地質(zhì)勘查作業(yè)講義

1、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(chǔ)。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，

2、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

3、大地坐標系WGS84（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)

4、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(chǔ)，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(yīng)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=0.00669342162297：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19501956年驗潮資料算得的平均海面為零的高程系統(tǒng)。原點設(shè)在青島市觀象山。該原點以“1956年黃海高程系”計算的高程為72289米。2 / 14該坐標系統(tǒng)的大地點坐標

5、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=0.00

6、6694384999588：第二偏心率：e”=0.006739501819473：扁率：F=1298.257223563。高程采用1985國家高程基準。由于1956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

7、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：a6378137m第一

8、偏心率：e2=0.00669438002290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

9、逐漸放大，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(5003560,14519660)其

10、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 Transverse Mecator Projection System)，也是橫軸投影 6&

11、#160;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(yīng)用的坐標系統(tǒng)之間存在著約80100米的誤差，因而使用前必須用參數(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510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(shè)

12、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(shè)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(yīng)用的區(qū)域內(nèi)(該區(qū)域不宜過大，一般應(yīng)小于50平方千米)，從當?shù)販y繪部門收集該區(qū)較均勻分布35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(yīng)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

13、系轉(zhuǎn)換為空間坐標系的坐標值，計算公式如下：X(N+H)cosBcosLY=(N+H)cosBsinLZ=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，Na/(1-e2 sin2B)1/2，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(yīng)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(yīng)用區(qū)域內(nèi)設(shè)定35個點的大地坐標值(即經(jīng)、緯度)，將其以“dddddddd”的格式分別標記在GP

14、S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(yīng)的公里網(wǎng)縱、橫坐標理論值(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(yīng)用區(qū)域內(nèi)選擇35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35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

15、方法進行校正，以應(yīng)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。                        

16、60;                              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

17、、調(diào)校后應(yīng)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(yīng)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(yīng)相符。                                    &#

18、160;                                 -待續(xù)-§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

19、行踏勘，其主要目的和任務(wù)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(chǔ)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(yīng)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

20、（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(yīng)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)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

21、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(chǔ)，在填圖工作之前，必須要測制12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(wù)。剖面比例尺的選擇主要依據(jù)填圖比例尺或根據(jù)任務(wù)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(chǔ)上，對工區(qū)進行了踏勘，了解工區(qū)地層分布、層序、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

22、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(yīng)予揭露。2、剖面總方向與地層主要走向應(yīng)大致垂直，其間夾角應(yīng)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(yīng)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(yīng)標注剖面起點號及導線號。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

23、寬度在0.5米以上者在圖上應(yīng)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(yīng)放大表示。6、實測剖面應(yīng)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(yīng)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(yīng)按有關(guān)規(guī)范的統(tǒng)一格式標繪于剖面圖相應(yīng)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、剖面測制目的任務(wù)、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：××

24、;° 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

25、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隨著剖面測制工作的進展，應(yīng)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(yīng)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(wù)書要求或礦體大小、延深情況確定，勘查線間