現代地質填圖 走向特殊地質地貌區
2016年01月27日 8:59 5846次瀏覽 來源: 中國國土資源報 分類: 地質礦業 作者: 周飛飛 楊健
特殊地區地質填圖工程聚焦國家重大需求
這是2016年全國地質調查工作會議閉幕不久之后的一個早晨,窗外深冬的寒冷與地質工作者的熱情講述形成了鮮明的對比。
胡健民長期從事構造地質學與區域構造等領域研究與區域地質調查工作,不久前剛剛被評為中國地質調查局首屆杰出地質人才。他告訴記者,這項隸屬于中國地質調查局重要礦產資源調查計劃的工程,經過一年多的研究論證和精心部署,在中國地質調查局基礎調查部指導下,已經開始推進實施,并初步顯現出可喜的進展。
“在我國經濟新常態下,區域地質調查領域、方式和方法的轉變,正在成為地質調查工作一項迫在眉睫的需求和任務。如今,我國中比例尺區域地質調查已實現陸域全覆蓋,先前完成的1:5萬區調主要部署在基巖出露區,但廣袤的第四系覆蓋區和高山峽谷區、巖溶區等特殊地質地貌區的地質填圖,因實施或表達方式難度較大還較少涉及。”
胡健民告訴記者,特殊地區地質填圖工程旨在聚焦國家重大需求,解決制約資源環境需求的基礎地質問題,為社會提供符合多目標需求的基礎地質調查成果,其主要目標,就是在不同類型特殊地質地貌區開展區域地質填圖試點與示范,從而探索創新現代地質填圖理論和方法,探索現代探測技術條件支撐下適合于特殊地質地貌區地質特征的填圖方法,形成一套特殊地質地貌區區域地質調查技術標準規范和填圖技術方法體系。
“特殊地質地貌區往往是礦產資源富集、自然環境脆弱、科學問題交匯、經濟活動活躍的地區,因此,提高地質填圖能力、提高區調填圖精度、產出更多基礎性地質調查成果,也是現代地質調查工作支撐服務國家重大發展戰略和國土資源中心工作的必然要求。”胡健民說。
科技創新為特殊地區地質填圖提供全新技術支持
“特殊地區地質填圖工程是中國地質調查局為推進我國區域地質調查實現現代化部署的一項重要工作,是現代地質調查工作多目標服務理念和創新性技術方法的一面鏡子。”打開一份制作精良的PPT,胡健民向記者講述著自己對現代地質調查工作的思考和理解。
他說,在社會需求多樣化和科學技術飛速發展的大背景下,現代地質調查工作正經歷著從內到外的巨大變革,而其中的兩個關鍵詞就是——服務和手段。一方面,要在工作內容和服務對象上進行深度調整,注重人類活動與地球系統之間的相互作用和相互影響,從解決國家重大資源環境科學問題出發,加強資源、環境、重要經濟區等綜合地質調查,積極拓展服務領域;另一方面,全方位的融合現代科技手段,探索地質調查新模式,創新成果表達內容和方式,提高服務的質量和效率。“這也是今年全國地質調查工作會議著重強調的。”
這樣的思路,自然也反映在特殊地區地質填圖工程之中。而最為突出的亮點,則是工程頂層設計方案中對地球關鍵帶理論的注重和把握,以及在創新基礎上對不同類型特殊地質地貌區填圖技術方法的構架。“特殊地質地貌地區更突出地反映了人與環境的關系,作好對這些地區最基本的地質填圖,是對地球關鍵帶進行深入調查研究的重要基礎。”
具體說,就是工程將針對不同類型特殊地質地貌區的基本特征、分布區域,以絲綢之路經濟帶和東部T型經濟帶(沿海經濟帶和長江經濟帶)總體戰略部署需求為依據,在不同類型的特殊地區進行地質填圖試點,形成符合現代地質調查工作要求的技術路線和工作方法。這樣,試點工作結束后,便可采用新的技術方法體系,及時啟動特殊地質地貌區填圖示范,進而在全國范圍內逐漸推廣成熟的填圖技術方法,引領全國未來一個時期內區域地質調查工作。
經過近兩年的試點,工程在基礎地質調查理論、技術和方式方法上進行了一系列創新性探索,取得了一些重要成果:其一,試點項目逐步明確了不同特殊地質地貌區填圖目標和任務、填圖成果表達方式;其二,完成了《覆蓋區1:5萬區域地質調查工作指南》和《1:5萬特殊地質地貌區填圖試點工作要求(草案)》;其三,東部平原區填圖試點的深覆蓋區填圖和西部戈壁荒漠區開展的淺覆蓋區填圖及高山峽谷區填圖工作總結內容系統、完整,為下一步率先在這些地區形成填圖工作指南打下了良好的基礎。
為特殊地區地質填圖尋找“特殊方法”
在記者看來,特殊地質地貌區應指青藏高原高寒地貌區、西南喀斯特地貌區、西北干旱半干旱沙漠地貌區、黃土高原地貌區等種種外表“特殊”的地區。不過,隨著胡健民的講解,記者發現,該工程對特殊地區的分類更具專業性。
“我們根據第四紀沉積覆蓋程度,將特殊地質地貌區劃分為深覆蓋區、淺覆蓋區和基巖裸露區三大類型,并總結了每一類的基本特征和分布狀況。”據介紹,淺覆蓋區又包括森林淺覆蓋區、戈壁荒漠淺覆蓋區和南方強風化層覆蓋區等;深覆蓋區主要指平原區、西部一些斷陷盆地區及黃土覆蓋區,平原區包括主要分布在東部重要經濟區帶的三角洲沖淤積平原區和主要分布在西部的河流沖淤積平原區;基巖裸露區主要包括南方的巖溶區和極為艱險的高山峽谷區。
類型確定之后,便要明確每一類特殊地質地貌區的填圖目標、任務、填圖技術路線和主要技術方法組合,以及成果表達方式。
比如同為淺覆蓋區,戈壁荒漠和森林草原的主要填圖目標為覆蓋層之下基巖面地質圖,包括基巖面起伏狀況、基巖面地質結構及盆山關系、覆蓋層厚度等,以揭示被覆蓋層掩蓋的重要礦產信息、重要地質體分布及重要地質邊界的延伸,對其中有條件及有需求的區域,會進一步開展覆蓋層三維地質結構調查;而對南方強風化層覆蓋區,則要通過遙感、地表調查、物探、化探、淺鉆等技術方法,完成基巖地質圖基礎上的疊加地表風化層地質圖,查明風化層厚度與分層結構及與風化作用相關的礦產信息和基巖中礦化特征。
顯然,不同地質地貌類別地區的需求指向和技術路線均有很大差別。
據胡健民介紹,人口、城市及經濟活動密集的平原區,填圖要更注重高精度的信息表達,要通過地表地質調查、物探、化探及鉆探技術方法,查明一定深度范圍內覆蓋層三維地質結構;高山峽谷區則要重點關注礦產資源的賦存與分布,主要通過對不同遙感數據的解譯分析和地表地質調查,完成地表地質圖,查明測區地層、巖石分布狀況及地質構造特征,并初步弄清測區礦化信息;巖溶區填圖的出發點是為巖溶構造調查研究打基礎,為水資源的合理利用和地方脫貧致富提供服務,因此要通過遙感、地表地質調查、物探、化探等技術方法手段,查明測區地層、巖石分布、地質構造、巖溶構造發育特征與分布規律。
胡健民告訴記者,特殊地區地質填圖工程中還專門設置了一個更為特殊的調查區域——新構造—活動構造區,這也應和了我國防災減災、重大工程建設對地質調查工作的重大需求。
“之所以把新構造—活動構造區的地質填圖納入這一工程,是因為我國活動構造主要分布在青藏高原周緣、鄂爾多斯地塊周緣、渤海灣盆地及京津冀地區和郯廬斷裂帶及東南沿海地區,由活動構造引發的地質災害區域主要就發育在覆蓋區。”胡健民說,新構造-活動構造區填圖的主要目標是,通過對高分辨遙感數據及DEM數據的解譯處理,結合地表地質調查和淺層地球物理探測、鉆探及槽探等淺層剝露工程,以及地球化學探測等技術,查明測區活動構造基本特征、活動斷層的幾何延伸與活動性等,完成測區地表地質圖。
創新方式提升區域地質調查成果服務水平
今年的全國地質調查工作會議再次強調,要進一步創新地質調查成果的表達和社會化服務水平。
通過填圖試點,工程基本確定了不同類型特殊地質地貌區填圖技術路線及填圖技術方法組合,盡管具體各不相同,但有一點是共通的——根據需求,綜合應用現代地質調查手段,構建大數據、平面與立體相結合的地調成果表達系統。
在三角洲沖淤積平原區坐落著東部重要經濟區帶,試點項目以江蘇港口等5幅圖為代表,通過淺鉆與淺層地震相結合的方法,重點查清第四紀三維地質結構,為沿海城市的快速發展提供基礎資料。
在這一地區,科研人員利用不同時相、不同傳感器、不同空間分辨率的衛星遙感數據,重點解譯區地貌分布特征、河道、新構造活動、第四紀沉積物類型及分布、河道侵淤變化等;采用槽型鉆揭露+地表地形+遙感影像的方法填繪地表第四紀地質、地貌圖;運用鉆探、淺層地震,結合區域性航磁、重力資料,進行第四系三維地質結構調查。而后,將獲得的各種地質信息集結組合,運用GIS平臺,分別建立地表、50米以淺及第四系三維結構模型,使項目成果的轉化利用向數字化、可視化邁進了一大步。
在高山峽谷區,科研人員以新疆卡伊車山口等3幅為代表,開展了不同遙感數據的巖性解譯效果以及同一遙感數據不同波段組合的影像特征對比;試驗研究了測區沉積巖、巖漿巖在不同高分遙感圖像上的波譜范圍及識別標志,建立了色率異常面和色率異常線在巖性、構造解譯過程中的區分標志;進行礦化異常信息提取、篩選及疊加,確定找礦有利區段,利用ASTER和ETM數據進行礦化是蝕變信息提取,生成測區礦化蝕變信息異常總圖,并與前人物化探資料進行疊加處理,確定測區成礦有利地段;對典型巖石開展波譜測試,得到診斷性光譜特征,經過與衛星遙感波譜數據的對比、匹配及擬合,在遙感影像圖上進行巖石類型識別與異常信息提取;探索機載高光譜礦物填圖的技術方法應用、利用ASTER熱紅外遙感數據開展巖石化學成分填圖、開展三維數字地形模擬,探討不同巖石風化指數與地形的關系。
“很顯然,特殊地質地貌區地質填圖正在展現出現代化地質調查工作特征。”胡健民高興地說。
借鑒國際填圖經驗提升試點填圖能力
以建設國際一流地質調查局為目標,中國的地質調查工作正通過密切的國際合作迅速從中國走向世界。
據胡健民介紹,工程所設各項目由中國地質調查局直屬地質調查中心、研究所及高等院校承擔,具有良好的區域地質調查資質和基礎雄厚的填圖隊伍。而得益于中國地質調查局的多項中外合作填圖項目,特殊地區地質填圖工程試點項目的填圖質量正顯現出國際化水準。
中澳合作填圖是在中國地質調查局與西澳大利亞州地質調查局簽署地球科學合作諒解備忘錄基礎上啟動的一項國際合作填圖項目,由西安地質調查中心執行。在合作填圖的過程中,中澳雙方充分交流區域地質填圖方法,互為借鑒,共同發展1:5萬和1:10萬區域地質調查的技術方法體系,并在交流地質圖成圖技術方法和培養人才方面向前推進了一大步。
中方填圖人員在西澳亞爾古地區完全按西澳填圖方法,編制完成了填圖區地質圖;在甘肅北山地區,中澳填圖人員則共同完成了1:5萬牛圈子幅野外填圖工作。正是這樣你中有我我中有你的密切合作,我國地質填圖人員已較全面地理解和掌握了西澳地質調查局前期資料收集、野外填圖方法、室內整理、編輯等流程,在總結中澳雙方在填圖理念、工作部署、人員組織、工作方法、成果共享與發布異同的基礎上,編寫了《現代地質填圖工作指南》,為發展我國區域地質調查技術方法、完善區域地質圖成圖體系奠定了基礎。
另一個與本工程密切相關的國際合作是中日合作地質填圖。
“新構造—活動構造是特殊地質地貌區填圖的重要內容之一,我們通過與日本京都大學的合作,共同在青藏高原東北緣及鄰區進行活動構造填圖及活動斷層研究,逐漸形成了一支以地質力學研究所年輕科研人員為骨干的活動構造研究團隊,為特殊地質地貌區填圖試點項目進一步全面開展活動構造填圖,奠定了堅實的技術與人才基礎。目前已初步建立了活動構造填圖技術方法體系。”胡健民介紹說。
“這是一項探索性和實踐性很強的工作,預示著新理論的孕育,任務艱巨,責任重大。要順利完成試點和示范項目,形成一套適合特殊地質地貌區填圖技術方法體系,接受挑戰、跨越困難將是必然!”盡管目前許多工作還僅僅是開端,但很顯然,對于工程前景和成果應用,胡健民充滿信心。
責任編輯:羅娜
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