城市地质实物地质资料定量化筛选技术研究与示范

高鹏鑫，史维鑫，回广骥

(自然资源实物地质资料中心，河北 三河 065201)

城市地质有着特定的任务和工作内容，其任务是应用地质科学的理论和方法，以城市地区的地质结构为主要研究对象，将所获得的地质资料和认识应用于城市的规划、建设和管理，其实质是地质科学和地质学家直接参与城市的规划、建设和管理工作，为城市发展与控制提供可靠的科学依据[1]。按照工作手段，城市地质大体可分为区域地球化学调查、水文地质、工程地质、环境地质、清洁能源勘查等几个方面。

城市地质工作过程中将形成大量岩芯、标本、副样等实物地质资料，这些实物地质资料具有不同程度的二次开发利用价值、历史档案价值和地质文化价值。考虑到城市基础设施建设完成后，几乎不可能再次在原址获取实物地质资料，需要在地质工作部署之初，提前规划好实物地质资料的保管等事宜。但实物地质资料具有体积大、重量大、数量多等特点，将所有实物地质资料不加以区分地全部入库保管是不科学的，也不符合经济合理的原则。因此需要对实物地质资料进行筛选，选择最具有典型性、代表性、特殊性的部分妥善保管。

以往在开展实物地质资料筛选过程中，大多基于筛选专家的个人认识、工作经验、知识积累等，对不同项目产生的实物地质资料的重要程度进行定性的评价，根据评价结果确定是否收藏[2-4]。这种筛选模式的缺点是主观性过强，不符合科学管理的要求。城市地质是一门新的学科，在全国尚未成体系、大批量地开展城市地质工作之前，提前做好城市地质实物地质资料定量化筛选技术研究工作，为城市地质实物地质资料管理工作提供参考，也为矿产勘查、海洋地质、地质科学研究等其他各类地质工作实物地质资料管理工作提供借鉴。

1 我国城市地质工作开展情况

中国城市地质工作起步相对较晚，2000～2008年，开展了北京、上海、杭州、天津、南京、广州6个城市以基础地质调查为主的试点工作；2010年以来，开展了全国主要经济区和城市群地质调查工作，进一步扩展了城市地质调查内容和区域，在上述城市地质工作基础上，城市地质逐步发展为一门新的学科[5]。目前，我国城市地质工作主要解决的问题：一是城市资源环境承载能力综合评价；二是基岩土的工程地质条件；三是与城市有关的地质灾害防治；四是城市清洁能源，尤其是地热资源的综合利用。

2017年党中央宣布成立雄安新区，中国地质调查局系统地在雄安新区部署开展城市地质调查工作，为雄安新区规划、建设、运行管理提供全过程地质解决方案。针对不同地下空间、资源利用目标层位，调查地下0～10 000 m范围内土壤层、工程建设层、主要含水层、地热储层、深部地下层的地质结构和地质参数，建立不同空间尺度三维地质模型[6]。这是城市地质工作在城市规划建设前，直接参与城市规划、建设及后续运营管理的一次系统性的、全面尝试，将为今后城市地质工作提供标杆与模范。

2 城市地质实物地质资料类别划分

地质资料分为成果地质资料、原始地质资料和实物地质资料，其中，实物地质资料是地质工作形成的第一手资料，直接取自于地质体，包括岩芯、标本、光薄片和副样等。根据城市地质工作手段的不同，形成实物地质资料的种类也有所不同，具体见表1。

表1 城市地质实物地质资料类别划分Table 1 Classifications of urban geologicalcores and samples

3 城市地质实物地质资料筛选方法

3.1 筛选原则

原则上来说，所有实物地质资料均具有保管价值，经济、库房和人力条件允许的话，均应入库保管。但现实情况下，受保管单位经费、库容、和人员等因素限制，需要首先对实物地质资料进行筛选，按照“经济合理、留存适度”的原则确定筛选和保管的种类、范围和数量,这也是实物地质资料管理与纸质、电子类地质资料管理的重要区别之一。

参照易锦俊等提出的矿产类实物地质资料筛选准则与方法，城市地质实物地质资料筛选公式以资料的价值参数和获取成本、二次获取难度等一些其他重要参数为基础，通过加权计算获得优先评分，按照分数大小进行排序，将达到一定分值标准的定为国家I类或省级Ⅱ类实物地质资料，优先筛选、保管，以便未来二次利用,随着地质矿产行业的发展需要，筛选参数和它们的权值可能会相应发生改变[7]。

3.2 筛选参数

实物地质资料的价值可划分为研究价值、生产价值、经济价值、商业价值和文化价值[8]。本文综合考虑城市地质实物地质资料的种类与特点，将城市地质实物地质资料的价值划分为研究利用价值、历史档案价值和地质文化价值。结合城市规模、实物地质资料的获取成本、二次获取难易程度、前期研究程度和实物库内已有该城市类似实物地质资料的情况，共设置8个筛选参数，见表2。

表2 城市地质实物地质资料筛选参数Table 2 Parameters for selection of urban geologicalcores and samples

3.3 筛选参数的权重值

为了更为科学地得出某类实物地质资料的评分，要对筛选参数赋予权重值，某些筛选参数在某一类实物地质资料中比在其他类别的实物地质资料中重要，其权重值大，反之则小。各筛选参数的权重值见表3。

3.4 筛选参数等级赋值

为了便于统一评分标准和要求，对各个筛选参数进行分级，不同的级别赋予不同的分数值，见表4。

表3 不同类别实物地质资料筛选参数的权重值Table 3 Weights for different parameters of urban geological cores and samples

表4 各筛选参数不同等级的赋值Table 4 Assignment of parameters

其中，各个筛选参数的含义和分级标准如下。

A.城市规模：城区人口1 000万人以上为超大城市，500万～1 000万人为特大城市，100万～500万为大城市，50万～100万为中等城市，50万以下为小城市[9]。

B.研究利用价值：实物地质资料在未来城市规划、建设和运营管理过程中的二次观察、取样、分析测试等预期和价值。

C.历史档案价值：实物地质资料在见证城市重要建设理念、重要建设时期、重要人物活动、重大工程、标志性建筑等方面所蕴含的历史见证价值。

D.地质文化价值：实物地质资料在阐述城市地质特色、佐证建设成果、讲述城市故事等方面具备的文化价值。

E.获取成本：实物地质资料获取所消耗的人才、财力和物力。

F.二次获取难以程度：今后再次获取类似实物地质资料的可能性。

G.前期研究程度：该城市前期城市地质工作的研究程度。

H.已有实物地质资料情况：本单位库存该城市类似实物地质资料的数量与丰富程度。

3.5 筛选公式

根据表1～4，确定用来给各类城市地质实物地质资料计算优先评分的公式如下。其中，i为筛选参数等级赋值，n为筛选参数权重值，H为已有实物地质资料情况等级赋值。

城市区域地球化学调查副样：优先评分=(A×3+B×4+C×2+D×1+E×3+F×4+G×1)×H。

城市水文地质岩芯：优先级评分=(A×3+B×3+C×3+D×3+E×3+F×3+G×3)×H。

城市工程地质岩芯：优先级评分=(A×3+B×3+C×4+D×3+E×3+F×2+G×3)×H。

城市环境地质岩芯：优先级评分=(A×3+B×3+C×2+D×2+E×3+F×3+G×3)×H。

城市地热资源勘查岩芯：优先级评分=(A×3+B×3+C×3+D×4+E×3+F×4+G×3)×H。

4 城市地质实物地质资料分类定级

实物地质资料按照重要性的不同，可划分为国家级、省级和基层级[10]。按照《实物地质资料管理办法》(国土资规〔2016〕11号)，具有全国重要性、典型性和代表性的实物地质资料为Ⅰ类实物地质资料；具有本省(区、市)重要性、典型性和代表性的实物地质资料为Ⅱ类实物地质资料；除Ⅰ、Ⅱ类外其他具有重要重复利用价值的为Ⅲ类实物地质资料。本文综合实物地质资料分类、分级要求和前人研究成果，确定基于优先评分的城市地质实物地质资料分类定级建议，见表5。

5 筛选范例

以北京**工程地质勘查项目岩芯、沈阳市**区域地球化学调查项目副样、雄安新区**地热资源勘查项目岩芯、承德市**环境地质项目岩芯、拉萨市**水文地质项目岩芯为例，通过该筛选公式，确定实物地质资料的采集优先顺序。

表5 基于优先评分的实物地质资料分类定级建议表Table 5 Suggestion table of classification for cores and samples based on priority rating

表6 城市地质实物地质资料筛选优先评分表(示例)Table 6 Priority Assignment table of urban geological cores and samples selection

注：雄安新区城市规模按照远期规划人口规模，已有实物资料情况根据本单位实际库存实物地质资料情况填写。

根据筛选结果，优先采集雄安新区**地热资源勘查项目岩芯，建议定为国家级实物地质资料(即Ⅰ类实物地质资料)，由国家级馆藏机构采集并保管；其次是沈阳市**区域地球化学调查项目副样，建议定为省级实物地质资料(即Ⅱ类实物地质资料)，由辽宁省省级馆藏机构采集并保管；再次是北京**工程地质勘查项目岩芯和拉萨市**水文地质项目岩芯建议定为基层单位级实物地质资料(即Ⅲ类实物地质资料)，由基层地勘单位保管；承德市**环境地质项目岩芯不建议入库保管。每个项目接收实物地质资料的数量，根据保管单位库容量和每年入库接收计划确定，但应系统、全面地反应工作区地质特征。