鄂尔多斯盆地铀矿地质资料的二次开发及应用

2022-10-18魏永强

世界核地质科学 2022年3期

魏永强

（1.核工业航测遥感中心，河北石家庄 050002；2.中核集团铀资源地球物理勘查技术中心（重点实验室），河北石家庄 050002）

鄂尔多斯盆地作为我国重要的铀矿大基地，发现并落实了皂火壕、大营特大型铀矿床和纳岭沟大型铀矿床，积累了大量的地质、矿产和物化遥等资料。目前，核工业地质档案馆（石家庄）馆藏了丰富的铀矿地质资料，随着信息技术的不断发展，铀矿地质资料管理和服务现状已不能满足人们对馆藏成果地质资料的借阅需求，迫切要求加快馆藏铀矿地质资料编研开发［1-2］与信息化建设［3］。本文在梳理鄂尔多斯盆地铀矿地质资料开发与应用现状基础上，提出了二次开发［4-5］铀矿地质资料的必要性；探讨了基于需求导向的铀矿地质资料二次开发的思路及实现途径，以期推进馆藏鄂尔多斯盆地铀矿地质资料信息化建设。

1 鄂尔多斯盆地铀矿地质资料开发与应用现状分析

核工业地质档案馆（石家庄）馆藏了大量的鄂尔多斯盆地铀矿地质资料，这些馆藏资料有着丰富的地矿信息和重要的潜在价值。但是，在鄂尔多斯盆地铀矿地质资料的管理和应用过程中，遇到了一些亟待解决的问题。主要包括：1）铀矿地质资料电子化程度不高。纸质资料老化，在资料保管、借阅过程中，易造成进一步破损。截至2018年底，未电子化地质资料占馆藏纸质版地质档案的66.6%；2）近十年来核工业地质队伍在鄂尔多斯盆地开展了大量的铀矿勘查工作，积累了大量的地质资料，但这些资料多以零散和碎片化的形式存储于档案馆，未实现地质资料的信息集成，无法为地勘单位提供鄂尔多斯盆地综合预测等专题服务，难以适应当前及今后一段时间铀矿地质勘查工作的需要；3）以往工作程度编图成果距今已有十年，已远不能反映当前鄂尔多斯盆地的铀矿勘查工作实际，时效性差；尚未形成鄂尔多斯盆地专题系列工作程度图，对盆地整体工作程度研究针对性、系统性、综合性有待加强；4）鄂尔多斯盆地内的铀矿勘查项目近一半成果报告无摘要，部分成果报告虽有摘要，但不符合《成果地质调查资料著录表及著录要求》，存在要素不齐全、编写格式不统一等问题，不利于实现档案摘要网络化快速检索和信息化建设；5）以往建设的数据库时间较早，当时信息化水平较低，无法满足当前地勘单位使用需求，数据库后续使用率低；各个数据库之间彼此孤立、分割，形成了信息孤岛；当前尚未建立以鄂尔多斯盆地为对象的综合性多元地学信息库，将盆地内地质资料进行综合开发和集成管理。

2 鄂尔多斯盆地铀矿地质资料开发流程与方法

馆藏铀矿地质资料服务领域，可分为一般借阅的普通服务、多元地学数据集成与挖掘的二次开发服务和数据信息智能挖掘的人工智能［6］服务3个阶段（图1）。智能服务是基于数据挖掘的人工智能服务，是基于团队协作、动态的多任务、专业化、个性化的自主与创新的服务，是为用户提供决策及解决方案的知识服务［7-10］。

图1 馆藏铀矿地质资料服务框架图Fig.1 Framework of uranium geological archive service

以地勘单位使用需求为导向，构建了鄂尔多斯盆地铀矿地质资料二次开发流程（图2），主要包括数据集成与综合预测、工作程度图编制、成果报告摘要汇编和多元地学信息库建立等4个方面［11］。

图2 鄂尔多斯盆地铀矿地质资料二次开发流程图Fig.2 Framework of secondary development for uranium geological archive in Ordos basin

2.1 数据集成与综合预测

2.1.1航磁、航放、重力和遥感数据集成连片

1）涉及多个独立测区时，需要开展连片调平。鄂尔多斯盆地涉及7个独立航空物探（磁、放）测区，各个测区连片调平大体按“高精度优先、分区拼接”原则，即精度高的测区优先拼接，然后将其他测区与高精度测区拼接。

多测区连片：首先按同一网格距，对单个测区逐一进行网格化变换，形成单个测区各测量参量的网格化文件。然后采用网格融合技术中的混合法进行拼接，该拼接方法对测区重叠区数据按权重进行重新计算，而非重叠区数据则可使某一指定的测区数据（参考网格数据）保持不变，而另一测区数据会根据两测区重叠地段数据差值进行自动调整数据背景值，达到最终不同测区拼接调平目的。

航磁数据处理：各个测区的航磁数据均已经过正常地磁场修正、磁日变修正等换算求取航磁ΔT。各测区数据合并后需要重新进行切割线调平处理，然后再进行测线微调平。

航放数据处理：本次开发的航放数据已经过飞机本底修正、宇宙射线修正、大气氡修正、康普顿散射修正和高度衰减修正，并已换算成放射性核素含量。数据调平主要采用测线微调平。

重力数据处理：重力数据来自于全国地质资料馆的地面重力布格重力异常网格数据。重力数据已经过中间层改正和布格校正处理，仅需要对收集的重力网格拼接调平，形成工作区完整的布格重力异常网格文件；最后利用MapGIS空间DTM分析模块生成布格重力异常等值线平面图。

遥感数据处理：对收集的单景原始数据和镶嵌图像进行处理，主要经过辐射校正、几何校正、影像镶嵌、影像融合和彩色合成等。

2）在连片调平数据基础上，为了进一步满足解释需要，开展航磁、航放数据转换处理。

为了突出与矿化有关的放射性异常信息及成矿环境信息，尽可能地消除各种影响因素，航放数据转换处理通常采用比值、初始铀含量、活性铀含量、铀增量、铀迁移富集系数和地球化学活动性指数等方法。

为了从不同角度展现磁场分布特征，便于岩性及断裂构造推断解释，需对航磁数据进行转换处理，处理方法包括化极、解析延拓和方向求导等。

2.1.2综合解释与综合预测

依据航磁、航放及重力等资料，结合区域地质资料，采用从已知到未知、定性与定量相结合的方式，划分断裂构造、推断基底埋深等。

1）断裂构造推断：结合地质资料，通过地球物理场的变化特征推断断裂的分布位置、断裂类型和产状等。

2）基底埋深推断：采用磁源参数成像法（SPITM）对区域磁性基底的埋深进行反演求取，并利用收集的钻孔或其他物探资料进行系统调整或约束，最终确定区域基底埋深及起伏形态，为构造单元的划分提供依据。

3）综合预测：在对铀成矿规律研究、已知铀矿床（点）地球物理特征（磁放重）分析等工作的基础上，根据已知矿床（点）找矿标志，采用矿床半定量建模技术，建立铀矿床的地质—地球物理模型，利用模型特征指导综合预测工作，圈定找矿远景区。

2.2 工作程度图编制

将馆藏铀矿地质成果报告和新收集的资料进行整理、分类，参照《全国铀矿地质工作程度数据库维护技术要求》的格式［12］，进行属性采集，编制地质工作程度数据库属性数据卡片；以“放射性矿产地质调查工作程度数据库”为基础，将铀矿地质工作程度属性数据条目导入数据库中，并输出铀矿地质工作程度图层文件。按照《地浸砂岩型铀矿地质图件编制规定第7部分：勘查工作程度图》有关要求［13］进行制图。

2.3 成果报告摘要汇编

成果报告摘要是对地质资料档案内容的简介，反映其基本内容、主要成果及重要技术参数等。报告摘要结构包含以下要素：项目来源、承担单位；目的任务；工作区位置、地理坐标、面积；工作方法、工作比例尺、实物工作量；取得的成果；主要结论及建议。

成果报告摘要汇编时，对于已有成果报告摘要的，原文采用，非必要不作修改；对于无成果报告摘要的，按照《成果地质调查资料著录表及著录要求》的格式［14］和要素要求撰写。

2.4 多元地学信息库建设

多元地学信息库包含两个部分：空间数据库和成果报告数据库。空间数据库基于GIS平台建立，空间数据库存放各种矢量资料，如地理底图、地质图、铀矿床（点）分布图、钻孔分布图，水文地质资料、遥感资料、磁放重资料综合预测编图、铀矿地质工作程度图编制工作中生成的空间数据；成果报告数据库基于文件类型属性，存放收集的成果报告、期刊论文和馆藏的铀矿地质成果报告等。

多元地学信息库建立基本要求：能够实现多源异构数据集成组织、管理和服务；可实现多种条件下的空间查询和属性查询，如：拉框查询、自定义区域查询、行政区划查询、各种国际标准分幅查询、工作方法、勘查阶段查询等。

3 鄂尔多斯盆地铀矿地质资料二次开发与应用成效

3.1 数据集成与综合预测成效

1）连片处理盆地航磁、航放、重力、遥感数据处理控制面积22.3万平方千米，实现了全盆地航磁、航放数据连片；为了尽可能地消除各种影响因素，突出与铀矿化有关的放射性异常信息及成矿环境信息，对航磁、航放数据进行了转换处理；编制了盆地1：50万航磁、航放、重力、遥感基础图件和转换图件22张（图3），为今后盆地铀矿大基地勘查开发提供了资料支持。