基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)在龐家河金礦中的應(yīng)用

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(kù)為基礎(chǔ),在計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)支持下,對(duì)地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、存儲(chǔ)、管理、傳輸、檢索、分析和顯示,以提供對(duì)空間對(duì)象的決策和研究[1]?；贕IS技術(shù)的礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià),首先,對(duì)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(lái)；其次,利用GIS強(qiáng)大的空間疊加分析、緩沖區(qū)分析、統(tǒng)計(jì)分析等功能,輔助工作人員對(duì)礦區(qū)進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)和潛力評(píng)價(jià)；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(guó),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(tái),在四川揚(yáng)子地臺(tái)西緣地區(qū)開(kāi)展GIS應(yīng)用試驗(yàn)研究,對(duì)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(cè)水平和找礦效果[2]。2000年,中國(guó)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(tái)上開(kāi)發(fā)了礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)(MRAS)[3],提供了一種新的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)方法。近年來(lái),基于GIS技術(shù)的礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)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(píng)價(jià)等。

二、礦區(qū)概況

本文研究對(duì)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(yáng)—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(lèi)型屬于高砷細(xì)碎屑巖微細(xì)浸染型金礦,礦石類(lèi)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(dòng)比較頻繁,主要為印支期,以小巖株(印支期大臺(tái)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(guò)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(píng)價(jià)

礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)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(píng)價(jià)工作中,必須收集以往數(shù)據(jù),對(duì)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(guò)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?cái)?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(kāi)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(lái)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(bào)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(kāi)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(píng)價(jià)提供一體化的數(shù)據(jù)來(lái)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(píng)價(jià)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(tái)上,對(duì)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(lái),研究各類(lèi)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(gè)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(cè)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(jì)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(jì)分析,對(duì)提取的各類(lèi)成礦要素進(jìn)行地質(zhì)解釋及異常評(píng)價(jià)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(cè)成果的可靠性。

應(yīng)用緩沖區(qū)分析在八個(gè)成礦要素周?chē)⒁粋€(gè)緩沖半徑為五米的緩沖區(qū)多邊形,確定該要素對(duì)金成礦的影響范圍,依次建立八個(gè)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(jí)別,以顏色分類(lèi)表示(A級(jí)為重要,紅色；B級(jí)為次重要,藍(lán)色；C級(jí)為次要,綠色)形成八個(gè)圖層(表1)；

應(yīng)用疊加分析將八個(gè)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(gè)新的圖層,該圖層是一個(gè)具有以上八個(gè)圖層屬性的新的空間區(qū)域,依據(jù)新圖層的八個(gè)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(jì)分析功能,以GIS技術(shù)為工具,利用證據(jù)權(quán)重法對(duì)圈定的找礦靶區(qū)進(jìn)行成礦有利信息的綜合計(jì)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(gè)找礦靶區(qū)并對(duì)靶區(qū)進(jìn)行優(yōu)選和排序,最終確定A類(lèi)找礦靶區(qū)1處,B類(lèi)找礦靶區(qū)2處,C類(lèi)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(shí)信息,使礦山工作者更容易對(duì)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(jiàn)。

GIS地圖可視化利用可視化原理、技術(shù)和方法,對(duì)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(píng)價(jià))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(jí)、二級(jí)、三級(jí)),編制三級(jí)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)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(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行深度提取、分析與統(tǒng)計(jì),提高了多源數(shù)據(jù)的利用效率；

GIS礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)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(cè)和評(píng)價(jià)提供了現(xiàn)實(shí)借鑒意義。

本文三級(jí)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)圖圈定出1處A類(lèi)找礦靶區(qū),2處B類(lèi)找礦靶區(qū),2處C類(lèi)找礦靶區(qū)。后期可以通過(guò)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。