改革物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法初議

張隨甲/武警黃金第三支隊(duì)

改革物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法初議

張隨甲/武警黃金第三支隊(duì)

根據(jù)實(shí)際工作需要討論了改革物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法的可能性，介紹了一種新的布設(shè)方法及其實(shí)際應(yīng)用情況。

物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)；手持GPS；區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查

一、問(wèn)題的提出

在物化探工作中，為了準(zhǔn)確地標(biāo)定取樣點(diǎn)的位置，需要用一定的方法、按一定的規(guī)格和要求布設(shè)測(cè)網(wǎng)。傳統(tǒng)的測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法是按照控制一基線一測(cè)線一取樣點(diǎn)定位的順序開(kāi)展工作。從我部前些年使用這種方法開(kāi)展物化探工作的效果來(lái)看，它存在著明顯的缺點(diǎn)：一是投入的人力物力較多，花費(fèi)的財(cái)力大；二是勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低；三是地質(zhì)找礦工作在林區(qū)作業(yè)，施工將出現(xiàn)砍伐樹(shù)木、損毀農(nóng)田的問(wèn)題，產(chǎn)生林地占用、青苗賠償?shù)荣M(fèi)用，隨著林權(quán)制度的改革和各地普遍設(shè)立生態(tài)和自然保護(hù)區(qū)，繼續(xù)這樣施工將導(dǎo)致生產(chǎn)費(fèi)用成倍增加，施工難度大、進(jìn)度減慢，效率更低；四是布設(shè)測(cè)網(wǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，物化探人員窩工，工作上難以統(tǒng)籌兼顧。顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段工作的需要，因此改革普查階段物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法的問(wèn)題就顯得尤為重要。

二、改革傳統(tǒng)物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法的可行性

地質(zhì)堪查工作中，物化探工作的目的是通過(guò)面積性物化探測(cè)量手段，研究各種地球物理和地球化學(xué)場(chǎng)的分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)有一定找礦價(jià)值的異常，從而篩選出找礦的有利地段，達(dá)到找礦的目的。普查階段以不漏掉有意義的地質(zhì)體為原則，只要能提供點(diǎn)位分布均勻的測(cè)網(wǎng)就可滿足物化探工作的需要，不同于詳查時(shí)對(duì)測(cè)網(wǎng)的測(cè)點(diǎn)既均勻又準(zhǔn)確的嚴(yán)格要求。因此普查階段測(cè)網(wǎng)的布設(shè)，只要相對(duì)線距和點(diǎn)距的精度能滿足物探要求即可。

我們目前執(zhí)行的“物化探工程測(cè)量規(guī)范"(地質(zhì)礦產(chǎn)部l995年9月14日批準(zhǔn)，1996年月3月1日開(kāi)始實(shí)施)和“土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范"(地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年1月27日批準(zhǔn)，1995年月12月1日開(kāi)始實(shí)施)所采用的傳統(tǒng)布網(wǎng)方法和精度要求是五十年代初期從蘇聯(lián)引入沿用至今，基本上沒(méi)有多少變化。很多國(guó)家在進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)，早已使用了簡(jiǎn)易的測(cè)網(wǎng)或根本不用測(cè)網(wǎng)，只在成礦的有利地區(qū)進(jìn)行精度較高的剖面測(cè)量。更為重要的是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的不斷發(fā)展，日臻完善的精確定位能力為物化探測(cè)網(wǎng)的準(zhǔn)確布設(shè)提供了可能。

三、規(guī)范中對(duì)測(cè)網(wǎng)布設(shè)的相關(guān)要求

1.在中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》中，對(duì)工作比例尺和測(cè)網(wǎng)的密度有如下規(guī)定：

表1 工作比例尺與測(cè)網(wǎng)密度

對(duì)野外工作定點(diǎn)時(shí)的點(diǎn)位誤差要求是：普查、詳查工作≤2mm（圖上）。

對(duì)采樣工作的要求是：詳查在測(cè)定的采樣點(diǎn)周?chē)c(diǎn)線距的1/10范圍內(nèi)采樣。

可以看出，對(duì)于我部經(jīng)常進(jìn)行的1：1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量來(lái)說(shuō)，野外定點(diǎn)時(shí)的點(diǎn)位誤差在基線方向小于或等于10-20米即可，而在野外進(jìn)行采樣時(shí)，采樣點(diǎn)的選取范圍在基線方向10米、測(cè)線方向2—5米就能滿足規(guī)范要求。

2.在中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《物化探工程測(cè)量規(guī)范》中，對(duì)物化探測(cè)網(wǎng)（點(diǎn)）的三維定位精度規(guī)定為：當(dāng)采用面積性化探方法時(shí)，其點(diǎn)位中誤差為圖上1.25mm，相鄰點(diǎn)距相對(duì)中誤差12.5%。而對(duì)于測(cè)網(wǎng)的布設(shè)方法，規(guī)范中明確規(guī)定：物化探測(cè)網(wǎng)(點(diǎn))的布設(shè)可采用物化探GPS定位測(cè)量。

在該規(guī)范的第6.3.6.1條中，明確提出“采用GPS定位測(cè)量方法測(cè)定物化探測(cè)點(diǎn)兩維或三維坐標(biāo)，主要適用于灘涂、戈壁、沙漠、草原、高山等特殊困難地區(qū)開(kāi)展小于1：50000工作比例尺物化探測(cè)點(diǎn)定位。對(duì)于只要求兩維定位物化探工作，在無(wú)SA政策影響下可采用導(dǎo)航型GPS儀器進(jìn)行單點(diǎn)定位；如有SA政策影響時(shí)可采用差分GPS定位事后改正方法?！?/p>

以上規(guī)定為使用手持GPS進(jìn)行物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)提供了先決條件。

四、GPS與行業(yè)應(yīng)用

1973年，美國(guó)國(guó)防部開(kāi)始組織陸?？杖娐?lián)合研制新一代軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱GPS。發(fā)展到今天，GPS提供的定位精度已經(jīng)優(yōu)于10米。在這里，筆者想強(qiáng)調(diào)的是，在本文中提到的《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》和《物化探工程測(cè)量規(guī)范》實(shí)施和生效之時(shí)，GPS剛剛進(jìn)入實(shí)用階段，所以，規(guī)范當(dāng)時(shí)只規(guī)定了使用GPS進(jìn)行物化探控制測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)和要求，對(duì)于使用GPS進(jìn)行物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)卻沒(méi)有涉及。

隨著GPS的發(fā)展，出現(xiàn)了更為便利的RTK測(cè)量，它采用載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法，能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)的定位精度。

手持式GPS是一種使用衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)進(jìn)行定位導(dǎo)航的專業(yè)設(shè)備，體積小巧、攜帶方便，具有全天候、全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力，已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查、資源勘查、野外地質(zhì)找礦等眾多領(lǐng)域，越來(lái)越受到野外一線技術(shù)人員的重視和青睞。

目前，市場(chǎng)上手持式GPS的種類較多，且出現(xiàn)了一些更高精度的新機(jī)型，為滿足物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)所需要的精度和要求提供了保證。

五、使用手持GPS布設(shè)物化探測(cè)網(wǎng)的可行性

由以上討論及分析得知，物化探測(cè)網(wǎng)中對(duì)各取樣點(diǎn)的在基線方向的要求是點(diǎn)位中誤差不大于10-20米，而目前手持GPS的定位精度已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于10米，有的則標(biāo)稱精度在收星情況良好時(shí)均為小于3米，可見(jiàn)使用手持GPS布設(shè)比例尺不大于1：1萬(wàn)物化探測(cè)網(wǎng)完全成為可能。

1.基線布設(shè)。對(duì)于精度要求相對(duì)較高的基線測(cè)量來(lái)說(shuō)，基線點(diǎn)的定位是關(guān)鍵。所以，在施工基線時(shí)，可以先在測(cè)區(qū)內(nèi)做一個(gè)高等級(jí)的控制網(wǎng)或幾個(gè)高等級(jí)的控制點(diǎn)，再使用RTK技術(shù)將各基線的基點(diǎn)及測(cè)網(wǎng)的角點(diǎn)測(cè)出，此時(shí)，測(cè)網(wǎng)中各基線的端點(diǎn)的精度均為厘米級(jí)，完全滿足規(guī)范的要求。

2.測(cè)線布設(shè)。對(duì)于測(cè)線來(lái)說(shuō)，它的兩個(gè)

端點(diǎn)是擁有厘米級(jí)精度的基線點(diǎn)。在實(shí)際的施工中，可以先根據(jù)基線點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出各采樣點(diǎn)的理論坐標(biāo)值，將其輸入到手持GPS中，再利用它的導(dǎo)航功能按一定的點(diǎn)距進(jìn)行測(cè)線的放樣和布設(shè)。

3.實(shí)際應(yīng)用。幾年來(lái)，我部在對(duì)手持式GPS機(jī)性能和定位精度研究的基礎(chǔ)上，將這一方法應(yīng)用于野外的工作實(shí)踐中，既提高了工作效率，又增加了地質(zhì)工作的技術(shù)含量，取得了良好的工作效果和經(jīng)濟(jì)效益。2008年，在吉林省樺甸市夾皮溝金礦1：1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量中，我們使用華測(cè)天驕X90型GPS確定基線點(diǎn)，使用手持式GPS76進(jìn)行了測(cè)線的施工，結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證完全符合規(guī)范要求。

2012年黃金部隊(duì)的職能任務(wù)發(fā)生了變化，由原來(lái)的以黃金地質(zhì)勘探為主改為以執(zhí)行區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查為主，這說(shuō)明說(shuō)部隊(duì)必將承擔(dān)更多更大面積的物化探工作。對(duì)黃金部隊(duì)來(lái)說(shuō)，物化探測(cè)網(wǎng)的布設(shè)與施工將直接影響區(qū)礦調(diào)任務(wù)的能否順利完成。在2012年的施工中，我們有目的的對(duì)不同工作區(qū)的測(cè)網(wǎng)使用了傳統(tǒng)布設(shè)法和用手持GPS直接測(cè)量法。結(jié)果顯示，只要能精確校正參數(shù)，認(rèn)真使用手持GPS，它完全可以替代傳統(tǒng)布設(shè)方法而用于物化探施工。下圖為2012年物化探測(cè)網(wǎng)施工中實(shí)際點(diǎn)位與設(shè)計(jì)點(diǎn)位比較圖。

注：圖中的空心圓表示設(shè)計(jì)點(diǎn)位，實(shí)心圓為實(shí)際測(cè)定點(diǎn)位。

更為可貴的是，我們使用這種方法布設(shè)物化探測(cè)網(wǎng)，不僅不砍一棵樹(shù)、不毀一棵苗，而且在人力的使用上也大大減少，同時(shí)也證明化探取樣和測(cè)網(wǎng)布設(shè)使用手持GPS直接施工成為可能，而且完全滿足規(guī)范要求。

六、幾點(diǎn)體會(huì)

與任何事情都有兩面性一樣，利用GPS進(jìn)行物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)一樣存在優(yōu)勢(shì)與不足。

（一）優(yōu)勢(shì)

1.工作過(guò)程有“跡”可尋，定點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確到位，異常驗(yàn)證指哪打哪。

2.降低勞動(dòng)強(qiáng)度和成本，縮短外業(yè)時(shí)間，提高效率和工作質(zhì)量。

3.工作中不砍樹(shù)不毀林，既為單位節(jié)約林地占用、青苗賠償?shù)荣M(fèi)用，也減少了發(fā)生警政、警民糾紛的可能性。

（二）不足

1.在地形陡峭、森林茂密的測(cè)區(qū)使用RTK時(shí)，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致移動(dòng)站在工作中接收信號(hào)困難。

2.在地形地勢(shì)較復(fù)雜或者森林特別茂密的地方使用手持GPS進(jìn)行測(cè)線施工時(shí)，會(huì)發(fā)生可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)較少甚至失去衛(wèi)星信號(hào)的情況，此時(shí)定位精度較差，應(yīng)配合羅盤(pán)、測(cè)繩等簡(jiǎn)易測(cè)量工具來(lái)確定點(diǎn)位實(shí)地位置。

3.使用中應(yīng)確保手持GPS電量充足，否則會(huì)導(dǎo)致定點(diǎn)精度較差。

七、結(jié)論

利用GPS布設(shè)物化探測(cè)網(wǎng)，我部進(jìn)行了大量的生產(chǎn)施工，經(jīng)進(jìn)一步地質(zhì)工作驗(yàn)證，取得了良好的找礦效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)踐證明上述方法完全可以滿足比例尺不大于1：10000時(shí)土壤地球化學(xué)測(cè)量的測(cè)網(wǎng)布設(shè)工作，是一種布設(shè)物化探測(cè)網(wǎng)的好方法。

【1】．“物化探工程測(cè)量規(guī)范”一一地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年9月制定.

【2】．“土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范”一一地質(zhì)礦產(chǎn)部1995年1月制定.

【3】． 手持GPS72型說(shuō)明書(shū)一一北京合從思?jí)芽萍加邢薰?

【4】．“普查階段物化探測(cè)網(wǎng)布設(shè)方法的探討”一一肖伯震、韓秀萍.