山东省地质钻孔数据库成果统计分析与应用性研究

姜丽萍，彭雪峰，邱光辉，胡伟

(中化地质矿山总局山东地质勘查院，山东 济南 250013)

0 引言

地质钻孔资料是地质勘查工作过程中形成的重要基础信息，是地质信息化建设的基础。为充分发挥地质资料服务功能，进一步提高地质资料数字化、信息化水平，2009年国土资源部提出地质资料信息服务集群化产业化工作思路。为进一步提高地质钻孔资料的服务效率，完善地质资料信息共享机制和社会服务体系，2013年国土资源部在全国范围内开展重要地质钻孔数据库及服务平台建设工作。

山东省作为矿产资源大省，积累了大量地质钻孔资料。按照国土资源部统一部署，山东省国土资源资料档案馆于2013—2015年开展了一系列工作，建立了山东省重要地质钻孔基本信息数据库，初步实现多源、异构、海量数据统一的规范化管理。2017年国土资源部要求加强城市地质调查工作，搭建三维城市地质模型。山东省重要地质钻孔基本信息数据库作为国家基础地质数据库的一部分，经过综合研究、深度挖掘及二次开发[1]，可以作为构建城市地质信息系统的基础数据支撑，加快城市地质调查工作进程。

1 主要成果

按照《山东省重要地质钻孔数据库建设工作方案》的要求，该次建库工作以2012年山东省地质钻孔基本信息清查成果为基础。据清查结果，山东省钻孔基本信息齐全地质项目2340档，钻孔51992个。该次工作采用馆藏钻孔资料优先入库，保管在各地勘单位的尚未汇交至省馆的钻孔资料后入库的建库顺序。

2013—2014年，主要对1万余档馆藏地质资料进行筛选，整理含钻孔地质项目报告6124档，其中钻孔基本信息完整地质项目报告1999档，钻孔33876个，将其“三图一表”和相应基本信息录入ZK数据采集系统。2015年主要对山东省地质钻孔基本信息清查成果中保管在各地勘单位尚未汇交至省馆的地质项目报告进行采集，共涉及含钻孔地质项目报告964档，钻孔21164个。由山东省国土资源资料档案馆牵头，对全省地质资料汇交人进行建库培训，请各地勘单位配合工作，共采集入库地质项目报告797档，钻孔15231个。

山东省历时3年，完成山东省重要地质钻孔基本信息数据库建设。该数据库包含山东省40个地勘单位的2796档地勘项目49107个地质钻孔的基本信息，包括工程布置图5510张，勘探线剖面图20686张，钻孔柱状图75711张，样品分析结果表116323页(张)，共981.93GB。该数据库将山东省内不同时代、不同单位、不同专业的各类地质资料进行统一地规范化管理，促进了地质资料信息化水平的提高。

山东省重要地质钻孔基本信息数据库包含山东省有钻孔地质项目的所有基本信息。具体包括保管单位基本信息、项目基本信息及钻孔基本信息三大部分。保管单位基本信息包括保管单位名称、所属行业部门、通讯地址等。项目基本信息包括项目名称、项目类型、项目地点、工作程度、矿种、比例尺等。钻孔基本信息包括钻孔编号、钻孔坐标、坐标系、钻孔类型、钻孔深度、施工单位及岩心情况等。除基本信息外，该数据库还包括“三图一表”等成果图表。具体包括：工程布置图、勘探线剖面图、钻孔柱状图及样品分析结果表。

建库过程中有23个地勘单位配合补充地质钻孔15231个。该部分地质钻孔资料的著录入库，是对老旧原始地质资料的保护，经过抢救性整理及数字化存档后，可以有效弥补馆藏地质资料的空白。

该数据库中部分地质钻孔资料经过钻孔随机漂移处理，在全国重要地质钻孔数据库服务平台面向公众开放，提供快速查询检索服务。该部分钻孔覆盖山东省40个地勘单位，包含地质项目1731档，地质钻孔28342个。地质钻孔数据转化为成果服务，增强了公众对城市建设发展的参与度，提高了资源重复利用率。

建库过程中，山东省国土资源资料档案馆在全省范围内组织开展了钻孔数据库汇交等培训。地质资料的数字化汇交，有利于推动地质资料管理的统计改革[2]，加强政府及相关部门进行大数据监管和智能监管力度，加快与网上服务平台的融合发展。

2 数据统计与分析

对山东省内49107个钻孔，按照行业部门、工作程度、矿种、钻孔类型及钻孔深度等方式进行了统计，分析了山东省地质行业所反映的现象和问题。

2.1 按照行业部门统计

根据行业部门分类，地质矿产行业钻孔39976个，占钻孔总数81.4%；煤炭行业钻孔8856个，占钻孔总数18.0%；建材、核工业等行业钻孔个数不足1%(图1)。

可以看出，钻探施工以地质矿产行业为主，项目最多，投入的力度最大。随着勘查项目日益减少，地勘单位项目愈少、“吃饭”愈难。而山东省建材用花岗岩等矿产出露面积广、种类多，前期该行业投入又最少，是否可以加强建材等矿产方面的找矿、投入力度，增加地勘单位经济效益，进而提升社会效益。

图1 钻孔数据库按行业分类统计图

2.2 按照工作程度统计

据统计，山东省预查阶段钻孔数295个，只占钻孔总数的0.6%；普查阶段钻孔数7368个，占钻孔总数15.0%；而详查阶段钻孔数15109个，勘探阶段钻孔数20669个，分别占钻孔总数的30.8%，42.1%；其他类型钻孔5666个，占钻孔总数11.5%(表1)。

一般情况，工作程度越高，钻孔数目越多，通过数据统计可以看出山东省地质勘查工作程度高，主要为详查和勘探，项目数占比50%以上。工作程度高的地区，会导致难以新立项目，加之地勘行业下滑，国家和地方财政投入剧减，社会资金投入谨慎，找矿成果受限。建立钻孔数据库，进行资料二次开发利用，深入分析研究，为矿区深部和外围的找矿工作提供理论依据和预测靶区，矿产开展勘查将是以后地质工作的重要途径。

表1 钻孔数据库按工作程度分类统计

2.3 按照矿种统计

山东省矿产以能源矿产和金属矿产为主，其中能源矿产钻孔16542个(不包括石油钻孔)，金属矿产钻孔19857个，分别占钻孔总数的33.7%和40.4%。能源矿产中以煤矿为主，占能源矿产钻孔总数97.5%；金属矿产中以金矿和铁矿为主，钻孔数分别占金属矿产钻孔总数的55%和36%。

图2 钻孔数据库按矿种分类统计图

图2显示，能源矿产勘查钻孔中几乎全为煤矿，结构单一。目前干热岩受到越来越高的重视，据预测，山东省干热岩资源丰富，在当今生态文明建设的大环境下，应该加大干热岩等清洁能源的开发利用，推进绿色矿山建设[3]。金属矿产中虽然金矿、铁矿占比高，但一种矿种往往伴(共)生有其他有益元素，比如金矿往往伴(共)生有银、铜、铅、锌等。在勘查的同时，也应该分析其伴(共)生元素。目前品位达不到指标的矿化体，随着选冶技术提高和市场需求，将来也可能会变成矿石。因此建立数字化数据库，记录保存这些信息，可作为潜在的资源信息库，供以后查询、利用。

2.4 按照钻孔类型统计

按钻孔类型划分，矿产地质勘查钻孔43665个，占钻孔总数88.92%；水文地质勘查钻孔3329个，占钻孔总数6.78%，工程地质勘查钻孔1760个，占钻孔总数3.58%，区域地质调查钻孔、灾害地质勘查、环境地质勘查钻孔及其他占钻孔总数0.72%(表2)。

表2 钻孔数据库按类型分类统计

从表2可知，山东省在矿产地质勘查方面工作程度高，但水工环及灾害地质勘查相对较少。山东省矿产资源种类繁多，开采方式多样，已经导致了种类复杂的矿山地质环境问题：如地形地貌景观破坏、采空塌陷、地裂缝等[4]。该数据库中的地质钻孔资料有助于为矿山地质环境治理提供参考，尤其是解决历史遗留的采煤塌陷、非煤矿山采空区的恢复治理等。

2.5 按照钻孔深度统计

孔深小于500m钻孔个数39399个，占钻孔总数80.23%，孔深大于500m小于2000m钻孔个数9665个，占钻孔总数19.68%，孔深大于2000m钻孔个数43个，占钻孔总数0.09%(图3)。

图3 钻孔数据库按孔深分类统计图

80%以上的钻孔孔深都小于500m，反映出勘查的主要对象为浅部资源。孔深大于2000m的钻孔几乎全部为岩金地质勘查施工的钻孔。目前的勘查成果显示，胶东地区(特别是胶西北)发现的多个超大型、大型金矿埋深在500～2000m左右，且倾向延伸未封闭，说明2000m以下仍有金矿存在。因此在传统优势成矿带部署进一步的深部找矿勘查工作，必将实现金矿找矿新突破[5]，促进城市可持续发展。

综上，统计数据直观地反映出山东省地质资料集中度高、地勘项目勘查程度高、矿产地质钻孔比重大、优势矿种开发程度高、钻孔深度多局限于500m以内的特点。地质钻孔资料是一种知识储备，在省内找矿难度日趋增大的现状下，应该充分利用现有数据库资源，运用大数据、云计算技术[6]，进行二次开发利用。通过现代化的信息处理手段，借助三维地质建模软件，综合分析研究地质体空间展布规律等，为矿区深部及周边找矿工作提供依据和找矿靶区，实现从大宗矿产资源向战略性新兴矿产资源转变[7]，实现“三深一土”找矿突破。

3 应用性研究

(1)地质资料汇交是保护地质工作和科研成果的一种重要手段[2]。《地质资料管理条例》明确规定，只要在我国开展了地质矿产勘查或者项目的，形成的地质资料都要向国家统一汇交。山东省重要地质钻孔基本信息数据库不包括50m以内地质钻孔数据[8]，且有大量钻孔尚未著录入库。未补充的地质钻孔资料可能已经遗失，可能基于某种原因仍继续由地勘单位保管。山东省国土资源资料档案馆作为地质资料汇交及保管单位，应该加强汇交监管力度，扩大汇交范围，对未入库老旧资料进行抢救性保护，尽快进行数字化处理著录入库，避免珍贵资料流失及重复地勘工作，节约社会资金，提高地质资料长期服务年限。

(2)城市地质信息化建设的核心内容是基础地质数据[9]。完整的基础地质数据包括区域地质、地球物理、地球化学、遥感影像、区域海洋、水工环、矿产资源等数据[10]。地质钻孔数据是基础地质数据的一部分。山东省重要地质钻孔基本信息数据库以矿产地质钻孔为主，水工环、油气、海洋、地震等领域地质钻孔数据较少。可能不同专业基于相应项目支撑已经建立起专业的数据库，但因建库标准、技术手段、评价办法的不同，不同种类数据难以集成[10]。建立“政府主导、体制保障、科技支撑、机制推进、信息共享，服务决策”的经济发展新模式[11]，对各类数据库进行数据耦合，经过综合的、深层次加工，建立完整的城市地质数据库，有助于加快城市地质信息化建设步伐，促进绿色、智慧城市发展。

(3)建立地质信息空间数据库，搭建城市地下三维结构模型是当前城市地质工作主流模式[12]。只有首先生成符合精度要求的、尽量反映实际地质情况的模型，才有可能进行进一步的可视化、空间化分析和专业应用[13]。三维建模的关键数据是三维地质结构边界和地层内部属性参数。山东省重要地质钻孔基本信息数据库仅包括钻孔坐标、深度等基本信息，今后应补充地层分层、样品取样位置及品位、土工试验、原位测试、抽水试验、地下水水位水质等属性数据。基本信息数据对地质结构边界进行约束，反映地层、断层等地下地质界面、地质体的空间形态和组合关系[14]。属性数据表达地球内部不同参数变化特点，实现定量分析研究，反映参数之间相关性规律[15]。二者相结合，增加地质模型可靠性和可信度，实现可视化的三维图像展示，为专业技术人员、科研工作者进行地质信息验证、研究提供更加科学的依据。

(4)实现城市地质信息化的关键是实现地质信息资源共享[9]。山东省57%的地质钻孔基本信息已经在全国重要地质钻孔数据库服务平台对外开放。通过服务平台，可以实现资料快速查询检索，浏览相关信息。伴随城市地质调查工作进展，城市地下三维结构模型的建立，服务平台亦可向公众展示水工环等各类三维可视化模型，为政府决策、地勘工作开展提供科学依据，服务于城市规划、建设与管理[16]，推动新型城镇化建设，实现城市可持续发展。

4 结语

山东省重要地质钻孔基本信息数据库的建设，既是地质信息共享服务平台，更是城市地质调查的数据支撑平台。该数据库对大量城市地质数据进行有效的采集、存储、管理，在重要地质钻孔数据库服务平台向公众提供可视化、网络化服务，提高了科技成果转化率。但是构建城市三维地质信息系统，建立综合性地质信息服务平台依然任重道远。政府及相关职能部门还需要拓宽思路，在充分利用已有的资料和成果基础上，学习新的理论和方法，运用新的技术手段[17]，对资料进行二次开发利用，创造更大的社会价值和经济价值，提升城市综合竞争力，实现城市可持续发展。

致谢：感谢山东省国土资源资料档案馆的董涛、邵长凯的大力支持，感谢全省参与数据库建设项目的工作人员的努力。