区域地质调查的现状及发展前景

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  摘 要:区域地质调查是指在选定的范围内,按照一定的任务和相应的规范要求,运用地质理论和各种工作技术手段,全面系统地进行综合的地质矿产调查研究工作。中国的区域地质调查研究工作100多年来经过了7个不同的发展阶段,即:1913年前的启蒙阶段;1913-1952年奠基阶段;1953-1965年不断发展阶段;1966-1976年缓慢发展阶段;1977-1988年大发展和全面总结阶段;1989-1998年深入发展和全面提高阶段;1999-2010年大调查阶段;2010-现在新一轮大调查阶段。随着科技的不断发展,区域地质调查在方法、手段上有了更先进的技术,同时区域地质调查也面临怎样更好的服务社会等变革问题。
  关键词:区域地质调查;现状;发展前景;三维地质填图;ABC模式
  区域地质调查,也称区域地质测量(简称区调)是指在选、定的区域范围内,运用现代地质科学理论和技术方法,在充分研究和运用已有资料的基礎上,按规定的比例尺进行系统的区域地质调查、找矿和综合研究,阐明区域内的岩石、地层、构造、地貌、水文、工程地质等基本地质特征及其相互关系;研究矿产的形成条件和分布规律,为经济建设、国防建设、科学研究和进一步的地质找矿工作提供基础地质资料。因此,区域地质调查是为国民经济各部门、重要经济建设区、中心城市发展和国土规划等提供必要的区域地质资料的基础性和公益性工作。随着现代社会和经济的发展、科学技术的进步,以及地质找矿工作的深入发展,区域地质调查的重要作用和深远意义已愈来愈为人们所认识。
  1 概况
  地质填图是一项旨在查明国家基本地质情况的超前性、公益性、战略性、多用途的基础性地质工作,为资源勘查、环境保护、工程建设、城市规划、国土开发利用、地球科学发展等提供重要支撑。国家区域地质数据体系包括小比例尺(1∶100万和1∶50万)、中比例尺(1∶20万和1∶25万)、大比例尺(1∶5万)3个层次。截止2015年底,全国完成1:25万区域地质(矿产)调查覆盖面积为595万平方千米,占比62%(按960万平方千米计算);完成1:20万区域地质(矿产)调查覆盖面积为691万平方千米,占比72%;完成1:5万区域地质(矿产)调查覆盖面积为351.7万平方千米,占比36.64%。
  2 区域地质调查的内容
  区域地质调查通常包括区域地质填图和区域矿产调查评价两方面。区域地质填图是在选定或规定的区域范围内,按一定的比例尺及统一的技术要求,将各种地质体分布特征、三维关系及有关地质现象用规定的地质填图要素填绘于地理底图之上,形成地质图的工作过程。因此,是一项以基础地质研究为主的调查方法。它或在实际观察和分析研究的基础上,或在航空像片和遥感影像地质解译并结合地面调查的基础上进行,是地质调查的一项基本工作,也是研究工作区地质和矿产情况的一种重要方法。区域地质填图是获取区域地质图件的最主要手段,尤其是大比例尺地质图,均来自于区域地质填图。
  区域矿产调查评价是通过系统的野外调查和综合研究工作,查明规定图区内各种矿产资源的种类、分布、规模、产出规律,圈出进一步工作地段和远景区,进行成矿预测,指出找矿方向,根据控制程度估算部分矿床相应级别的资源量。此类地质工作属区域矿产调查。区域矿产调查可按国际分幅图幅、成矿区带、行政区及其ta选定的特殊区部署,亦可进行以单矿种或矿zhong组为主的调查。不同比例尺的区域矿产调查工作的精度要求不同。实际野外区域矿产调查工作的原则是以面为主,点面结合,重点检查评价。主要工作内容是收集整理工作区内各类矿产资源资料和相关的物探、化探、遥感、科研等资料,有重点地开展地面物探、化探工作,有选择地进行矿点检查,物化探异常检查,自然重砂和物化探异常加密取样,开展成矿规律研究。按国际分幅图幅工作的1:5万~1:25万的区域矿产调查一般结合区域地质调查部署,根据地质条件和需要进行相应比例尺的自然重砂测量、水系沉积物测量、放射性伽马测量等扫面调查,并对调查中新发现的矿点、矿化点和找矿线索进一步检查。区域矿产调查应提交相应的综合地质报告及附图,或按矿种分别提交调查报告。
  3 工作方法
  区域地质调查最基本最主要的工作方法是野外实地勘查和观测研究,并将所获得的地质信息填绘在地理底图上(见地质填图),并按一定格式记录下来(见地质编录)。此外,为了更有效更准确地获得和识别地质信息,还常采用以下方法:①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、地温法勘探以及钻孔地球物理勘探。②地球化学勘查。③在基岩出露好、地质标志较清楚的地区,还可采用遥感图象解释的方法(见遥感地质)。④重砂测量(重砂指由比重较大、物理和化学性质比较稳定的矿物颗粒所组成的松散集合体),通过重砂分析和综合整理,发现并圈出矿产机械分散晕,即与矿产密切相关的指示矿物的重砂异常,据此进一步追索原生矿床和砂矿床。重砂测量包括人工重砂测量和自然重砂测量,是区域地质调查中广泛使用的一种找矿方法,尤适用于水系发育的地区。
  4 区域地质发展的现状
  4.1 区域地质调查的特性
  中国区域地质调查是国家公益性、基础性、战略性和前瞻性地质工作,因矿业需求而产生,因社会需要而拓展,因技术发展而变革。它是经济社会发展的重要保障基础,是国家发展战略和发展政策制定的依据,是认识和研究地球、开发利用地球资源、保护地球环境最基础的工具。其主要任务是通过填制地质图,查明岩石、地层、构造、古生物等地质体基本特征,研究沉积作用、火山作用、侵入作用、变质作用和构造。其核心是“路线+剖面”。其成果呈现方式包括地质图、地质报告、地质图说明书、地质图数据库等。
  4.2 区域地质调查面临关键转型期
  十八大以来,国家在资源开发、环境保护、灾害防治和土地利用等方面出台—系列重大战略,过去以提高工作研究程度和服务找矿为主的区调工作已经难以满足社会需求,急需转变发展方式,拓展工作范围和调查对象,聚焦重点目标和关键区域,更有针对性和更加精细地解决与社会需求紧密相关的重大基础地质问题。基础地质研究是地质科技创新和原始创新的动力,但目前生产与科研“两张皮”的问题还没有从本质上得到解决,急需转变发展动力,树立科技创新引领的新理念,坚持填图过程就是科学研究过程。同时,区调自身面临科学数据采集与地质作用认识双重任务,但数据简单化、研究弱化及质量下降已经不能适应新形势,急需转变发展路径,建立“需求驱动、问题导向、目标考核”为核心的区域地质调查新体系,深化基础地质研究,提高关键科学问题认知水平,提高成果的应用效果。在管理中,我们同样面临人员队伍水平不高、结构不合理、工作区域不稳定、缺乏长期积累等问题,急需转变管理方式,推进运行机制和管理方式创新,构建成果评价和人才培养新体系,加强产品开发与资料信息公开发布。   4.3 欧美发达国家地质填图及理念
  欧美发达国家地质填图标准主要有地质图符号标准和报告编写标准两类,地质填图的总体特征为“重视结果,放手过程”:①其地质填图是围绕地质问题和科学目标填制通用地质图件,填图过程没有对点、线、面等控制的具体要求,野外填图工作中根据地质问题和需求部署地质路线,并根据地质现象的变化和新发现不断调整调查区域和调查路线等工作量安排,对重要的地质现象进行追索填图。②欧美发达国家填图是科学家填图,具有很强的责任感、浓厚的科学兴趣和良好的社会信誉,保障地质填图的质量。③欧美发达国家对地质填图成果的评价主要依据使用地质图件和数据资料的用户进行评价,以及年度资料展评或成果交流会议上国内外专家所提出的第三方评价意见等。如果企业等使用者发现基础图件和地质资料存在问题,承担填图工作的负责人及工作者的工作质量会被记录在案,影响其工作质量信誉,从而保证了地质填图的质量。
  5 区域地质调查的发展趋势
  5.1 区域地质调查全过程信息化
  区域地质调查全过程信息化是指以信息技术为手段,以标准为支撑,实现从野外数据采集,室内数据整理、解释,室内成果图件、报告编制和输出全过程的数字化、数据库化、标准化和集成化,从根本上改变使用纸质地图、记录本、笔、目视定位、人工解释和制图的传统工作方式,提高区域地质调查工作的现代化程度。①数字化:在区域地质调查工作过程中所产生的信息以数字形式存储和交换。②数据库化:室内整理的中间成果和调查的最终成果,包括空间数据和制图数据,采用数据库管理,实现灵活的查询、检索等功能。③标准化:调查工作在支持信息化的新的技术标准和管理规范的指导下进行。④集成化:包括不同阶段工作的集成和多源信息的集成2种含义。区域地质调查不同阶段的工作按照标准接口和规范的流程开展并在一个系统内完成,实现所涉及的地质、地球物理、地球化学、遥感等不同领域信息的集成。
  5.2 三维地质填图
  目前我国的三维地质填图还处于试点工作阶段,主要任务目标是采用地、物、化、遥、钻、三维可视化相结合的综合调查研究手段,组织开展不同类型三维地质填图试点工作,探索和研究三维地质填图技术方法,编制三维地质填图技术标准和规范,创新地质填图方式,为全面组织实施三维地质填图计划积累经验,提供示范。
  三维地质填图的总体目标为:到2020年完成贯穿我国主要造山带的地壳三维地质填图,建立中国大陆地壳三维结构模型,揭示区域成矿与地震灾害的深部背景,在深部地质研究领域达到國际领先水平。基本完成重要成矿区带和重要找矿远景区、矿集区和整装勘查区三维地质填图,实现0~2000米深度的“透明化”;查明成矿地质背景和主要地质控矿因素,圈定深部成矿有利地段,为矿集区深部第二空间找矿提供依据。基本完成我国陆域主要盆地三维地质填图,查明盆地沉积结构,构建三维地质结构模型,揭示油气成藏条件和地下水赋存条件,为开辟能源“新区”和合理开发地下水提供有效的科技支撑。
  5.3 地质调查ABC模式
  ABC模式就是人工智能(AI)+大数据(Big Data)+云计算(Cloud Computing)的工作模式。新一代智能地质调查系统根据地质大数据的特点,集成了数据挖掘、机器学习等方法,重点开展了地质大数据非结构数据(定性数据)、地质空间数据(定量数据)挖掘的研究与应用。在地质非结构化数据挖掘方面,重点研究和完善了地质文本聚类与分类的关键技术,针对可计算的非结构化数据,应用已有成熟的挖掘方法,强化了地质专业知识深度学习的能力;在海量地物化遥空间数据综合处理方面,引入了模糊识别中的最大隶属度原则算法,通过机器学习,有效地判断地质对象的目标或地质体的空间模式;在数据服务方面,强化了线上线下、智能感知、传统服务与目标(聚焦内容)服务等方面的集成与整合,突出了多源数据的协同综合应用。
  5.4 完善国家基础地质数据体系,建立更新机制
  以服务国家重大需求为导向,以解决经济社会发展大局中的重大地质问题为出发点和立足点,以增强资源保障能力和提高生态环境安全保障水平为目标,秉承“基础地质核心数据”的理念,重点开展1∶5万基础地质调查,获取国土基础地质数据,逐步提升工作程度,完善全国基础地学数据库;开展1∶25万国家分幅基础地质图件更新,在此基础上,按照比例尺从大到小的原则,开展省级、区域、全国3个层次的基础地质综合研究和系列图件编制,建立国家基础地质调查数据更新机制,促进多学科综合和调查成果集成,建立国家地质框架,深化地质规律总结和理论认识。
  5.5 创新地质调查方式,提升服务水平
  以提升服务经济建设可持续发展能力,提升地质信息服务水平为目标,积极拓展基础地质调查工作领域,深化应用研究,形成相关领域的应用类成果产品。继续推进特殊地质地貌区地质填图试点,创新调查方式,探索成果表达。
  5.6 加强新技术方法应用研究,建立现代地质调查技术方法体系
  积极发展和推广新理论、新技术、新方法,加强多专业、多手段、多技术综合集成,研究制定国家新一代区域地质填图技术指南,包括三维地质调查、特殊地质地貌区填图、三大岩类填图方法、造山带填图、生态地球化学填图的指南和技术标准,科学规范地指导各项工作,确保质量。总结和推广基础地质调查新技术新方法,提高调查质量、效率和水平。
  5.7 1:2.5万地质填图
  2017年我国开展了1:2.5万地质填图试点工作,完成了《1:2.5万地质填图试点方案(论证稿)》,当前1:2.5万地质填图开展先行试点、分步实施、稳妥推进;提出开展六类典型地区1:2.5万地质填图试点,在此基础上形成技术方法体系、促进基础地质创新,培养新型填图人才;提出的地质填图首席科学家负责制、同行和用户评价机制;方案提出的系列建议内容等分析到位,依据定位准确,符合地质工作规律和我国国情实际,某些举措具有创新性和探索性,可为预期目标的实现提供保障。   6 结论
  以先进地质理论为指导,以地质观察研究为基础,运用行之有效的新技术、新方法、新手段,不断提高地质研究程度和填图质量是区域地质调查的最基本准则。区域地质调查工作是一项以基础地质研究内容为主,突出依靠野外现场地质调查获取资料为特色的科研工作,具有多学科、多工种、综合性强、实践性强、服务领域广,强调运用新理论、新技术、新方法、新手段进行区域地质调查等特点,随着科技的不断进步,国家政策的不断调整,区域地质调查也迎来变革的转机,力争在重要科技领域实现跨越式发展,跟上甚至引领世界地质科技发展新方向,掌握新一轮全球地质科技竞争的主动权。
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