城市地質實物地質資料定量化篩選技術研究與示范

高鵬鑫，史維鑫，回廣驥

(自然資源實物地質資料中心，河北 三河 065201)

城市地質有著特定的任務和工作內容，其任務是應用地質科學的理論和方法，以城市地區的地質結構為主要研究對象，將所獲得的地質資料和認識應用于城市的規劃、建設和管理，其實質是地質科學和地質學家直接參與城市的規劃、建設和管理工作，為城市發展與控制提供可靠的科學依據[1]。按照工作手段，城市地質大體可分為區域地球化學調查、水文地質、工程地質、環境地質、清潔能源勘查等幾個方面。

城市地質工作過程中將形成大量巖芯、標本、副樣等實物地質資料，這些實物地質資料具有不同程度的二次開發利用價值、歷史檔案價值和地質文化價值?？紤]到城市基礎設施建設完成后，幾乎不可能再次在原址獲取實物地質資料，需要在地質工作部署之初，提前規劃好實物地質資料的保管等事宜。但實物地質資料具有體積大、重量大、數量多等特點，將所有實物地質資料不加以區分地全部入庫保管是不科學的，也不符合經濟合理的原則。因此需要對實物地質資料進行篩選，選擇最具有典型性、代表性、特殊性的部分妥善保管。

以往在開展實物地質資料篩選過程中，大多基于篩選專家的個人認識、工作經驗、知識積累等，對不同項目產生的實物地質資料的重要程度進行定性的評價，根據評價結果確定是否收藏[2-4]。這種篩選模式的缺點是主觀性過強，不符合科學管理的要求。城市地質是一門新的學科，在全國尚未成體系、大批量地開展城市地質工作之前，提前做好城市地質實物地質資料定量化篩選技術研究工作，為城市地質實物地質資料管理工作提供參考，也為礦產勘查、海洋地質、地質科學研究等其他各類地質工作實物地質資料管理工作提供借鑒。

1 我國城市地質工作開展情況

中國城市地質工作起步相對較晚，2000～2008年，開展了北京、上海、杭州、天津、南京、廣州6個城市以基礎地質調查為主的試點工作；2010年以來，開展了全國主要經濟區和城市群地質調查工作，進一步擴展了城市地質調查內容和區域，在上述城市地質工作基礎上，城市地質逐步發展為一門新的學科[5]。目前，我國城市地質工作主要解決的問題：一是城市資源環境承載能力綜合評價；二是基巖土的工程地質條件；三是與城市有關的地質災害防治；四是城市清潔能源，尤其是地熱資源的綜合利用。

2017年黨中央宣布成立雄安新區，中國地質調查局系統地在雄安新區部署開展城市地質調查工作，為雄安新區規劃、建設、運行管理提供全過程地質解決方案。針對不同地下空間、資源利用目標層位，調查地下0～10 000 m范圍內土壤層、工程建設層、主要含水層、地熱儲層、深部地下層的地質結構和地質參數，建立不同空間尺度三維地質模型[6]。這是城市地質工作在城市規劃建設前，直接參與城市規劃、建設及后續運營管理的一次系統性的、全面嘗試，將為今后城市地質工作提供標桿與模范。

2 城市地質實物地質資料類別劃分

地質資料分為成果地質資料、原始地質資料和實物地質資料，其中，實物地質資料是地質工作形成的第一手資料，直接取自于地質體，包括巖芯、標本、光薄片和副樣等。根據城市地質工作手段的不同，形成實物地質資料的種類也有所不同，具體見表1。

表1 城市地質實物地質資料類別劃分Table 1 Classifications of urban geologicalcores and samples

3 城市地質實物地質資料篩選方法

3.1 篩選原則

原則上來說，所有實物地質資料均具有保管價值，經濟、庫房和人力條件允許的話，均應入庫保管。但現實情況下，受保管單位經費、庫容、和人員等因素限制，需要首先對實物地質資料進行篩選，按照“經濟合理、留存適度”的原則確定篩選和保管的種類、范圍和數量,這也是實物地質資料管理與紙質、電子類地質資料管理的重要區別之一。

參照易錦俊等提出的礦產類實物地質資料篩選準則與方法，城市地質實物地質資料篩選公式以資料的價值參數和獲取成本、二次獲取難度等一些其他重要參數為基礎，通過加權計算獲得優先評分，按照分數大小進行排序，將達到一定分值標準的定為國家I類或省級Ⅱ類實物地質資料，優先篩選、保管，以便未來二次利用,隨著地質礦產行業的發展需要，篩選參數和它們的權值可能會相應發生改變[7]。

3.2 篩選參數

實物地質資料的價值可劃分為研究價值、生產價值、經濟價值、商業價值和文化價值[8]。本文綜合考慮城市地質實物地質資料的種類與特點，將城市地質實物地質資料的價值劃分為研究利用價值、歷史檔案價值和地質文化價值。結合城市規模、實物地質資料的獲取成本、二次獲取難易程度、前期研究程度和實物庫內已有該城市類似實物地質資料的情況，共設置8個篩選參數，見表2。

表2 城市地質實物地質資料篩選參數Table 2 Parameters for selection of urban geologicalcores and samples

3.3 篩選參數的權重值

為了更為科學地得出某類實物地質資料的評分，要對篩選參數賦予權重值，某些篩選參數在某一類實物地質資料中比在其他類別的實物地質資料中重要，其權重值大，反之則小。各篩選參數的權重值見表3。

3.4 篩選參數等級賦值

為了便于統一評分標準和要求，對各個篩選參數進行分級，不同的級別賦予不同的分數值，見表4。

表3 不同類別實物地質資料篩選參數的權重值Table 3 Weights for different parameters of urban geological cores and samples

表4 各篩選參數不同等級的賦值Table 4 Assignment of parameters

其中，各個篩選參數的含義和分級標準如下。

A.城市規模：城區人口1 000萬人以上為超大城市，500萬～1 000萬人為特大城市，100萬～500萬為大城市，50萬～100萬為中等城市，50萬以下為小城市[9]。

B.研究利用價值：實物地質資料在未來城市規劃、建設和運營管理過程中的二次觀察、取樣、分析測試等預期和價值。

C.歷史檔案價值：實物地質資料在見證城市重要建設理念、重要建設時期、重要人物活動、重大工程、標志性建筑等方面所蘊含的歷史見證價值。

D.地質文化價值：實物地質資料在闡述城市地質特色、佐證建設成果、講述城市故事等方面具備的文化價值。

E.獲取成本：實物地質資料獲取所消耗的人才、財力和物力。

F.二次獲取難以程度：今后再次獲取類似實物地質資料的可能性。

G.前期研究程度：該城市前期城市地質工作的研究程度。

H.已有實物地質資料情況：本單位庫存該城市類似實物地質資料的數量與豐富程度。

3.5 篩選公式

根據表1～4，確定用來給各類城市地質實物地質資料計算優先評分的公式如下。其中，i為篩選參數等級賦值，n為篩選參數權重值，H為已有實物地質資料情況等級賦值。

城市區域地球化學調查副樣：優先評分=(A×3+B×4+C×2+D×1+E×3+F×4+G×1)×H。

城市水文地質巖芯：優先級評分=(A×3+B×3+C×3+D×3+E×3+F×3+G×3)×H。

城市工程地質巖芯：優先級評分=(A×3+B×3+C×4+D×3+E×3+F×2+G×3)×H。

城市環境地質巖芯：優先級評分=(A×3+B×3+C×2+D×2+E×3+F×3+G×3)×H。

城市地熱資源勘查巖芯：優先級評分=(A×3+B×3+C×3+D×4+E×3+F×4+G×3)×H。

4 城市地質實物地質資料分類定級

實物地質資料按照重要性的不同，可劃分為國家級、省級和基層級[10]。按照《實物地質資料管理辦法》(國土資規〔2016〕11號)，具有全國重要性、典型性和代表性的實物地質資料為Ⅰ類實物地質資料；具有本省(區、市)重要性、典型性和代表性的實物地質資料為Ⅱ類實物地質資料；除Ⅰ、Ⅱ類外其他具有重要重復利用價值的為Ⅲ類實物地質資料。本文綜合實物地質資料分類、分級要求和前人研究成果，確定基于優先評分的城市地質實物地質資料分類定級建議，見表5。

5 篩選范例

以北京**工程地質勘查項目巖芯、沈陽市**區域地球化學調查項目副樣、雄安新區**地熱資源勘查項目巖芯、承德市**環境地質項目巖芯、拉薩市**水文地質項目巖芯為例，通過該篩選公式，確定實物地質資料的采集優先順序。

表5 基于優先評分的實物地質資料分類定級建議表Table 5 Suggestion table of classification for cores and samples based on priority rating

表6 城市地質實物地質資料篩選優先評分表(示例)Table 6 Priority Assignment table of urban geological cores and samples selection

注：雄安新區城市規模按照遠期規劃人口規模，已有實物資料情況根據本單位實際庫存實物地質資料情況填寫。

根據篩選結果，優先采集雄安新區**地熱資源勘查項目巖芯，建議定為國家級實物地質資料(即Ⅰ類實物地質資料)，由國家級館藏機構采集并保管；其次是沈陽市**區域地球化學調查項目副樣，建議定為省級實物地質資料(即Ⅱ類實物地質資料)，由遼寧省省級館藏機構采集并保管；再次是北京**工程地質勘查項目巖芯和拉薩市**水文地質項目巖芯建議定為基層單位級實物地質資料(即Ⅲ類實物地質資料)，由基層地勘單位保管；承德市**環境地質項目巖芯不建議入庫保管。每個項目接收實物地質資料的數量，根據保管單位庫容量和每年入庫接收計劃確定，但應系統、全面地反應工作區地質特征。