改革物化探测网布设方法初议

张随甲/武警黄金第三支队

改革物化探测网布设方法初议

张随甲/武警黄金第三支队

根据实际工作需要讨论了改革物化探测网布设方法的可能性，介绍了一种新的布设方法及其实际应用情况。

物化探测网布设；手持GPS；区域地质矿产调查

一、问题的提出

在物化探工作中，为了准确地标定取样点的位置，需要用一定的方法、按一定的规格和要求布设测网。传统的测网布设方法是按照控制一基线一测线一取样点定位的顺序开展工作。从我部前些年使用这种方法开展物化探工作的效果来看，它存在着明显的缺点：一是投入的人力物力较多，花费的财力大；二是劳动强度大，工作效率低；三是地质找矿工作在林区作业，施工将出现砍伐树木、损毁农田的问题，产生林地占用、青苗赔偿等费用，随着林权制度的改革和各地普遍设立生态和自然保护区，继续这样施工将导致生产费用成倍增加，施工难度大、进度减慢，效率更低；四是布设测网时间较长，物化探人员窝工，工作上难以统筹兼顾。显而易见，传统的物化探测网布设方法已经不能适应现阶段工作的需要，因此改革普查阶段物化探测网布设方法的问题就显得尤为重要。

二、改革传统物化探测网布设方法的可行性

地质堪查工作中，物化探工作的目的是通过面积性物化探测量手段，研究各种地球物理和地球化学场的分布规律，发现有一定找矿价值的异常，从而筛选出找矿的有利地段，达到找矿的目的。普查阶段以不漏掉有意义的地质体为原则，只要能提供点位分布均匀的测网就可满足物化探工作的需要，不同于详查时对测网的测点既均匀又准确的严格要求。因此普查阶段测网的布设，只要相对线距和点距的精度能满足物探要求即可。

我们目前执行的“物化探工程测量规范"(地质矿产部l995年9月14日批准，1996年月3月1日开始实施)和“土壤地球化学测量规范"(地质矿产部1995年1月27日批准，1995年月12月1日开始实施)所采用的传统布网方法和精度要求是五十年代初期从苏联引入沿用至今，基本上没有多少变化。很多国家在进行这项工作时，早已使用了简易的测网或根本不用测网，只在成矿的有利地区进行精度较高的剖面测量。更为重要的是，随着科学技术的不断进步，卫星导航定位系统的不断发展，日臻完善的精确定位能力为物化探测网的准确布设提供了可能。

三、规范中对测网布设的相关要求

1.在中华人民共和国地质矿产部行业标准《土壤地球化学测量规范》中，对工作比例尺和测网的密度有如下规定：

表1 工作比例尺与测网密度

对野外工作定点时的点位误差要求是：普查、详查工作≤2mm（图上）。

对采样工作的要求是：详查在测定的采样点周围点线距的1/10范围内采样。

可以看出，对于我部经常进行的1：1万土壤地球化学测量来说，野外定点时的点位误差在基线方向小于或等于10-20米即可，而在野外进行采样时，采样点的选取范围在基线方向10米、测线方向2—5米就能满足规范要求。

2.在中华人民共和国地质矿产部行业标准《物化探工程测量规范》中，对物化探测网（点）的三维定位精度规定为：当采用面积性化探方法时，其点位中误差为图上1.25mm，相邻点距相对中误差12.5%。而对于测网的布设方法，规范中明确规定：物化探测网(点)的布设可采用物化探GPS定位测量。

在该规范的第6.3.6.1条中，明确提出“采用GPS定位测量方法测定物化探测点两维或三维坐标，主要适用于滩涂、戈壁、沙漠、草原、高山等特殊困难地区开展小于1：50000工作比例尺物化探测点定位。对于只要求两维定位物化探工作，在无SA政策影响下可采用导航型GPS仪器进行单点定位；如有SA政策影响时可采用差分GPS定位事后改正方法。”

以上规定为使用手持GPS进行物化探测网布设提供了先决条件。

四、GPS与行业应用

1973年，美国国防部开始组织陆海空三军联合研制新一代军用卫星导航系统，简称GPS。发展到今天，GPS提供的定位精度已经优于10米。在这里，笔者想强调的是，在本文中提到的《土壤地球化学测量规范》和《物化探工程测量规范》实施和生效之时，GPS刚刚进入实用阶段，所以，规范当时只规定了使用GPS进行物化探控制测量的标准和要求，对于使用GPS进行物化探测网布设的具体要求和标准却没有涉及。

随着GPS的发展，出现了更为便利的RTK测量，它采用载波相位动态实时差分方法，能够在野外实时得到厘米级的定位精度。

手持式GPS是一种使用卫星导航与定位系统进行定位导航的专业设备，体积小巧、携带方便，具有全天候、全方位实时三维导航与定位能力，已广泛应用于地质调查、资源勘查、野外地质找矿等众多领域，越来越受到野外一线技术人员的重视和青睐。

目前，市场上手持式GPS的种类较多，且出现了一些更高精度的新机型，为满足物化探测网布设所需要的精度和要求提供了保证。

五、使用手持GPS布设物化探测网的可行性

由以上讨论及分析得知，物化探测网中对各取样点的在基线方向的要求是点位中误差不大于10-20米，而目前手持GPS的定位精度已经达到或优于10米，有的则标称精度在收星情况良好时均为小于3米，可见使用手持GPS布设比例尺不大于1：1万物化探测网完全成为可能。

1.基线布设。对于精度要求相对较高的基线测量来说，基线点的定位是关键。所以，在施工基线时，可以先在测区内做一个高等级的控制网或几个高等级的控制点，再使用RTK技术将各基线的基点及测网的角点测出，此时，测网中各基线的端点的精度均为厘米级，完全满足规范的要求。

2.测线布设。对于测线来说，它的两个

端点是拥有厘米级精度的基线点。在实际的施工中，可以先根据基线点的坐标计算出各采样点的理论坐标值，将其输入到手持GPS中，再利用它的导航功能按一定的点距进行测线的放样和布设。

3.实际应用。几年来，我部在对手持式GPS机性能和定位精度研究的基础上，将这一方法应用于野外的工作实践中，既提高了工作效率，又增加了地质工作的技术含量，取得了良好的工作效果和经济效益。2008年，在吉林省桦甸市夹皮沟金矿1：1万土壤地球化学测量中，我们使用华测天骄X90型GPS确定基线点，使用手持式GPS76进行了测线的施工，结果经验证完全符合规范要求。

2012年黄金部队的职能任务发生了变化，由原来的以黄金地质勘探为主改为以执行区域地质矿产调查为主，这说明说部队必将承担更多更大面积的物化探工作。对黄金部队来说，物化探测网的布设与施工将直接影响区矿调任务的能否顺利完成。在2012年的施工中，我们有目的的对不同工作区的测网使用了传统布设法和用手持GPS直接测量法。结果显示，只要能精确校正参数，认真使用手持GPS，它完全可以替代传统布设方法而用于物化探施工。下图为2012年物化探测网施工中实际点位与设计点位比较图。

注：图中的空心圆表示设计点位，实心圆为实际测定点位。

更为可贵的是，我们使用这种方法布设物化探测网，不仅不砍一棵树、不毁一棵苗，而且在人力的使用上也大大减少，同时也证明化探取样和测网布设使用手持GPS直接施工成为可能，而且完全满足规范要求。

六、几点体会

与任何事情都有两面性一样，利用GPS进行物化探测网布设一样存在优势与不足。

（一）优势

1.工作过程有“迹”可寻，定点目标准确到位，异常验证指哪打哪。

2.降低劳动强度和成本，缩短外业时间，提高效率和工作质量。

3.工作中不砍树不毁林，既为单位节约林地占用、青苗赔偿等费用，也减少了发生警政、警民纠纷的可能性。

（二）不足

1.在地形陡峭、森林茂密的测区使用RTK时，基准点设置不当将会导致移动站在工作中接收信号困难。

2.在地形地势较复杂或者森林特别茂密的地方使用手持GPS进行测线施工时，会发生可见卫星数较少甚至失去卫星信号的情况，此时定位精度较差，应配合罗盘、测绳等简易测量工具来确定点位实地位置。

3.使用中应确保手持GPS电量充足，否则会导致定点精度较差。

七、结论

利用GPS布设物化探测网，我部进行了大量的生产施工，经进一步地质工作验证，取得了良好的找矿效果和明显的经济效益。实践证明上述方法完全可以满足比例尺不大于1：10000时土壤地球化学测量的测网布设工作，是一种布设物化探测网的好方法。

【1】．“物化探工程测量规范”一一地质矿产部1995年9月制定.

【2】．“土壤地球化学测量规范”一一地质矿产部1995年1月制定.

【3】． 手持GPS72型说明书一一北京合从思壮科技有限公司.

【4】．“普查阶段物化探测网布设方法的探讨”一一肖伯震、韩秀萍.