典型硫化镍矿床地质实物档案存储与信息化方法研究论文

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　　摘要：针对分散、无序、异构的地质档案及信息数据进行整合分析，建设知识型组织，向用户提供系列化、有序、易理解的知识体系，实现地质档案信息的知识化提升，对地质档案数据进行知识挖掘、知识组织和知识开发，最终通过知识检索以及知识共享等方式对大众服务。

　　关键词：硫化镍矿床；实物档案；存储；信息化；研究

　　大数据时代的到来，大众越来越重视知识获取渠道与服务方式。地质档案信息资源的不断整合集群，使得开展地质档案信息知识化提升与服务到了一个关键节点。

　　新一代信息技术发展进入快车道，与地质工作深度融合，地质档案数据库在研究和发展过程中正经历着由传统数据库向空间数据库的演变，世界各国都注重地学空间数据库的建设，并研究和应用最新的数据库技术、空间数据分析技术为经济建设服务。

　　地质实物档案的存储与信息化建设是保证基础地质信息源安全、永续利用的发展趋势，使地质工作的各项成果能够及时、完整地提供给政府、专业人员和社会公众。同时，可借鉴大数据思维，探索国家基础地质大数据挖掘与可视化技术，对提升信息价值洞察力，增强国家基础地质信息化软实力，实现数据价值的最大化具有重要意义。

　　1现状分析

　　金川硫化镍矿床于1958年发现，经过60余年的勘探与开发利用，已形成近32万余米的岩心实物档案和大量矿山勘探、基建、生产以及科研方面的成果报告、地质图件、化验分析数据等纸质档案。这些钻孔岩心和地质档案，是金川矿山勘探与开发过程中形成的重要第一手原始资料。但是,由于这些资料形成年代久远，且均未信息化,亟待对这些已形成的大量第一手钻孔岩心和地质档案开展档案信息化建设工作,并对其加以有效保护、开发利用。

　　传统的地质档案服务是柜台式借阅，而网络技术的发展为地质档案信息服务提供了新渠道和方式。同时地质档案信息资源也需要依靠网络体系得以体现并发挥高效作用。结合地质档案的特点，地质档案信息服务网络化建设可以分为两大方面：一是基于局域网或涉密专网的涉密地质档案信息数据网络查询和下载；二是基于互联网的公开地质档案信息数据一站式网络查询和下载。不管哪种方式，都能够通过建立完善的信息网络，以网络化的方式实现分散的地质档案信息资源互联互通和集群以及网络化管理与服务。

　　因此，本着“为历史负责、为现实服务、替未来着想”的思想，开展金川典型硫化镍矿床地质实物档案存储和信息化研究工作，对我国硫化镍矿床地质找矿和地质研究、镍资源综合利用和提高国内镍资源的自给率，均具有重大的意义。

　　2研究思路和实现目标

　　紧紧依靠国家和当地信息化基础设施建设环境，充分利用金川60余年来勘探、基建、科研、生产等各类地质资料，结合金川硫化镍矿床地质实物资料特点，建立金川典型硫化镍矿床地质实物档案库、信息化档案库以及地质数据库的信息化管理平台，形成独具特色、内容丰富、平台先进、国内一流的地质档案收集、保存管理与查询体系，把分散、孤立的地质资料汇集到统一的共享平台上来，开发应用符合功能要求的管理系统，推动馆（室）藏信息资源数字化、电子化，实现对数字信息资源的网络化管理以及分层次、多渠道提供信息资源利用和社会共享服务功能。

　　3实现方法和步骤

　　系统收集、整理金川及国内外硫化镍矿床的资源勘探开发状况、资源统计信息情报、地质勘探数据、科研探矿成果信息；进行标准化、数字化处理；建立金川硫化镍矿床地质数据电子档案技术体系，形成一个能有效组织、管理数据的组织架构，系统的整合、组织及管理地质档案的分类整理和统一存储；利用现代先进的网络技术，开发软件和集成技术，将成果通过门户网站等平台向政府、社会、企业提供成果目录查询、数据利用服务；适时进行二次开发，对有关地质矿产、开发环境以及需求动态等方面进行分析研究，向政府、社会、企业提供空间模型化地质数据、电子版地质数据、纸质地质档案及实物地质档案的一站式服务；对平台进行适应性更新及维护。

　　3.1地质岩心实物档案库建立

　　3.1.1岩心实物档案库

　　金川典型硫化镍矿床实物档案库（岩心库）存储岩心约3.2万箱，存储年限为2003年—2017年间的。另外，白家咀子老岩心库还存放地勘阶段钻孔岩心3.0万余箱，由于年代久远，亟待开展抢救性的信息化整理、保护工作。因此，通过对金川矿区初步建立的地质岩心库的建设升级，建立一个功能包括岩心观察区、岩心整理区、岩心数字化扫描区、岩心立体存储区、地质样品存储区、地质标本展放区等功能齐全的岩心自动化立体存储与管理的档案实物库，确保岩心实物档案规范管理，实现地质实物档案的方便、快捷检索。

　　3.1.2岩心实物档案扫描

　　岩心实物档案扫描主要是利用岩心扫描仪，对岩心的外表面进行图像采集。采集方式分荧光下扫描和白光下扫描，可以进行对岩石剖面和岩心圆周面图像的采集。根据岩心保存状况和地质分析研究需要,岩心图像扫描有两种工作模式，圆周展开式扫描和平面式扫描。

　　圆周展开式扫描。该模式是圆柱状岩心在扫描仪机械装置驱动下绕中心轴线缓慢转动，同时扫描镜头连续采集岩心表面图像信息的扫描工作方式。扫描形成的岩心图像是360°岩心圆周表面图像,可完整地记录岩心表面所有的图像信息;圆周展开式扫描技术要求:岩心直径范围≤150mm,一次扫描长度≤1000mm。该模式适用于对形状规则、成形较好的岩心扫描。

　　平面式扫描。该模式是扫描镜头沿岩心轴向移动并同时采集岩心图像信息的扫描工作方式。扫描形成的岩心图像是岩心剖面图像;平面式扫描技术要求:岩心直径≤300mm,一次扫描长度≤950mm。该模式主要适用于对较为破碎、形状不规则、胶结疏松和剖切后的岩心扫描。

　　应用岩心扫描仪对岩心外表按顺序进行扫描，扫描图件的图像分辨率达1200dpi以上，可供地质工作者方便查看各钻孔的岩心实物档案。

　　3.1.3扫描图像处理

　　对扫描后的扫描图件进行整理，把单幅的岩心图像按照岩心出筒自然顺序、根据深度从顶到底进行拼接,形成岩心各筒次的纵向柱状岩心图像,按照深度标记分段。在岩心图象处理时，对岩心按地层、构造等地质单元进行分类、分段标示。分类、分段标示的格式与数字化信息库设计格式一致。

　　3.2钻孔档案数据库建立

　　经过多年的地质工作，金川硫化镍矿床保存有海量的、不同时期的地质钻孔数据，这些资料多为纸制档案，保存及应用十分困难。通过建立钻孔档案数据库将纸制数据转化成电子信息化数据，可实现数据的快速高效利用。根据国土资源部和甘肃省国土资源厅关于建设重要地质钻孔数据库的整体部署及工作要求，可利用国土资源部开发的重要钻孔数据库软件录入平台，开展钻孔数据库建立工作。

　　钻孔数据库包括从1959年以来的金川矿山地勘时期、基建探矿、生产探矿、科研探矿、采矿工程编录等钻孔工程的钻孔数据库。

　　3.2.1钻孔数据库规范化

　　依据国家电子信息的相关规定，规范钻孔数据库所要反映的内容（如矿山名称、所在地、项目名称、孔口坐标、开孔时间、终孔时间、施工单位、钻孔测斜、化验数据、地质编录、岩心采取率、水文观测、岩石特性等）及格式。

　　3.2.2钻孔数据库建立

　　将规范化、标准化后的数据表内容导入数据库，建立钻孔数据库。钻孔数据库主要有四个基本表格孔位表、测斜表、化验表、地质表和钻孔水文地质、工程地质等内容。

　　3.2.3钻孔数据与实物数据的相互调用

　　通过数据库，使钻孔数据与岩心实物扫描数据可以相互访问，如通过数据库可以链接到相应位置的岩心扫描图件或查看岩心扫描图件时可以链接到相应的钻孔信息。

　　3.3金川典型硫化镍矿床地质档案信息化

　　以地质档案管理与服务为主线，需求、技术、共享为分支，对金川典型硫化镍矿床地质勘探数据库、成矿机理研究成果、各阶段地质勘探成果等方面的信息进行整理和深层分析，构建地质电子信息的技术体系；对地质信息进行规范化、数字化处理并纳入体系中相应的属类，使金川典型硫化镍矿床地质信息按一定的脉络组织起来形成一个整体的信息化体系。

　　3.3.1资料收集整理

　　收集金川硫化镍矿床地质勘探钻孔数据、地质报告及有关金川铜镍矿床成矿机理科研项目等有归档保存价值的文字、图纸、图片、光盘、声、像、数据信息等。

　　3.3.2数据的预处理

　　对收集到的数据进行分类并依照数据库的集成要求进行数字化、标准化处理，为下一步的数据整理入库做好准备。

　　3.3.3体系建设

　　对收集资料进行系统分析、分类并找出能有效组织这些地质信息的脉络，建立金川镍矿地质信息技术体系，形成一个能有效组织、管理数据的组织架构，系统的整合、组织及管理地质信息，金川镍矿地质信息的分类把矿山地质数据分为类和属类，制定数据编码规则，对这些数据按体系要求进行分类、编码。

　　目前国家尚未制订针对数字化地质信息分类的规则，在数字化信息库建设中，可以参照传统载体信息的分类、排序方式，结合数字信息的特点，确定数字信息的合理分类方案，实现对数字信息的有效控制，使全部资料形成具有一定从属关系或平行关系的不同层级的体系，对数据进行组织，将整个金川矿山数据按一定的架构组织起来，保证检索查全。

　　3.3.4规范化、标准化、数字化处理并纳入体系

　　金川矿山地质数据产生于不同时代、以多种形式共存，形式多样，要建立金川镍矿床电子信息库，必须对这些数据进行去伪存真的辨识，按照统一的标准规范、数据组织要求,在数据预处理的基础上对地质数据进行整合、数据质量检查，并纳入到电子信息体系相应的属类中，便于各级技术及管理人员利用数据，挖掘数据潜在价值。

　　3.4金川典型硫化镍矿床地质档案信息管理平台开发

　　利用地质实物档案及地质档案信息化的建设成果，结合网络技术开发地质档案信息管理平台，在平台下实现信息的网络共享、自动化管理、社会化应用及安全化运行，实现档案价值的最大利用。

　　3.4.1地质档案信息网络化

　　利用Internet网络技术构建一个现代化、数字化的地质档案信息库，实现对地质档案的发布与管理工作，可以查看数字档案里具有权限的所有数据，通过目录检索、全文检索等方式可进行图文、音视频资源查阅，以WEB方式简单操作，摆脱传统档案馆（室）管理系统的复杂性。

　　考虑到地质档案信息不同于图书或者其他信息，其传递范围要受到密级限制和访问权限约束及安全性制约，因此采用企业内部局域网和Internet网络共同实现。企业内部局域网用户可以通过网络远程查询已有档案目录和摘要，甚至下载电子档案。外部用户只能查询已有档案目录和摘要，需要通过审核才能查看或者下载借阅非涉密档案信息。

　　3.4.2地质档案信息管理自动化

　　开发或应用具备“收集、管理、保存、利用”等功能要求的数字档案管理系统，利用数字化输入、图像处理、信息著录、分类管理、数据检验、数据导出等功能，实现馆藏传统载体的历史地质档案的数字化加工处理和成果管理。

　　3.4.3地质档案信息利用社会化

　　运用多种技术手段，针对不同利用对象，通过不同渠道，实现档案的分层共享，方便、快捷满足各类用户利用需求。部署门户网站在企业内部局域网和互联网中，用于已公开档案信息的网络化查询利用。面向企业内部人员、外部研究人员或是社会公众，提供档案展示、档案信息公告、档案咨询、工作信息、学术研究等内容。系统具备已开放资料数据的导入、分类管理、目录检索、电子文件利用、利用统计、日志管理等功能。通过无偿或有偿服务满足用户的利用要求。

　　3.4.4地质档案系统运行安全化

　　配套建设数字档案库保障体系，确保数字档案库系统安全和数字档案的信息安全。

　　数字化档案管理面临的安全性问题，既包括所有信息化工程都必须面对的网络自身缺陷、黑客恶意攻击等问题，也包括数字化过程中可能出现的信息泄密或者被篡改、介质存储安全以及管理人员不良行为引起的安全问题等，是一个复杂且庞大的系统工程，一方面需要建立健全相关的规章制度，另一方面需要采用现代的科学技术，共同构建可靠、完善的档案管理安全保障体系。运用现代科学技术，采用防病毒以及防火墙等技术手段，保证数字档案信息处于真正的安全保障环境当中。

　　4应用场景展望

　　依托金川典型硫化镍矿床这个中国的“金娃娃”，开展金川硫化镍矿床地质实物资料的整理、建档、数字化、信息化及成果集成应用工作，形成金川硫化镍矿床地质资料档案信息化体系，可为我国典型硫化镍矿床地质资料信息服务集群化、产业化提供资源，为国内科研院所研究硫化镍矿床形成机制、矿床成因类型、矿床成矿理论和矿床地球化学特征提供第一手电子信息化的宝贵原始资料查询与应用服务，为国内地质勘探单位寻找新的硫化镍矿床和已有矿床深边部就矿找矿等提供资料查询和研究服务；对促进我国开展大型硫化镍矿床地质找矿研究与靶区论证，实现硫化镍矿床地质找矿的重大突破、提高我国镍资源的自给率等方面，都具有重大的战略意义和研究价值。

　　4.1完善金川典型硫化镍矿床地质找矿档案库

　　在金川矿床多年的勘探开发中，积累了大量的地物化原始资料，客观地记录着矿床地质空间中有关成矿元素迁徙富集机制，控矿因素与矿质堆积成矿的内在联系，岩浆熔离就位规律等多元地质信息，是进行成矿预测和靶区确定的重要依据。

　　收集整理历年来金川地质找矿资料，包括地勘、科研、基建探矿及生产勘探等，对这部分资料进行梳理、深入分析，把大量的信息、碎片通过一条或多条主线串起来，研究其背景原因、解决的技术问题、达到的经济效益，所运用的技术手段等，建立与运用矿山各类档案数据库，以实现矿产信息的准确获取和判断，为地质找矿起到指导、启示的作用。

　　4.2建立国内外典型硫化铜镍矿床找矿案例库

　　据统计，上世纪70年代以来有58%的矿床是在已知矿床周围找到的，有30%的矿床是综合应用多学科方法的结果，有5%的矿床是通过评价过去的地质资料而发现的。随着科学技术的发展，通过对地质资料的开发利用，以新理论新方法重新评价以往地质工作，在更高的起点上有所突破创新，这是国内外发现众多大型矿床的成功经验。

　　收集国内外岩浆硫化镍矿床典型的成功找矿案例资料，这些资料包括其成矿带、成矿机制、成矿前景、勘探运用的理念、技术、方法，比如加拿大拉布拉多半岛发现的沃依塞湾岩浆硫化物铜镍矿床、俄罗斯西伯利亚大火成岩省诺里尔斯克镍矿带等。从海量的资料信息中分地区、分类别筛选出有用的信息，系统整理，综合分析研究，最后总结归纳建立找矿案例库。

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