李传夏
(1.山东省鲁南地质工程勘察院,山东 兖州 272100;2.自然资源部采煤沉陷区综合治理工程技术创新中心,山东 兖州 272100)
资源的开发与利用是社会发展和进步的基础,尤其是金属矿产资源的综合利用。在金属矿产资源勘查中,可形成大量的地质原始勘查资料,包括各类数据统计以及图件绘制等,传统的绘图方法不仅效率低下而且综合利用程度不高[1]。随着计算机技术的发展,以GIS为基础发展起来的各类地质类专业软件应用而生,提高的地质基础资料的综合利用程度和效率。基于此,本文以GIS软件平台为研究对象,分析其在地质矿产资源评价中的应用。
(1)具有高效性。GIS软件在地学领域应用极为广泛,如MapGIS、ArcGIS、DGSS和Section软件等,均是在GIS系统上二次开发而来。GIS软件具有良好的高效性,主要体现在绘制图件的效率方法,包含自动矢量化等功能,提高了绘图的自动化程度以及效率,同时减少了作业人员数量。
(2)具有可重复利用性。GIS软件在地学领域中的应用较宽泛,包括地质图、地球化学异常图、遥感异常处理、图像校正等功能。就某一类地质矿产图件来说,是由不同的“点、线、面”构成,而不同的“点、线、面”可由不同的图层组成,如地质界线、断层界线、水系、矿体界线、地球化学异常线、地球物理异常线等组成,故可通过实际需求对上述图层进行简单的叠加处理,就可形成另一类地质矿产图件,即任何一个图层具有较高的可重复利用性。
(3)简化了编图过程。地质矿产的编图包括图层设置、属性挂接等方面,其中图层设置的合理与否是影响编图效率的前提[2]。在地质图件编制过程中,合理的设置图层,能够有效地提高图层的利用效率,如矿产点图层,不仅是矿产地质图的重要表达内容,也是找矿区域类图件的重要组成部分。
以基于MapGis6.7的“数字地质调查信息综合平台(DGSDATA)”系统为例,数据库建设主要流程包括“数字填图PRB图库→实际材料图→编稿原图→部分继承编稿原图的属性并建立空间数据库→要素类属性录入→属性数据质量检查→从要素类提取对象类→对象类数据录入→质量检查→压缩存盘→自动赋ID值→整理提交成果(包括分幅元数据)”等内容,为进一步编制矿产地质工作底图奠定基础。
地质矿产工作底图编制是矿产资源评价的基础,包括各个填图单元的划分等内容,如沉积—火山岩石地层单位,需要表达地层代号、分布界线以及时代等,对于需要特殊表达的地质体采用沉积建造等方式突出表达;对于侵入岩岩石年代单元[3],需要明确岩石岩性、时代以及与围岩的变化关系等,分析其含矿性特征等。此外,在底图编制过程宜采用图层的方法编制,对于各类地质信息的综合表达意义重大。
矿产资源评价圈定包括对远景区圈定、矿区成矿地质条件的研究、地球物理化学等特征的综合分析,下文以某铅锌多金属矿床的资源评价过程为例,分析GIS在地质矿产资源评价中的应用。
表1 某铅锌矿预测工作区最小预测区估算成果表
图1 某铅锌矿床地化剖面图
远景区呈北西-南东向展布,出露地层以上三叠统锅雪普组、桑多组和中侏罗统东大桥组为主,对成矿较为有利的地层为乱泥巴组灰岩地层、锅雪普组变质砂岩及桑多组下段中的变质砂岩;矿区构造较为发育,区内发育有很多次级小构造,将地层切割呈菱形及小块状分布,在断层旁侧的次级裂隙中,局部见有银、铅、锌、铜矿化,由于构造活动强烈,为成矿物质提供了较好的运移通道;岩浆岩以侵入岩为主,主要出露在矿区北侧,在岩体与桑多组地层的接触部位,多发生角岩化现象,见有铜矿化;水系沉积物异常包括HS3(Ag、Cu、Pb、Zn、Sb、Hg异常)、HS9(Zn、Sb、Hg、W、Sn异 常)、HS10(Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Mo、Sn、Cr、Ni异常)、HS17(Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo异 常)、HS18(Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、Hg、Ni异 常)、HS19(Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、Hg异 常)、HS20(Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Cr异 常)、HS25(Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Mo、Hg异常),且水系沉积物异常连续分布在三叠系锅雪普组、乱泥巴组及桑多组地层中,各元素套合好,具有三级浓度分带,成矿条件好;羟基一级异常与HS17、HS20综合异常吻合程度高,分布在桑多组与东大桥组接触带部位,具有良好的成矿地质背景。综上所述,该区域成矿地质背景条件良好,故将该区域确定为重点找矿远景区。将上述各个图层内容在GIS软件中叠合在一起,就可编制出找矿预测图件,如某铅锌矿区的地化剖面图(图1)就是将地质剖面与地球化学剖面图叠加在一起而成的,对后期分析成矿特征意义重大。
根据上文讲述流程圈定出找矿远景区,在GIS软件中根据成矿地质条件以及有利构造部位条件等确定其最小预测靶区,如矽卡岩型矿床的岩体与碳酸盐岩地层的接触蚀变带,斑岩型矿床的斑岩体范围等[4]。最小预测区确定后,再提取主要的控矿因素,如含矿地层建造、侵入岩、构造交汇部位等,为进一步确定其评价范围奠定基础,如某铅锌多金属矿资源评价(表1)。
综上所述,GIS在地质矿产资源评价中应用极为广泛,尤其是在矿产勘查过程中各类地质图的综合应用中,如地球化学图、地球物理图、遥感解译图等,在该软件中可实现自由叠合,形成不同要求的预测类图件,如找矿预测图、矿产地质图、找矿靶区等。此外,加强GIS软件的综合应用,对勘查成果的再利用意义重大,提高了基础数据的综合利用效率。