中陜核工業(yè)集團(tuán)二一一大隊(duì)有限公司 陜西 西安 710024

一、前言

GIS技術(shù)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在計算機(jī)軟硬件技術(shù)支持下,對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、存儲、管理、傳輸、檢索、分析和顯示,以提供對空間對象的決策和研究[1]。基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源潛力評價,首先,對多源、海量數(shù)據(jù)提取與管理,將地質(zhì)體的地理位置與地質(zhì)屬性有機(jī)結(jié)合起來；其次,利用GIS強(qiáng)大的空間疊加分析、緩沖區(qū)分析、統(tǒng)計分析等功能,輔助工作人員對礦區(qū)進(jìn)行找礦預(yù)測和潛力評價；再次,借助GIS軟件如Mapgis、Arcgis等,準(zhǔn)確、真實(shí)、直觀的將地質(zhì)圖件進(jìn)行可視化顯示。

在我國,GIS技術(shù)雖然起步較晚,但發(fā)展迅速：八五期間被列為地礦勘查關(guān)鍵技術(shù)；90年代初,研制出 MapGIS、CityStar等GIS軟件；1995年,地調(diào)局借助GIS技術(shù)平臺,在四川揚(yáng)子地臺西緣地區(qū)開展GIS應(yīng)用試驗(yàn)研究,對區(qū)域地、物、化、遙等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理,提高了預(yù)測水平和找礦效果[2]。2000年,中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所肖克炎、陳鄭輝等人在MAPGIS平臺上開發(fā)了礦產(chǎn)資源評價系統(tǒng)(MRAS)[3],提供了一種新的礦產(chǎn)資源評價方法。近年來,基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源潛力評價主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫建設(shè)、成礦信息預(yù)處理、控礦信息提取與分析、找礦靶區(qū)圈定及資源潛力評價等。

二、礦區(qū)概況

本文研究對象是龐家河金礦區(qū),礦區(qū)位于位于陜西省鳳縣唐藏鎮(zhèn)境內(nèi),處于秦嶺造山帶的商丹縫合帶內(nèi),商南—唐藏—丹鳳斷裂以南,山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂以北,兩條大斷裂加持區(qū)。成礦區(qū)帶屬于秦嶺—大別成礦省南秦嶺成礦帶西段夏河—西和—鳳縣—黃柏源成礦亞帶,是秦嶺中西段有色、貴金屬資源集中區(qū),大、中型礦產(chǎn)分布較為集中,成礦地質(zhì)條件十分有利[4]。龐家河金礦是“沉積巖控礦受地層和碰撞造山階段巖漿作用共同影響的造山型金礦”,礦石工業(yè)類型屬于高砷細(xì)碎屑巖微細(xì)浸染型金礦,礦石類型主要為原生礦。

工作區(qū)出露地層主要為上元古界羅漢寺巖群、泥盆系舒家壩組和大草灘組及第四系,龐家河金礦床產(chǎn)于泥盆系舒家壩組地層中,含礦巖性為粉砂質(zhì)絹云千枚巖、變質(zhì)粉砂巖及變質(zhì)砂巖。礦床受近東西向的龐家河背斜及其相伴生的構(gòu)造控制,褶皺構(gòu)造主要發(fā)生在印支—華力西期,區(qū)域性斷裂主要是喜山期F1斷層和印支—華力西期的F8斷層。礦區(qū)巖漿活動比較頻繁,主要為印支期,以小巖株(印支期大臺溝巖體和柳殺溝巖體)、脈巖(花崗斑巖脈、輝綠巖脈)為主。主要的礦化蝕變有硅化、絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化、毒砂礦化、孔雀石化等。

通過兩年度的勘查工作,在工作區(qū)南部新發(fā)現(xiàn)了2條礦化蝕變帶及1條含礦構(gòu)造帶,物探特征表現(xiàn)為中低電阻高極化特征,化探顯示帶內(nèi)Au、As、Cu、Sb、Hg等元素異常高值明顯。

三、GIS礦產(chǎn)資源潛力評價

礦產(chǎn)資源潛力評價及預(yù)測工作涉及多源數(shù)據(jù),資料繁多且信息量大,數(shù)據(jù)處理復(fù)雜,工作量大。在礦產(chǎn)資源潛力評價工作中,必須收集以往數(shù)據(jù),對多源信息進(jìn)行提取、融合、分析及可視化顯示等,需全面、全過程應(yīng)用GIS技術(shù)。

本文進(jìn)行研究的軟件支撐為武漢中地數(shù)碼公司的MapGIS軟件,它集圖形矢量化、屬性管理、成果數(shù)據(jù)編輯、誤差校正、投影變換、空間分析等為一體,廣泛應(yīng)用于礦山開采和勘探。

3.1 礦區(qū)多源數(shù)據(jù)的收集、整理及一體化管理 龐家河金礦區(qū)歷年來的的數(shù)據(jù)主要有地質(zhì)、物探、化探等數(shù)據(jù),其矢量數(shù)據(jù)為MapGIS格式的 WT(點(diǎn))、WL(線)、WP(區(qū))；圖片數(shù)據(jù)為JPG、TIF及 MSI；文字報告為Office的DOC格式；數(shù)據(jù)表格為Office的XLS格式。

礦區(qū)的地質(zhì)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)是分開存放,應(yīng)用不便。必須將多源、多比例尺、多格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正與投影變換,設(shè)置統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理與應(yīng)用,為GIS礦產(chǎn)資源潛力評價提供一體化的數(shù)據(jù)來源。

3.2 多源信息提取與融合 數(shù)據(jù)處理與信息提取是礦產(chǎn)資源潛力評價的基礎(chǔ)。綜合研究礦區(qū)的多源數(shù)據(jù),依據(jù)成礦地質(zhì)背景和控礦信息,在MapGIS平臺上,對地質(zhì)、物探、化探等成礦要素進(jìn)行提取,將地質(zhì)體的地理位置與地質(zhì)屬性有機(jī)結(jié)合起來,研究各類找礦信息相關(guān)性及空間分布特征,分析地質(zhì)構(gòu)造特征,結(jié)合物探和化探信息等綜合異常的分析確定八個成礦要素,建立礦區(qū)成礦模型(表1),為后期的礦產(chǎn)預(yù)測提供依據(jù)。

3.3 GIS空間分析 GIS空間分析主要有緩沖區(qū)分析、疊加分析、統(tǒng)計分析、網(wǎng)格分析等。本節(jié)充分、合理利用緩沖區(qū)分析、疊加分析、統(tǒng)計分析,對提取的各類成礦要素進(jìn)行地質(zhì)解釋及異常評價分析,綜合研究成礦地質(zhì)條件、找礦概率、工作程度、自然地理環(huán)境等因素,突出成礦關(guān)鍵信息,壓制干擾信息,可以大大提高預(yù)測成果的可靠性。

應(yīng)用緩沖區(qū)分析在八個成礦要素周圍建立一個緩沖半徑為五米的緩沖區(qū)多邊形,確定該要素對金成礦的影響范圍,依次建立八個成礦要素的緩沖區(qū)多邊形,并按成礦要素及其緩沖區(qū)多邊形的重要級別,以顏色分類表示(A級為重要,紅色；B級為次重要,藍(lán)色；C級為次要,綠色)形成八個圖層(表1)；

應(yīng)用疊加分析將八個圖層的成礦要素及其緩沖區(qū)多邊形進(jìn)行疊加,形成一個新的圖層,該圖層是一個具有以上八個圖層屬性的新的空間區(qū)域,依據(jù)新圖層的八個屬性,以找礦模型為指導(dǎo),確定確定成礦信息的綜合部位及其信息量的程度,圈定找礦靶區(qū)；

應(yīng)用統(tǒng)計分析功能,以GIS技術(shù)為工具,利用證據(jù)權(quán)重法對圈定的找礦靶區(qū)進(jìn)行成礦有利信息的綜合計算,建立各種多源地質(zhì)信息與礦產(chǎn)資源潛力的關(guān)系模型,劃分出5個找礦靶區(qū)并對靶區(qū)進(jìn)行優(yōu)選和排序,最終確定A類找礦靶區(qū)1處,B類找礦靶區(qū)2處,C類找礦靶區(qū)2處。

表1 龐家河礦區(qū)成礦模型及空間分析一覽表

3.4 GIS地圖可視化 地圖可視化更直觀、更快捷的表達(dá)了多源數(shù)據(jù)與成礦之間的關(guān)系,其提供的實(shí)時信息,使礦山工作者更容易對遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行人機(jī)交互,輕松地解釋各種不同的數(shù)據(jù)源,還可以探索甚至操縱數(shù)據(jù),以發(fā)現(xiàn)其他隱含的成礦因素,為使用分析提供了更好的意見。

GIS地圖可視化利用可視化原理、技術(shù)和方法,對礦區(qū)多源空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,以用戶(礦區(qū)地質(zhì)工作者)和任務(wù)(礦產(chǎn)資源潛力評價)為中心,深刻考慮用戶的需求(圈定找礦靶區(qū))和目標(biāo)(靶區(qū)優(yōu)化排序),圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)(一級、二級、三級),編制三級成礦遠(yuǎn)景預(yù)測圖。

五、結(jié)論

礦區(qū)積累了大量、豐富的地質(zhì)、物探、化探等多源數(shù)據(jù),合理利用GIS技術(shù)對多源數(shù)據(jù)進(jìn)行深度提取、分析與統(tǒng)計,提高了多源數(shù)據(jù)的利用效率；

GIS礦產(chǎn)資源潛力評價是一種新的思路和方法,具有理論創(chuàng)新意義和探索意義,不僅為龐家河礦區(qū)的研究提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐,還為其他礦區(qū)的預(yù)測和評價提供了現(xiàn)實(shí)借鑒意義。

本文三級成礦遠(yuǎn)景預(yù)測圖圈定出1處A類找礦靶區(qū),2處B類找礦靶區(qū),2處C類找礦靶區(qū)。后期可以通過室內(nèi)綜合研究、野外調(diào)查,配合槽探、鉆探等工程進(jìn)行最終的驗(yàn)證。