(七)自然重砂数据库
自然重砂数据资料将为矿产资源潜力评价提供直接找矿信息。该项目自然重砂数据涉及1:20万自然重砂测量数据。资料截止时间为1999年,由于近几年来没有新的自然重砂资料,因此该数据库基本上满足要求,进一步对有关数据进行必要的整理后即可以使用。
(八)遥感数据库
2004年已经验收了1:25万ETM影像图数据库,基本上能满足本次工作需要。主要对重点地区进一步补充其他卫星遥感和航空遥感数据,补充原有数据的不足,各省根据本省情况分别建立各省遥感数据库。
(九)典型矿床数据库
中国地质科学院矿产资源研究所在二轮成矿区划成果基础上,进一步补充有关资料,已经建立了全国典型矿床的数据库,2005年完成的“中国成矿体系与区域成矿评价”项目成果,也都相应提供了大量典型矿床数据。本次工作将在上述两项成果基础上进一步补充、整理、完成建立全国典型矿床数据库。
二、数据库维护技术内容
(一)数据库管理软件的更新
上述空间数据库中有的数据库管理系统是在MAPGIS平台上开发的,目前MAPGIS软件已经多次升级,原来的管理系统无法提供使用,因此需要进行版本升级。
(二)修改建库指南
根据已经改变了的情况,必须修改建库指南。
三、编制数据库维护工作要求
自从中国地质调查局建设完成各类全国基础地质数据库以来,尚未进行如此大规模的全国性的数据库维护工作,因此必须编制数据库维护工作要求,保质保量完成各类基础地质数据库的数据更新,为开展重要矿产资源预测评价工作提供可靠的基础数据。
第二节 区域成矿地质背景研究
区域成矿地质背景研究工作内容,主要包括沉积岩区地质构造特征研究,火山岩区地质构造特征研究,侵入岩区地质构造特征研究,变质岩区地质构造特征研究,综合地质构造研究等内容。根据不同矿种的特点,在上述工作内容基础上针对不同矿种增加有关内容。
一、准备工作
1、在已有地质图数据库基础上,全面收集1:20万、1:25万区调成果报告,全面掌握1:5万区调成果报告以及1:20万、1:25万区调原始资料,全面收集已有区域地质综合研究成果资料,包括区域地质志、岩石地层统一清理成果,其它有关科研资料。
2、根据本省及邻区成矿地质条件,归纳矿种组合,划分矿化类型。
3、初步分析主要成矿控制因素。
4、确定区域成矿地质背景重点研究内容及地区。
5、确定某些矿种的特殊研究内容。
二、沉积岩区地质构造特征研究
1、划分对比地层层序,编制柱状对比图。
2、进行岩相分析:编制沉积相柱状剖面图及区域岩相横剖面图,综合各种成因标志说明岩相划分原则及依据,说明区域岩相在时间上、空间上的演变特征及规律,划分岩相分区。
3、进行古地理分析:说明海陆分布,古陆及沉积剥蚀区的确定和分布位置,陆地的地貌特征及分布规律。沉积区总的环境特点,陆源物质供给方向,海流及水流方向,水介质特点,水的深度、温度、水动力状况及生物分布等情况。分析沉积厚度的变化趋势,沉积环境与古构造的关系。