世界超大型和特大型砂巖鈾礦床數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)

武 鼎 ， 葉發(fā)旺 ， 宋繼葉 ， 邱駿挺

（1.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，遙感信息與圖像分析技術(shù)國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核集團(tuán)鈾資源勘查與評價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029；3.國防科技工業(yè)核材料技術(shù)創(chuàng)新中心，北京 102413）

超大型和特大型礦床具有巨大的礦產(chǎn)儲量和獨(dú)特的成礦特征，其數(shù)量僅占礦床總數(shù)的5%～10%，卻提供了全球礦產(chǎn)資源儲量的30%～50%，對所在國經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的影響［1］。與傳統(tǒng)化石能源相比，鈾資源具有低污染、高效能等優(yōu)勢，已逐步成為我國經(jīng)濟(jì)易采的有效替代能源礦產(chǎn)之一，得到了廣泛關(guān)注。

目前，國內(nèi)鈾礦資源依然存在礦床數(shù)量多、單礦床儲量小、品位低、開采難度大等不足，嚴(yán)重制約了鈾資源領(lǐng)域的發(fā)展［2-5］。如何找大礦、富礦成為鈾資源勘查工作的首要問題，而加快對世界范圍內(nèi)的超大型和特大型鈾礦床的系統(tǒng)研究則是解決該問題的重要出路［6-7］。

以往的工作主要針對單個超大型鈾礦床的特征進(jìn)行研究，而針對多個超大型鈾礦床共性特征的研究則鮮少報(bào)道。究其原因主要是礦床資料過于分散且缺乏系統(tǒng)性和時(shí)效性［8-11］，很難進(jìn)行綜合分析。在這樣一種情況下，作者利用VB編程語言開發(fā)了一款世界超大型、特大型砂巖鈾礦的數(shù)據(jù)庫，對礦床的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)資料進(jìn)行有效管理，從而解決以往礦床資料分散且缺乏系統(tǒng)性和時(shí)效性的問題，為后續(xù)開展深入研究奠定基礎(chǔ)。

圖1 國際原子能機(jī)構(gòu)推出的世界鈾礦床信息檢索平臺Fig.1 World uranium deposit information retrieval platform by IAEA

1 國外鈾礦床數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀和存在的問題

1996年，國際原子能機(jī)構(gòu)出版了 “國際原子能機(jī)構(gòu)附錄指南：鈾礦床的世界分布”。它基于OECD/NEA-IAEA紅皮書中推薦的分類原則，對世界上已知的582個鈾礦床的摘要信息進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，包括礦床的位置，運(yùn)行狀態(tài) （運(yùn)營，休眠，耗盡等），資源量，平均品位，地質(zhì)年齡，成礦母巖和構(gòu)造背景等，形成了世界上第一個針對鈾礦床的數(shù)據(jù)資源庫。2004年，國際原子能機(jī)構(gòu)在其1996年公布的資源庫基礎(chǔ)上開發(fā)了一款基于Web技術(shù)的數(shù)據(jù)庫共享平臺 （IAEA Uranium Deposits of the World，UDEPO），成為世界上首個鈾礦床信息檢索平臺（圖1），并以6個月為周期進(jìn)行更新。截止2018年11月，數(shù)據(jù)庫中記載的鈾礦床數(shù)量已由582個拓展到2 831個。

UDEPO包含的已知鈾礦床的信息，幾乎都與1996年公布摘要類似，不僅記錄內(nèi)容簡單，而且缺少坐標(biāo)和照片等關(guān)鍵信息，部分砂巖型鈾礦床的開采能力、儲量信息也早已過時(shí)，同時(shí)礦床部分?jǐn)?shù)據(jù)資料不夠豐富。此外，該數(shù)據(jù)庫僅提供了基礎(chǔ)瀏覽功能，下載內(nèi)容也僅限于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，顯然無法滿足對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行系統(tǒng)管理的要求。

2 數(shù)據(jù)庫開發(fā)

針對UDEPO缺乏及時(shí)更新、數(shù)據(jù)存儲和系統(tǒng)管理功能的問題，作者利用VB計(jì)算機(jī)語言開發(fā)了世界超大型和特大型鈾礦床數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫由主頁展示模塊、信息錄入與更新模塊、數(shù)據(jù)上載模塊和詳細(xì)信息展示與下載模塊四部分組成。不僅實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)有鈾礦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的及時(shí)更新、保存與展示，還允許用戶上傳和下載資料，便于對礦床數(shù)據(jù)資料進(jìn)行系統(tǒng)管理。

主頁展示模塊（圖2）以世界地圖簡圖作為背景，將礦床的位置投影于該圖之上，可直觀世界超大型和特大型鈾礦的分布情況。將鼠標(biāo)移動到象征礦床的紅色標(biāo)志上時(shí)，會自動顯示礦床的名稱。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊紅色標(biāo)志則會打開該礦床的詳細(xì)信息展示模塊。在主頁展示模塊左下角有兩個按鈕，分別為 “錄入/更新”和 “上傳資料”。這兩個按鈕分別負(fù)責(zé)開啟信息錄入與更新模塊和數(shù)據(jù)上載模塊。

信息錄入與更新模塊 （圖3）針對當(dāng)前UDEPO不能及時(shí)進(jìn)行信息更新的不足而設(shè)計(jì)，允許用戶添加新的礦床信息或?qū)σ延械牡V床信息進(jìn)行更新。當(dāng)用戶通過不同文獻(xiàn)來源找到未錄入的礦床或隨著勘查工作的深入而發(fā)現(xiàn)新的礦床時(shí)，就可使用錄入命令對礦床進(jìn)行錄入。在錄入環(huán)節(jié)，用戶需輸入新礦床的基本信息，包括礦床的名稱、所屬國家、類型、儲量、品位等。填完上述信息后，點(diǎn)擊錄入按鈕即可完成礦床的錄入工作，程序會自動為礦床建立檔案。如果一個礦床的信息有誤則可利用更新功能對該礦床進(jìn)行更新。

圖2 主頁展示模塊Fig.2 Home display module

數(shù)據(jù)上載模塊（圖4）針對當(dāng)前UDEPO缺乏文件管理功能而設(shè)計(jì)，允許用戶將搜集到的資料按照不同類型進(jìn)行上載。目前支持四種類型的數(shù)據(jù)，包括礦床的照片、遙感影像資料、文獻(xiàn)資料、圖件資料。點(diǎn)擊 “瀏覽”按鈕可以瀏覽需要上傳的資料，完成后點(diǎn)擊 “上傳”按鈕即可將數(shù)據(jù)上載到該礦床的檔案中。

詳細(xì)信息展示與下載模塊（圖5）不僅展示了礦床的基本信息，還將礦床相關(guān)遙感數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)資料、圖件資料等以列表形式進(jìn)行展示。用戶可通過點(diǎn)選列表框中的文件的名稱，再點(diǎn)擊 “打開”或 “下載”實(shí)現(xiàn)資料的瀏覽或下載。

圖3 信息錄入與更新模塊Fig.3 Information registration and updata module

圖4 數(shù)據(jù)上載模塊Fig.4 Data upload module

3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用

3.1 超大型和特大型砂巖鈾礦床基礎(chǔ)信息錄入和展示

礦床的基礎(chǔ)信息包括礦床名稱、所屬國家、類型、亞類、運(yùn)行狀況、儲量、品位、位置8項(xiàng)內(nèi)容。

為了進(jìn)行礦床信息的注冊，首先運(yùn)用UDEPO結(jié)合 《歐亞大陸鈾區(qū)域成礦模式》、《中央鈾礦地質(zhì)》、 《世界鈾礦床索引》、 《中國鈾礦床研究評價(jià)》 （第三卷砂巖型鈾礦床）對儲量超過50 000 t的超大型和介于50 000～25 000 t的特大型砂巖鈾礦的基礎(chǔ)信息進(jìn)行了搜集。利用數(shù)據(jù)庫的信息錄入與更新模塊，將搜集到的17個超大型和22個特大型砂巖鈾礦的基本信息錄入到數(shù)據(jù)庫中。

圖5 詳細(xì)信息展示與下載模塊Fig.5 Detail information display and download module

表1展示了錄入數(shù)據(jù)庫的39個礦床的部分基礎(chǔ)信息，圖6展示了39個礦床中37個

礦床的位置信息。說明這些礦床已注冊在案。

表1 世界超大型和特大型砂巖型鈾礦信息表Table 1 Information table of the world's super-large and ultra-large sandstone-type uranium deposits

圖6 世界超大和特大型砂巖鈾礦床在遙感影像中的分布Fig.6 Distribution of the world's super-large and ultra-large sandstone-type uranium deposits in remote sensing image

3.2 礦床數(shù)據(jù)上載和保存

數(shù)據(jù)庫為每一個錄入在案的礦床都建立了一個檔案庫，用于存儲與該礦床有關(guān)的數(shù)據(jù)文件或資料。

為了嘗試向數(shù)據(jù)庫中添加文獻(xiàn)資料，本研究采用多源檢索加分類整理的方式，以礦床名稱為檢索詞，運(yùn)用Sciencedirect、Springer、 Taylor and Francis、 Willey、 CNKI等學(xué)術(shù)引擎和Google、Bing等搜索引擎進(jìn)行文獻(xiàn)和資料檢索。將搜集到的51份文獻(xiàn)資料按照錄入時(shí)使用的礦床名稱進(jìn)行分類，并利用數(shù)據(jù)庫的上載模塊將文獻(xiàn)上傳至對應(yīng)礦床的檔案庫中。此外，還利用美國地質(zhì)調(diào)查局推出的Earth Explorer網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺對39個礦床中的37個帶位置的礦床的ETM＋和DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行了下載，并利用數(shù)據(jù)庫的上載模塊將這些數(shù)據(jù)也上傳至對應(yīng)礦床的檔案庫中。

表2記錄了數(shù)據(jù)庫收錄的39個礦床的相關(guān)文獻(xiàn)情況。其中 “詳細(xì)”代表有正式發(fā)表的文章或出版的地質(zhì)報(bào)告， “非常詳細(xì)”表明該地區(qū)有超過一份以上的地質(zhì)報(bào)告 （或論文）或該地區(qū)的地質(zhì)信息介紹更為詳細(xì)， “簡略”表明只能通過網(wǎng)上搜集到比較簡略的信息。說明可以利用數(shù)據(jù)庫及時(shí)掌握礦床資料的完整程度。圖7展示的是利用數(shù)據(jù)庫中保存的ETM＋數(shù)據(jù)對Rietkuil和Imouraren兩個礦床進(jìn)行構(gòu)造解譯的結(jié)果圖。圖8展示的是數(shù)據(jù)庫存儲的7個超大型砂巖鈾礦的DEM圖。說明數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)可以很好的用于后續(xù)的研究工作。

表2 礦床資料情況Table 2 Information of deposits

圖7 Rietkuil和Imouraren礦床的構(gòu)造解譯結(jié)果Fig.7 Structural interpretation results of Rietkuil and Imouraren deposit

圖8 七個世界超大型砂巖鈾礦的數(shù)字高程圖Fig.8 Digital elevation map of seven ultra-large sandstone-type uranium deposits in the world

4 結(jié)論

通過初步應(yīng)用可知，所開發(fā)的數(shù)據(jù)庫不僅可以根據(jù)需要進(jìn)行信息的及時(shí)更新，更能對礦床相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行有效的存儲和管理，為后續(xù)開展深入系統(tǒng)的分析奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，通過開展不同礦床的基礎(chǔ)信息和數(shù)據(jù)資料對比可及時(shí)掌握礦床資料的完整性和系統(tǒng)性，對明確后續(xù)資料調(diào)研方向和部署勘查工作具有借鑒意義。此外，該數(shù)據(jù)庫也可用于搜集和管理其他類型的礦床數(shù)據(jù)，因而具有廣闊的推廣前景，這是傳統(tǒng)的UDEPO所不具備的。由于目前掌握數(shù)據(jù)有限，數(shù)據(jù)庫只錄有超大型和特大型砂巖鈾礦床資料，數(shù)據(jù)量不夠全面，在今后工作中計(jì)劃開展全球超大型和特大型火山巖、花崗巖鈾礦床資料收集、數(shù)據(jù)錄入等工作。