山東省地質鉆孔數據庫成果統計分析與應用性研究

姜麗萍，彭雪峰，邱光輝，胡偉

(中化地質礦山總局山東地質勘查院，山東 濟南 250013)

0 引言

地質鉆孔資料是地質勘查工作過程中形成的重要基礎信息，是地質信息化建設的基礎。為充分發揮地質資料服務功能，進一步提高地質資料數字化、信息化水平，2009年國土資源部提出地質資料信息服務集群化產業化工作思路。為進一步提高地質鉆孔資料的服務效率，完善地質資料信息共享機制和社會服務體系，2013年國土資源部在全國范圍內開展重要地質鉆孔數據庫及服務平臺建設工作。

山東省作為礦產資源大省，積累了大量地質鉆孔資料。按照國土資源部統一部署，山東省國土資源資料檔案館于2013—2015年開展了一系列工作，建立了山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫，初步實現多源、異構、海量數據統一的規范化管理。2017年國土資源部要求加強城市地質調查工作，搭建三維城市地質模型。山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫作為國家基礎地質數據庫的一部分，經過綜合研究、深度挖掘及二次開發[1]，可以作為構建城市地質信息系統的基礎數據支撐，加快城市地質調查工作進程。

1 主要成果

按照《山東省重要地質鉆孔數據庫建設工作方案》的要求，該次建庫工作以2012年山東省地質鉆孔基本信息清查成果為基礎。據清查結果，山東省鉆孔基本信息齊全地質項目2340檔，鉆孔51992個。該次工作采用館藏鉆孔資料優先入庫，保管在各地勘單位的尚未匯交至省館的鉆孔資料后入庫的建庫順序。

2013—2014年，主要對1萬余檔館藏地質資料進行篩選，整理含鉆孔地質項目報告6124檔，其中鉆孔基本信息完整地質項目報告1999檔，鉆孔33876個，將其“三圖一表”和相應基本信息錄入ZK數據采集系統。2015年主要對山東省地質鉆孔基本信息清查成果中保管在各地勘單位尚未匯交至省館的地質項目報告進行采集，共涉及含鉆孔地質項目報告964檔，鉆孔21164個。由山東省國土資源資料檔案館牽頭，對全省地質資料匯交人進行建庫培訓，請各地勘單位配合工作，共采集入庫地質項目報告797檔，鉆孔15231個。

山東省歷時3年，完成山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫建設。該數據庫包含山東省40個地勘單位的2796檔地勘項目49107個地質鉆孔的基本信息，包括工程布置圖5510張，勘探線剖面圖20686張，鉆孔柱狀圖75711張，樣品分析結果表116323頁(張)，共981.93GB。該數據庫將山東省內不同時代、不同單位、不同專業的各類地質資料進行統一地規范化管理，促進了地質資料信息化水平的提高。

山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫包含山東省有鉆孔地質項目的所有基本信息。具體包括保管單位基本信息、項目基本信息及鉆孔基本信息三大部分。保管單位基本信息包括保管單位名稱、所屬行業部門、通訊地址等。項目基本信息包括項目名稱、項目類型、項目地點、工作程度、礦種、比例尺等。鉆孔基本信息包括鉆孔編號、鉆孔坐標、坐標系、鉆孔類型、鉆孔深度、施工單位及巖心情況等。除基本信息外，該數據庫還包括“三圖一表”等成果圖表。具體包括：工程布置圖、勘探線剖面圖、鉆孔柱狀圖及樣品分析結果表。

建庫過程中有23個地勘單位配合補充地質鉆孔15231個。該部分地質鉆孔資料的著錄入庫，是對老舊原始地質資料的保護，經過搶救性整理及數字化存檔后，可以有效彌補館藏地質資料的空白。

該數據庫中部分地質鉆孔資料經過鉆孔隨機漂移處理，在全國重要地質鉆孔數據庫服務平臺面向公眾開放，提供快速查詢檢索服務。該部分鉆孔覆蓋山東省40個地勘單位，包含地質項目1731檔，地質鉆孔28342個。地質鉆孔數據轉化為成果服務，增強了公眾對城市建設發展的參與度，提高了資源重復利用率。

建庫過程中，山東省國土資源資料檔案館在全省范圍內組織開展了鉆孔數據庫匯交等培訓。地質資料的數字化匯交，有利于推動地質資料管理的統計改革[2]，加強政府及相關部門進行大數據監管和智能監管力度，加快與網上服務平臺的融合發展。

2 數據統計與分析

對山東省內49107個鉆孔，按照行業部門、工作程度、礦種、鉆孔類型及鉆孔深度等方式進行了統計，分析了山東省地質行業所反映的現象和問題。

2.1 按照行業部門統計

根據行業部門分類，地質礦產行業鉆孔39976個，占鉆孔總數81.4%；煤炭行業鉆孔8856個，占鉆孔總數18.0%；建材、核工業等行業鉆孔個數不足1%(圖1)。

可以看出，鉆探施工以地質礦產行業為主，項目最多，投入的力度最大。隨著勘查項目日益減少，地勘單位項目愈少、“吃飯”愈難。而山東省建材用花崗巖等礦產出露面積廣、種類多，前期該行業投入又最少，是否可以加強建材等礦產方面的找礦、投入力度，增加地勘單位經濟效益，進而提升社會效益。

圖1 鉆孔數據庫按行業分類統計圖

2.2 按照工作程度統計

據統計，山東省預查階段鉆孔數295個，只占鉆孔總數的0.6%；普查階段鉆孔數7368個，占鉆孔總數15.0%；而詳查階段鉆孔數15109個，勘探階段鉆孔數20669個，分別占鉆孔總數的30.8%，42.1%；其他類型鉆孔5666個，占鉆孔總數11.5%(表1)。

一般情況，工作程度越高，鉆孔數目越多，通過數據統計可以看出山東省地質勘查工作程度高，主要為詳查和勘探，項目數占比50%以上。工作程度高的地區，會導致難以新立項目，加之地勘行業下滑，國家和地方財政投入劇減，社會資金投入謹慎，找礦成果受限。建立鉆孔數據庫，進行資料二次開發利用，深入分析研究，為礦區深部和外圍的找礦工作提供理論依據和預測靶區，礦產開展勘查將是以后地質工作的重要途徑。

表1 鉆孔數據庫按工作程度分類統計

2.3 按照礦種統計

山東省礦產以能源礦產和金屬礦產為主，其中能源礦產鉆孔16542個(不包括石油鉆孔)，金屬礦產鉆孔19857個，分別占鉆孔總數的33.7%和40.4%。能源礦產中以煤礦為主，占能源礦產鉆孔總數97.5%；金屬礦產中以金礦和鐵礦為主，鉆孔數分別占金屬礦產鉆孔總數的55%和36%。

圖2 鉆孔數據庫按礦種分類統計圖

圖2顯示，能源礦產勘查鉆孔中幾乎全為煤礦，結構單一。目前干熱巖受到越來越高的重視，據預測，山東省干熱巖資源豐富，在當今生態文明建設的大環境下，應該加大干熱巖等清潔能源的開發利用，推進綠色礦山建設[3]。金屬礦產中雖然金礦、鐵礦占比高，但一種礦種往往伴(共)生有其他有益元素，比如金礦往往伴(共)生有銀、銅、鉛、鋅等。在勘查的同時，也應該分析其伴(共)生元素。目前品位達不到指標的礦化體，隨著選冶技術提高和市場需求，將來也可能會變成礦石。因此建立數字化數據庫，記錄保存這些信息，可作為潛在的資源信息庫，供以后查詢、利用。

2.4 按照鉆孔類型統計

按鉆孔類型劃分，礦產地質勘查鉆孔43665個，占鉆孔總數88.92%；水文地質勘查鉆孔3329個，占鉆孔總數6.78%，工程地質勘查鉆孔1760個，占鉆孔總數3.58%，區域地質調查鉆孔、災害地質勘查、環境地質勘查鉆孔及其他占鉆孔總數0.72%(表2)。

表2 鉆孔數據庫按類型分類統計

從表2可知，山東省在礦產地質勘查方面工作程度高，但水工環及災害地質勘查相對較少。山東省礦產資源種類繁多，開采方式多樣，已經導致了種類復雜的礦山地質環境問題：如地形地貌景觀破壞、采空塌陷、地裂縫等[4]。該數據庫中的地質鉆孔資料有助于為礦山地質環境治理提供參考，尤其是解決歷史遺留的采煤塌陷、非煤礦山采空區的恢復治理等。

2.5 按照鉆孔深度統計

孔深小于500m鉆孔個數39399個，占鉆孔總數80.23%，孔深大于500m小于2000m鉆孔個數9665個，占鉆孔總數19.68%，孔深大于2000m鉆孔個數43個，占鉆孔總數0.09%(圖3)。

圖3 鉆孔數據庫按孔深分類統計圖

80%以上的鉆孔孔深都小于500m，反映出勘查的主要對象為淺部資源。孔深大于2000m的鉆孔幾乎全部為巖金地質勘查施工的鉆孔。目前的勘查成果顯示，膠東地區(特別是膠西北)發現的多個超大型、大型金礦埋深在500～2000m左右，且傾向延伸未封閉，說明2000m以下仍有金礦存在。因此在傳統優勢成礦帶部署進一步的深部找礦勘查工作，必將實現金礦找礦新突破[5]，促進城市可持續發展。

綜上，統計數據直觀地反映出山東省地質資料集中度高、地勘項目勘查程度高、礦產地質鉆孔比重大、優勢礦種開發程度高、鉆孔深度多局限于500m以內的特點。地質鉆孔資料是一種知識儲備，在省內找礦難度日趨增大的現狀下，應該充分利用現有數據庫資源，運用大數據、云計算技術[6]，進行二次開發利用。通過現代化的信息處理手段，借助三維地質建模軟件，綜合分析研究地質體空間展布規律等，為礦區深部及周邊找礦工作提供依據和找礦靶區，實現從大宗礦產資源向戰略性新興礦產資源轉變[7]，實現“三深一土”找礦突破。

3 應用性研究

(1)地質資料匯交是保護地質工作和科研成果的一種重要手段[2]。《地質資料管理條例》明確規定，只要在我國開展了地質礦產勘查或者項目的，形成的地質資料都要向國家統一匯交。山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫不包括50m以內地質鉆孔數據[8]，且有大量鉆孔尚未著錄入庫。未補充的地質鉆孔資料可能已經遺失，可能基于某種原因仍繼續由地勘單位保管。山東省國土資源資料檔案館作為地質資料匯交及保管單位，應該加強匯交監管力度，擴大匯交范圍，對未入庫老舊資料進行搶救性保護，盡快進行數字化處理著錄入庫，避免珍貴資料流失及重復地勘工作，節約社會資金，提高地質資料長期服務年限。

(2)城市地質信息化建設的核心內容是基礎地質數據[9]。完整的基礎地質數據包括區域地質、地球物理、地球化學、遙感影像、區域海洋、水工環、礦產資源等數據[10]。地質鉆孔數據是基礎地質數據的一部分。山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫以礦產地質鉆孔為主，水工環、油氣、海洋、地震等領域地質鉆孔數據較少。可能不同專業基于相應項目支撐已經建立起專業的數據庫，但因建庫標準、技術手段、評價辦法的不同，不同種類數據難以集成[10]。建立“政府主導、體制保障、科技支撐、機制推進、信息共享，服務決策”的經濟發展新模式[11]，對各類數據庫進行數據耦合，經過綜合的、深層次加工，建立完整的城市地質數據庫，有助于加快城市地質信息化建設步伐，促進綠色、智慧城市發展。

(3)建立地質信息空間數據庫，搭建城市地下三維結構模型是當前城市地質工作主流模式[12]。只有首先生成符合精度要求的、盡量反映實際地質情況的模型，才有可能進行進一步的可視化、空間化分析和專業應用[13]。三維建模的關鍵數據是三維地質結構邊界和地層內部屬性參數。山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫僅包括鉆孔坐標、深度等基本信息，今后應補充地層分層、樣品取樣位置及品位、土工試驗、原位測試、抽水試驗、地下水水位水質等屬性數據。基本信息數據對地質結構邊界進行約束，反映地層、斷層等地下地質界面、地質體的空間形態和組合關系[14]。屬性數據表達地球內部不同參數變化特點，實現定量分析研究，反映參數之間相關性規律[15]。二者相結合，增加地質模型可靠性和可信度，實現可視化的三維圖像展示，為專業技術人員、科研工作者進行地質信息驗證、研究提供更加科學的依據。

(4)實現城市地質信息化的關鍵是實現地質信息資源共享[9]。山東省57%的地質鉆孔基本信息已經在全國重要地質鉆孔數據庫服務平臺對外開放。通過服務平臺，可以實現資料快速查詢檢索，瀏覽相關信息。伴隨城市地質調查工作進展，城市地下三維結構模型的建立，服務平臺亦可向公眾展示水工環等各類三維可視化模型，為政府決策、地勘工作開展提供科學依據，服務于城市規劃、建設與管理[16]，推動新型城鎮化建設，實現城市可持續發展。

4 結語

山東省重要地質鉆孔基本信息數據庫的建設，既是地質信息共享服務平臺，更是城市地質調查的數據支撐平臺。該數據庫對大量城市地質數據進行有效的采集、存儲、管理，在重要地質鉆孔數據庫服務平臺向公眾提供可視化、網絡化服務，提高了科技成果轉化率。但是構建城市三維地質信息系統，建立綜合性地質信息服務平臺依然任重道遠。政府及相關職能部門還需要拓寬思路，在充分利用已有的資料和成果基礎上，學習新的理論和方法，運用新的技術手段[17]，對資料進行二次開發利用，創造更大的社會價值和經濟價值，提升城市綜合競爭力，實現城市可持續發展。

致謝：感謝山東省國土資源資料檔案館的董濤、邵長凱的大力支持，感謝全省參與數據庫建設項目的工作人員的努力。