地質(zhì)勘查找礦中GIS的應(yīng)用

■李海超 官曉藝

（廣西壯族自治區(qū)二七二地質(zhì)隊廣西南寧530023）

地質(zhì)勘查找礦中GIS的應(yīng)用

■李海超 官曉藝

（廣西壯族自治區(qū)二七二地質(zhì)隊廣西南寧530023）

地質(zhì)勘查找礦工作需要準(zhǔn)確定位、科學(xué)分析、合理規(guī)劃才能實現(xiàn)理想的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，因此地理信息系統(tǒng)（簡稱GIS)應(yīng)運而生，被廣泛地應(yīng)用到地質(zhì)找礦工作中。GIS在成礦規(guī)律和成礦預(yù)測工作中具有極強的優(yōu)勢與功能，并且可以儲存大量勘查項目的信息、數(shù)據(jù)、成果等資料，為地質(zhì)勘查工作提供了極大的方便。

GIS 地質(zhì)勘查 找礦預(yù)測

0 前言

地質(zhì)勘查找礦工作離不開全面的空間信息的支持，因此，需要建立在完善的設(shè)計、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果和客觀的評價之上，而地理信息系統(tǒng)恰恰為其提供了可能。地理信息系統(tǒng)側(cè)重于對各種空間信息的采集、管理和分析，并利用自身強大的數(shù)據(jù)查詢、空間分析能力，為地質(zhì)勘查、設(shè)計、施工提供有效的信息支持。本文將從GIS具有的優(yōu)勢、特點及具體應(yīng)用進行分析探討。

1 GIS在地質(zhì)勘查找礦工作中的優(yōu)勢

1.1 強大的數(shù)據(jù)信息采集與處理能力

在地質(zhì)找礦勘查工作中，地質(zhì)人員可以通過輸入空間材料的數(shù)據(jù)，形成各種模型，并且可以從視覺、計量和邏輯上對現(xiàn)實空間進行模擬、管理及預(yù)測；地質(zhì)人員可以隨意的抽取、組合、傳輸相關(guān)的空間信息，對各類數(shù)據(jù)所形成的圖片進行仿真模型，有效地預(yù)測出成礦的規(guī)律及巖土成分。GIS強大的數(shù)據(jù)采集、管理及處理能力，為地質(zhì)工程勘查找礦工作提供了來源廣泛的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量更高、速度更加的快。

1.2 對圖形的處理更加靈活

我們可以把GIS看作是一個圖形處理和顯示的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，包含有許多圖形的算法，可以充分地實現(xiàn)圖形的生成、修改、布局、裝飾、顯示、可視化等操作的需求。并且可以表達和描述復(fù)雜的空間實體，并且對所收集到的圖形、圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)高度集成的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為全面管理地質(zhì)勘查找礦設(shè)計信息提供了可能，為建立完善的地質(zhì)模型、預(yù)測成礦、地形特點等，提高了全面可靠的信息。GIS的可視化操作能力，為地質(zhì)找礦勘查工作提供了一個可視化操作平臺，為判斷與決策提供了必要的信息數(shù)據(jù)支持。

1.3 強大的綜合分析能力

GIS可以進行大量的數(shù)據(jù)模擬與分析，例如地震數(shù)據(jù)處理、遙感數(shù)據(jù)處理、地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理等。為豐富多彩的空間信息分析與綜合提供了有力的新工具。GIS的空間數(shù)據(jù)分析功能還有拓撲疊加、緩沖區(qū)分析數(shù)字地形分析等，為建立完善的專業(yè)設(shè)計、分析、評價、輔助決策模型提供了強有力的分析工具。

2 GIS在地質(zhì)找礦成礦預(yù)測中的應(yīng)用

GIS成礦預(yù)測的經(jīng)驗方法只適用于具備足夠數(shù)量的已知礦床的地區(qū)，因為需要利用這些已知礦床來證實礦化的空間關(guān)系。然而，在工作程度較低的幾乎不含有已知礦床的地區(qū)，則需要借助于概念方法來進行成礦預(yù)測，這種方法包括下述三個步驟：

2.1 建立知識庫

首先需要建立導(dǎo)致礦床形成因素及過程的知識庫，然后把它們轉(zhuǎn)化為局域范圍(數(shù)十公里)或區(qū)域范圍(數(shù)百公里)的GIS成因準(zhǔn)則。由于大多數(shù)礦床的面積都小于3k㎡，因而無論是在局域或大區(qū)域成礦預(yù)測中都不能直接提供目標(biāo)礦床的位置。不過，大多數(shù)礦床都是多種地質(zhì)過程共同作用的產(chǎn)物，其中的許多地質(zhì)過程在這樣的大范圍內(nèi)都是可以成圖的。從而，分析某個地區(qū)的成礦潛力，很重要的一點是把礦床看作是一個完整的區(qū)域成礦系統(tǒng)中的一個微小部分。根據(jù)這種認識，成礦系統(tǒng)可以認為包括六個主要的組成部分：(1)驅(qū)動成礦系統(tǒng)的能源；(2)配位體的來源；(3)礦質(zhì)的來源；(4)搬運通道；(5)圈閉區(qū)；(6)出流區(qū)。這種方法要求證實上述每個成礦分量可能促成礦化的潛在要素。

2.2 建立GIS數(shù)據(jù)庫

條件優(yōu)越的成礦地質(zhì)、具有較多地學(xué)資料的區(qū)帶要優(yōu)先選擇，或在重點勘查區(qū)優(yōu)先試用GIS技術(shù),只有在試行得以認可的基礎(chǔ)上,我們才能使一套具有高度可行性的GIS系統(tǒng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)得以建立，才地學(xué)建設(shè)處一個更具合理性和實用性的信息空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)，才能對信息進行綜合分析。證實了成礦系統(tǒng)的基本要素并轉(zhuǎn)化為成圖準(zhǔn)則后，還必須建立相關(guān)數(shù)據(jù)的GIS數(shù)據(jù)庫。為了能夠進行快速成礦分析，可以從原始圖形數(shù)據(jù)中建立一系列專題數(shù)據(jù)庫，例如，為了便于度量距某個特征(如斷層或花崗巖體邊界)的距離，可以建立一系列由同心緩沖(以距這些特征的不同距離)組成的專題。

2.3 開發(fā)評價成礦潛力的子程序

這一步驟涉及到發(fā)展和改進成礦預(yù)測的方法，澳大利亞地質(zhì)調(diào)查部門已在ARC／INFOGIS上開發(fā)了三個由菜單驅(qū)動的模塊：

2.3.1 專用模擬模塊

該模塊實際上是一個簡單的“黑箱”專家系統(tǒng)，它能使用戶選擇某個特殊的礦床類型以及包括研究區(qū)的某個GIS數(shù)據(jù)庫的名稱，該模塊然后詢問該GIS數(shù)據(jù)庫并圈定滿足全部礦床預(yù)測準(zhǔn)則的區(qū)域。該模塊的不足之處在于：

A.必須定義礦床類型的特征，從而它不能圈定新的礦床類型的遠景區(qū)；

B.它要求以嚴(yán)格的方式建立區(qū)域數(shù)據(jù)庫，所命名的所有專題和屬性都必須與該專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相同。

2.3.2 相互作用模擬模塊

相互作用模擬模塊更靈活，并能使地質(zhì)人員在一套指定的專題中定義專門的搜索參數(shù)而建立用戶模型。換句話說，該方法使地質(zhì)人員能夠定義構(gòu)成某個未知礦床類型的異常巖石類型和其他地質(zhì)特征；該模塊要求用戶具有廣博的成礦系統(tǒng)的知識。完成分析以后，研究區(qū)內(nèi)任何已知礦床都可用于檢驗相互作用模擬的結(jié)果。

2.3.3 類模擬模塊

該模塊用于檢驗礦化已知區(qū)域GIS內(nèi)重要的地球物理異常。類模擬模塊能使用戶選擇某個重要的地區(qū)并根據(jù)GIS數(shù)據(jù)庫內(nèi)所有專題的內(nèi)容確定選擇區(qū)的特殊地學(xué)顯示，然后該模塊證實具有類似特征的所有其他地區(qū)，最后產(chǎn)生一份二元圖，把所選擇的地區(qū)分成類似或不類似于該重要區(qū)的區(qū)域。

3 小結(jié)

GIS成礦預(yù)測的經(jīng)驗方法和概念方法不是對立的，而是互補的。GIS能夠?qū)Τ傻V環(huán)境進行定量化，因而在成礦規(guī)律和成礦預(yù)測中具有極強的功能；GIS還能建立勘查項目管理系統(tǒng)并能夠儲存與勘查項目有關(guān)的各種信息，諸如礦權(quán)地邊界、以前的勘查成果等。GIS正在改變著我們傳統(tǒng)的礦產(chǎn)勘查工作的方式，其巨大的應(yīng)用潛力正在越來越多地被認識。

[1]李貴榮，郭建平.地理信息系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].南方冶金學(xué)院學(xué)報，2003(3):10―14.

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[3]穆仕坤.礦產(chǎn)地質(zhì)勘查理論及技術(shù)方法研究 [J].山西科技,2008(4).

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-343-1