改革物化探測網布設方法初議

張隨甲/武警黃金第三支隊

改革物化探測網布設方法初議

張隨甲/武警黃金第三支隊

根據實際工作需要討論了改革物化探測網布設方法的可能性，介紹了一種新的布設方法及其實際應用情況。

物化探測網布設；手持GPS；區域地質礦產調查

一、問題的提出

在物化探工作中，為了準確地標定取樣點的位置，需要用一定的方法、按一定的規格和要求布設測網。傳統的測網布設方法是按照控制一基線一測線一取樣點定位的順序開展工作。從我部前些年使用這種方法開展物化探工作的效果來看，它存在著明顯的缺點：一是投入的人力物力較多，花費的財力大；二是勞動強度大，工作效率低；三是地質找礦工作在林區作業，施工將出現砍伐樹木、損毀農田的問題，產生林地占用、青苗賠償等費用，隨著林權制度的改革和各地普遍設立生態和自然保護區，繼續這樣施工將導致生產費用成倍增加，施工難度大、進度減慢，效率更低；四是布設測網時間較長，物化探人員窩工，工作上難以統籌兼顧。顯而易見，傳統的物化探測網布設方法已經不能適應現階段工作的需要，因此改革普查階段物化探測網布設方法的問題就顯得尤為重要。

二、改革傳統物化探測網布設方法的可行性

地質堪查工作中，物化探工作的目的是通過面積性物化探測量手段，研究各種地球物理和地球化學場的分布規律，發現有一定找礦價值的異常，從而篩選出找礦的有利地段，達到找礦的目的。普查階段以不漏掉有意義的地質體為原則，只要能提供點位分布均勻的測網就可滿足物化探工作的需要，不同于詳查時對測網的測點既均勻又準確的嚴格要求。因此普查階段測網的布設，只要相對線距和點距的精度能滿足物探要求即可。

我們目前執行的“物化探工程測量規范"(地質礦產部l995年9月14日批準，1996年月3月1日開始實施)和“土壤地球化學測量規范"(地質礦產部1995年1月27日批準，1995年月12月1日開始實施)所采用的傳統布網方法和精度要求是五十年代初期從蘇聯引入沿用至今，基本上沒有多少變化。很多國家在進行這項工作時，早已使用了簡易的測網或根本不用測網，只在成礦的有利地區進行精度較高的剖面測量。更為重要的是，隨著科學技術的不斷進步，衛星導航定位系統的不斷發展，日臻完善的精確定位能力為物化探測網的準確布設提供了可能。

三、規范中對測網布設的相關要求

1.在中華人民共和國地質礦產部行業標準《土壤地球化學測量規范》中，對工作比例尺和測網的密度有如下規定：

表1 工作比例尺與測網密度

對野外工作定點時的點位誤差要求是：普查、詳查工作≤2mm（圖上）。

對采樣工作的要求是：詳查在測定的采樣點周圍點線距的1/10范圍內采樣。

可以看出，對于我部經常進行的1：1萬土壤地球化學測量來說，野外定點時的點位誤差在基線方向小于或等于10-20米即可，而在野外進行采樣時，采樣點的選取范圍在基線方向10米、測線方向2—5米就能滿足規范要求。

2.在中華人民共和國地質礦產部行業標準《物化探工程測量規范》中，對物化探測網（點）的三維定位精度規定為：當采用面積性化探方法時，其點位中誤差為圖上1.25mm，相鄰點距相對中誤差12.5%。而對于測網的布設方法，規范中明確規定：物化探測網(點)的布設可采用物化探GPS定位測量。

在該規范的第6.3.6.1條中，明確提出“采用GPS定位測量方法測定物化探測點兩維或三維坐標，主要適用于灘涂、戈壁、沙漠、草原、高山等特殊困難地區開展小于1：50000工作比例尺物化探測點定位。對于只要求兩維定位物化探工作，在無SA政策影響下可采用導航型GPS儀器進行單點定位；如有SA政策影響時可采用差分GPS定位事后改正方法?！?/p>

以上規定為使用手持GPS進行物化探測網布設提供了先決條件。

四、GPS與行業應用

1973年，美國國防部開始組織陸海空三軍聯合研制新一代軍用衛星導航系統，簡稱GPS。發展到今天，GPS提供的定位精度已經優于10米。在這里，筆者想強調的是，在本文中提到的《土壤地球化學測量規范》和《物化探工程測量規范》實施和生效之時，GPS剛剛進入實用階段，所以，規范當時只規定了使用GPS進行物化探控制測量的標準和要求，對于使用GPS進行物化探測網布設的具體要求和標準卻沒有涉及。

隨著GPS的發展，出現了更為便利的RTK測量，它采用載波相位動態實時差分方法，能夠在野外實時得到厘米級的定位精度。

手持式GPS是一種使用衛星導航與定位系統進行定位導航的專業設備，體積小巧、攜帶方便，具有全天候、全方位實時三維導航與定位能力，已廣泛應用于地質調查、資源勘查、野外地質找礦等眾多領域，越來越受到野外一線技術人員的重視和青睞。

目前，市場上手持式GPS的種類較多，且出現了一些更高精度的新機型，為滿足物化探測網布設所需要的精度和要求提供了保證。

五、使用手持GPS布設物化探測網的可行性

由以上討論及分析得知，物化探測網中對各取樣點的在基線方向的要求是點位中誤差不大于10-20米，而目前手持GPS的定位精度已經達到或優于10米，有的則標稱精度在收星情況良好時均為小于3米，可見使用手持GPS布設比例尺不大于1：1萬物化探測網完全成為可能。

1.基線布設。對于精度要求相對較高的基線測量來說，基線點的定位是關鍵。所以，在施工基線時，可以先在測區內做一個高等級的控制網或幾個高等級的控制點，再使用RTK技術將各基線的基點及測網的角點測出，此時，測網中各基線的端點的精度均為厘米級，完全滿足規范的要求。

2.測線布設。對于測線來說，它的兩個

端點是擁有厘米級精度的基線點。在實際的施工中，可以先根據基線點的坐標計算出各采樣點的理論坐標值，將其輸入到手持GPS中，再利用它的導航功能按一定的點距進行測線的放樣和布設。

3.實際應用。幾年來，我部在對手持式GPS機性能和定位精度研究的基礎上，將這一方法應用于野外的工作實踐中，既提高了工作效率，又增加了地質工作的技術含量，取得了良好的工作效果和經濟效益。2008年，在吉林省樺甸市夾皮溝金礦1：1萬土壤地球化學測量中，我們使用華測天驕X90型GPS確定基線點，使用手持式GPS76進行了測線的施工，結果經驗證完全符合規范要求。

2012年黃金部隊的職能任務發生了變化，由原來的以黃金地質勘探為主改為以執行區域地質礦產調查為主，這說明說部隊必將承擔更多更大面積的物化探工作。對黃金部隊來說，物化探測網的布設與施工將直接影響區礦調任務的能否順利完成。在2012年的施工中，我們有目的的對不同工作區的測網使用了傳統布設法和用手持GPS直接測量法。結果顯示，只要能精確校正參數，認真使用手持GPS，它完全可以替代傳統布設方法而用于物化探施工。下圖為2012年物化探測網施工中實際點位與設計點位比較圖。

注：圖中的空心圓表示設計點位，實心圓為實際測定點位。

更為可貴的是，我們使用這種方法布設物化探測網，不僅不砍一棵樹、不毀一棵苗，而且在人力的使用上也大大減少，同時也證明化探取樣和測網布設使用手持GPS直接施工成為可能，而且完全滿足規范要求。

六、幾點體會

與任何事情都有兩面性一樣，利用GPS進行物化探測網布設一樣存在優勢與不足。

（一）優勢

1.工作過程有“跡”可尋，定點目標準確到位，異常驗證指哪打哪。

2.降低勞動強度和成本，縮短外業時間，提高效率和工作質量。

3.工作中不砍樹不毀林，既為單位節約林地占用、青苗賠償等費用，也減少了發生警政、警民糾紛的可能性。

（二）不足

1.在地形陡峭、森林茂密的測區使用RTK時，基準點設置不當將會導致移動站在工作中接收信號困難。

2.在地形地勢較復雜或者森林特別茂密的地方使用手持GPS進行測線施工時，會發生可見衛星數較少甚至失去衛星信號的情況，此時定位精度較差，應配合羅盤、測繩等簡易測量工具來確定點位實地位置。

3.使用中應確保手持GPS電量充足，否則會導致定點精度較差。

七、結論

利用GPS布設物化探測網，我部進行了大量的生產施工，經進一步地質工作驗證，取得了良好的找礦效果和明顯的經濟效益。實踐證明上述方法完全可以滿足比例尺不大于1：10000時土壤地球化學測量的測網布設工作，是一種布設物化探測網的好方法。

【1】．“物化探工程測量規范”一一地質礦產部1995年9月制定.

【2】．“土壤地球化學測量規范”一一地質礦產部1995年1月制定.

【3】． 手持GPS72型說明書一一北京合從思壯科技有限公司.

【4】．“普查階段物化探測網布設方法的探討”一一肖伯震、韓秀萍.