覆盖区智能地质填图的探索与实践 ——以森林沼泽区为例

截至目前,中国已经完成的1:5万区域地质填图工作主要分布于基岩裸露地区,很少涉及覆盖区.为了满足和适应新时代国家经济建设对地质调查工作的需求,未来中国地质填图工作必须向覆盖区推进.所以,利用机器学习与数据挖掘技术,按照地质填图的要求对海量多源异构地质数据融合与综合分析,是实现覆盖区智能化地质填图的关键环节.以浅覆盖森林...     

覆盖区区域地质调查(1:50 000)思路、原则与方法

随着生态文明建设成为新时期国家目标,区域地质调查必须为我国能源资源安全保障和国土空间规划与生态文明建设服务.目前,我国区域地质调查工作已经向覆盖区为主的平原、盆地、草原、荒漠等地区拓展,但现行的地质填图技术方法体系,难以满足现今覆盖区地质填图工作的需要,亟待探索形成新的地质填图技术方法体系,扩大地质调查成果的服务领域.中国地质调查局于2014年设立了“特殊地质地貌区填图试点”项目,探索总结覆盖区区域地质填图技术方法.经过努力,形成了以“覆盖区区域地质调查技术要求（1:50 000）”为核心的覆盖区填图技术方法体系.试点项目初步确立了中国东部晚新生代以来构造-沉积演化的基本格架,揭示了晚更新世以来中国中东部沉积过程与生态环境演化及人类文明发展的制约关系.该方法体系的建立,对引领我国区域地质调查服务国家生态文明建设和生态环境保护具有重要意义.新的填图方法体系明确提出聚焦国家生态文明建设与生态环境保护,以地球系统科学为覆盖区区域地质调查的理论基础,实行需求驱动、问题导向、目标考核,努力解决调查区重大基础地质问题、重大资源与生态环境问题.调查的技术路线是地表地质调查与多种现代地球探测技术、信息技术等高度融合,并强调预研究与设计阶段的重要性.同时规定不平均使用工作量,取消填图主要实物工作量的量化指标规定;创新成果表达方式,明确地质填图服务多种社会需求,倡导填图首席科学家负责制,建立区调填图诚信体系.      

西北断陷盆地覆盖区填图方法探索——新疆巴里坤盆地填图实践

西部断陷盆地覆盖区覆盖层与基岩面地质结构及盆山关系是当今覆盖区区域地质调查研究需解决的重点与难点。基于新疆巴里坤山间断陷盆地覆盖区地质填图试点实践,梳理出断陷盆地区地质填图的基本内容和填图目标;强调覆盖区地质调查必须针对需解决的关键地质问题,贯彻地表地质调查-地球物理探测-钻孔验证相结合的基本工作思路;确定出普适性的填图技术路线和围绕填图目标及基本内容的针对性填图方法组合;最后以巴里坤断陷盆地填图为例,从调研目标的确定到物探工作及方法组合优选和钻探布设,系统介绍了巴里坤断陷盆地覆盖区地质填图的方法体系,并最终落实到地质填图成果的体现,成为西部断陷盆地覆盖区地质填图的示范。      

戈壁荒漠浅覆盖区1：5万区域地质填图技术方法探索——以东天山哈密地区为例

为了更好地服务生态文明建设和经济社会高质量发展,区域地质填图工作亟需从基岩区向盆山结合带、盆地等覆盖区进行拓展。戈壁荒漠浅覆盖区是研究中国北方中小城市和大城市边缘干旱区找水、隐伏区找矿、盆地基底性质、盆山耦合演化的关键地区,但一直缺乏针对性的区域地质填图技术方法。以东天山哈密地区觉罗塔格山与吐哈盆地结合部位的戈壁荒漠浅覆盖区为例,利用地质、物探、遥感、钻探等多技术手段,采用由“已知”到“未知”的思路,从调查内容、调查方法、技术手段、成果表达等方面,针对不同覆盖层深度、覆盖层结构和地质矿产目标,通过大量方法实验和实践,开展适用性、经济性和分辨率的综合分析,完善优化了地球物理和钻探的技术方法组合。利用GeoModeller软件,实现了戈壁荒漠浅覆盖区三维地质结构的可视化表达,建立了从地表、覆盖层到覆盖区基岩的立体式透明化的区域地质填图技术方法体系,查明了地质填图区域的三维地质结构及其成矿地质背景,满足戈壁荒漠浅覆盖区1：5万区域地质填图的目标,也为东天山大草滩断裂带性质、吐哈盆地基底性质及其中新生代盆地构造环境演化等关键地质问题提供了重要信息。     

澳大利亚三维地质填图进展与实例

三维地质填图是目前国际上实现深部找矿勘查突破的重要途径,其通过对多元数据的集成,将不同学科、不同尺度的数据在三维空间中进行分析和对比,展示研究区地质体、构造之间的空间、成因和演化关系,有助于理解成矿系统和开展流体模拟,进而预测深部找矿靶区。本文从三维地质填图的概念出发,介绍了三维地质填图的工作流程和常用的工作平台。结合澳大利亚三个三维地质填图实例,介绍了三维地质填图在成矿带、油气和水资源领域中的应用和进展。通过对澳大利亚三维地质填图的综合分析,提出了对我国开展三维地质填图工作启示和建议。     

有关深部地质填图和立体地质填图的几个问题

大多数20世纪下半叶建立的矿山,资源已近枯竭或出现了资源危机,都需要寻找接续资源。为此提出在成矿远景好的地区有计划地开展“深部地质填图”和“立体地质填图”的设想。“深部地质填图”是找寻隐伏矿和半隐伏矿的深部地质研究的战略性工作,“立体地质填图”则是其战术性工作。两者既有联系又有区别。前者是为了寻找隐伏矿、半隐伏矿的“靶区”,或为“靶区”提供背景地质资料;后者是为了找到“新矿体”、“新矿层”,扩大矿床规模和矿山远景。“深部地质填图”要采用地质、物探、化探及少量钻探等综合手段,提交比例尺不小于1∶5万的地表地质图和深部地质图;“立体地质填图”主要是按一定间距(100～200m)进行钻探,结合物探剖面,发现新矿体,提交立体地质图。当前应全面开展资源危机矿山外围的“深部地质填图”,积极慎重地进行“立体地质填图”试点,并将此项工作作为一项独立的地质工作纳入地质调查之中。     

戈壁荒漠覆盖区地质调查中综合地球物理方法与实践

戈壁荒漠覆盖区地质填图是新时期地质调查工作的重点内容之一.覆盖区地质填图的基本目标包括两个方面,一是揭示覆盖层下伏基岩面地质结构,即填绘基岩面地质图;二是揭示覆盖层地质结构,包括地表覆盖层地质结构和覆盖层的三维地质结构.综合利用地球物理方法可以获得覆盖区地下地质结构、岩石属性、沉积物分布与层状结构等信息.而经济有效地选择和组合实施地球物理方法是完成覆盖区地质填图目标任务的重要保障.基于近年在新疆东天山地区开展的覆盖区地质填图工作,提出了针对多覆盖层结构背景下地质填图的综合地球物理方法组合的技术策略.综合地球物理方法以及新技术在巴里坤盆地和哈密盆地的应用展示了其效果,并为在戈壁荒漠覆盖区地质调查过程中如何开展地球物理工作提供了示范和借鉴.      

有关深部地质填图和立体地质填图的几个问题

大多数20世纪下半叶建立的矿山,资源已近枯竭或出现了资源危机,都需要寻找接续资源.为此提出在成矿远景好的地区有计划地开展“深部地质填图“和“立体地质填图“的设想.“深部地质填图“是找寻隐伏矿和半隐伏矿的深部地质研究的战略性工作,“立体地质填图“则是其战术性工作.两者既有联系又有区别.前者是为了寻找隐伏矿、半隐伏矿的“靶区“,或为“靶区“提供背景地质资料;后者是为了找到“新矿体“、“新矿层“,扩大矿床规模和矿山远景.“深部地质填图“要采用地质、物探、化探及少量钻探等综合手段,提交比例尺不小于1:5万的地表地质图和深部地质图;“立体地质填图“主要是按一定间距(100～200m)进行钻探,结合物探剖面,发现新矿体,提交立体地质图.当前应全面开展资源危机矿山外围的“深部地质填图“,积极慎重地进行“立体地质填图“试点,并将此项工作作为一项独立的地质工作纳入地质调查之中.     

浅钻技术在宁夏青铜峡地区地质填图中的应用研究

通过在宁夏青铜峡地区的浅层取样钻探填图示范,介绍了浅层取样钻探设备和多种工艺方法在该地区的应用情况,总结了钻探填图遇到的问题并提出了解决方案。结合三维地质调查对钻探技术的具体要求,通过示范推广轻便浅层取样钻机具与工艺方法,使浅钻技术在浅覆盖区地质填图领域中得到应用。本文研究了适合该地区地质填图的钻探技术方法组合及钻探设备和取样器具。浅钻作为地质填图的一种技术方法可以有效地揭露覆盖层,获取基岩,提高了地质填图效率和精度,解决了制约覆盖区地质填图的技术难点,为浅覆盖区的地质填图工作提供可靠的钻探技术服务支撑。     

有关深部地质填图和立体地质填图的几个问题

大多数20世纪下半叶建立的矿山，资源已近枯竭或出现了资源危机，都需要寻找接续资源。为此提出在成矿远景好的地区有计划地开展“深部地质填图”和“立体地质填图”的设想。“深部地质填图”是找寻隐伏矿和半隐伏矿的深部地质研究的战略性工作，“立体地质填图”则是其战术性工作。两者既有联系又有区别。前者是为了寻找隐伏矿、半隐伏矿的“靶区”，或为“靶区”提供背景地质资料；后者是为了找到“新矿体”、“新矿层”，扩大矿床规模和矿山远景。“深部地质填图”要采用地质、物探、化探及少量钻探等综合手段，提交比例尺不小于1：5万的地表地质图和深部地质图；“立体地质填图”主要是按一定间距(100～200m)进行钻探，结合物探剖面，发现新矿体，提交立体地质图。当前应全面开展资源危机矿山外围的“深部地质填图”，积极慎重地进行“立体地质填图”试点，并将此项工作作为一项独立的地质工作纳入地质调查之中。     

区域化探数据在浅覆盖区地质填图中的应用方法研究

区域化探数据包含丰富的地质信息,可用于浅覆盖区区域地质填图。笔者系统研究了浅覆盖区水系沉积物化学成分与基岩化学成分的关系,利用水系沉积物氧化物成分,以区域岩石化学成分为约束,提出了基岩化学成分推断方法;根据水系沉积物与其矿物化学成分间质量平衡关系,提出了基岩矿物组成推断方法。在此基础上提出了地球化学推断地质图的编制方法,并在典型森林-沼泽浅覆盖区进行了试验,地质调查和钻探工程验证了该方法的有效性。充分利用区域化探资料,提取地质填图信息,是提高浅覆盖区地质填图质量的有效途径。     

区域化探在森林沼泽区地质填图应用初探

通过对大兴安岭浅覆盖区1:20万小二沟幅区域化探特征元素Fe、Mg、Si、K、Sb、Hg、U等地球化学背景场分布规律的研究,对浅覆盖区地质体界线、断裂、隐伏岩体等基础地质问题进行了有益的探讨。经野外验证,在该区应用区域化探特征元素研究基础地质问题是有效的。而且对今后在浅覆盖区开展区域地质填图和提高地质填图质量、速度都将发挥重要作用。     

中美合作东昆仑造山带地质填图的启示：填图理念与填图方法

在中美合作东昆仑造山带地质填图实践的基础上,结合美国地质调查局（USGS）最近完成的地质填图实例的对比分析,初步总结和探讨了美国的地质填图方法和填图理念。结果表明,尽管地球物理和3S技术在地质填图中的应用不断推陈出新,但是地质填图理念、地质填图方法和地质报告风格自USGS成立以来未曾改变。“对所有地质实体按岩性进行划分和详细填图”的地质填图理念伴随USGS走过了130年曲折而艰难的历程。“地质现象引导地质路线”的填图方法是美国地质填图长期采用的方法,但应用于澳大利亚厚层风化壳和加拿大冰雪覆盖区的高精度地球物理填图方法并没有应用到造山带地质填图中,而遥感技术成为造山带基岩区填图的重要技术支撑。美国基岩区高效的地质填图速度并不能用高精度地球物理和遥感技术的应用来解释,已有地质成果的继承与利用、填图工作模式、填图与科学研究的合理定位、简明地质报告和GIS的地质应用才是决定地质填图速度的关键因素。     

特殊地区地质填图工程概况

正国家经济社会发展、生态环境安全需要更多更完善的地质基础信息,这也对地质填图工作提出了现代化、高精度、多目标等更高要求。如何把我国陆域1∶50000地质填图工作迅速从基岩出露区拓展至调查难度极高的特殊地质地貌区,如:高山峡谷区、岩溶区,森林草原、戈壁荒漠与湖泊沼泽等浅覆盖区,以及平原区、黄土覆盖区等深覆盖区,成为目前我国区域地质调查工作的一项重要任务。“特殊地质地貌区地质填图试点”项目2014年正式启动,2015年以该项目为核心,设     

人工神经网络在识别浅覆盖区地质体中的应用

利用水系沉积物资料识别浅覆盖区地质体,对于提高区域地质填图质量具有重要意义。神经网络为解决此问题提供了新的途径。依据浅覆盖区基岩和其对应的水系沉积物在化学成分上的继承关系,以内蒙古四子王旗浅覆盖区为例,阐述了运用BP神经网络模式识别地质体的原理和方法,并识别出了化学成分相近的浅覆盖层下地质体。该方法可广泛应用于浅覆盖区地质填图。     

河流沉积分析在浅覆盖第四纪填图中的应用——以内蒙古河套地区1:50000填图试点为例

随着国家大比例尺地质调查（1:50000）向特殊地质地貌区的开展,已有第四纪填图方法已不能满足覆盖区填图的实际需求,地质工作者面临着第四纪大比例尺填图“填什么、如何填”的问题。选取典型覆盖区——河套平原为研究区,以河流沉积理论为指导,通过钻孔揭露方法,建立了全新世以来的河流沉积体系,并以此作为区域地质图骨架,提出了河道亚相、堤坝亚相、泛滥平原亚相的填图单元,应用“逐步逼近原则”确定地质界线,划分出区内三期河道及其相应的沉积体系,解决了覆盖区第四纪地质调查中填图单元稀少,地质图表达单调的问题,为覆盖区第四纪地质调查提供了一套可行方案。      

吉林省1∶25万基础地质调查中遥感技术的应用

2004-2006年吉林省开展了吉林市等八幅数字区域地质调查。其任务书中提到：“充分收集研究前人区域地质和物、化、遥资料,全面完成测区1∶25万地质填图任务”。本文从应用角度出发,探讨了吉林省中等植被覆盖区遥感地质填图的工作流程,包括遥感数据种类选择、遥感数据处理、遥感地质解译等。     

吉林省1:25万基础地质调查中遥感技术的应用

2004～2006年吉林省开展了吉林市等八幅数字区域地质调查.其任务书中提到:"充分收集研究前人区域地质和物、化、遥资料,全面完成测区1:25万地质填图任务".本文从应用角度出发,探讨了吉林省中等植被覆盖区遥感地质填图的工作流程,包括遥感数据种类选择、遥感数据处理、遥感地质解译等.     

利用航磁数据识别浅覆盖区地质体的方法研究

在浅覆盖区,常规填图方法填制的地质图,由于信息量少导致整体质量不高.利用勘查技术方法来提高覆盖区地质填图的效率、质量和地质研究水平,具有重要的现实意义.航磁方法是其中的一种重要方法,但航磁测量获取的数据是磁异常迭加的综合反应,而区域地质填图仅描述地表附近的地质情况,直接利用航磁数据辅助地质填图是不合理的.因此,基于插值切割、数理统计和灰色关联度分析等方法,提出了一种剔除深部影响,利用浅层岩石磁性分布规律和磁性差异来识别浅覆盖区地质体的新思路.经选用黑龙江省塔河地区数据进行验证,识别效果明显.     

地面伽马能谱测量在浅覆盖区地质填图中的应用

地面伽马能谱测量作为地质填图的辅助手段用于浅覆盖区是一种新的尝试。通过野外实测剖面，分析了地面能谱测量在浅覆盖区进行地质填图的可能性，并使用圆滑处理手段束消除局部干扰，同时还分析了地面伽马能谱测量在大兴安岭地区进行岩性划分的能力，为区域地质填图提供了一种高效、轻便、快速的手段。