地質(zhì)礦產(chǎn)勘查作業(yè)指導講義

1、轉(zhuǎn) 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查作業(yè)指導講義 2012-7-27 17:15閱讀(5)轉(zhuǎn)載自知民心· .二十多年的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作，干得有點累了，也積累了一些經(jīng)驗，現(xiàn)突然想總結(jié)發(fā)布，希望對大家有所幫助，因為是給單位年輕學員上課用的，故暫定名為“地質(zhì)勘查工作作業(yè)指導講義”，側(cè)重地質(zhì)勘查工作實際操作，以滿足勘查工作生產(chǎn)需要為目的，不當之處請廣大同仁批評指正。  § 1 地質(zhì)工作中常用的坐標系 坐標是表達地面位置的重要參數(shù)，從事地質(zhì)勘查工作的人時時刻刻都在與坐標打交道，一切地質(zhì)工作都建立在坐標定位之上，是地質(zhì)工作的基礎。 地球是一個球體，球面上的位置，是以經(jīng)緯度來表示，我們把它稱為“球

2、面坐標系統(tǒng)”或“地理坐標系統(tǒng)”。 在球面上計算角度距離十分麻煩，而且地圖是印刷在平面紙張上，要將球面上的物體畫到紙上，就必須展平，這種將球面轉(zhuǎn)化為平面的過程，稱為“投影”。經(jīng)由投影的過程，把球面坐標換算為平面直角坐標。 § 1.1 地理坐標系統(tǒng) 地質(zhì)工作常用的地理坐標系統(tǒng)有北京 54 坐標系、西安 80 坐標系、美國 WGS84 坐標，目前在全國第二次土地調(diào)查中使用的 2000 國家大地坐標系，在地勘行業(yè)中不常用。 一個完整的坐標系統(tǒng)是由坐標系和基準 2 個方面要素所構(gòu)成的。下面主要介紹 WGS-84 大地坐標系、 1954 年北京坐標系和 1980 年國家大地坐標系、 2000 國

3、家大地坐標系 4 種坐標系統(tǒng)及其參考橢球的基本常數(shù) ( 基準 ) 及手持 GPS 接收機 WGS-84 、 1954 年北京坐標系和 1980 年國家大地坐標系轉(zhuǎn)換參數(shù)計算。 一、 WGS-84 大地坐標系 WGS 84 （ World Geodetic System ， 1984 年）是美國國防部研制確定的大地坐標系，其坐標系的幾何定義是：原點在地球質(zhì)心， z 軸指向 BIHl984.0 定義的協(xié)議地球極 (CTP) 方向， x 軸指向 BIHl984.0 的零子午面和 CTP 赤道的交點， Y 軸與 x 軸和 z 軸構(gòu)成右手坐標系。該橢球的參數(shù)為： 長半軸： a=6378137m ； 第一

4、偏心率： e2=0.00669437999013 ； 第二偏心率： e ” =0.006739496742227 ； 扁率： F=1/298.25223563 。 二、 1954 年北京坐標系 (BJ 一 54) 建國前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)，建國初期，在蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當時的具體情況，建立起了全國統(tǒng)一的 1954 年北京坐標系。該坐標系以格拉索夫斯基橢球為基礎，經(jīng)局部平差后產(chǎn)生的坐標系，與蘇聯(lián) 1942 年建立的以普爾科夫天文臺為原點的大地坐標系統(tǒng)相聯(lián)系，相應的橢球為克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數(shù)為： 長半軸： a=6378245 m ； 第一偏心率： e2=0.006693

5、42162297 ： 第二偏心率： e ” =0.00673852541468 ： 扁率： F=1/298.2 。 高程采用 1956 黃海高程，系以青島驗潮站 1950 1956 年驗潮資料算得的平均海面為零的高程系統(tǒng)。原點設在青島市觀象山。該原點以“ 1956 年黃海高程系”計算的高程為 72 289 米。 該坐標系統(tǒng)的大地點坐標是經(jīng)過局部分區(qū)平差得到的，因此存在著一定的缺陷。 三、 1980 年國家大地坐標系 (C 一 80) 1978 年，我國決定重新對全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標系統(tǒng)，其大地原點在我國中部，具體地點是陜西省徑陽縣永樂鎮(zhèn)。該坐標系是參心坐標系，橢

6、球的短軸 z 軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸 ( 由地球質(zhì)心指向 1968.0JYD 地極原點方向 ) ，起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面， x 軸在大地起始子午面內(nèi)與 z 軸垂直指向經(jīng)度零方向； Y 軸與 z 、 x 軸成右手坐標系。該坐標系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的 4 個幾何和物理參數(shù)采用了 IAGl975 年的推薦值，其橢球的參數(shù)為： 長半軸： a=6378140 m ； 第一偏心率： e2=0.006694384999588 ： 第二偏心率： e ” =0.006739501819473 ： 扁率： F=1 298.257223563 。 高程采用 1985 國家高程基準。 由于 1956

7、 黃海高程系計算基面所依據(jù)的青島驗潮站的資料系列觀測時間較短等原因（ 1950 年 1956 年），中國測繪主管部門決定重新計算黃海平均海面，以青島驗潮站 1952 年 1979 年的潮汐觀測資料為計算依據(jù)，并用精密水準測量接測位于青島的中華人民共和國水準原點，得出 1985 年國家高程基準高程和 1956 年黃海高程的關(guān)系為： 1985 年國家高程基準高程 =1956 年黃海高程 -0.029m 。 1985 年國家高程基準已于 1987 年 5 月開始啟用， 1956 年黃海高程系同時廢止。 四、 2000 國家大地坐標系 國家大地坐標系的定義包括坐標系的原點、三個坐標軸的指向、尺度以及地

8、球橢球的 4 個基本參數(shù)的定義。 2000 國家大地坐標系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質(zhì)量中心； 2000 國家大地坐標系的 Z 軸由原點指向歷元 2000.0 的地球參考極的方向，該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為 1984.0 的初始指向推算，定向的時間演化保證相對于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)， X 軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元 2000.0 ）的交點， Y 軸與 Z 軸、 X 軸構(gòu)成右手正交坐標系。采用廣義相對論意義下的尺度。 2000 國家大地坐標系采用的地球橢球參數(shù)的數(shù)值為： 長半軸： a 6378137m 第一偏心率： e2=0.0066943800229

9、0 第二偏心率： e ” =0.00673949677548 扁率： f=1/298.257222101 高程仍采用無潮汐系統(tǒng)。 該坐標系目前尚未在地質(zhì)勘查工作中使用。 § 1.2 平面直角坐標系統(tǒng) 平面直角坐標系是由地理坐標系統(tǒng)投影而得的，目前國際間普遍采用的一種投影，是橫軸墨卡托投影（ Transverse Mecator Projection ），又稱為高斯 - 克呂格投影（ Gauss-Kruger Projection ），是地球通過外切 “ 中央經(jīng)線 ” 橫躺的圓柱體進行投影，在中央經(jīng)線上，投影面與地球完全密合，因此圖形沒有變形；由中央經(jīng)線往東西兩側(cè)延伸，地表圖形會被逐漸

10、放大，變形也會越來越嚴重 ( 圖 1-1) 。 為了保持投影精度在可接受范圍內(nèi)，每次只能取中央經(jīng)線兩側(cè)附近地區(qū)來投影，因此必須切割為許多投影帶，將地球沿南北子午線方向，如切西瓜一般，以 6 度或 3 度分帶切割為若干帶狀，再展成平面，每一個分帶構(gòu)成一個獨立的平面直角坐標網(wǎng)，投影帶中央經(jīng)線投影后的直線為 X 軸（縱軸，緯度方向），赤道投影后為 Y 軸（橫軸，經(jīng)度方向），為了防止經(jīng)度方向的坐標出現(xiàn)負值，規(guī)定每帶的中央經(jīng)線西移 500 公里，即東偽偏移值為 500 公里，由于高斯 - 克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，因此規(guī)定在橫軸坐標前加上帶號，如 (

11、5003560,14519660) 其中 14 即為帶號，同樣所定義的東偽偏移值也需要加上帶號，如 14 帶的東偽偏移值為 14500000 米。 圖1-1 坐標系統(tǒng)橫軸投影示意圖 在地質(zhì)勘查工作中，六度帶多用于中小比例尺（ 1:250001:10000 ）測圖，帶號計算公式為 n=L/6( 取整 )+1 （ n- 帶號， L- 經(jīng)度坐標），中央子午線為 6n-3 ；三度帶多用于大比例尺（ 1:10000 以下）測圖，帶號計算公式為 n=L/3( 取整 )+1 ，中央子午線為 3n 。 目前世界各國軍用地圖所采用的  UTM  坐標系統(tǒng)  (Universal T

12、ransverse Mecator Projection System) ，也是橫軸投影  6  度帶的一種，將全球共分為  60  個投影帶。 § 1.3 手持 GPS 接收機、羅盤的調(diào)校 在地質(zhì)勘查工作中通常用到手持 GPS 接收機及羅盤等定位工具，工作區(qū)域不同，其參數(shù)也不同，使用之前是要進行調(diào)校的。 一、手持 GPS 接收機坐標系統(tǒng)校正 由于現(xiàn)在我國民用衛(wèi)星定位系統(tǒng)尚未健全，地勘工作中使用的手持 GPS 接收機均使用的是美國衛(wèi)星信號，用的美國 WS-84 坐標系，其與我國應用的坐標系統(tǒng)之間存在著約 80 100 米的誤差，因而使用前必須用

13、參數(shù)將坐標轉(zhuǎn)換為 BJ-54 或 C-80 坐標系，轉(zhuǎn)換后的絕對定位精度可提高到 5 10 米，可以滿足中小比例尺（小于 1:10000 ）地質(zhì)測圖用。 1 、位置格式設定 選擇“ User UTM Grid ”格式，調(diào)整六度帶中央子午線，投影比例選 1 ，東西偏差為 500000 ，南北偏差為 0 。 2 、地圖基準設定 選擇“ User ”模式輸入 DX 、 DY 、 DZ 、 DA 、 DF 參數(shù)。其中 DA=-108 ， DF=0.0000005 ， DX 、 DY 、 DZ 的確定： 1 ）在手持式 GPS 接收機應用的區(qū)域內(nèi) ( 該區(qū)域不宜過大，一般應小于 50 平方千米 ) ，從

14、當?shù)販y繪部門收集該區(qū)較均勻分布 3 5 個 GPS “ B ”級網(wǎng)以上已知點的北京 BJ-54 或西安 c-80 坐標系統(tǒng)的坐標值（ B 北緯、 L 東經(jīng)、 h 高程、 x 高程異常），然后在對應的點位上讀取 WGS 一 84 坐標系的坐標值（ B 北緯、 L 東經(jīng)、 H 高程）。 2 ）將收集到的坐標值根據(jù)不同的坐標系轉(zhuǎn)換為空間坐標系的坐標值，計算公式如下： X (N+H)cosBcosL Y=(N+H)cosBsinL Z=N(1-e2) +H sinB * 注： X 、 Y 、 Z 為大地坐標系中的三維直角坐標； N 為該點的卯酉圈曲率半徑， N a/(1-e2 sin2B)1/2 ，

15、H=h+x 。 3 ）利用 WGS84 坐標系的 X 、 Y 、 Z 值及 a 、 F 值減去我國坐標系對應值，得出 DX 、 DY 、 DZ 、 da 、 DF 五個參數(shù)，平均后做 GPS 調(diào)整參數(shù)。 4 ）參數(shù)計算之后必須對其進行驗證。驗證的方法是：將計算出的 dX 、 dY 、 dZ 、 da 、 DF 值輸入 GPS 接收機。首先在應用區(qū)域內(nèi)設定 3 5 個點的大地坐標值 ( 即經(jīng)、緯度 ) ，將其以“ ddd ddddd ”的格式分別標記在 GPS 手持機中，再將 GPS 接收機的網(wǎng)格轉(zhuǎn)換為“ UserGrid ”格式，分別讀取已標記點的公里網(wǎng)縱、橫坐標值，并與相對應的公里網(wǎng)縱、橫坐

16、標理論值 ( 該理論值可以通過高斯投影轉(zhuǎn)換將大地坐標值轉(zhuǎn)換為公里網(wǎng)縱、橫坐標值 ) 進行比較，二者相差超過 5 m 時要重新計算或查找出現(xiàn)問題的原因。內(nèi)業(yè)驗證符合要求后在應用區(qū)域內(nèi)選擇 3 5 個已知點進行實測，實測值與已知值相差大于 10 m 時，要重新計算或查找出現(xiàn)問題的原因。 在精度要求不高的異常查證或預普查階段，可以采用從工區(qū) 1:5 萬或 1:10 萬地形圖上尋找 3 5 個三角點量取 BJ-54 或 C-80 坐標（根據(jù)地形圖上標注），再用手持 GPS 接收機到實地測量三角點的 WGS-84 坐標，運用上述方法進行校正，以應急操作。 二、羅盤的校正 羅盤是地質(zhì)工作中使用最廣泛的定位

17、工具，其在未調(diào)校前讀數(shù)是以磁子午線為參照的，要通過地圖定位，則必須調(diào)校成以真子午線為參照定位。具體方法是： 1 、收集工作區(qū) 1:5 萬或 1:10 萬地形圖，其下方有真子午線、座標縱線及磁子午線示意圖（圖 1-2 ），查找其真子午線與磁子午線夾角。                              

18、                          圖 1-2 磁偏角示意圖 圖 1-3 羅盤調(diào)校示意圖   2 、根據(jù)真子午線與磁子午線夾角對羅盤進行調(diào)校。地質(zhì)隊員常說是“東偏順撥，西偏逆撥”，如圖 1-2 是東偏 4 ° 04 ，用羅盤鑰匙從其后調(diào)整旋紐將羅盤 0 刻度線向順時針方向撥 4 ° 04 （圖 1-3 ）。 3

19、、調(diào)校后應對其進行驗證。方法是在工作區(qū)內(nèi)用手持 GPS 接收機定位并存兩點（應盡量選擇衛(wèi)星接收信號較好的點）坐標查看其方位，再以羅盤實測這兩點方位進行比較，二者應相符。 在精度要求不高的異常查證或預普查階段，可以采用從工區(qū) 1:5 萬或 1:10 萬地形圖上尋找 3 5 個三角點量取 BJ-54 或 C-80 坐標（根據(jù)地形圖上標注），再用手持 GPS 接收機到實地測量三角點的 WGS-84 坐標，運用上述方法進行校正，以應急操作。 § 2 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查野外作業(yè) 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查野外作業(yè)主要包括踏勘、地質(zhì)剖面測量、地質(zhì)填圖、工程編錄、樣品采集等項工作。 § 2.1 踏

20、勘 一、地質(zhì)踏勘 原則上開展地質(zhì)礦產(chǎn)勘查野外工作之前必須進行踏勘，其主要目的和任務是： 1 、大致了解工區(qū)范圍，查看工區(qū)交通、吃住及物資供給條件，選擇項目組大營區(qū)及小搬家住地； 2 、通過踏勘路線大致了解工區(qū)地質(zhì)條件，選擇工區(qū)主干地質(zhì)剖面位置等； 3 、采集必要的分析樣品，為勘查工作提供必要依據(jù)。 二、礦點踏勘性檢查 由于目前地質(zhì)勘查市場的火爆，對有經(jīng)驗有地質(zhì)工作者還有一種踏勘性檢查工作，也就是俗稱的“看礦”，是指在充分研究已有礦業(yè)權(quán)地質(zhì)資料的基礎上，通過現(xiàn)場踏勘，作出初步判斷，為業(yè)主處置礦業(yè)權(quán)提供參考、建議及依據(jù)，主要的工作內(nèi)容應包括： 1 、查明權(quán)證所有權(quán)歸屬，價款處置情況及勘查出資方；了

21、解礦權(quán)人轉(zhuǎn)讓的主要原因； 2 、了解礦點位置、交通、物資供給條件； 3 、根據(jù)實地測量（多為 GPS 定位），核對礦（化）體的具體位置，是否在權(quán)證范圍內(nèi)； 4 、了解區(qū)域成礦條件、開發(fā)現(xiàn)狀及老窿分布，周邊鄰區(qū)礦山開發(fā)情況； 5 、了解物化探異常、規(guī)模、強度及與礦化體套合情況； 6 、成礦較好的地段，應初步了解礦種、礦體大致分布范圍、形狀、產(chǎn)狀、規(guī)模、埋深、產(chǎn)出部位、含礦性，目測勾繪簡單的地質(zhì)礦產(chǎn)草圖； 7 、了解礦石品位、質(zhì)量、主要組份及有益有害組份含量；有用礦物含量及粒級； 8 、掌握已有資料提供的資源量情況，控制網(wǎng)度、 332 類以上資源量的比例； 9 、了解水文、工程條件、選冶性能及開發(fā)

22、環(huán)境等主要的開發(fā)條件； 10 、目前礦產(chǎn)品價格因素。 綜合以上因素，根據(jù)經(jīng)驗作出結(jié)論，編寫礦點踏勘簡報，提出礦業(yè)權(quán)的處置意見及下步工作建議。 § 2.2 地質(zhì)剖面測量 一、地質(zhì)剖面測制 地質(zhì)剖面測量是地質(zhì)填圖工作的基礎，在填圖工作之前，必須要測制 1 2 條完整的地質(zhì)剖面，用以劃分填圖單元，研究地層及構(gòu)造，統(tǒng)一技術(shù)人員認識，為地質(zhì)填圖服務。剖面比例尺的選擇主要依據(jù)填圖比例尺或根據(jù)任務書要求確定，一般 1:5 萬填圖要求測 1:5000 地質(zhì)剖面， 1:1 萬測 1:1000 地質(zhì)剖面，以此類推。 1 、在充分收集、認真研究以往的地質(zhì)資料的基礎上，對工區(qū)進行了踏勘，了解工區(qū)地層分布、層

23、序、礦體分布及礦化范圍、主要巖石類型、地質(zhì)構(gòu)造等特征，優(yōu)選基巖出露較好、地層層序較齊全、相帶明顯、礦化特征清晰、構(gòu)造簡單、接觸關(guān)系和標志層清楚、具有代表性的地段進行剖面測制。為確保剖面的實測精度，對剖面上重要的地層、礦層界線、構(gòu)造線被覆蓋部位應予揭露。 2 、剖面總方向與地層主要走向應大致垂直，其間夾角應大于 60 °，可采用不定向剖面，允許平移或多條剖面拼接， 長度 視工作范圍而定，應以全面控制工區(qū)內(nèi)所出露地層、礦化體為原則。 3 、剖面以羅盤定位、測定地形坡度、皮尺或測繩測距的半儀器法測制，繪制出地形線，以巖性分層劃分界線。 4 、剖面端點用木樁留作標記，應標注剖面起點號及導線號

24、。實地分層界線用小紅旗、紅布條作標記。分層位置從皮尺上直接讀取并標于手圖和剖面上，并記錄于記錄表中。 5 、在測制剖面過程中，必須按比例尺要求詳細分層，分層距離用皮尺丈量，地質(zhì)體出露寬度在 0.5 米以上者在圖上應有表示，小于 0.5 米，具有特殊地質(zhì)意義的地質(zhì)體（如礦化層、標志層）應放大表示。 6 、實測剖面應逐層對巖石和地質(zhì)礦產(chǎn)特征進行細致的觀察描述，系統(tǒng)地采集標本，按不同巖石類型分層采集一定數(shù)量的樣品。 7 、地質(zhì)記錄內(nèi)容應全面、準確，地質(zhì)體產(chǎn)狀及所采各種樣品及照片、素描等應按有關(guān)規(guī)范的統(tǒng)一格式標繪于剖面圖相應位置上，并予以詳細訪談錄。在作文字記錄時，首先注明時間、地點、剖面編號、剖面測

25、制目的任務、參加人員及分工，然后逐項填寫表格內(nèi)容：導線號、方位、導線長、坡角、產(chǎn)狀等，逐層對巖石或地質(zhì)體特征進行觀察描述。格式如下： 導線號：× - ×導 方位：××° 導線長：××米 坡角：±××° 分層位置：××米 層號：× 巖性名稱：×色（新鮮色）×狀（構(gòu)造）×化（蝕變）×粒（粒度）×（礦物）×巖 如：灰綠色厚層狀硅化中細粒長石巖屑砂巖、淺肉紅色塊狀弱褐鐵礦化中粗粒二長花崗巖。 巖性描述：風

26、化面顏色、新鮮面顏色、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物含量、粒度、成份、沉積巖碎屑磨園分選情況、蝕變、礦化特征，巖層宏觀特征：產(chǎn)狀、接觸界線特征，巖性、產(chǎn)狀或蝕變等在走向傾向變化特征。各類樣品采集情況，素描、照片內(nèi)容、位置等要素進行記錄（剖面記錄表格式見表 2-1 ）。   表 2-1 剖面記錄表格式。 8 、地質(zhì)剖面圖多采用展開法繪制，剖面樣式見圖 2-1 。 圖 2-1 地質(zhì)剖面圖 9 、根據(jù)實測地質(zhì)剖面和其它地質(zhì)工作所取得的各項地質(zhì)資料建立較合理的地層層序，查明巖層厚度、巖性、巖石組合特征及物質(zhì)成份、巖相組合等。研究地層、巖石的含礦性，盡可能確定其時代，選定標志層，劃分填圖單元。 10 隨著剖

27、面測制工作的進展，應加強室內(nèi)整理工作，特別是當日整理、文字記錄整飾、圖件繪制及著墨。 11 、及時編寫剖面地質(zhì)小結(jié)。內(nèi)容為： （ 1 ）前言 a 剖面測制的目的； b 剖面線起點座標位置、方向、長度、測制方法； c 工作起始、完成日期、工作單位及主要工作人員分工等； d 完成主要工作量：剖面長度、標本、樣品件數(shù)。 （ 2 ）地質(zhì)成果 a 簡述剖面測制區(qū)的區(qū)域構(gòu)造部位及地層、構(gòu)造特征； b 地層描述； c 巖漿巖及脈巖描述； d 構(gòu)造； e 劃分填圖單元； f 礦產(chǎn)（應詳述）； g 新進展、新發(fā)現(xiàn)和新見解。 （ 3 ）存在問題。 二、勘查線剖面測量 勘查工作達到普查及以上階段，為了對礦（化）體進行有效控制，針對礦（化）體必須測制勘探線剖面，其重點是針對礦（化）體進行測量，與地質(zhì)剖面的區(qū)別是有深度概念，深部地質(zhì)內(nèi)容以工程控制為依據(jù)進行繪制。比例尺根據(jù)任務書要求或礦體大小、延深情況確