江西“两山一带”等重要铀成矿区带数据库建设与成效

卢俊浩，吴赞华，狄家亮，沈友敏

（江西省地质局，江西 南昌 330002）

地质学许多问题的研究突破都依赖于对区域或全球各类地质数据的综合分析，是典型的数据密集型科学［1］。传统的地球科学家擅长于以因果关系为核心的逻辑思维方式，而缺乏以关联关系为核心的大数据思维方式，虽然极大地推动了学科及产业的发展，但难免遇到瓶颈，地质学在大数据时代正面临着前所未有的机遇与挑战［2-3］。

随着地质资料不断更新，将积累多年的纸质资料进行数字化是发展大数据思维的首要前提。国内外许多国家和地区早已针对上述问题开始了各具特色的地质资料信息化建设工程，美国国家地质年代学数据库收录了所有采自北美的样品年代学信息，包括采样位置、岩性、测试数据、解释及对应的文献等内容，并与其他国家建立的年代学数据库进行交互对接［4］，以此为基础的大区域地质年代学深入研究和全球性地质资料的对比将进一步揭示地球演化史中重大事件出现的规律［5］；俄罗斯Alexander Ronov团队对地壳岩石的年龄、岩性和体积进行时空综合数据的人工编译工作，目的是用定量化的方式来探讨岩石、古地理和构造之间的关系和规律，在其建设初期取得了较多的重要研究成果［6］；来自国内的“地质云”由中国地调局各直属单位数据集成，形成了基础地质、矿产资源、水工环、海洋地质、物化遥、地质科学研究、钻孔、遥感、工作程度多个数据库，推出了地质调查、业务管理、数据共享及公开服务4个系统［7］；此外，山西、四川、湖北、福建等地也分别以不同形式建立了本省地质勘查、地质灾害、工程地质或城市地质等方面的资料数据库和相应的管理系统，为当地政府决策、地勘单位工作部署、地质研究等方面提供了新的技术支撑［8-11］。

在此背景之下，原江西省核工业地质局以拓展找矿选区思路、转型升级核地质工作、实现铀矿地质队伍延续发展为主要目的，积极开展了“两山一带”（即相山、桃山、赣杭带）等重要铀成矿区带数据库建设项目，启动了放射性矿产资料档案数字化工程。该数据库建成后不仅在信息管理上解决了传统资料完整性、连续性、继承性差，工作效率低等问题，更能够尝试应用大数据思维，从全省铀矿地质工作成果的视野理解铀成矿规律和控矿因素。

1 总体框架搭建

建立“两山一带”等重要铀成矿区带数据库的总体目标，是实现对数据库建设单位历年来积累的基础资料和成果资料的数字化储存，对各大重要成矿区的工作程度、成果、矿业权、生态红线等多源信息进行更新，在充分了解前人工作的基础上，通过数字化编图来了解前人思想上的空白区、地质工作的空白区、找矿方法的空白区。并选取典型矿床进行三维地质建模，探索三维可视化开发和不同技术经济指标的地质模型建设。进而为相关专业人员对矿田资源进行规划、审批与核查业务等提供有效支持，为今后铀矿资源及其他矿种进一步深化找矿提供更加全面、更具针对性的动态基础数据资料。

根据以上目标，将数据库基本框架搭建如下（图1）：

图1 数据库建设总体框架Fig.1 The general framework of database construction

1）建立数据源收集体系

购买专业化设备及软件，并组织专业档案人员和资料预处理人员对不同时期不同比例尺的地质、物探、化探、遥感等基础资料和成果资料，包括图件、附表和文字等进行收集和整理。

2）建立资料库、图件库与目录库

资料库：将涉及到的所有地质工作资料按照地质资料管理分类办法进行整理、归类，并进行数字化和电子化（文字资料、数据表格、扫描图片、照片等）。

图件库：编制铀成矿带1∶25万、铀矿田1∶5万的地理底图、矿权分布图、工作程度图、成果分布图、工程分布图，对于重点区块建立中大比例尺子数据库，包括各铀矿区、铀矿床地、物、化、遥的中大比例尺编图。另对所有收集到的环境地质、城市地质及水工环地质的图件进行数字化。

目录库：将所有资料目录表进行整理、归类，按照地质资料管理分类办法建立数据化目录库。目录库能够链接出图件库中的相关图件和资料库中的相关附表、报告摘要等信息。

3）三维地质建模

选取若干个典型铀矿床，根据矿床成矿规律，用国际领先的矿山规划开发软件Minesight进行三维建模，将矿床地质要素进行三维可视化呈现，并用不同边界品位动态圈定矿体，通过克里格法估算矿床资源储量，使得估算精度得到提高。

4）建立数据应用体系

首先建立数据共享服务平台，形成对地质调查、地质勘查等项目具有基础指导和效率提升作用，并且对公益地质、环境地质、城市地质及水工环地质等产业都能起到技术支撑作用的电子馆藏；其次建立找矿选区平台，建成的数据库能够通过对各类成果图件分层次进行多源信息叠合，圈出具有成矿潜力的远景区（1∶25万）、靶区（1∶5万）和靶位（1∶1万）。

2 建库方法与技术路线

2.1 建库方法

1）资料预处理。在全面收集资料的基础上，对资料进行系统的分析研究、综合整理及筛选，修改处理不正确的空间拓扑关系、不合精度的套合关系、不正确或不统一的数学基础、不合要求的接边关系等问题。其他电子类图形图像资料，则进行图像处理、数据格式转换、坐标系转换（统一为国家2000大地坐标系）等操作。对纸质类图件资料，经过处理后再扫描生成栅格图像，然后进行数字化等相关操作。

2）图件库建设。首先将图件库分为1∶25万、1∶5万及中大比例尺3个层级，编制1∶25万铀成矿带和1∶5万铀矿田地理底图，在地理底图的基础上编制地质矿产图和矿权分布图，并按地质、物探、化探、遥感4类编制工作程度图、成果分布图和工程分布图，并将1∶5万数据库作为1∶25万数据库的次一级子数据库，并在1∶25万数据库中建立相关链接。对于工作程度较高的地区，建立1∶5万图件库的子数据库（包括大于1∶5万的所有比例尺资料），并在1∶5万铀成矿区矿权分布图上建立相关链接，同时采用缩编的方式，将1∶5万图件中工作程度较高的地区替换为中大比例尺内容，形成矿集区中大比例尺图件库。所涉及的基础地质图件严格按照相关标准规范执行。

3）资料库建设。在资料收集、资料预处理、图件库建设过程中，将涉及到的所有地质工作资料（包括地质、物探、化探、遥感等及相关附表资料、矿权资料等）按照地质资料管理分类办法进行整理、归类，并进行数字化（图件库要求以外的图件）和电子化（文字资料、数据表格、扫描图片、照片等）。资料库中归类好的各种地质工作相关资料与图件库、目录库建立好链接，方便调用和查阅（图2，图3）。

图2 收集整理资料示意图Fig.2 Sketch of collecting information

图3 MapGIS 矢量化界面及属性编辑Fig.3 Vector Interface and attribution edit in MapGIS

4）目录库建设。在资料收集、资料预处理、图件库建设、资料库建设的各个阶段，对所涉及的资料建立查阅资料目录表登记制度，将登记的所有查阅资料目录表进行整理、归类，按照地质资料管理分类办法建立数据化目录库。目录库能够链接出图件库中的相关图件和资料库中的相关附表、报告摘要等信息（图4）。

图4 目录库示意图Fig.4 Sketch of database catalog

5）三维地质建模。选择典型矿床，按照软件对原始信息的要求建立孔口坐标、钻孔测斜、样品分析化验值和地质代码等数据文件，综合考虑矿体规模、产状、空间分布、地形数据、钻探工程和其他探矿工程的分布等确定模型范围。通过对铀品位的统计特征值分析，变异函数拟合、克里格估值，完成建模，最后结合矿化域的分布情况，寻找铀矿化体空间分布规律。

2.2 技术路线

在收集、筛选各铀成矿区带已有的地质成果资料的基础上，结合现代地质勘查的新理论、新认识、新方法进行资料的综合整理研究，同时利用MapGIS地理信息平台、Office办公平台和Section数据互通平台对相关图件、文本和表格等进行图件库、资料库、目录库建设，实现已有成果资料的数字化图件和报告文本、表格数据之间的链接应用，同时利用Minesight矿山规划设计平台对典型矿床进行三维建模，为今后地质找矿工作提供高效、便捷的地质资料动态管理（图5）。

图5 数据库建设技术路线图Fig.5 Technical road map of database construction

3 建库成效分析

3.1 资料收集整理

建库人员收集了工作区涉及的铀矿及非铀矿地质（包括地质、物探、化探、遥感、水文等成果资料）、矿权及生态红线、环境地质、城市地质、工程地质等不同时期的文字资料、图件资料、附表资料等共5 551份。按照地质资料管理分类办法进行整理、归类，并进行数字化（图件库要求以外的图件）和电子化（文字资料、数据表格、扫描图片、照片等）。

3.2 建库编图

2018年建库人员主要对工作区1∶25万及1∶5万的主要图件进行了建库，包括地理底图、矿权分布图、成果分布图（地、物、水、化、遥等）、工程分布图等。2019年主要在此基础上补充了1∶50 000～1∶100的大比例尺数据库，包括各工作区主要的矿（集）区、矿田、矿床等地、物、水、化、遥成果资料，包括矿点的钻探、槽探、坑探等资料大部分都进行了建库，入库图件共3 377张。

3.3 三维地质建模

利用重点勘查区的钻探、坑探等中深部勘探资料，选取典型矿床，在地质统计学估算资源储量、三维地质建模领域资深专家的指导下，对垂向及深部的数据资料进行了三维立体数据库初步建设，并较为规范地完成了地质统计学法进行品位估值建立3D模型的全过程（图6，图7）。建模通过分析铀矿块边界品位壳与地质体的空间关系，为以后在该区扩大找矿成果提供了方向，并能为今后矿山的规划、综合开发利用、开采系统优化等方面提供技术支持。其次，建模使得储量估算精度提高，并且已经达到用地质统计学方法提交资源储量估算详查（含以上）地质报告的部分大纲的质量要求，如图6所示，**矿床资源量估算就是在已圈出的玄武岩地质体限制性品位估值，在此基础上，可进一步圈定矿化域的边界，从而精确估算资源量。另外，建模培养了一批三维地质与地质统计学人才，这支建模队伍对Minesight软件的使用已经相当熟练，在今后的相关工作中将发挥中流砥柱的作用。

图6 **矿床玄武岩（蓝色、深蓝色）与克里格0.02%矿块边界品位壳（金色）的空间关系（据江西省地质局二六四大队）Fig.6 Spatial relation of basalt（blue，dark blue）of** deposit and 0.02% Krieger Bound grade shell（gold）

图7 **矿床模型500 m 水平断面克里格品位估值图（据江西省地质局二六四大队）Fig.7 Estimated grade of Level 500 m by Krieger method for** deposit model

3.4 多源信息叠合选区

信息叠合实质上就是运用一定手段和技术方法，将从研究对象获取的所有信息全部统一在时空体系内所进行的综合评价［12］。选区首先以成矿区带为导向，利用1∶25万的数据库，叠合地理图、地质图或目标地质单元、矿产、物、化、遥、重图层及矿业权生态红线图层，圈出1∶25万远景区。在1∶25万远景区内，利用1∶5万数据库，叠合地理图层、地质图层或目标地质单元、矿产物、化、遥、重图层、工作程度图层及矿业权生态红线区图层，选定找矿靶区。在靶区内，叠合1∶1万地质图、综合成果图、工作程度图及工程分布图，优选矿区内有继续找矿潜力的地段，再结合大比例尺平面及垂向资料、三维地质模型及野外异常信息查证的综合研究圈定靶位（图8）。

图8 桃山地区物化探、生态红线信息叠合图（据江西省地质局二六六大队）Fig.8 Superposition diagram of geophysical-geochemical Information and ecology redline

选区的一大特点是能够将不同工作、不同比例尺的图件进行叠合，并以其为载体，研究成矿区成矿条件、成矿规律，研究区内典型矿床成矿定位条件和找矿模式，跟踪区内找矿动态。

3.5 其他成效分析

建库培养了一批地质数据库建设人才及地质专业找矿人才，包括地质专业技术人员、物探专业技术人员及水文专业技术人员，他们在数据库建设及综合研究过程中增加了对工作区的认识，熟练掌握了绘图、建模等工作软件的应用，提升了项目协调管理能力、资料收集及整理能力、综合地质分析及靶区优选能力、图件制作能力、三维建模能力、储量估算能力及报告编写能力。同时，建库人员充分运用现有数据库建设成果，为申请各类地质项目提供了地质及生态红线等资料，为快速、有效的圈定立项范围和编制立项材料提供基础支撑，使得数据库整理出的资料在其他地质项目的实施和项目库的建立过程中也取得了很好的应用。

4 存在问题与下一步工作方向

4.1 存在问题

数据库建设的主要目标之一是提供找矿选区的有利工具。目前，建库前期工作已经全部完成，但找矿选区平台还需继续完善，多源信息叠加选区的方法目前只停留在人为叠加，还未建立起对地、物、化、遥等各种找矿信息进行权重赋值，并能够自动划分区块的功能。

4.2 下一步工作方向

在区域铀成矿地质背景分析的基础上，通过对典型铀矿床、矿点的控矿因素和找矿标志进行剖析，确定与铀成矿预测相关的多源成矿信息的综合权重，给其一个客观、正确的评价分析，以充分发挥多源数据融合技术在地质矿产调查中的作用［13］，并对有代表性的地质现象进行详细研究，构建3大硬岩型铀矿的综合找矿评价模型［14］。

5 结语

“两山一带”数据库建设是实现江西省地质局铀矿地质队伍延续发展、高擎核大旗、做精地矿业、拓展大地质、延伸大服务并积极主动为美丽江西作贡献的重要举措。随着数据库建设进程不断推进、数据资源不断夯实、数据管理应用开发体系不断完善，对江西省“两山一带”等重要铀成矿区带的地质研究必将不断深化，对地勘单位体系高效率运转必将起重要作用，对铀及其他矿种的找矿勘查必将不断取得新的突破，对全省基础地质、公益地质及地质延伸业的发展必将给予有力的支撑。

致谢：本文来源于2018—2019年原江西省核工业地质局专项出资项目《“两山一带”等重要铀成矿区带数据库建设》，该项目从立项到结题得到了局总工程师韦星林和地质矿产处处长曾文乐的全程把关和悉心指导，也得到了各地勘单位全力的配合和辛苦的付出，在此表示衷心的感谢！