浅谈几内亚铝土矿勘探地质工程测量经验

李保杰，刘其军

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，河南郑州 450001）

浅谈几内亚铝土矿勘探地质工程测量经验

李保杰，刘其军

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，河南郑州 450001）

针对几内亚铝土矿勘探中测区面积大、工期时间紧、可利用的已知资料匮乏、作业环境恶劣等实际情况，总结了在对其进行地质工程测量时，其坐标系的选择、控制网的建立、地形图的测绘及地质勘探时的工程测量等问题的方法、经验与技巧。

GPS网；地形图测绘；地质勘探工程测量

1 几内亚铝土矿勘查项目的特点

经过30多年来的改革开放，我国综合国力和国际竞争力增强，国内企业到海外投资的法律法规先后出台，相关政策放宽，我国企业“走出去”开发国外资源步伐明显加快。同时,非洲矿业法、矿业税费等方面修改和矿业投资环境的改善，对与非洲有着深厚的友谊中国来说，非洲成为我国矿产资源“走出去”重点地区之一。最近几年我国多家大中型企业在几内亚共和国取得了多处铝土矿、铁矿等矿种的勘探权。

它们的特点是:①面积大，少则几十km2，多则数百甚至数千 km2；②勘探权期限短，大部分矿权的勘探期限为 3年；③勘探区气候为热带季风型气候，内地为热带草原气候。全境可分为 4个地貌单元：西部（下几内亚）为狭长的沿海平原；中部（中几内亚）为平均海拔900 m的富塔贾隆高原，西非的3条主要河流均发源于此；东北部（上几内亚）为平均海拔300m的台地；东南部为几内亚高原，有海拔1752m的宁巴山，为全境最高峰，年平均气温240-320。勘探区内每年的11月进入旱季，5月份进入雨季。旱季高温无雨，雨季大雨连绵。勘探区水系发达，河流遍布全区，旱季一般可以跨越，雨季河水暴涨，并在河流两岸的低缓地带形成沼泽区，车辆、人员无法出入，每年适合野外作业的时间为12月至来年的5月；④勘探区内山路崎岖，多年生灌木丛生，枝叶茂盛，通行甚为困难；⑤几内亚基础测绘落后，几乎是个空白，没有国家基本的测量控制体系，搜集到的只有法国在70年代布设的GPS控制点，经实地踏勘，绝大部分控制点的标志被破坏[1]。

综上所述，受季节影响，几内亚境内的野外作业时间最多只有半年，而且勘探区内荆棘丛生，交通困难，基础测绘落后，要在 3年或者更短的时间内完成数百甚至数千 km2的控制测量、大比例尺地形测量以及地质勘探工程测量工作，在技术人员的组织、测量仪器设备的配置、后勤保障等方面需要周密的计划和安排。我单位通过对我国某公司在几内亚铝土矿勘探项目的实施，在控制测量、地形测量、地质勘探工程测量等实施中，采用GPS等先进的测绘技术，为地质勘探提供了强有力的测绘保障。同时也积累了点滴经验，仅供参考。

2 控制网的建立

2.1 坐标系的选择

由于受到工期和野外有效作业时间的限制，我们没有在采用什么坐标系、什么投影及参考椭球等方面进行无休止的论证。选择坐标系统时主要考虑以下几个方面：①要充分考虑已有的控制资料和已有图件的使用（搜集到的控制点成果和1∶50000地形图坐标系均为克拉克参考椭球，UTM 投影）；②无论采用什么投影，投影长度变形值不能超过2.5 cm/km；③建立的GPS控制网经检查验证相邻点点位中误差应不超过0.1 m，满足规范和设计的要求；④高程系统采用已有测绘成果的高程系统，能够充分发挥已有1:50000地形图的作业[2]。

基于上述几方面的因素，勘探区采用抵偿高程面的独立平面坐标系统和独立高程系。采用克拉克参考椭球，UTM投影，高程基准为WGS-72大地水准面。投影高的确定方法采用试算的方法求得，即测定若干条GPS点之间的平距，改变GPS网二维平差的投影高，直至计算的边长和测定的平距相符合，然后再检查若干条GPS边的平距或者采用RTK对平差后的GPS点进行检核，验证结果和平差后的成果相符合，此时的投影高即为本测区的投影高。快速确立的坐标系统不仅在精度上满足规范和设计的要求，同时在速度上满足地质勘探工期的要求。

2.2 三、四等GPS网的建立

平面控制网和高程控制网是全野外数字化地形测量和地质勘探工程测量的基础。在国内的勘探项目，一般都是在已经建立控制网和大比例尺测图完成后开展的。但几内亚的铝土矿勘探项目的地质勘探工作受工期和雨季的影响，不能像国内的勘探项目一样，按部就班地进行。需要以最快的速度布设数百km的勘探线和数千个钻孔的放样，满足数十台修路机械及钻机安装调试结束后就要进行钻探作业的要求。在数百甚至上千 km2的范围内完成三等、四等平面控制网及高程控制网的布设最少需要 2个月甚至更长的时间，这样就无法保证勘探工作按期完成。

为保证地质勘探工作的按期实施，特别是保证钻机的如期开钻，首先在勘探区，以四等GPS网的基本要求布设一部分四等GPS控制点，平面坐标采用静态GPS联测，高程采用GPS拟合高程，在一周之内就能完成供布设勘探线及钻孔放样的GPS控制点测量，通过全站仪检测GPS边长或者通过RTK验证各控制点的坐标，初步确定控制网的投影参数，为RTK的测量作业提供基本的控制成果和参数。

在满足地质勘探正常生产的前提下，按照规范和设计要求布设三等GPS网。在三等GPS控制网的基础上布设四等GPS控制网，在三、四等GPS网中，分别施测部分三、四等水准点，没有施测水准高程的 GPS点采用GPS拟合高程。在布设四等GPS网时，把先期在勘探区布设的GPS网全部纳入整个测区的四等GPS网，经整体平差确定最终控制网的平差成果。为全野外数字化测图、勘探线剖面的施测和钻孔等工程点的定测提供控制基础[3]。

3 全野外数字化地形测量

我队在2008-2010年三期勘探工程总计需要测绘1: 5 000数字化地形图570 km2，受各种因素影响，野外作业时间总计只有9个月。受工期及其他条件的限制，采用遥感测量的方法成图，无法保证在短时间内为地质勘探工作提供成图。

综合多种因素，1∶5 000全野外数字化地形图的测绘决定采用RTK进行无编码数据采集配合实地绘制草图，然后采用 CASS7.1中小比例尺成图软件编绘。由于测区除去少量的开阔地外，均为茂密的多年生灌木，给野外测量造成很大的麻烦，人员很难穿越，并且进去后很快就迷失方向，很难按常规的方法进行数据采集，严重影响测量工作的进度，不能保证按工期要求完成所有的测量工作。在经过认真分析测区的地形地貌特征的基础上，决定采用勘探线剖面测量、钻孔放样与地形数据采集同时进行，这样既保证地质勘探的需要，也保证了地形图的测绘进度。1∶5 000地质勘探线剖面的间距为300m（网度300m），利用RTK的直线放样功能施测勘探线剖面和钻孔放样，同时进行地形数据的野外采集。另外在勘探线之间（也就是150 m的间距（网度150 m））按直线进行地形数据采集。沿直线进行数据采集的同时，均在直线的两侧各50m处加测地形点，这样使野外地形点的采集密度基本上达到50m。遇到地类界、村庄、道路、河流等地物单独测绘，并绘制草图。采用上述作业方法在保证了地形图的精度的同时，提前完成了3期1∶5 000地形图的测绘、勘探线剖面测量、钻孔放样等工作,为整个勘探项目的完成奠定了基础。

4 地质勘探工程测量

4.1 地质勘探工程测量的方法

以本勘探区四等GPS控制点或者加密控制点为控制基础，采用动态 GPS（RTK）对浅井、钻孔进行布设和定测。均采用固定解进行测定，禁止使用单点解、差分解或者浮点解。具体方法为：在控制点上设置基站，用移动站到其他已知点上检测，确认检测成果和已知点成果较差X、Y不超过5 cm，H不超过15 cm后，才能进行施测。仪器主要参数设置如下：卫星截止高度角≥15°；PDOP值≤4；有效观测卫星数≥5颗；同一基站的工作半径不超过5 km[4]。

4.2 勘探线剖面测量

勘探线剖面的比例尺为 1∶2 000，勘探线剖面测量，采用南方灵锐S86动态GPS的直线放样功能沿勘探线的设计方位对地形变换点、地质界限点等进行测量勘探线的端点由地质人员根据实际情况而定，端点均用油漆标记。所有剖面点的定测坐标全部达到固定解，由于RTK固定解精度达到厘米级，完全满足规范的要求，因此剖面线没有按规范要求加测剖控点[5]。成图采用南方 CASS7.1中小比例尺成图软件自动生成，然后按规范要求手工进行修饰,成图格式为.DWG，同时按地质工作需要转成MapGIS格式[6]。

5 结 语

在几内亚 3期铝土矿地质勘查工程测量中，采用GPS全球定位测量等先进技术，选择比较合理的作业方式，科学组织、全力以赴、不畏艰险。通过全体员工的艰苦奋战，在短短的9个月时间里，完成了三等GPS控制测量50点，四等 GPS控制测量115点，三、四等水准测量267.5 km，1∶5 000数字化地形图570 km2，钻孔放样3 575，钻孔定测3 029个，勘探线剖面测量1 392.5 km。短时间内完成了在国内也难以完成的测绘工作量，为 3期的铝土矿地质勘探提供了实时、高质量的测绘保障，受到我国驻几内亚大使、甲方及几内亚矿业部的高度赞扬。

[1] 万国博览编写组.万国博览（非洲卷）[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社，2004

[2] GB/T 18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范[S].

[3] 李朝阳，陈龙珠，陈进杰.基于GPS-RTK技术定测铁路新线的铁路探讨[J].测绘通报，2005(1):42-43

[4] GB/T 18341-2001.地质矿产勘查测量规范[S].

[5] 李胜.地质测量工程中PTK的应用技术[J].中国新技术新产品，2010(11):95-96

[6] 李晓东，郭恒茂.浅谈利用CASS7.0软件绘制地形图和断面图[J].中国科技信息，2010(9):24-26

Experience on the Geological Engineering Survey in Guinea Bauxite Exploration

by LIBaojie

Exploration for bauxite in Guinea isa large survey area,shortperiod,lack of available information,and other adverse conditions.The paper summaried themethods,experienceand skillsof the coordinate system choice,controlnetwork,topographicmapping,engineering survey etc.in itsgeologicalexploration.

GPS-net,topographic survey,geologicalengineering survey（Page:114）

P258

B

1672-4623(2011)02-0114-02

2010-09-13

李保杰，工程师，主要从事地质矿产测绘工作。