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现代地质填图 走向特殊地质地貌区

来源:中国国土资源报 日期:2016年01月28日 08:30 人气:

特殊地区地质填图工程聚焦国家重大需求
  这是2016年全国地质调查工作会议闭幕不久之后的一个早晨,窗外深冬的寒冷与地质工作者的热情讲述形成了鲜明的对比。
  胡健民长期从事构造地质学与区域构造等领域研究与区域地质调查工作,不久前刚刚被评为中国地质调查局首届杰出地质人才。他告诉记者,这项隶属于中国地质调查局重要矿产资源调查计划的工程,经过一年多的研究论证和精心部署,在中国地质调查局基础调查部指导下,已经开始推进实施,并初步显现出可喜的进展。
  “在我国经济新常态下,区域地质调查领域、方式和方法的转变,正在成为地质调查工作一项迫在眉睫的需求和任务。如今,我国中比例尺区域地质调查已实现陆域全覆盖,先前完成的1:5万区调主要部署在基岩出露区,但广袤的第四系覆盖区和高山峡谷区、岩溶区等特殊地质地貌区的地质填图,因实施或表达方式难度较大还较少涉及。”
  胡健民告诉记者,特殊地区地质填图工程旨在聚焦国家重大需求,解决制约资源环境需求的基础地质问题,为社会提供符合多目标需求的基础地质调查成果,其主要目标,就是在不同类型特殊地质地貌区开展区域地质填图试点与示范,从而探索创新现代地质填图理论和方法,探索现代探测技术条件支撑下适合于特殊地质地貌区地质特征的填图方法,形成一套特殊地质地貌区区域地质调查技术标准规范和填图技术方法体系。
  “特殊地质地貌区往往是矿产资源富集、自然环境脆弱、科学问题交汇、经济活动活跃的地区,因此,提高地质填图能力、提高区调填图精度、产出更多基础性地质调查成果,也是现代地质调查工作支撑服务国家重大发展战略和国土资源中心工作的必然要求。”胡健民说。
科技创新为特殊地区地质填图提供全新技术支持
  “特殊地区地质填图工程是中国地质调查局为推进我国区域地质调查实现现代化部署的一项重要工作,是现代地质调查工作多目标服务理念和创新性技术方法的一面镜子。”打开一份制作精良的PPT,胡健民向记者讲述着自己对现代地质调查工作的思考和理解。
  他说,在社会需求多样化和科学技术飞速发展的大背景下,现代地质调查工作正经历着从内到外的巨大变革,而其中的两个关键词就是——服务和手段。一方面,要在工作内容和服务对象上进行深度调整,注重人类活动与地球系统之间的相互作用和相互影响,从解决国家重大资源环境科学问题出发,加强资源、环境、重要经济区等综合地质调查,积极拓展服务领域;另一方面,全方位的融合现代科技手段,探索地质调查新模式,创新成果表达内容和方式,提高服务的质量和效率。“这也是今年全国地质调查工作会议着重强调的。”
  这样的思路,自然也反映在特殊地区地质填图工程之中。而最为突出的亮点,则是工程顶层设计方案中对地球关键带理论的注重和把握,以及在创新基础上对不同类型特殊地质地貌区填图技术方法的构架。“特殊地质地貌地区更突出地反映了人与环境的关系,作好对这些地区最基本的地质填图,是对地球关键带进行深入调查研究的重要基础。”
  具体说,就是工程将针对不同类型特殊地质地貌区的基本特征、分布区域,以丝绸之路经济带和东部T型经济带(沿海经济带和长江经济带)总体战略部署需求为依据,在不同类型的特殊地区进行地质填图试点,形成符合现代地质调查工作要求的技术路线和工作方法。这样,试点工作结束后,便可采用新的技术方法体系,及时启动特殊地质地貌区填图示范,进而在全国范围内逐渐推广成熟的填图技术方法,引领全国未来一个时期内区域地质调查工作。
  经过近两年的试点,工程在基础地质调查理论、技术和方式方法上进行了一系列创新性探索,取得了一些重要成果:其一,试点项目逐步明确了不同特殊地质地貌区填图目标和任务、填图成果表达方式;其二,完成了《覆盖区1:5万区域地质调查工作指南》和《1:5万特殊地质地貌区填图试点工作要求(草案)》;其三,东部平原区填图试点的深覆盖区填图和西部戈壁荒漠区开展的浅覆盖区填图及高山峡谷区填图工作总结内容系统、完整,为下一步率先在这些地区形成填图工作指南打下了良好的基础。
  为特殊地区地质填图寻找“特殊方法”
  在记者看来,特殊地质地貌区应指青藏高原高寒地貌区、西南喀斯特地貌区、西北干旱半干旱沙漠地貌区、黄土高原地貌区等种种外表“特殊”的地区。不过,随着胡健民的讲解,记者发现,该工程对特殊地区的分类更具专业性。
  “我们根据第四纪沉积覆盖程度,将特殊地质地貌区划分为深覆盖区、浅覆盖区和基岩裸露区三大类型,并总结了每一类的基本特征和分布状况。”据介绍,浅覆盖区又包括森林浅覆盖区、戈壁荒漠浅覆盖区和南方强风化层覆盖区等;深覆盖区主要指平原区、西部一些断陷盆地区及黄土覆盖区,平原区包括主要分布在东部重要经济区带的三角洲冲淤积平原区和主要分布在西部的河流冲淤积平原区;基岩裸露区主要包括南方的岩溶区和极为艰险的高山峡谷区。
  类型确定之后,便要明确每一类特殊地质地貌区的填图目标、任务、填图技术路线和主要技术方法组合,以及成果表达方式。
  比如同为浅覆盖区,戈壁荒漠和森林草原的主要填图目标为覆盖层之下基岩面地质图,包括基岩面起伏状况、基岩面地质结构及盆山关系、覆盖层厚度等,以揭示被覆盖层掩盖的重要矿产信息、重要地质体分布及重要地质边界的延伸,对其中有条件及有需求的区域,会进一步开展覆盖层三维地质结构调查;而对南方强风化层覆盖区,则要通过遥感、地表调查、物探、化探、浅钻等技术方法,完成基岩地质图基础上的叠加地表风化层地质图,查明风化层厚度与分层结构及与风化作用相关的矿产信息和基岩中矿化特征。
  显然,不同地质地貌类别地区的需求指向和技术路线均有很大差别。
  据胡健民介绍,人口、城市及经济活动密集的平原区,填图要更注重高精度的信息表达,要通过地表地质调查、物探、化探及钻探技术方法,查明一定深度范围内覆盖层三维地质结构;高山峡谷区则要重点关注矿产资源的赋存与分布,主要通过对不同遥感数据的解译分析和地表地质调查,完成地表地质图,查明测区地层、岩石分布状况及地质构造特征,并初步弄清测区矿化信息;岩溶区填图的出发点是为岩溶构造调查研究打基础,为水资源的合理利用和地方脱贫致富提供服务,因此要通过遥感、地表地质调查、物探、化探等技术方法手段,查明测区地层、岩石分布、地质构造、岩溶构造发育特征与分布规律。
  胡健民告诉记者,特殊地区地质填图工程中还专门设置了一个更为特殊的调查区域——新构造—活动构造区,这也应和了我国防灾减灾、重大工程建设对地质调查工作的重大需求。
  “之所以把新构造—活动构造区的地质填图纳入这一工程,是因为我国活动构造主要分布在青藏高原周缘、鄂尔多斯地块周缘、渤海湾盆地及京津冀地区和郯庐断裂带及东南沿海地区,由活动构造引发的地质灾害区域主要就发育在覆盖区。”胡健民说,新构造-活动构造区填图的主要目标是,通过对高分辨遥感数据及DEM数据的解译处理,结合地表地质调查和浅层地球物理探测、钻探及槽探等浅层剥露工程,以及地球化学探测等技术,查明测区活动构造基本特征、活动断层的几何延伸与活动性等,完成测区地表地质图。
  创新方式提升区域地质调查成果服务水平
  今年的全国地质调查工作会议再次强调,要进一步创新地质调查成果的表达和社会化服务水平。
  通过填图试点,工程基本确定了不同类型特殊地质地貌区填图技术路线及填图技术方法组合,尽管具体各不相同,但有一点是共通的——根据需求,综合应用现代地质调查手段,构建大数据、平面与立体相结合的地调成果表达系统。
  在三角洲冲淤积平原区坐落着东部重要经济区带,试点项目以江苏港口等5幅图为代表,通过浅钻与浅层地震相结合的方法,重点查清第四纪三维地质结构,为沿海城市的快速发展提供基础资料。
  在这一地区,科研人员利用不同时相、不同传感器、不同空间分辨率的卫星遥感数据,重点解译区地貌分布特征、河道、新构造活动、第四纪沉积物类型及分布、河道侵淤变化等;采用槽型钻揭露+地表地形+遥感影像的方法填绘地表第四纪地质、地貌图;运用钻探、浅层地震,结合区域性航磁、重力资料,进行第四系三维地质结构调查。而后,将获得的各种地质信息集结组合,运用GIS平台,分别建立地表、50米以浅及第四系三维结构模型,使项目成果的转化利用向数字化、可视化迈进了一大步。
  在高山峡谷区,科研人员以新疆卡伊车山口等3幅为代表,开展了不同遥感数据的岩性解译效果以及同一遥感数据不同波段组合的影像特征对比;试验研究了测区沉积岩、岩浆岩在不同高分遥感图像上的波谱范围及识别标志,建立了色率异常面和色率异常线在岩性、构造解译过程中的区分标志;进行矿化异常信息提取、筛选及叠加,确定找矿有利区段,利用ASTER和ETM数据进行矿化是蚀变信息提取,生成测区矿化蚀变信息异常总图,并与前人物化探资料进行叠加处理,确定测区成矿有利地段;对典型岩石开展波谱测试,得到诊断性光谱特征,经过与卫星遥感波谱数据的对比、匹配及拟合,在遥感影像图上进行岩石类型识别与异常信息提取;探索机载高光谱矿物填图的技术方法应用、利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图、开展三维数字地形模拟,探讨不同岩石风化指数与地形的关系。
  “很显然,特殊地质地貌区地质填图正在展现出现代化地质调查工作特征。”胡健民高兴地说。
  借鉴国际填图经验提升试点填图能力
  以建设国际一流地质调查局为目标,中国的地质调查工作正通过密切的国际合作迅速从中国走向世界。
  据胡健民介绍,工程所设各项目由中国地质调查局直属地质调查中心、研究所及高等院校承担,具有良好的区域地质调查资质和基础雄厚的填图队伍。而得益于中国地质调查局的多项中外合作填图项目,特殊地区地质填图工程试点项目的填图质量正显现出国际化水准。
  中澳合作填图是在中国地质调查局与西澳大利亚州地质调查局签署地球科学合作谅解备忘录基础上启动的一项国际合作填图项目,由西安地质调查中心执行。在合作填图的过程中,中澳双方充分交流区域地质填图方法,互为借鉴,共同发展1:5万和1:10万区域地质调查的技术方法体系,并在交流地质图成图技术方法和培养人才方面向前推进了一大步。
  中方填图人员在西澳亚尔古地区完全按西澳填图方法,编制完成了填图区地质图;在甘肃北山地区,中澳填图人员则共同完成了1:5万牛圈子幅野外填图工作。正是这样你中有我我中有你的密切合作,我国地质填图人员已较全面地理解和掌握了西澳地质调查局前期资料收集、野外填图方法、室内整理、编辑等流程,在总结中澳双方在填图理念、工作部署、人员组织、工作方法、成果共享与发布异同的基础上,编写了《现代地质填图工作指南》,为发展我国区域地质调查技术方法、完善区域地质图成图体系奠定了基础。
  另一个与本工程密切相关的国际合作是中日合作地质填图。
  “新构造—活动构造是特殊地质地貌区填图的重要内容之一,我们通过与日本京都大学的合作,共同在青藏高原东北缘及邻区进行活动构造填图及活动断层研究,逐渐形成了一支以地质力学研究所年轻科研人员为骨干的活动构造研究团队,为特殊地质地貌区填图试点项目进一步全面开展活动构造填图,奠定了坚实的技术与人才基础。目前已初步建立了活动构造填图技术方法体系。”胡健民介绍说。
  “这是一项探索性和实践性很强的工作,预示着新理论的孕育,任务艰巨,责任重大。要顺利完成试点和示范项目,形成一套适合特殊地质地貌区填图技术方法体系,接受挑战、跨越困难将是必然!”尽管目前许多工作还仅仅是开端,但很显然,对于工程前景和成果应用,胡健民充满信心。