地质勘探工程测量

地质勘探工程测量

.1 概述

一、地质勘探工程测量的概念

地质勘探通常是指矿产资源普查与勘探。一般分为找矿（初步普查）、普查（详细普查）、详查（初步勘探）与精查（详细勘查）四个阶段。其目的是为了详细查明地下矿产资源。

初查与普查阶段，主要是根据发现的矿点线索，初步查明矿产的品种、矿体的规模形态和产状，确定矿石的品位和贮量等等，对矿区有无进一步勘探的价值作出评价。在普查阶段，应配合地表揭露工程及少量钻探工程等手段进行地质观察，并填绘中、小比例地形地质图。

勘探阶段，是对矿区进行更详细的勘查，以获取矿区地质构造、矿体产状、矿石品位、物质组成成分及贮量等更翔实更可靠的地质资料，作为矿山建设与开采的依据。在这个阶段采用的勘查手段主要有：地质点观察，地表揭露工程（剥土、槽探、井探等），并通过大量的钻探工程，必要时还需作一定数量的坑道探矿工程，配合物理探矿和化学探矿等手段，以进一步解决深部地下矿体埋藏的规模、产状和品位变化情况。最后，综合所有资料，编制矿区大比例尺地形地质图（1：1000~1：5000），绘制供研究矿体产状、品位、和贮量的专题地图，并对勘探结果提交完整的综合地质报告。

在普查和勘探的各个阶段中都需要进行相应地测量工作，这项工作称为地质勘探工程测量。其主要任务可分为基础测量与工程测量两大部分。基础测量主要是指对整个矿区的控制测量，以及大比例尺地形图的测绘。工程测量主要是指结合普查和勘探所进行的各项设计、测设、定测及各种专题图纸的编绘等工作。

二、地质勘探工程测量的一般过程

1、在矿区建立测量控制网，它不仅是矿区地形图测绘的基础，而且是矿区各项勘探工程测量的基础，乃至是今后矿山建设及矿产开采的控制基础。

2、矿区测量控制网建立后，即可进行矿区地形测量，以便为地质勘探工程的设计、地形地质图的编绘提供底图。地形图的比例尺应根据矿区的范围、不同的矿种和矿床类型，以及对矿体贮量计算的精度要求等按照相关规范确定。

3、根据各级控制点位置、地形地质图，协助地质人员设计各种勘探工程位置。

4、根据设计资料将各项工程测设于实地。

5、勘探工程完成后，对工程的平面位置与高程进行定测。

6、与地质人员合作编绘各种专题地图。

上述工作开始以前，应该按照作业的程序、项目，参照相关规范、条例，结合矿区的具体情况及勘探工作的要求，编写《矿区地质勘探工程测量技术设计书》，呈报主管部门审批后，作为测量工作的依据。整个矿区工程测量结束后，应该对所有资料、成果进行核对、整理，编写《矿区地质勘探工程测量技术总结报告》，与《矿区地质勘探工程测量技术设计书》、成果资料、图纸等一并上交存档。

.2 勘探工程测量

一、勘探网的设计

地质勘探的方法主要有物理探矿和化学探矿两种，不管使用哪种方法，都必须先设计好勘探网、线，在勘探网的基础上进行勘探工作。勘探线、勘探网的设计通常由测量人员协助地质人员根据已有控制点、初步勘探资料，经过现场实地踏勘后依据地形条件及矿体走向在地形图上确定。

勘探网由基线与测线组成。一般情况下，如工区较小，则布设一条通过矿体走向直线，这条直线称为基线（如图中的xFy），再以一定的间距，布设垂直于基线的测线。如工区较大时，可布设几条平行于矿体走向的基线，再以一定的间距，布设垂直于基线的测线，构成勘探网（图）。基线上的点称为基点。如果基点与控制点进行连测而确定其坐标与高程的称为控制基点。在测线上根据要求布设若干测点，测线两端应闭合在基点上。

勘探网的编号，一般以分式表示之。编号从勘探网的左下角开始，分母代表线号，沿基线方向增大。分子代表点号，沿测线方向增大。如图所示，线号及点号均从1000编起，这是为了万一扩大测区，编号沿基线、测线方向而递减时，不至出现负数。基线的间距为1000m，测线的线距为200m（根据比例尺的大小，线距可为100m、50m 、20m 等）。勘探网的编号，亦有按序号来表示点、线位置的。

三、物（化）探网的施测

根据测区已有的国家控制点，将设计的物探网测设于实地，其步骤如下。

（一）测设起始基点

计算测设数据（水平角及水平距离）

1)根据已知控制点分布及通视情况，首先确定哪一点作为起始基点，如图，选定P （200/200）为起始基点并在地形图上量取设计坐标xp 、yp 。有了设计坐标，则可按第二章第五节公式反算其到已知控制点的坐标方位角与水平距离。在图中，设p为欲测定的起

始基点，A、B 为已知控制点。可根据反算的坐标方位角按下式计算放样角度：

现场测设

二、勘探线、勘探网的测设

（二）勘探线．勘探网的测设

1、基线的测设

如图10-2所示．A、B、C、D为已知控制点。首先根据图上设计的M、N、P点和已知控制点坐标。计算出测设所需的水平角和水平距离。然后依据这些测设数据将欲定点M、N、P点测设于实地。

当基线两端点M、N和基点P初步确定后。应将经纬仪安置在其中任一点上。检查三点是否在一条直线上。如果误差在允许范围内，则在基线两端点M、N埋设标石。然后采用单三角形或前方交会等方法，重新测定其坐标。求出它们与设计坐标的差值，若小于1／2000，可取平均值作为最终坐标。否则应进行检查，必要时重新施测。

2、勘探线、勘探网的测设

勘探线、勘探网的测设就是将基线与勘探线上的工程点测设于实地、常规的测设方法是：在基点P安置经纬仪，定出基线方向，按设计给定的勘探线间距，采用钢尺量距或精密视距的方法定出各勘探线在基线上的交叉点(如图10-2中的0/2、0/4、0/6、0/8和0/1、0/3、0/5、0/7等。然后分别在这些点上安置经纬仪，依据设计给定的勘探线上工程点的点距，采用点位测设的方法，将其测设于实地．即得到第一组勘探线；同法，可将另一组勘探线上的工程点测设于实地。将勘探线上的工程点测设于实地后，应埋设标志并编号。

3、高程刷量

基线端点和基点的高程，应在点位测设于实地后，用三角高程的方法与平面位置同时测定。实际高程与设计高程如在规定限差之内，取其平均值即可，否则应查找原因。勘探线、勘探网高程的测定，可采用三角高程或水准测量的方法进行，并布置成闭合或附合路线，以便于检核。随着测距仪的应用，勘探网的测设可以不再布设控制基线．而只在勘探区已有控制点的基础上．用测距导线建立一些加密控制点，均匀分布于勘探区内。然后依据这些控制点用极坐标法测设勘探工程点。这样不仅提高了测设精度，而且提高了测设速度。

二、钻探工程测量

钻探工程，主要用以探明地下矿体的范围、深度、厚度、产状及其变比等情况。通过打钻把地下岩（矿）芯取出来，作为分析观察的资料。钻探是勘探阶段的主要手段。

随着矿床种类和赋存情况的不同，钻孔密度及其分布的几何形状是不同的。一般都是布置成勘探线图10—3(b)或勘探网图10—3(c)。目前主要采用勘探线，勘探线是一组与矿体走向基本垂直的直线。勘探线的线距，随勘探类型的不同而有所变化，在规范上有详细的规定。

钻探工程测量的主要内容有：钻孔位置的布设（布孔）和定测。

（一）布孔

布孔一般由地质人员、钻机人员和测量人员共同商量，但主要由地质人员决定。测量人员根据钻孔的设计坐标，从附近的控制点，采用经纬仪交会法或极坐标法，将钻孔孔口测设于实地上。如受地形限制，钻孔位置也可适当移动一段距离，最后确定孔位，并设置木桩标志。

(二)定测

定测一般是在钻探完毕封孔后进行的(也可在钻探过程中进行)，钻孔位置以封孔标石中心或套管中心为准。钻孔坐标的测定，可采用经纬仪交会法或极坐标法(一般用钢尺量距)进行。孔口的高程，一股采用等外水准测量或三角高程测量方法测定。

定测工作很重要。如果把钻孔位置定错，那就要直接影响到地质资料的正确性。如果把穿过透水层、封孔质量又不好的钻孔位置定错，在将来的巷道掘进中遇到这种钻孔时就可能导致严重的透水事故，故应特别生意。

10—2地质剖面测量

地质剖面测量，通常是沿着给定的勘探线方向进行的。剖面测量的内容是测定此方向线上的剖面点(如钻孔、探井等勘探工程点以及地质点、地物点、地形特征点等)的点位，并按比例尺展绘成地质剖面图。

地质剖面测量的目的，是了解各个时代的地层层序、地层或岩层的厚度、岩性特征、标志层以及地质构造形态等。精度要求不高的地质剖面，也可在已有的地形地质图上切绘，但如果地形图的精度不能满足绘制剖面图的要求，以及在半暴露或全暴露地区．则必须实测剖面图，不允许在地形地质图上切绘。地质剖面测量，在普查和勘探的各个阶段都是要做的。

地质剖面测量的顺序是：首先进行剖面定线，建立剖面线上的起讫点和转点，并在其间加设控制点。以保证测量精度．然后进行剖面测量，最后展绘成地质剖面图。

一、剖面定线

剖面定线的目的是在实地确定剖面线的位置和方向，现分两种情况加以说明。

（1）第一种情况，如剖面线是由地质人员根据设计资料结合实地情况选定的，那么选定后的剖面线端点的坐标和高程，就由测量人员用经纬仪采用交会法或用导线与附近控制点连测确定．如图10-4（a）所示。

(2)第二种情况，如果剖面线端点需要根据设计坐标测设，那么测量人员可根据附近控制点的坐标和端点的设计坐标，计算测设数据，并按布设孔位的方法测设剖面线端点。如果两端点之间距离过长或不通视．则要在剖面线上适当地点增设控制点和转点，并用木桩标志，其布设方法与端点相同。观测时，在端点、控制点和转点，通常都要插立标杆，作为照准和标定方向之用。

二、剖面测量方法

剖面测量方法以及所使用的仪器，应根据剖面图的比例尺和地形条件等进行选择。一般说来，如剖面图的水平比例尺为1：1万或更大，则必须用经纬仪视距法施测。其施测方法如图10- 4(b)所示：安置经纬仪于A点，照准剖面线上的端点或转点，标定出视线方向。测出剖面线上的B、C、D等点对于A点的平距和高差，测量方法与地形测图中测定地形点

的方法相同。

当视线过长或不通视时，则迁站于D点(转点)，仍按上述步骤进行，直到剖面线的末端为止。

剖面点的密度，取决于剖面的比例尺，地形条件和必要的地质点，通常是在剖面图上约一厘米测一剖面点。

三、剖面图的绘制

剖面图是根据各点高程和各点间的水平距离绘制的(图10—5)。其方法是：在方格纸上先定一水平线，根据各点间的水平距离，按规定的水平比例尺将各点标出；再根据各点的高程，按竖直比例尺(一般和水平比例尺相等，这样可以真实反映地质构造)分别在各点的竖直线上定出各剖面点的位置，并依次将各剖面点连成圆滑的曲线，即得剖面图。地质工程点和主要地质点应加注编号注记。在剖面线的起讫两端还应注明剖面线的方位角在剖面图的下面标出剖面线和坐标线交点的位置。并注上坐标值，剖面图绘制完成后，应在其下面绘制相应的平面图。

在找矿阶段，一股采用地质罗盘和测绳(或皮尺)进行剖面测量。这时，用罗盘测得倾斜角a，用测绳测得倾斜距离l (如图10-6)，则水平距离L=lcosa ，高差h=。因此．用此法同样可以测出各点间的水平距离和高差。剖面线端点的距离，可用罗盘仪交会法在地形图上定出，同时还要测出剖面线的方位角。

10—3地质填图测量

一、概述

在地质勘探阶段．一般需进行大比例尺的地质填图．详细地查清地面地质情况．为下一步的勘探工作提供可靠的依据，地质填图是以相应比例尺的地形图作为底图．将矿体的分布范围及品位变化情况。围岩的岩性及地层的划分、矿区的地质构造类型以及水文地质情况等填绘到图上，即成为一张地质图。这类地质图可用做地质综合分析，正确解释成矿的地质条件和矿床类型．为矿区的勘探工程设计和最后的矿产储量计算提供依据。

填田的比例尺依据矿床的具体情况而定，若矿床的生成条件较简单，产状较有规律(如沉积矿床)，规模较大，品位变化较小，则采用的填图比例尺就较小；反之，就应较大，勘探阶段的地质填图比例尺．通常用)：1：10000、1：5000。1：2000．1：looo数种。对于煤．铁等沉积矿床，通常用1：10000和1：5000；对于铜．铅、锌等有色金属的内生矿床，通常采用1：2000和1：1000，对于某些稀有金属矿床．还可采用更大的比例尺，如1：500。

无论何种比例尺的地质填图测量．其基本工作都是从地质观察点做起的。然后，根据地质点来描绘各种岩层和矿体的界线，并用规定的地质符号填绘到图上而最终制成所需的地质图。

综上所述．地质填图测量包括地质点测量和地质界线测量两个步骤，其中的地质点测量是基本的测量工作；

二、地质点测量

地质点包括：露头点、构造点，岩体和矿体的界线点、水文点和重砂点等，测定地质点一般采用极坐标法。在测区内，应有足够的控制点作为测站点。

（一）测前准备工作

施测前应准备好作为底图的地形图、地质点分布图和控制点等资料并对控制点进行图上对照检查，拟定出工作实施计划。

(二测站点的选择

在进行地质点测量时，要充分利用图区已有的控制点，如果控制点不足．可采用经纬仪导线测量加以补充，对于1：10000一1 ：2000比例尺地质图的填图测量，则允许采用图解交会法来求得。

当矿区地形地质图采用o．5m等高距时，测站点的高程应用等外水准测量直接测定；

当图的等高距大于或等于1 m时．测站点高程可用三角高程测量方法来测定。如需补

充控制点，则可从邻近控制点用支导线引测，往返测定，引测时的量距规定为：对于1：1000—l：500比例尺，用钢尺量距；对于1：10000—l：2000比例尺，用视距法量距。引测的边长和点数要严格按照规范要求，

(三)地质点的测定

将经纬仪安置在一个测点上，对中、整平后，以另一控制点定向(度盘置o。oo；)，然后测量各地质点的水平角、水平距离及高程．这一方法与地形测量中的碎部测量相同。

三、矿体及岩层界线的圈定

在测定地质点的基础上．根据矿体和岩层

的产状与实际地形的关系．将同类地质界线点连接起来．并在其变换处适当加密测点，以保证界线位置的正确，所有地质点的位置．均应由地质人员选定，由测量人员在实地测绘。地质界线的圈定，由地质人员在现场进行，也可根据野外记录在室内完成。图10—7是用地形图作为底图测绘出的部分地质图，图中虚线表示的是根据地质点和地质界线的观测资料圈定的地质界线，例如虚线1一2表示侏罗系(j)和三叠系(T)地层的分界线(P为二迭系．c为石炭系、D为泥盆系、s为志留系)．

复习思考题

1.勘探网是如何组成又如何布设的?

2．矿产普查及勘探分哪四个阶段?各阶段的地质填

图一般采用多大比例尺的地形田?地质钻探工程测量主

要包括哪些内容?

2．某勘探工程需要布设一个钻孔(图10—8)，其没计

坐标为Xp＝3358790m，Y p=20529350m，并以查出设计

钻孔附近的测量控制点A的坐标为X=3358690 m，

Y=20529250m，AB边的方位角为130?20’30”。试

求在P点布孔所需的测设数据．即求AP边的水平距离

和测设角度B。

4．在找矿阶段，地质剖面图是如何测绘的?