1、地質礦產勘查大地、平面直角坐標系作業指導書編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編 制： 審 核: 批 準： 發 布： 二XX年X月 地質礦產勘查作業指導講義二十多年的地質礦產勘查工作，干得有點累了，也積累了一些經驗，現突然想總結發布，希望對大家有所幫助，因為是給單位年輕學員上課用的，故暫定名為“地質勘查工作作業指導講義”，側重地質勘查工作實際操作，以滿足勘查工作生產需要為目的，不當之處請廣大同仁批評指正。 1 地質工作中常用的坐標系 坐標是表達地面位置的重要參數，從事地質勘查工作的人時時刻刻都在與坐標打交道，一切地質工作都建立在坐標定位之上，是地質工作的基礎。地

2、 球是一個球體，球面上的位置，是以經緯度來表示，我們把它稱為“球面坐標系統”或“地理坐標系統”。在球面上計算角度距離十分麻煩，而且地圖是印刷在平面 紙張上，要將球面上的物體畫到紙上，就必須展平，這種將球面轉化為平面的過程，稱為“投影”。經由投影的過程，把球面坐標換算為平面直角坐標。 1.1 地理坐標系統 地質工作常用的地理坐標系統有xx xx坐標系、西安 xx 坐標系、xx WGS84 坐標，目前在全國第二次土地調查中使用的 2xx國家大地坐標系，在地勘行業中不常用。一個完整的坐標系統是由坐標系和基準 2 個方面要素所構成的。下面主要介紹 WGS-84 大地坐標系、 19xx年xx坐標系和 1

3、9xx 年國家大地坐標系、 2xx國家大地坐標系 4 種坐標系統及其參考橢球的基本常數 ( 基準 ) 及手持 GPS 接收機 WGS-84 、 19xx年xx坐標系和 19xx 年國家大地坐標系轉換參數計算。一、 WGS-84 大地坐標系 WGS 84 （ World Geodetic System ， 1984 年）是xx國防部研制確定的大地坐標系，其坐標系的幾何定義是：原點在地球質心， z 軸指向 BIHl984.0 定義的協議地球極 (CTP) 方向， x 軸指向 BIHl984.0 的零子午面和 CTP 赤道的交點， Y 軸與 x 軸和 z 軸構成右手坐標系。該橢球的參數為：長半軸：

4、a=6378137m ；第一偏心率： e2=0.00669437999013 ；第二偏心率： e ” =0.006739496742227 ；扁率： F=1/298.25223xx3 。二、 19xx年xx坐標系 (BJ 一 54) 建國前，我國沒有統一的大地坐標系統，建國初期，在蘇聯專家的建議下，我國根據當時的具體情況，建立起了全國統一的 19xx年xx坐標系。該坐標系以格拉索夫斯基橢球為基礎，經局部平差后產生的坐標系，與蘇聯 1942 年建立的以普爾科夫天文臺為原點的大地坐標系統相聯系，相應的橢球為克拉索夫斯基橢球，該橢球的參數為：長半軸： a=6378245 m ；第一偏心率： e2=0

5、.00669342162297 ：第二偏心率： e ” =0.00673852541468 ：扁率： F=1/298.2 。高程采用 19xx xx高程，系以xx驗潮站 19xx 19xx 年驗潮資料算得的平均海面為零的高程系統。原點設在xx市觀象山。該原點以“ 19xx 年xx高程系”計算的高程為 72 289 米。該坐標系統的大地點坐標是經過局部分區平差得到的，因此存在著一定的缺陷。三、 19xx 年國家大地坐標系 (C 一 xx) 1978 年，我國決定重新對全國天文大地網施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標系統，其大地原點在我國中部，具體地點是陜西省徑陽縣永樂鎮。該坐標系是參心坐標系

6、，橢球的短軸 z 軸平行于地球的自轉軸 ( 由地球質心指向 1968.0JYD 地極原點方向 ) ，起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面， x 軸在大地起始子午面內與 z 軸垂直指向經度零方向； Y 軸與 z 、 x 軸成右手坐標系。該坐標系統所采用的地球橢球參數的 4 個幾何和物理參數采用了 IAGl975 年的推薦值，其橢球的參數為：長半軸： a=6378140 m ；第一偏心率： e2=0.006694384999588 ：第二偏心率： e ” =0.006739xx1819473 ：扁率： F=1 298.257223xx3 。高程采用 1985 國家高程基準。由于 19xx xx高

7、程系計算基面所依據的xx驗潮站的資料系列觀測時間較短等原因（ 19xx 年 19xx 年），中國測繪主管部門決定重新計算xx平均海面，以xx驗潮站 1952 年 1979 年的潮汐觀測資料為計算依據，并用精密水準測量接測位于xx的中華人民共和國水準原點，得出 1985 年國家高程基準高程和 19xx 年xx高程的關系為：1985 年國家高程基準高程 =19xx 年xx高程 -0.029m 。1985 年國家高程基準已于 19xx 年 5 月開始啟用， 19xx 年xx高程系同時廢止。四、 20xx國家大地坐標系 國家大地坐標系的定義包括坐標系的原點、三個坐標軸的指向、尺度以及地球橢球的 4 個

8、基本參數的定義。 2xx國家大地坐標系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心； 2xx國家大地坐標系的 Z 軸由原點指向歷元 2000.0 的地球參考極的方向，該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為 1984.0 的初始指向推算，定向的時間演化保證相對于地殼不產生殘余的全球旋轉， X 軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元 2000.0 ）的交點， Y 軸與 Z 軸、 X 軸構成右手正交坐標系。采用廣義相對論意義下的尺度。 2xx國家大地坐標系采用的地球橢球參數的數值為：長半軸： a 6378137m 第一偏心率： e2=0.0066943xx02290 第二偏心率： e ” =0

9、.00673949677548 扁率： f=1/298.257222101 高程仍采用無潮汐系統。該坐標系目前尚未在地質勘查工作中使用。 1.2 平面直角坐標系統 平面直角坐標系是由地理坐標系統投影而得的，目前國際間普遍采用的一種投影，是橫軸墨卡托投影（ Transverse Mecator Projection ），又稱為高斯 - 克呂格投影（ Gauss-Kruger Projection ），是地球通過外切 “ 中央經線 ” 橫躺的圓柱體進行投影，在中央經線上，投影面與地球完全密合，因此圖形沒有變形；由中央經線往東西兩側延伸，地表圖形會被逐漸放大，變形也會越來越嚴重 ( 圖 1-1) 。

10、為了保持投影精度在可接受范圍內，每次只能取中央經線兩側附近地區來投影，因此必須切割為許多投影帶，將地球沿南北子午線方向，如切西瓜一般，以 6 度或 3 度分帶切割為若干帶狀，再展成平面，每一個分帶構成一個獨立的平面直角坐標網，投影帶中央經線投影后的直線為 X 軸（縱軸，緯度方向），赤道投影后為 Y 軸（橫軸，經度方向），為了防止經度方向的坐標出現負值，規定每帶的中央經線西移 xx0 公里，即東偽偏移值為 xx0 公里，由于高斯 - 克呂格投影每一個投影帶的坐標都是對本帶坐標原點的相對值，所以各帶的坐標完全相同，因此規定在橫軸坐標前加上帶號，如 (xx03xx0,14519660) 其中 14

11、即為帶號，同樣所定義的東偽偏移值也需要加上帶號，如 14 帶的東偽偏移值為 14xx0xx米。圖1-1 坐標系統橫軸投影示意圖在地質勘查工作中，六度帶多用于中小比例尺（ 1:2xx001:10xx）測圖，帶號計算公式為 n=L/6( 取整 )+1 （ n- 帶號， L- 經度坐標），中央子午線為 6n-3 ；三度帶多用于大比例尺（ 1:10xx以下）測圖，帶號計算公式為 n=L/3( 取整 )+1 ，中央子午線為 3n 。目前世界各國軍用地圖所采用的 UTM 坐標系統 (Universal Transverse Mecator Projection System) ，也是橫軸投影 6 度帶的一

12、種，將全球共分為 60 個投影帶。 1.3 手持 GPS 接收機、羅盤的調校 在地質勘查工作中通常用到手持 GPS 接收機及羅盤等定位工具，工作區域不同，其參數也不同，使用之前是要進行調校的。一、手持 GPS 接收機坐標系統校正 由于現在我國民用衛星定位系統尚未健全，地勘工作中使用的手持 GPS 接收機均使用的是xx衛星信號，用的xx WS-84 坐標系，其與我國應用的坐標系統之間存在著約 xx 100 米的誤差，因而使用前必須用參數將坐標轉換為 BJ-xx或 C-xx 坐標系，轉換后的絕對定位精度可提高到 5 10 米，可以滿足中小比例尺（小于 1:10xx）地質測圖用。1 、位置格式設定選

13、擇“ User UTM Grid ”格式，調整六度帶中央子午線，投影比例選 1 ，東西偏差為 xx0xx，南北偏差為 0 。2 、地圖基準設定選擇“ User ”模式輸入 DX 、 DY 、 DZ 、 DA 、 DF 參數。其中 DA=-108 ， DF=0.0000005 ， DX 、 DY 、 DZ 的確定：1 ）在手持式 GPS 接收機應用的區域內 ( 該區域不宜過大，一般應小于 xx 平方千米 ) ，從當地測繪部門收集該區較均勻分布 3 5 個 GPS “ B ”級網以上已知點的xx BJ-xx或西安 c-xx 坐標系統的坐標值（ B 北緯、 L 東經、 h 高程、 x 高程異常），然

14、后在對應的點位上讀取 WGS 一 84 坐標系的坐標值（ B 北緯、 L 東經、 H 高程）。2 ）將收集到的坐標值根據不同的坐標系轉換為空間坐標系的坐標值，計算公式如下：X (N+H)cosBcosLY=(N+H)cosBsinLZ=N(1-e2) +H sinB* 注： X 、 Y 、 Z 為大地坐標系中的三維直角坐標； N 為該點的卯酉圈曲率半徑， N a/(1-e2 sin2B)1/2 ， H=h+x 。3 ）利用 WGS84 坐標系的 X 、 Y 、 Z 值及 a 、 F 值減去我國坐標系對應值，得出 DX 、 DY 、 DZ 、 da 、 DF 五個參數，平均后做 GPS 調整參數

15、。4 ）參數計算之后必須對其進行驗證。驗證的方法是：將計算出的 dX 、 dY 、 dZ 、 da 、 DF 值輸入 GPS 接收機。首先在應用區域內設定 3 5 個點的大地坐標值 ( 即經、緯度 ) ，將其以“ ddd ddddd ”的格式分別標記在 GPS 手持機中，再將 GPS 接收機的網格轉換為“ UserGrid ”格式，分別讀取已標記點的公里網縱、橫坐標值，并與相對應的公里網縱、橫坐標理論值 ( 該理論值可以通過高斯投影轉換將大地坐標值轉換為公里網縱、橫坐標值 ) 進行比較，二者相差超過 5 m 時要重新計算或查找出現問題的原因。內業驗證符合要求后在應用區域內選擇 3 5 個已知點

16、進行實測，實測值與已知值相差大于 10 m 時，要重新計算或查找出現問題的原因。在精度要求不高的異常查證或預普查階段，可以采用從工區 1:5 萬或 1:10 萬地形圖上尋找 3 5 個三角點量取 BJ-xx或 C-xx 坐標（根據地形圖上標注），再用手持 GPS 接收機到實地測量三角點的 WGS-84 坐標，運用上述方法進行校正，以應急操作。二、羅盤的校正 羅盤是地質工作中使用最廣泛的定位工具，其在未調校前讀數是以磁子午線為參照的，要通過地圖定位，則必須調校成以真子午線為參照定位。具體方法是：1 、收集工作區 1:5 萬或 1:10 萬地形圖，其下方有真子午線、座標縱線及磁子午線示意圖（圖 1

17、-2 ），查找其真子午線與磁子午線夾角。 圖 1-2 磁偏角示意圖 圖 1-3 羅盤調校示意圖 2 、根據真子午線與磁子午線夾角對羅盤進行調校。地質隊員常說是“東偏順撥，西偏逆撥”，如圖 1-2 是東偏 4 04 ，用羅盤鑰匙從其后調整旋紐將羅盤 0 刻度線向順時針方向撥 4 04 （圖 1-3 ）。3 、調校后應對其進行驗證。方法是在工作區內用手持 GPS 接收機定位并存兩點（應盡量選擇衛星接收信號較好的點）坐標查看其方位，再以羅盤實測這兩點方位進行比較，二者應相符。在精度要求不高的異常查證或預普查階段，可以采用從工區 1:5 萬或 1:10 萬地形圖上尋找 3 5 個三角點量取 BJ-xx

18、或 C-xx 坐標（根據地形圖上標注），再用手持 GPS 接收機到實地測量三角點的 WGS-84 坐標，運用上述方法進行校正，以應急操作。 2 地質礦產勘查野外作業 地質礦產勘查野外作業主要包括踏勘、地質剖面測量、地質填圖、工程編錄、樣品采集等項工作。 2.1 踏勘 一、地質踏勘 原則上開展地質礦產勘查野外工作之前必須進行踏勘，其主要目的和任務是：1 、大致了解工區范圍，查看工區交通、吃住及物資供給條件，選擇項目組大營區及小搬家住地；2 、通過踏勘路線大致了解工區地質條件，選擇工區主干地質剖面位置等；3 、采集必要的分析樣品，為勘查工作提供必要依據。二、礦點踏勘性檢查 由于目前地質勘查市場的火

19、爆，對有經驗有地質工作者還有一種踏勘性檢查工作，也就是俗稱的“看礦”，是指在充分研究已有礦業權地質資料的基礎上，通過現場踏勘，作出初步判斷，為業主處置礦業權提供參考、建議及依據，主要的工作內容應包括：1 、查明權證所有權歸屬，價款處置情況及勘查出資方；了解礦權人轉讓的主要原因；2 、了解礦點位置、交通、物資供給條件；3 、根據實地測量（多為 GPS 定位），核對礦（化）體的具體位置，是否在權證范圍內；4 、了解區域成礦條件、開發現狀及老窿分布，周邊鄰區礦山開發情況；5 、了解物化探異常、規模、強度及與礦化體套合情況；6 、成礦較好的地段，應初步了解礦種、礦體大致分布范圍、形狀、產狀、規模、埋深

20、、產出部位、含礦性，目測勾繪簡單的地質礦產草圖；7 、了解礦石品位、質量、主要組份及有益有害組份含量；有用礦物含量及粒級；8 、掌握已有資料提供的資源量情況，控制網度、 332 類以上資源量的比例；9 、了解水文、工程條件、選冶性能及開發環境等主要的開發條件；10 、目前礦產品價格因素。綜合以上因素，根據經驗作出結論，編寫礦點踏勘簡報，提出礦業權的處置意見及下步工作建議。 2.2 地質剖面測量 一、地質剖面測制 地質剖面測量是地質填圖工作的基礎，在填圖工作之前，必須要測制 1 2 條完整的地質剖面，用以劃分填圖單元，研究地層及構造，統一技術人員認識，為地質填圖服務。剖面比例尺的選擇主要依據填圖

21、比例尺或根據任務書要求確定，一般 1:5 萬填圖要求測 1:xx00 地質剖面， 1:1 萬測 1:1xx地質剖面，以此類推。1 、在充分收集、認真研究以往的地質資料的基礎上，對工區進行了踏勘，了解工區地層分布、層序、礦體分布及礦化范圍、主要巖石類型、地質構造等特征，優選基 巖出露較好、地層層序較齊全、相帶明顯、礦化特征清晰、構造簡單、接觸關系和標志層清楚、具有代表性的地段進行剖面測制。為確保剖面的實測精度，對剖面上 重要的地層、礦層界線、構造線被覆蓋部位應予揭露。2 、剖面總方向與地層主要走向應大致垂直，其間夾角應大于 60 ，可采用不定向剖面，允許平移或多條剖面拼接，長度 視工作范圍而定，

22、應以全面控制工區內所出露地層、礦化體為原則。3 、剖面以羅盤定位、測定地形坡度、皮尺或測繩測距的半儀器法測制，繪制出地形線，以巖性分層劃分界線。4 、剖面端點用木樁留作標記，應標注剖面起點號及導線號。實地分層界線用小紅旗、紅布條作標記。分層位置從皮尺上直接讀取并標于手圖和剖面上，并記錄于記錄表中。5 、在測制剖面過程中，必須按比例尺要求詳細分層，分層距離用皮尺丈量，地質體出露寬度在 0.5 米以上者在圖上應有表示，小于 0.5 米，具有特殊地質意義的地質體（如礦化層、標志層）應放大表示。6 、實測剖面應逐層對巖石和地質礦產特征進行細致的觀察描述，系統地采集標本，按不同巖石類型分層采集一定數量的

23、樣品。7 、地質記錄內容應全面、準確，地質體產狀及所采各種樣品及照片、素描等應按有關規范的統一格式標繪于剖面圖相應位置上，并予以詳細訪談錄。在作文字記錄 時，首先注明時間、地點、剖面編號、剖面測制目的任務、參加人員及分工，然后逐項填寫表格內容：導線號、方位、導線長、坡角、產狀等，逐層對巖石或地質體 特征進行觀察描述。格式如下：導線號： - 導 方位： 導線長：米 坡角：分層位置：米 層號：巖性名稱：色（新鮮色）狀（構造）化（蝕變）粒（粒度）（礦物）巖如：灰綠色厚層狀硅化中細粒長石巖屑砂巖、淺肉紅色塊狀弱褐鐵礦化中粗粒二長花崗巖。巖性描述：風化面顏色、新鮮面顏色、結構、構造、礦物含量、粒度、成份

24、、沉積巖碎屑磨園分選情況、蝕變、礦化特征，巖層宏觀特征：產狀、接觸界線特征，巖性、產狀或蝕變等在走向傾向變化特征。各類樣品采集情況，素描、照片內容、位置等要素進行記錄8 、地質剖面圖多采用展開法繪制，剖面樣式見圖 2-1 。 表 2-1 剖面記錄表格式。8 、地質剖面圖多采用展開法繪制，剖面樣式見圖 2-1 。圖 2-1 地質剖面圖9 、根據實測地質剖面和其它地質工作所取得的各項地質資料建立較合理的地層層序，查明巖層厚度、巖性、巖石組合特征及物質成份、巖相組合等。研究地層、巖石的含礦性，盡可能確定其時代，選定標志層，劃分填圖單元。10 隨著剖面測制工作的進展，應加強室內整理工作，特別是當日整理

25、、文字記錄整飾、圖件繪制及著墨。11 、及時編寫剖面地質小結。內容為：（ 1 ）前言a 剖面測制的目的；b 剖面線起點座標位置、方向、長度、測制方法；c 工作起始、完成日期、工作單位及主要工作人員分工等；d 完成主要工作量：剖面長度、標本、樣品件數。（ 2 ）地質成果a 簡述剖面測制區的區域構造部位及地層、構造特征；b 地層描述；c 巖漿巖及脈巖描述；d 構造；e 劃分填圖單元；f 礦產（應詳述）；g 新進展、新發現和新見解。（ 3 ）存在問題。二、勘查線剖面測量 勘 查工作達到普查及以上階段，為了對礦（化）體進行有效控制，針對礦（化）體必須測制勘探線剖面，其重點是針對礦（化）體進行測量，與地

26、質剖面的區別是有深 度概念，深部地質內容以工程控制為依據進行繪制。比例尺根據任務書要求或礦體大小、延深情況確定，勘查線間距依據礦區勘查礦種的勘探類型對應規范要求而確 定。剖面方位與礦（化）體走向應大致垂直，其間夾角大于 75 ，采用定向剖面，長度應以控制礦體傾向方向較全面為主，以滿足深部勘探工程布設需要為原則；剖面測以 RTK 或全站儀全儀器法測繪，并與礦區坐標系統聯測。勘查線剖面樣式見圖 2-2 。圖 2-2 勘探線剖面圖三、質量要求 1 、文字記錄質量（ 1 ）記錄格式、描寫內容和順序、記量單位等符合有關規范、標準的要求。（ 2 ）層次分明、重點突出、語言精煉、概念清楚、字跡清晰、重要數據

27、及素描圖及時著墨。（ 3 ）分層合理，各層之間接觸關系敘述清楚。（ 4 ）巖石定名基本準確，巖性描述詳細且與定名相符。（ 5 ）蝕變與礦化、巖（礦）脈、構造和化石等特征描述詳盡，素描要素齊全。（ 6 ）各種產狀數據齊全、準確、有代表性。2 、剖面圖質量（ 1 ）比例尺和圖式、圖例等符合有關規范、標準要求，內容齊全、圖面整潔、字跡清晰、花紋美觀。（ 2 ）剖面起點、終點和工程位置、地質界線及各種數據準確，按比例尺要求地質體和重要地質現象無遺漏，產狀要素齊全，各種構造要素表示合理。剖面圖與平面圖吻合，與文字記錄相符。（ 3 ）柱狀圖內容齊全，層序合理，厚度準確，文字綜述合理簡練，樣品、化石等位置書

28、寫正確。3 、控制程度露頭（天然和人工）觀察點密度符合有關標準（相應比例尺）的要求。4 、采樣質量（ 1 ）巖、礦石和化石標本及其鑒定樣品采集系統有代表性，專門樣品采取的種類、數量符合設計要求。（ 2 ）采樣方法和樣品重量、標本規格符合有關標準要求。（ 3 ）礦化部位樣品采集的完整性。（ 4 ）按有關標準要求完成采樣編錄，標本樣品位置和編號在文字記錄和有關圖、表中注記清晰，無誤無漏。5 、室內整理（ 1 ）逐日整理野外現場編錄資料（含標本和樣品）。（ 2 ）收到各類實驗結果后，及時完成樣品登記，并注記、補正文字記錄。（ 3 ）文、圖按有關規定要求及時整飾著墨，每一剖面野外工作結束后及時提交有關原始資料。（ 4 ）劃分的填圖單元的合理性。