安第斯成礦帶銅多金屬成礦特征專題圖設計與編制

何學洲，李玉龍，葉錦華，向運川，趙宏軍

（1．中國地質調查局發展研究中心，北京100037；2．全國地質資料館，北京100037；3．國家地理信息系統工程技術研究中心，湖北 武漢430074；4．中國地質大學 （武漢），湖北 武漢430074）

我國在工業化進程不斷推進的同時，經濟生產對銅礦資源的需求也正急劇的增加，導致我國銅產品對外依存度很高，國內銅礦資源供應短缺已成為制約國民經濟發展的瓶頸［1］。在亟待擺脫我國銅礦加工業大而不強的處境的同時，立足國內，拓展國際，充分利用“兩種資源、兩個市場”，實施礦產資源“走出去”戰略，尋求建立穩定的境外銅礦資源勘查開發基地，成為維護我國資源安全、緩解礦產資源供需矛盾、保障國民經濟可持續發展的戰略決策。

安第斯成礦帶是環太平洋成礦帶的重要組成部分，位于南美洲大陸板塊活動邊緣，是世界上最重要的金屬成礦帶，尤其是該帶的銅產量和儲量位居世界第一，是世界重要的銅礦生產基地，是世界礦業企業勘查、選區的重要地區。本次圖件編制工作是中國地質調查局發展研究中心利用全球地質礦產數據庫，全面、系統的收集、整理了安第斯成礦帶范圍內的地質、礦產等方面數據資料和研究報告，為企業開展的定制性專題產品開發工作，是中國地質調查局對社會需求的積極回應，也是提升全球礦產資源信息系統服務能力的重要體現，更是貫徹落實我國境外礦產資源“走出去”戰略的具體工作。

1 數據資料

1．1 研究區范圍

南美安第斯成礦帶呈南北向延伸于南美洲大陸西海岸，西瀕太平洋，東接南美地臺，北以巴拿馬運河為界與北美洲相分，南隔德雷克海峽與南極洲相望。穿越委內瑞拉、哥倫比亞、厄瓜多爾、秘魯、玻利維亞、智利、阿根廷等7個國家，南北長達8900km。東西最寬處350～550km，面積約500萬km2。

1．2 資料收集情況

本次圖件編制所需的資料是以全球地質礦產數據庫已有的地質、礦產、工作程度及地理等矢量數據和勘查開發情況等材料為基礎，對礦產相關的部分資料進行了適當的補充。數據來源主要包括世界地質圖委員會（CCGM）2001年編制的1∶500萬南美地質圖，1993年厄瓜多爾地質礦產調查局與英國地質調查局編制的1∶100厄瓜多爾地質圖，2000年玻利維亞地質礦產調查局出版的1∶100萬玻利維亞地質圖，智利地質礦產局1998地質圖及阿根廷地質礦產調查局1998年1∶250萬地質圖。銅礦床數據主要來源加拿大SNL（MEG）礦產地數據庫（數據現勢性截至2013年12月，部分數據更新到2014年5月）。

1．3 數據資料特點

南美各國地質工作程度詳盡不同，原始地質圖件編制方式差異較大，各成體系。尤其是地圖表達方式、符號樣式、顏色渲染等內容不盡相同，故收集所得數據資料很難統一到一個制圖規范框架內進行專題圖件編制。為原貌的再現研究區域的地質、礦產情況，便于企業在境外開展地質工作，因此本次專題圖件編制工作盡量減少對原始地質圖件進行二次加工，盡可能保留地質數據的“原汁原味”。

2 總體設計思想

地質礦產圖是體現區域范圍內礦產資源的地質特征及其分布情況的圖件。編制小比例尺地質礦產圖，不僅要反映編圖區域的總體地質情況特征，更重要的是要結合地質特征與銅礦分布情況，展示銅礦床的成礦規模、成礦類型和成礦時代，通過地質與銅礦數據的疊加，體現礦床與地層間的關系，突出礦產信息，為安第斯成礦帶銅礦的分布規律和成因的深入研究提供依據。

遵循地質礦產圖件編制的考慮，需設計符號完備、內容一致、整飾協調的制圖模板，統籌考慮地質、礦產、地理信息、計算機、制圖等多方面的知識應用，涉及數據處理、數據分析、專題研究、制圖綜合、制圖整式和打印輸出等多個環節，體現了地質礦產圖件編制工作是多學科交叉運用和研究的工作過程。結合國外與國內地圖編輯出版方式［2－3］，設計如圖1所示的專題圖件編制流程。

圖1 專題圖件綜合研究與編制流程

3 地圖設計與編制

3．1 地圖內容

系列圖件的編制要保持多張圖件內容的一致性，南美安第斯成礦帶地質與銅礦分布圖在反映制圖區基礎地質情況特征的基礎上，疊加銅多金屬礦床信息，突出南美安第斯成礦帶各國的銅礦分布與成礦特征。在主題內容表達一致的前提下，依據各國數據資料收集情況的不同，分別設計地質工作程度、構造單元分區及成礦帶劃分等圖件作為主圖的附圖，以輔助說明制圖區域的基礎地質情況。

3．2 比例尺

地圖比例尺的確定受制圖范圍、幅面尺寸（或紙張規格）、地圖用途等方面的影響［4］。但本次設計的系列圖件而非地圖集，各圖件幅面大小不受歸一化的約束，通過對比目標國與地區已有系列圖件的情況，并考慮制圖目標國的國土面積大小、區域地質礦產圖件的研究性與專題性需要，最終確定四個國別比例尺為100萬～250萬，南美安第斯成礦帶比例尺確定為1∶500萬。

3．3 地圖投影

智利、阿根廷和安第斯成礦帶呈南北狹長、東西略窄的形狀，按照地圖投影設計思想這些區域的地圖投影一般選擇橫軸圓柱投影或圓錐投影的方式；厄瓜多爾位于赤道附近且經差較小，可采用正軸圓柱或高斯－克呂格作為地圖投影的方式；玻利維亞地處中低緯度地區，投影可以使用正軸圓柱投影或圓錐投影［5］。

綜合考慮制圖區域、成圖目的及原始資料收集情況和境外數據使用習慣，最終確定智利、阿根廷、玻利維亞使用橫軸墨卡托投影；厄瓜多爾使用正軸墨卡托投影；南美安第斯成礦帶使用蘭伯特圓錐投影。

3．4 符號系統

境外地質礦產圖與我國已有的圖式符號標準不大相同，雖然國際地科聯對地層年代有了較系統的用色標準，但僅限于聯合編圖工作才被采用，因此國外大部分地質圖用色均習慣性采用各自國家的用色標準。本次圖件編制工作以各國已有的圖件為基礎，原則上沒有調整與修改，以便更好的融入目標國家地質讀圖體系。南美安第斯成礦帶500萬專題圖則參考世界地質圖委員會2001年編制的南美500萬地質圖進行顏色渲染。

礦產符號在世界與我國地質調查領域存在多種不同標準的符號體系，如裴榮富院士編制的全球大型超大型礦產符號考慮了時代與成因，我國礦產資源潛力評價項目中同樣設計了一套龐大的符號庫系統，全球地質礦產信息系統建設也設計了國外地質礦產相關的符號系統，這些符號系統由于涉及的礦產品種類較多，考慮了圖面表達各種因素，對于平衡圖面不同礦種間的表達具有很好的借鑒意義［6－8］。考慮本次圖件編繪主題鮮明、涉及礦種單一，不適宜采用上述符號體系，且牽扯較大的精力。根據本次專題圖的需要，符號顏色設計的基本原則是既要能夠清晰地表現地層、巖性、構造和銅礦的成因類型、礦床規模等要素信息，同時又要能夠與地圖整體的色彩相協調，設計了根據成因類型、銅礦伴生情況和資源量三種因素設計了6類24種符號銅礦符號。地質與銅礦符號圖例見圖2。

圖2 地質與銅礦符號圖例

3．5 地圖整飾

地圖整飾是地圖制圖中重要的組成部分，包括圖例、文字注記、圖內配置、圖外配置及制圖說明等內容，是對地圖內容的一種包裝和說明。安第斯成礦帶圖件的編制參考了我國已有的編制方法、技術和專題地圖集產品，以便更好地設計本次專題圖件［9－10］。

與我國基本比例尺專題圖的統一地圖整飾風格不同，安第斯成礦帶地質與銅礦分布系列圖件的整飾受目標國地圖幅面大小、表達內容詳細程度不一的約束，具體每張圖件的整飾內容、位置等不做統一的要求，但要保證地圖風格的協調一致與幅面美觀。如地圖注記、制圖說明、圖幅名稱等文字內容根據比例尺、幅面的不同進行調整，但基本字形都按照相同的方式進行處理，如地層年代、地名、制圖說明等均采用方正正形字體，海洋采用右聳肩字形，圖名采用楷體加粗字體。除注記以外，根據各圖幅所表達內容的不同，分別設計了銅礦資源量表、圖例信息表、島嶼及工作程度等附屬地圖，在整飾中需要不斷嘗試，避免不同專題內容間的壓蓋與沖突影響地圖整體效果，如銅礦資源量表格因不同國家內容多少不同，如放在相同位置就可能造成幅面布局的不協調。

4 數據處理

圖件編制所需的數據大都為收集獲得格式較為紛雜，有MapGIS、ArcGIS、屬性表格及其他文字資料等，由于 ArcGIS平臺具備的優勢［11－12］，本次編圖所采用的平臺為ESRI公司的ArcGIS平臺，故需要將所收集的各種數據轉換為統一的平臺下再進行地圖編繪工作。

4．1 MapGIS格式轉換

MapGIS數據轉換已有很多方法，但大多只是將數據進行轉換，而很少考慮圖面渲染及整飾方面內容轉換，因此一幅地圖轉換后需要做大量后續的圖面整飾、編繪和渲染工作。針對本次編圖工作，項目組根據以往工作經驗與軟件研發基礎，研發了MapGIS到ArcGIS圖件轉換工具，在保證數據完整、精度可靠的前提下，實現了地圖符號、圖面整飾信息的自動轉換，轉換后的圖面轉換率可以達到80%～90%，部分內容需要人工進行適當調整，能夠滿足編制要求，大大節省人工進行圖件轉換的工作量。

4．2 礦床信息處理

礦床數據主要來源加拿大SNL（MEG）礦山數據庫，下載的數據信息十分豐富，不僅包含礦山名稱、經緯度坐標，同時有資源量、儲量、勘查開發現狀、礦床類型等信息，通過網站上下載后以屬性表格的形式存儲。為疊加到地質圖上，利用ArcMap桌面產品的屬性表轉換空間數據的工具，自動將包含經緯度的銅礦床信息提取轉換為空間數據，并統一以WGS84地理坐標空間參考進行存儲。為保證MEG銅礦床數據的準確性，參考了美國地質調查局全球礦產地數據庫系統（U．S．Geological Survey Mineral Databases－MRDS and MAS／MILS）和礦業公司官方網站對部分礦山數據信息進行了更新。圖3為經數據處理與制圖編輯后形成的專題地圖產品。

圖3 安第斯成礦帶部分國家地質與銅礦分布圖

5 總 結

為解決我國銅礦對外依存度較高、缺少定價權等問題，一批國企、民企響應國家的“走出去”戰略，積極開拓國外市場，尋找境外優勢礦產資源，但由于缺少當地地質、礦產等基礎地質資料，不了解當地礦業法律法規，無法圈定重要靶區進行勘查開發，很難確立長期的發展目標和規劃。

通過本次與企業的戰略合作，選擇全球最大的銅礦資源潛力區——南美洲安第斯成礦帶，開展該區域內銅多金屬成礦特征及資源項目優選研究，利用原始地質資料進行定制開發與加工，為企業提供內容詳實的基礎地質礦業成果圖件和數據資料，為企業開拓境外市場、實施重點區域內銅礦資源勘探開發部署，制定具體的投資決策提供基礎性的資料信息和目標靶區具有重要的現實意義，也是中國地質調查局發展研究中心境外地質礦產資料提供服務以來取得的重要成果和全新的嘗試。中國地質調查局發展研究中心將以此為契機，立足國內深入合作、積極開展資料的深加工，放眼國外開拓新資源、不斷豐富全球地質礦產數據庫，為我國更多的礦業企業提供更豐富的數據資源和研究成果。

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