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我国三维地质调查阶段性成果扫描

2014-05-29 16:06:02    来源: 中国国土资源报    作者:高慧丽 郭 戈

破解资源、能源与环境困境,探寻地震发生机理,迫切要求人们掌握更多的基础地质数据和信息。运用地、物、化、遥、钻综合手段,开展立体式三维地质调查,推动基础地质调查由传统走向现代,由“二维”走向“三维”,由单一走向综合,是中国基础地质调查的新发展。

中国地质调查局通过近年来的摸索,工作思路日渐明晰,工作流程初步形成,在重要造山带和重要成矿区带、重要经济区实施的三维地质调查试点取得了显著阶段性成果。

工作思路更为清晰

我国于上世纪50年代开展了深部地质调查探测试验。80年代开始进行矿集区三维地质调查、含油气盆地的三维地震探测。在本世纪初开展了经济区、成矿带立体填图试点工作,实施了中国首个科学深部钻探,开展了6个大型城市的三维立体调查。尽管这些工作在三维地质调查方面作出了重要探索,但对于如何采用现代地学理论、先进的综合勘查方法和三维可视化技术揭示深部地质信息,仍需要进一步的探索实践。

中国地调局通过13个三维地质调查试点项目的实施,经过近年来的摸索实践,对什么是三维地质调查、怎样开展三维地质调查有了更为清楚的认识。

三维地质调查试点计划项目负责人、中国地质科学院地质研究所副所长卢民杰认为,三维地质调查可简单地概括为三句话:即在地表按规范进行的各种比例尺的区域地质填图;在深部开展以解决关键地质问题为目标的深部探测或调查;应用计算机技术、数字化技术和三维可视化技术的三维立体式成果表达。通过三维地质调查,促进调查与研究、地质与地球物理和计算机信息化技术的紧密结合、浅部与深部综合研究的紧密结合。

在该认识的基础上,项目组厘清了三维地质调查的工作思路。首先,按规范开展不同比例尺的地表地质填图,并结合已有的各种地质、地球物理、地球化学资料,开展综合研究,构建工作区初始三维地质模型。通过构建初始模型,明确和发现深部应解决的关键地质问题。其次,针对拟解决的关键地质问题,选择合适有效的地球物理方法和钻探等探测手段进行深部探测,获取地下地质信息。再其次,依据获取的地下地质信息,结合地表地质资料和研究结果,修改和建立工作区三维地质模型。最后,应用计算机信息和三维可视化技术进行成果的立体表达。

卢民杰指出,开展三维地质调查,必须遵循先地表、后地下的原则;开展深部探测前,必须首先建立工作区三维地质初始模型(或称工作模型),明确拟解决的深部地质问题;依据拟解决的深部地质问题,选择所使用的探测方法手段和探测精度。尤其是,综合研究要贯穿于地质调查工作的始终。

试点项目先行蹚路

通过中国地质调查局和计划项目实施单位的精心组织,各试点项目取得了显著阶段性进展:

重要成矿带、矿集区三维地质调查试点项目,通过构建三维地质模型,对深部找矿远景区或深部矿体进行了预测,为深部找矿提供了指导。比如,长江中下游成矿带深部地质调查,以长江中下游成矿带及典型矿集区为对象,开展岩石圈和浅层地壳(5~10千米)的综合地球物理探测和三维地质调查,揭示成矿带形成的深部控制因素,分析追踪主要成矿地质体的深部延伸,结合区域成矿模式,提出了深部找矿远景区。安徽铜陵地区深部地质调查,初步建立了区域地质结构框架及矿田成矿模式,发现南陵戴工山背斜为陡窄背斜,背斜北翼地层部分倒转,加深了对该地区的构造认识。

重要经济区、城市群三维地质调查试点项目,围绕长江三角洲经济区资源环境背景和空间安全需求,提出了长江三角洲重点地区地貌,将第四纪沉积分区划分为2个一级单元、7个二级单元和7个三级单元认识,指导了该区第四纪地质调查工作。长江中游武汉城市群三维地质填图,开展武汉城市规划区基础地质和水工环地质综合调查,重点查明区域地质背景、工程地质条件和供水远景区水文地质条件,构建三维地质模型,建立三维地质填图数据库,为国土主体功能区划、城市规划与建设等提供地质科学依据。

深部地壳结构探测试点项目获得了一批高精度的深部探测数据,初步构建了主体地段的三维地壳结构模型,为区域油气资源、矿产资源评价、地质灾害评估提供了科学依据。中央造山带与南北构造带交汇区地壳深部地质调查试点工作,初步提出了秦岭造山带结构、构造及新生代构造演化序列;龙门山构造带深部地质调查试点工作,初步建立龙门山构造带三维地质构造模型,并通过三维联合反演技术,获得了龙门山北段的三维多参数深部结构。穿过龙门山断裂带北段及秦岭构造带的深度剖面,揭示了龙门山断裂带、秦岭造山带以及四川盆地之间的深部盆山接触关系。

综合地球物理技术在三维地质调查中的应用项目,选择龙门山地区、相山火山盆地、松辽盆地外围和长三角重要经济区开展物探方法组合实验,在复杂区地震数据采集与处理和重、磁、电数据联合处理方面都取得了重要阶段进展。

今年试点范围扩大

时代赋予了地质工作保障资源和保护环境两大主题任务。不论是实现找矿重大突破、缓解能源危机的迫切需要,还是地质环境安全的更高要求,无论从哪个角度看,三维地质调查工作的开展,都恰逢其时且迫在眉睫。

卢民杰指出,三维地质调查是在数字化地质调查基础上的再发展,代表了未来地质调查的发展方向。三维地质成果不仅可以像二维数字地质图一样,按不同地质要素分为不同的图层,而且,还可以按不同的方向任意剖切为不同的剖面,按不同的深度剖切成不同水平标高的平面图,因而,为开展不同目标的研究和深部找矿带来了极大的方便。随着信息技术的迅猛发展和大数据时代的到来,三维地质调查的技术基础将日趋成熟。

2014年,三维地质调查工作将继续开展深部地壳结构探测、重要成矿带和矿集区、重要经济区和城市群三维地质调查试点,实现首批试点项目的圆满收官。配合找矿突破战略行动,扩大重要成矿区带和整装勘查区三维地质调查试点范围,以地质、地球物理资料的二次开发,支撑深部找矿突破为重点,加强中东部整装勘查区三维地质调查试点研究,发展三维地质建模和可视化表达技术,初步完成三维可视化共享平台和三维地质信息管理系统构建。

据介绍,中央造山带与南北构造带交汇区、龙门山构造带深部地质调查试点,今年将获取一批高质量三维地质探测数据,完成三维地壳结构模型构建,提高对深部地质作用的认识,为资源勘查、灾害评价和地球科学研究提供基础支撑。

西准噶尔克拉玛依后山地区、本溪—临江地区、相山火山盆地、北衙金矿远景区和松辽盆地外围三维地质调查试点与综合研究,将在完成地表地质填图的基础上,应用多种地质—地球物理手段,配合钻探验证,查明与成矿有关的深部成矿地质体或成矿地质要素的三维空间展布特征。

长江中下游成矿带中段深部地质调查试点,将开展成矿带深部构造格架研究,评价深部资源潜力。配合找矿突破战略行动,重点选择冀东铁矿矿集区、安徽安庆铜资源富集区开展整装勘查区的三维地质结构与深部资源远景评价试点。

长江三角洲重点地区、长江中游武汉城市群三维地质调查试点,以第四系地层多重划分对比研究为基础,基本查明工作区第四纪地质结构和基岩面起伏变化及构造特征,建立工作区三维地质模型和相关数据库。

综合地球物理技术在三维地质调查中的应用研究和三维地质调查成果集成与信息平台建设研究,将完成针对深部主要目标体的地球物理方法技术有效性试验,总结不同类型三维地质调查有效物探方法技术组合和物探技术流程;初步完成三维可视化系统及信息共享平台建设,开展基于数字填图系统的三维地质建模软件的开发和三维地质建模示范。

使地球表层一定深度“像玻璃一样透明”一直是地质学家们的梦想。随着技术进步和三维地质调查工作的实施,梦想终会成真。

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关键词: 三维 地质调查
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