中（西）澳地质填图对比以及启示,四方谈微信公众号文章

【矿业澳洲点评】中澳双方在地质的工作思路与工作程序等方面基本一致，但是成果表达、数据集成、人员组织与质量管理等方面存在系统差异。深入理解澳大利亚地质填图方法的精髓，并结合中国实际，方可提出针对中国本国国情的行之有效的改善方案。对所有实体按照岩性进行划分和填图是澳大利亚及西方发达国家地质填图的基本思想，也是中国地质填图现在及未来努力的方向。

《中（西）澳地质填图对比及对中国地质填图的启示》

中国现行的地质填图技术是在20世纪60年代前苏联地质填图方法的基础上，融入了“三大岩类填图方法指南”和“数字填图技术”发展起来的，在1∶20万、1∶25万及1∶5万区域地质调查中取得了辉煌成果。

【1 西澳地质填图体系】【1.1 概述】西澳地质调查局（简称西澳地调局）是西澳大利亚州政府唯一的地质调查队伍，负责全州约252×100000km2的基础地质调查与数据更新。20世纪80年代已完成全州1∶25万区域地质调查，目前，1∶10万（30′×30′网格，非国际分幅）工作大约覆盖了1/3。作为一项公益性事业，州政府每年拨付相对固定经费支持地质填图（非按照图幅拨付工作经费）工作，地调局根据年度经费及人员力量等部署实施地质调查工作。

【1.2 人员组织】除地质填图人员之外，地球物理及遥感、同位素年代学、制图人员也是地质填图工作的重要参与者。西澳地调局地质填图部（包括管理层）共有职工40余人，除专门负责同位素年代学、地球物理及遥感、覆盖层地质（人员分配在不同地区长期工作，不但发挥了个人专业特长，也有利于对一个地区地质认识的积累与升华，这是西澳地调局高效、高质量填图的重要保障。以实际填图人员估算，西澳地调局人均一年（野外工作时间约12周）完成一幅图，享有高产的盛誉。

值得一提的是，人均一年一幅图并非意味着一个图幅的工作周期是一年，而是在一个新区开始几年注重认识理解区域地质情况，后期则批量生产出版图件。不同填图组交替出版图件，从而保证生产率。

【1.3 前期资料收集与整理】地质调查前期收集的资料包括航磁、重力、遥感、地理底图（culture feature）、前人地质资料、野外需要检查的矿点信息等，该项工作由相关专业部门负责收集，GIS人员配准后提交使用。

航磁：太古宙面状花岗岩（低磁）和线状绿岩（高磁）磁性差异是高精度航磁数据广泛应用于伊尔岗克拉通地质填图的前提与基础。澳大利亚地质工作者戏称看到航磁图就是看到了地质图。目前，西澳州已经获得了400m间距的高精度航磁数据，足以满足1:10万地质填图要求。

重力：西澳大利亚州重力工作程度较低，目前仅获得4km间距重力数据。但花岗岩与绿岩的密度差远不如二者磁性差异大，所以其应用程度相对较差。

遥感：通常用于地质填图的遥感数据包括Landsat、Alose和航空照片3种。前二者以多波段、色彩丰富为特征，但地表密集灌木及厚层风化壳限制了功能发挥；航空照片分辨率高但是色彩信息少，多用于野外露头识别（伊尔岗克拉通基岩露头一般仅为全区面积的15%~25%）。西澳地调局已完成全区3种数据的校正、配准，并切割成1∶10万大小提供使用。

地理地图：主要包括等高线、水系、公路等信息。将2.5m等高距的等高线绘于航空照片，主要用于与航空照片配合识别正负地形。水系、公路等是规划野外工作路线的重要参考资料。

前人地质资料：包括早期野外记录、相关岩矿鉴定及地质图、已经发表的文献等。这些数据都录入填图系统中供填图人员参考。

矿产信息：虽然矿产工作并非西澳地质填图的工作重心，收集详尽的矿点信息也是前期资料收集的一个重要方面，收集的信息包括矿点及其已经开展的工作等。

【1.4 野外工作】通常由单个地质人员负责一个片区多个图幅的填图工作，故具体工作部署因人而异，但总体遵循地质现象引导地质路线的原则。多数人在完成主干路线后，综合利用多源数据对重要地质界线追索以确定区域总体格架，进而细化被重要地质边界分割的填图单元。也有人以穿越路线为主，辅以少量的追索路线填图。

遵循对所有实体按照岩性进行划分和填图的工作原则，野外调查尽可能用地质点控制所有可能的岩性单元。宽度大于20m的岩性单元都有地质点控制，因此，单条路线收集的资料可供编辑1∶5万甚至1∶2.5万地质图。点上记录简单实用，侧重于岩性及有限范围内的空间变化。所有产状、样品、照相的位置都需要有独立的地质点来控制。对大面积风化层覆盖区，用于矿产勘探的钻孔岩心（早期金矿勘探部署了大量钻孔）简单编录也是野外调查一项重要的工作。

【1.5 资料整理与成果表达】虽然西澳地调局倡导地质图初编在野外进行，但是在有高精度航磁数据和有限露头绝对数量地质点控制的前提下，该项工作通常在室内完成。地质调查最终提交的电子图件包括1∶10万地表地质图、基岩解译图、覆盖图（Regolith），以及1∶50万基岩解译图和相关数据库。其中地表地质图是核心，其余图件是在地表地质图基础上二次加工的专题性图件。

地表地质图是在野外地质调查（基岩区）和遥感解译（覆盖层）的基础上，综合各类地球物理数据（主要为航磁）编制的。岩性（或可表达尺度岩性组合）是地质图主图的基本要素，从岩性到岩石地层的归并在图例中实现。值得一提的是，西澳地调局通常利用野外资料直接编制地质图。考虑到精度要求及实际操作的可行性，覆盖区解译及成图时将底图放大到1∶40000，而基岩区地质边界圈定的最佳比例是1∶25000。

遵循对所有实体按照岩性进行划分和表达的原则，地表地质图中表示了所有大于100m的地质体（岩性单元），但是对小于100m具有特殊地质意义的地质体（如BIF、辉绿岩脉）也常用线状体来表示。基岩解译图是在地表地质图的基础上，充分利用收集的各类钻孔、航磁等数据，将覆盖层下伏基岩进行充分解释后，与地表基岩合并编制的地质图。覆盖图则是将地表地质图中基岩部分统一设置成同一颜色后，仅保留覆盖层的地质图。为满足区域图件编制需要，在1∶10万基岩地质图的基础上，还需不改动原始边界（尽量少动），缩编1∶50万基岩地质图。西澳地调局有着完善的缩编指南（包括地层合并和技术方法两方面）以保证缩编后的地质图能与邻区接边。

地质图所有填图单元都有自己独立的填图代号，代号由岩性、岩性归属的地层单元、地层单元时代及所属构造单元4个要素中的3个组成。目前，西澳地调局已经建立了相对完善的代码体系，每个代号都有自己独立的定义及详细的描述。若发现新的岩石单元，需要片区主管甚至总工程师确认方可新增新代号。

考虑到实用性，近年来西澳地调局不再编制地质图说明书，代之而起的是岩性说明表（与地质体代号一一对应）。岩性说明表以填图单元（岩性）为主关键字，将以往地质图说明书中的内容分解为填图单元名称、岩性描述、时代、构造单元、地理位置等45个（并非每个单元都包括这些内容）标准的数据项。目前，西澳地调局已完成已有填图单元的标准化分解。新完成图幅只需在前人基础上修改或增补其内容即可。

【1.6 专业数据采集及数据库】专业数据是指同位素测年、地球化学等相对独立于地质图的数据，这里以同位素测年为例简述其数据采集与数据库形成过程。前已述及，同位素年代学是地质填图的一个重要支撑，由相对独立的部门负责。西澳地调局与科廷大学、西澳大学分享同一个SHRIMP实验室，现还不能满足日益增长的测试需求。

通常，各填图组根据地质项目需求需要提出申请，经主管片区同意后，由填图人员与同位素专家共同采集样品。样品经碎样、单矿物挑选、照相、分析测试并最终出具分析测试报告。值得一提的是，由于各个环节均严格把关且都有副样保存，因此每个环节都可以回溯，以确保数据质量。对于复杂样品，若同位素组与填图组在室内协调仍得不到合理解释，则需返回野外露头寻找可能的解释。所有获得的同位素年龄都以特定的数据格式录入到数据库中，上传互联网提交社会使用。同时，其他地学研究机构在西澳获得的数据也统一录入该系统库，形成完整的区域同位素年代学数据库（http://www.dmp.wa.gov.au/9713.aspx）。

【1.7 资料共享与质量保障】得益于高素质的专业技术人员及良好的个人信用制度，虽然有片区主管、总工程师及副局长3级审查体系，但是总体质量把关还是靠技术人员本身。所有野外记录及成果图件上网（http://www.dmp.wa.gov.au/4895.aspx）公布及填图人员的年度工作汇报也是质量保障的一个重要方面。数据库、制图、同位素年代学等专业部门与填图组的无缝衔接，为高效、高质量图幅奠定了坚实的基础。地调局在年度公开日（open day）向外界公开年度工作成果并接受工业界信息反馈，是地质图能长期与客户需求一致、具鲜活生命力的关键。

【2 中国地质填图体系】【2.1 概述】中国地质填图主体由中国地质调查局与各省地调院及相关单位联合完成。截止2015 年，全国分别完成1∶25万、1∶5万区域地质填图595×104km2和326×104km2。除地调局直属机构完成一定数量的地质填图外，全国区域地质调查的主体队伍仍为各省地调院（区域地质研究院）。国土资源大调查之前的地质调查是以行政区划为边界进行分割的，行政区内的地质调查由省属地调队伍完成。一个填图组常由地层、岩浆岩、变质岩、构造矿产、古生物等多专业人员构成，工作周期为 3 年。

【2.2 前期资料收集与整理】野外工作前收集的资料包括航磁、重力、遥感、地理数据、以往地质资料等几个方面。航磁和重力工作程度不一，且地区、部门之间共享程度不高，目前在地质调查中仅用于区域大地构造分析和区域对比，不能直接应用于地质体圈定。

遥感是地表岩石的直接投影（无偏移），且数据获取成本相对较低，在西部戈壁荒漠区发挥着至关重要的作用。以往地质调查中主要利用 Landsat 数据。近年来，Spot 、 Worldview等高精度数据也大量应用于地质调查。地理数据包括等高线、交通、居民地、水系等。为满足野外地质调查和最终成图需要，通常需要收集2种不同比例尺的数据。如1∶25万区域地质调查需收集1∶25万与1∶10万2种比例尺的地理数据。以往地质资料收集是前期资料搜集的核心。由于中国基岩区大都已完成1∶20万、1∶25万等面积性工作，并配有详实的地质报告，充分收集、理解这些资料可以快速掌握研究区地质概况及研究程度，定位工作重点。值得一提的是，除侵入岩外，以往地质填图中所有的填图单位都有详细的实测地质剖面控制。剖面通常部署在露头连续且地质现象最丰富的部位。因此，剖面资料无论是对总体工作部署还是详细了解具体细节都起着不可或缺的作用。

【2.3 野外工作过程】地质填图项目组通常由若干不同专业人员构成，故切实可行的工作部署必不可少。通常在集体踏勘之后，项目组需要编制详细的总体设计书，用以指导后期工作。设计书工作部署中充分考虑了地质复杂程度、前人工作程度及遥感解译程度等多方面因素。一份优秀的设计书不但有详细的工作方案，而且对区内存在的重大地质问题、解决方法、所需费用及预期成果都做了详细的说明。具体的野外工作主要包括路线调查和剖面测制。路线地质调查要求一定的工作量（点线密度和路线总长度）来保证工作精度，对图面最小可表达地质体也根据比例尺差异做出说明。野外地质调查内容及工作方法详见相关技术要求及工作指南，此外，原地质矿产部也组织编写了三大岩类填图方法指导野外工作

【2.4 成果总结与表达】野外工作手图-实际材料图-地质总图-地质图，是中国地质图成图的系列图件。手图是各作业组野外采集的第一手资料，图中各类岩性以花纹、代号标记。将工作手图汇总组织后形成实际材料图，因此，实际材料图是集原始性、综合性、可视性和动态性于一体的信息化图件，不仅反映了地质调查和填图工作的详细程度、工作量分布情况和各种地质体、地质界线被控制的程度，也是衡量图幅质量、检查地质界线可靠程度的重要依据和编绘其他图件的基础。地质总图是连接实际材料图和地质图的枢纽，是保持了实际材料图中的地质界线等内容，并将岩性等基本要素综合上升到填图单元（群、组、段）的大比例尺地质图（如1∶25万填图编制1∶10万地质总图，1∶5万地质填图编制 1∶2.5万地质总图）。成果地质图是在地质总图基础上缩编整理而成的，以群、组、段等填图单元为基本要素的综合性图件。

除系列图件外，完成地质填图的地区还需提供详细的地质报告。报告除了测区基本情况及研究历史介绍外，还需要对地质图中的每个填图单元做详细介绍。在此基础上，结合岩浆、变质及构造变形研究重建研究区演化历史。此外，还需结合前人资料明确区内成矿地质背景及找矿方向。

【2.5 质量控制】为保证项目质量，项目运行过程中通常由中国地质调查局（或委派大区中心）分设计编写与审查、野外验收、报告验收三阶段对项目质量把关。此外，还需要进行年度工作方案评审和工作成果评估，确保项目的有序进行。项目承担单位实施的三级质量管理体系和项目组内部的自检-互检-抽检都是保证填图质量的有力措施。

【3 中澳地质填图对比】【3.1 人员组织】西方国家认为地质填图是一切地质工作的基础和前提，因此地质学相关专业学生在大学期间都经过专业地质填图训练，在硕士及博士阶段也都有针对所学专业（如变质岩、花岗岩）的地质填图工作。因此，经过博士阶段学习，具有专业素养的地质人员可直接承担野外填图项目。以此为依据，西澳地调局面向全球招聘（西澳地调局填图人员绝大多数非澳洲本土人员）已获博士学位、具专业特长的人员组成专业队伍，并将专业特长与工作区实际相结合，充分发挥个人专长。掌握专业知识且具有填图技能之人不但在地质体识别（如变质岩专家更容易识别出更多的变质矿物而划分出不同的变质地质体）与图面表达方面可以突显其优势，更重的是，基于点上岩石学、矿物学、地球化学等的进一步深入研究与区域整体相结合，在深化认识区域地质演化方面具有得天独厚的先机，实现了地调与科研的自然融合。

中国正式意义上的区域地质调查起步于20世纪50年代中晚期，受限于多方面条件，地质调查队伍力量相对薄弱（个人），考虑到中国地质演化具有多旋回造山叠合作用的特征，地层、构造、岩浆岩、矿产、古生物等多专业协同作战的综合地质调查队伍应用而生，并且取得了辉煌的战果（1∶20万区域地质调查阶段）。其中古生物方面取得的成果仍是现今的重要参考资料。这种地质调查模式一直沿用至今，并且注入了多波段、不同分辨率的遥感影像、数字填图等应用技术，使填图系统和填图队伍更加完善。从某种意义上讲，国内一个填图项目组就相当于一个微型西澳地调局。

【3.2 野外工作过程】在西澳地调局，一般一个人承担一个片区或一个单独图幅的地质填图。因此，野外工作中无刻意的路线部署，而是根据地质现象决定前进方向甚至后期工作重点，即地质现象引导地质路线。考虑到不同作业组协同工作的需求，例如技术要求、工作指南等。

中国地质填图都有相对固定的路线部署，但这并不意味着平均使用工作量。在关键地段，强调穿越路线与追索路线并重。在具体工作过程中，经验丰富的地质工作者往往会参照规范，根据实际需要作出切合实际的选择，而并非机械地执行网格式工作路线。因此，在工作部署方面双方并无本质区别。

对所有实体按照岩性进行划分和填图是西澳地质填图的基本工作方法，也是中澳地质填图的最大差异。结合厚层覆盖区露头有限的具体实际，野外收集资料时尽可能精细刻画地质事实（填图比例尺不作为收集资料的约束条件），为填制1∶10万比例尺图件而收集的野外路线资料可用于编制1∶5万甚至1∶2.5万的地质图。在小比例尺图件基础上填制大比例尺图件，只需要在原有路线基础上加密路线即可。

与西澳大利亚 “地大、人少、矿富” 的国情不同，中国1∶10万地质调查显然不能满足地质找矿的需要。目前中国的地调工作是在前期基本完成1∶20万和1∶25万区域地质调查背景下进行的 1∶5万区域地质调查。因不同比例尺的地质填图要求精度不一，前期完成的1∶20万和1∶25万原始地质填图路线调查内容不能满足现今1∶5万填图精度的要求，需要重新系统收集资料。从原始资料积累方面看，西澳地质调查方法具有优越性。中国地质调查的另外一项内容是剖面测制，系统的剖面工作是建立区域地层序列、重建区域地壳演化历史的前提与基础。而相对有限的露头和不连续的地层层序至今仍是西澳大利亚建立地层系统和区域对比的重要障碍。目前，主要依靠有限的地层序列对比与绝对同位素定年来解决这一问题。

【3.3 成果表达】西澳地质图主图以岩性（或者最小可表达的岩性组合）为基本要素进行表达，岩性到岩石地层单位（群、组、段）的归并在地质图图例中实现。由于岩性是不随地质理论改变而变化的客观存在，因此，可在地质图面结构不变的前提下，通过改变图例实现对区域地质演化的重新认识（如重新归并群、组、段等岩石地层单位），这也是澳大利亚、加拿大、美国等发达国家都采用该类填图方法的关键所在。在完成1∶10万地质图的基础上，西澳地调局还要求将其缩编为1∶50万地质图，以供小比例尺区域地质图件编制。

从表达内容看，西澳地质图主图与中国实际材料图基本相同，但中国实际材料图通常采用花纹来标识岩性，西澳地质图则用颜色来表示岩性。从最小可表达单元看，颜色可以表达1mm的填图单位，而花纹则最大能表达2mm的图元。显然，用颜色表达岩性是值得借鉴的方法。基于实际材料图编制的地质图的基本单位是群、组、段等岩石地层单位（用面色表示），是当时地质理论支持下该地区地质认识水平的最高体现。故了解一个地区地质调查历史和目前认识的最优选择，是阅读该地区地质图与地质报告。但以地层单位为基本单位的地质图的缺陷在于，其地层单位内各岩性单元失去了空间位置信息。若已厘定的地层单元内有部分岩性单元有误，那么二次编辑修改难度较大。值得一提的是，21世纪以来数字填图系统集成了野外手图和实际材料图等所有原始数据，大大弥补了这一缺憾。

【3.4 数据集成与对外共享】数字填图是数据集成的关键技术，虽然采用不同的地理信息系统（GIS）平台，双方在数据集成方面都取得了重大进展。不同的是，西澳地调局对外提供共享服务的不仅是成果地质图，还包括非固定格式的野外原始记录和固定格式的同位素、地球化学分析结果，最大可能避免了同一地区不同单位重复工作造成的浪费。

【3.5 质量控制】高素质人才、填图人员高度重视个人信誉，管理单位注重成果审核是西澳地质图质量保障的前提和基础。在选定专业人员后，西澳地调局提供各种野外工作保障和资料收集、图件编辑等方面的技术支持。野外填图工作由地质人员在野外助手辅助下完成。室内成图阶段各填图组主要负责图面内容的客观性及可读性，美化编辑对制图部分负责，以确保全西澳洲统一的格式。西澳地调局有着严格的地质图审查程序，完稿地质图至少要经过片区主管、总工程师、主管副所长审批才能发布。若填图成果不能达到出版发布水平，则推迟发布或不发布成果，确保已经出版的地质成果能反映当前的地质认识。

此外，为保证地质图能满足矿业开发的需要，每年度都召开成果发布会，公布本年度工作成果并接受外界信息反馈，确保地质调查成果能与时俱进。

中国的地质填图更为标准化，编制了系列填图技术要求、工作指南，尽可能将工作过程分解为可考核的不同环节，并实行多级质量管理，重视立项-设计-野外验收、成果审查等整个过程的考核。数字填图系统实施以来，标准化流程形成的数据具有固定格式，利于数据的二次开发利用。然而，地质填图是一门科学，具有专业知识的高素质人才队伍才是地质调查质量的保障。因此，更多高素质专业技术人员加盟地质调查队伍与全过程质量监控相结合是进一步提高地质填图质量的关键。

【4 对中国地质填图的启示】对比中澳地质填图的异同，结合中国具体实际，认为西澳地质填图在成果表达、人员组织、工作部署等方面可供中国地质填图借鉴。

【4.1针对目标对象选择不同的填图方法】针对面状低磁花岗岩-线状高磁绿岩的区域地质背景西澳地调局采用了高精度航磁、遥感（非基岩出露区）和地面调查相结合的方法进填图。实践证明，该方法为行之有效的工作方法。借鉴特定地质背景区采用特定填图方法这一思路，在中国不同地质地貌区应针对具体实际，采取相应的方法进行地质填图。在基岩裸露且容易通行的区域，基于多源数据综合利用的野外地质调查仍然是地质填图最直接有效的方法。但是高山峡谷区（难以通行）、岩溶区、强风化层分布区等特殊地质地貌区，需通过加强遥感、地球化学反演等手段进行非常规填图，这也是目前特殊地质地貌区试点填图的目标所在。

【4.2 转变图面表达内容与方式】对所有实体按照岩性进行划分和填图是西澳地调局及西方发达国家通用的工作方法，是值得借鉴的经验，也是现代地质填图试点项目的目标所在。建议未来的地质图在颜色与地质体时代相对应的前提下，同一时代不同岩石地层单位通过颜色相对深浅表达，同一地层单位内不同岩性在颜色基础上配套规则花纹（如斜线、方格线等）。主图以岩性作为基本要素（颜色+规则花纹）进行表达，在柱状图及图例中将不同的岩性归属到不同时代的地层单元。

【4.3 简明地质说明书取代区域地质调查报告】现今中国地质调查的成果主要是地质图和地质报告，这与西澳地调局详细地质图及简明图例（无地质报告与地质图说明书）形成鲜明的对比。地质报告中除列述野外基本特征外，还有大量的篇幅解释实验测试数据，讨论岩浆成因、大地构造演化、成矿地质背景等主观性内容。然而遗憾的是，投入大量工作量的地质报告受众面很小，投入产出比较低。建议未来地质填图成果采用地质图+地质说明书的方式，说明书以描述地质体野外基本特征为主，适当加入岩矿鉴定、古生物化石及同位素测年结果，即以写实为主。

【4.4 建立高素质、稳定的国家公益性区域地质调查队伍】地调队伍中缺乏掌握地学前缘信息的专业人才，是制约现今地质填图发展的重要因素。因此，在区域地质调查队伍中补充掌握地学专业领域进展的高学历人才、促进填图技能与科研的高度融合，是提高地质填图质量的前提与基础。此外，长期工作在一个地区不但可以熟知该区域的研究历史、掌握现今研究程度及重点，而且能把握未来方向。因此，稳定的区域团队是在保证填图质量的基础上，提高填图速度的重要保障。

——李建星，Chen Shefa，毛晓长，邱士东，孟勇，郭琳，中(西)澳地质填图对比及对中国地质填图的启示

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