地质调查论文

就矿找矿理论浅析摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿找矿理论的应用进行了分析。关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建矿山企业的生产能力,具有重要意义。1就矿找矿工作的性质与特点就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域的必然趋势。现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当前的就矿找矿理论进行分析讨论。2就矿找矿理论浅析2. 1矿床成矿系列理论成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程的研究[2, 3]。成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标志。2. 2成矿系统理论成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观[4]。其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目的。2. 3矿床模型理论矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查过程的指导原则。矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。2. 4矿床分布的丛聚性理论矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区南岭钨、锡矿化集中区等[5]。成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,最远的两个矿床距圆心34km。2. 5构造等距性分布理论所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供指导。成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在3条巨型纬向构造成矿带。在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,如海南东方戈枕金矿带,矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依据。2. 6矿床的带状分布理论矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区域分带、矿区分带和矿体分带[6]。全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问题。(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方向。(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取得突破。小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找矿工作指明了方向。2. 7矿体侧伏理论矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效果。3结语经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今后就矿找矿工作的主要攻关方向。[参考文献][1]杨言辰,李绪俊,马志红.生产矿山隐伏矿体定位预测[J].大地构造与成矿, 2003, 27(1): 83-90.[2]陈毓川,裴荣富,宋天锐.中国矿床成矿系列初论[M].北京:地质出版社, 1998: 4-7.[3]杨言辰,马志红,杨宝俊.中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究[M].长春:吉林人民出版社, 2002: 1-3.[4]翟裕生,彭润民,邓军,等.成矿系统分析与新类型矿床预测[J].地学前缘, 2000, 7(1): 123-132.[5]裴荣富,吴士良,熊群尧.中国特大型矿床成矿的偏在性与成矿构造聚敛场[M].北京:地质出版社, 1998: 262-286.[6]翟裕生,邓军,李晓波.区域成矿学[M].北京:地质出版社,1999: 4-15.[7]李惠,张国义,禹斌,等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果[M].北京:地质出版社, 2006.

[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位，自1999年成立以来，在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩，对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求，地质钻探技术如何发展，如何更好地起到对地质工作的支撑作用，笔者对这些问题有些不成熟的想法，在此发表，希望能抛砖引玉，与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺，资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题，引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中，突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费，除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外，又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外，地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情，并进行积极的投资。近年来，随着地质工作的加强，地质钻探工作量成倍增长，一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大，使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比，目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机，基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口，我国自己研制的产品已经开始出现，但还未得到大面积推广应用，而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机，还未形成系列。钻探工艺方面，一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用，但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识，但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时，钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降，使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法，如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功，但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点，但由于没有得到地质人员的认可，至今未能得到推广。除此之外，目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等，基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高，地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想，表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在，使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为，考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段，应该分成近期、中长期和远期。划分原则是：至2010年为近期，至2020年为中长期，至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中，都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义，目前尚无统一的说法。笔者的理解是：地质工作现代化的标志应该是，在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一，地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而，此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务，因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后，我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平，地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时，明确提出到2050年中国基本实现现代化，达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日，时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布：我们的目标是，到下世纪中叶，即中华人民共和国成立一百周年时，基本实现现代化。由此看来，我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是：自主创新能力显著增强，地质钻探技术水平显著提高，自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用，钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是：初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法，使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的，重点研究内容如下： (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法，包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题，包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术，包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外，钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一，拟开展以下一些工作： ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展，在短期内获得显著的技术经济效果，使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家，却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功，是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新，其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是：超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例，在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新，涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术，最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法，使机械钻速提高50%以上，回次长度由3m提高到8～9m，大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来，到在钻探施工中得到普遍应用，通常需要花很长的时间，做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏，都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间，影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果，该项工作应有计划、有组织地开展，因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作，而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来，在钻探技术研究与应用的所有环节中，科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节，加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2004，31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看： 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文

薛桂澄 徐忠胜 夏长健

（海南省地质调查院，海口570206）

摘要：本文探讨了海南岛东北部生态地质环境质量评价体系，研究了生态适宜性评价体系，确定评价原理与评价方法，探讨如何评价技术标准和评价技术方法等问题。

关键词：生态地质环境质量；评价指标；评价方法

海南省琼海县幅1：25万生态环境地质调查项目是国土资源部2000年国土资源大调查项目，由海南省地质调查院承担，于2003年完成。通过生态地质环境调查，从地质环境条件、地质灾害、地质资源、人类活动等环境要素出发，分析评价了海南岛东部地区的生态地质环境质量状况，为海南“生态省建设”供了科学依据。

1 生态地质环境质量评价系统

根据琼海县幅研究区的地质环境特征，确定的主要环境要素有地质环境条件、地质灾害、地质资源、人类活动等4个子系统和7个环境因子，按其主次及相关性建立评价系统网络如图1。

图1 生态地质环境质量综合评价系统网络图

2 生态地质环境质量评价程序

评价工作按下列程序进行（图2）。

（1）按评价区地质环境条件划分评价单元。

（2）为每一评价因子规定相应的评价标准数值及其权值，以表示各环境因子在环境系统中的相对重要性。

（3）对每一评价单元均按地质环境质量评价标准计算其质量指数。

图2 生态地质环境质量综合评价程序框图

（4）按质量等级分区并综合评价。

3 生态地质环境质量评价单元划分

以岩土类型及地貌因素为基础，考虑地质结构、地质灾害及地下水因素的影响，按坐标网进行评价单元划分。

4 确定筛选生态适宜度评价因子的原则

一是所选择的生态因子对生态系统具有较显著的影响，二是所选择的生态因子在各网格单元的分布存在着较显著的差异性。

经过筛选，所确定的评价因子主要有地形坡度、覆盖层厚度、地层或岩石、人口密度、地下水埋深、地质灾害、土壤有益元素。

5 建立生态地质环境质量评价因子的评价标准及赋值原则

按各评价因子对生态的正负影响建立赋值标准，其原则：一是评价因子对生态影响的作用规律，二是根据评价因子在区内的时空分布情况。赋值背景和生态适宜度、赋值范围为1、3、5、7、9共分五级。分值为1为生态很适宜，分值为3为生态适宜，分值为5为生态基本适宜，分值为7为生态不适宜，分值为9为生态极不适宜。

地质环境条件

地形坡度评价因子（X1）

根据地形坡度对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。1°＜X1≤5°，分值赋值为1；5°＜X1≤15°，分值赋值为3；15°＜X1≤25°，分值赋值为5；25°＜X1≤35°，分值赋值为7；X1＞35°，分值赋值为9。

覆盖层厚度（X2）

根据覆盖层厚度对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。X2＞5m，分值赋值为1；3m＜X2≤5m，分值赋值为3；1m＜X2≤3m分值赋值为5；＜X2≤1m，分值赋值为7；X2≤，分值赋值为9。

地层或岩石（X3）

根据地层或岩石对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。花岗岩、变质岩分值赋值为3；火山岩分值赋值为5；沉积岩分值赋值为7；松散层（砂）分值赋值为9。

地下水埋深（X4）

根据地下水埋深对生态适宜度的影响程度进行分级赋值。＜X4≤，分值赋值为1；1m＜X4≤或＜X4≤3m，分值赋值为3；＜X4≤或＜X4≤，分值赋值为5；0m＜X4≤或5m＜X4≤10m，分值赋值为7；X4≤0m或X4＞10m，分值赋值为9。

地质灾害（灾害点或灾害面积X5）

研究区内地质灾害主要有水土流失、土地沙化、滑坡、崩塌、海岸侵蚀、河岸侵蚀与淤积、地面积水等。根据其分布的特点，结合区内的生态环境条件按下列标准进行赋值：X5≤0或X5≤0km2，分值赋值为1；0＜X6≤2或0km2＜X6≤，分值赋值为3；2＜X6≤4或＜X6≤，分值赋值为5；4＜X6≤6或＜X6≤9km2，分值赋值为7；X5＞6或X5＞9km2，分值赋值为9。

人类活动（X6）

人类活动主要从人口密度考虑，X6≤＜300人/km2，分值赋值为1；300人/km2＜X6≤400人/km2，值赋值为3；400人/km2＜X6≤500人/km2，值赋值为5；500人/km2＜X6≤1000人/km2，值赋值为7；X6＞1000人/km2，值赋值为9。

地质资源（X7）

地质资源主要考虑土壤元素因子，土壤元素因子中全钾、全磷、全氮为生态主要影响因素，因此根据取样测试浓度进行赋值。

全钾浓度（Y1）：Y1＞％，赋值分值为1；％＜Y1≤％，赋值分值为3；％＜Y1≤％，赋值分值为5；％＜Y1≤％，赋值分值为7；Y1≤％，赋值分值为9。

全磷浓度（Y2）：Y2＞％，赋值分值为1；％＜Y2≤％，赋值分值为3；％＜Y2≤％，赋值分值为5；％＜Y2≤％，赋值分值为7；Y2≤％，赋值分值为9。

全氮浓度（Y3）：Y3＞％，赋值分值为1；＜Y3≤％，赋值分值为3；＜Y3≤％，赋值分值为5；％＜Y3≤％，赋值分值为7；Y3≤％，赋值分值为9。

单因子生态适宜度分级赋值标准详见表1。

表1 单因子适宜度分级标准

6 评价单元（网格内）评价因子赋值和计算

（1）假如每个评价单元存在一个评价因子时，直接按评价因子赋值标准赋值，其代表点在评价单元的中心点。

（2）假如每个评价单元存在多个评价因子时，按评价因子赋值标准赋值后，对面积进行加权平均，数学表达式如下：

华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

式中：X——某评价单元（网格）赋值计算值；

Xi——某因子的分值；

Ai——某因子所占的面积。

7 权重的确定

权重可表示各环境评价因子在子系统中以及各子系统在整个评价系统的相对重要性，可分为一级子系统评价因子和二级子系统评价因子。一级子系统评价因子有地形坡度、覆盖层厚度、地层或岩石、人口密度、地下水埋深、地质灾害、土壤元素。

二级子系统评价因子（在土壤元素下）有全钾、全磷、全氮。

根据各因子影响生态适宜的程度确定权重，地质灾害是破坏及造成生态地质环境恶化的主要因素，其权重取值较大，取X5为；人类活动对生态环境影响也是较大的，因此X6取值为；地层或岩石（X3）与土壤有益元素（X7）影响程度不是很明显，因此取值偏较小，即X3、X7取值为，其他权重X1、X2、X4取值为。各因子权重和等于1。单因子影响生态适宜度权重取值见表2。

表2 单因子影响生态适宜度权重取值表

8 生态地质环境质量评价数学模型

生态地质环境质量评价采用权重加权平均，其数学模型为：

华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

式中：B——第i个网格综合评价值；

Ws——单因子影响生态适宜度的权量；

Xi——第i个网格，单因子X的评价值。

9 生态地质环境质量评价分区标准

确定生态地质环境质量评价分区标准的依据，一是单因子生态适宜度的评价标准，二是研究区生态适宜度的综合评价值。

生态地质环境质量综合评价每一级都和一个评价值区间相对应，寻找各区间端点或上下界便成了判断综合生态地质环境质量分级标准的关键，结合区内的生态状况，拟定生态地质环境质量分级界限（见表3）。

表3 生态地质环境质量分级界限表分级结果：

华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

按生态地质环境分级界限，根据综合评价值（N），将研究区生态地质环境质量分为5个等级区间：1＜N≤2，为优等区；2＜N≤4，为良好区；4＜N≤6，为中等区；6＜N≤8，为差区；8＜N≤9，为极差区（见表4）。

表4 生态地质环境质量综合评价分区标准

10 评价步骤

根据评价体系，第一步在研究区1：25万图幅上按坐标网进行划分评价单元，评价单元面积为5×5km2，共划分669评价单元（网格），并进行编号，以网格中心的坐标代表该评价单元；第二步对每个评价单元的九个评价因子进行赋值，其资料来源X1来自1：5万地形图，X2来自第四纪地质地貌图，X3来自地质图，X4来自海南地图册，X4来自潜水水文地质图，X5来自生态地质环境图，Y1来自土壤元素等值线图（全K），Y2来自土壤元素等值线图（全P），Y3来自土壤元素等值线图（全N）；第三步先计算二级评价因子的综合值作为该因子的值，然后再计算一级评价因子的综合评价值；第四步通过综合评价值进行分区和计算机上作图。

11 生态地质环境质量评价结果

评价结果，全区669个评价单元，综合评价值在1～6之间，缺少＞6的综合评价值，因此，研究区缺少生态地质环境质量差等区和极差区，只有3个生态地质环境质量份区，即生态地质环境质量优等区、良好区、中等区。

研究区生态地质环境质量总体上是好的，Ⅰ级区（生态地质环境质量优等区）区内零星分布，面积，占研究区％；Ⅱ级区（生态地质环境质量良好区）整个区内都有分布，面积，是区内大部分，占％；Ⅲ级区（生态地质环境质量中等区）主要有分布人口密集和有地质灾害存在的区域，面积，仅占％，评价结果与实际情况相符。

12 生态地质环境质量控制因素

生态地质环境质量影响主要因素是地质灾害和人类活动，海南处于热带，光、热、水充足，土壤极为发育，岩石和土风化分解的矿物质丰富，利于植物的生长发育。

研究区生态地质环境质量大多都在良好级以上，然而受人类活动（垦荒、采矿、地面建设）的影响，土地沙化、土地荒漠化等地质灾害的发展，势必造成生态地质环境质量的下降，如东北部的海岸带由于开矿的影响，生态地质环境质量将继续下降，海岸侵蚀、崩塌等自然灾害的影响，也会造成海岸生态地质环境质量下降，这主要集中分布在文昌市东郊和澄迈县玉包角等地区。

控制地质灾害的发生、发展，对生态地质环境质量起到关键性作用。限制人为对地质环境的破坏，减少水土污染，开展水土流失、土地沙化、海岸侵蚀、崩滑流等地质灾害的治理，将有利于生态地质环境质量向好的方向发展。

13 结论

（1）生态适宜度是指某一区域内环境因素对生态影响程度，生态地质环境质量评价依生态适宜度进行评价。

（2）生态地质环境质量评价分4步进行：一是确定评价系统；二是确定影响生态因子，筛选和确定评价因子；三是根据各评价因子对生态地质环境的影响程度确定评价因子的赋值及权重；四是评价单元的综合计算和进行地质环境质量分区评价。

（3）研究区生态地质环境质量大多都在良好级以上，全区生态地质环境质量分3个区，即优等区、良好区、中等区。

参考文献

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［2］廖香俊，丁式江，张本仁等.海南省东北地区土壤环境地球化学研究.地质与勘探，2004，39（6）：68～70

［3］廖香俊，丁式江，吴丹等.琼东北地区土壤微量元素地球化学特征.中国农业通报（地球化学版），2004，20：64～67

［4］廖香俊，冯亚生，丁式江等.海南岛东北部地质环境评价.吉林大学学报，2005，35（5）：646～652

［5］丁式江，廖香俊，冯亚生等.海南省琼海县幅1：25万生态地质环境调查报告.2003

［6］丁式江，廖香俊，冯亚生等.海南岛热带地区生态地质环境质量评价技术方法.2003

The Discussion on Quality Appraisal Technology Method of Ecology Geological Environment in Qionghai, Hainan

Xue Guicheng, Xu Zhongsheng, Xia Changjian

( Hainan Institute of Geological Survey, Haikou 570206)

Abstract: This paper discusses the quality assessment system and the suitability evaluation system of the eco-geological environment in the north-east of Hainan Island and determines the theory and method of assessment.

Key words: Eco-geological environment quality; Evaluation index; Evaluation method