安第斯成矿带铜多金属成矿特征专题图设计与编制

何学洲，李玉龙，叶锦华，向运川，赵宏军

（1．中国地质调查局发展研究中心，北京100037；2．全国地质资料馆，北京100037；3．国家地理信息系统工程技术研究中心，湖北 武汉430074；4．中国地质大学 （武汉），湖北 武汉430074）

我国在工业化进程不断推进的同时，经济生产对铜矿资源的需求也正急剧的增加，导致我国铜产品对外依存度很高，国内铜矿资源供应短缺已成为制约国民经济发展的瓶颈［1］。在亟待摆脱我国铜矿加工业大而不强的处境的同时，立足国内，拓展国际，充分利用“两种资源、两个市场”，实施矿产资源“走出去”战略，寻求建立稳定的境外铜矿资源勘查开发基地，成为维护我国资源安全、缓解矿产资源供需矛盾、保障国民经济可持续发展的战略决策。

安第斯成矿带是环太平洋成矿带的重要组成部分，位于南美洲大陆板块活动边缘，是世界上最重要的金属成矿带，尤其是该带的铜产量和储量位居世界第一，是世界重要的铜矿生产基地，是世界矿业企业勘查、选区的重要地区。本次图件编制工作是中国地质调查局发展研究中心利用全球地质矿产数据库，全面、系统的收集、整理了安第斯成矿带范围内的地质、矿产等方面数据资料和研究报告，为企业开展的定制性专题产品开发工作，是中国地质调查局对社会需求的积极回应，也是提升全球矿产资源信息系统服务能力的重要体现，更是贯彻落实我国境外矿产资源“走出去”战略的具体工作。

1 数据资料

1．1 研究区范围

南美安第斯成矿带呈南北向延伸于南美洲大陆西海岸，西濒太平洋，东接南美地台，北以巴拿马运河为界与北美洲相分，南隔德雷克海峡与南极洲相望。穿越委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、智利、阿根廷等7个国家，南北长达8900km。东西最宽处350～550km，面积约500万km2。

1．2 资料收集情况

本次图件编制所需的资料是以全球地质矿产数据库已有的地质、矿产、工作程度及地理等矢量数据和勘查开发情况等材料为基础，对矿产相关的部分资料进行了适当的补充。数据来源主要包括世界地质图委员会（CCGM）2001年编制的1∶500万南美地质图，1993年厄瓜多尔地质矿产调查局与英国地质调查局编制的1∶100厄瓜多尔地质图，2000年玻利维亚地质矿产调查局出版的1∶100万玻利维亚地质图，智利地质矿产局1998地质图及阿根廷地质矿产调查局1998年1∶250万地质图。铜矿床数据主要来源加拿大SNL（MEG）矿产地数据库（数据现势性截至2013年12月，部分数据更新到2014年5月）。

1．3 数据资料特点

南美各国地质工作程度详尽不同，原始地质图件编制方式差异较大，各成体系。尤其是地图表达方式、符号样式、颜色渲染等内容不尽相同，故收集所得数据资料很难统一到一个制图规范框架内进行专题图件编制。为原貌的再现研究区域的地质、矿产情况，便于企业在境外开展地质工作，因此本次专题图件编制工作尽量减少对原始地质图件进行二次加工，尽可能保留地质数据的“原汁原味”。

2 总体设计思想

地质矿产图是体现区域范围内矿产资源的地质特征及其分布情况的图件。编制小比例尺地质矿产图，不仅要反映编图区域的总体地质情况特征，更重要的是要结合地质特征与铜矿分布情况，展示铜矿床的成矿规模、成矿类型和成矿时代，通过地质与铜矿数据的叠加，体现矿床与地层间的关系，突出矿产信息，为安第斯成矿带铜矿的分布规律和成因的深入研究提供依据。

遵循地质矿产图件编制的考虑，需设计符号完备、内容一致、整饰协调的制图模板，统筹考虑地质、矿产、地理信息、计算机、制图等多方面的知识应用，涉及数据处理、数据分析、专题研究、制图综合、制图整式和打印输出等多个环节，体现了地质矿产图件编制工作是多学科交叉运用和研究的工作过程。结合国外与国内地图编辑出版方式［2－3］，设计如图1所示的专题图件编制流程。

图1 专题图件综合研究与编制流程

3 地图设计与编制

3．1 地图内容

系列图件的编制要保持多张图件内容的一致性，南美安第斯成矿带地质与铜矿分布图在反映制图区基础地质情况特征的基础上，叠加铜多金属矿床信息，突出南美安第斯成矿带各国的铜矿分布与成矿特征。在主题内容表达一致的前提下，依据各国数据资料收集情况的不同，分别设计地质工作程度、构造单元分区及成矿带划分等图件作为主图的附图，以辅助说明制图区域的基础地质情况。

3．2 比例尺

地图比例尺的确定受制图范围、幅面尺寸（或纸张规格）、地图用途等方面的影响［4］。但本次设计的系列图件而非地图集，各图件幅面大小不受归一化的约束，通过对比目标国与地区已有系列图件的情况，并考虑制图目标国的国土面积大小、区域地质矿产图件的研究性与专题性需要，最终确定四个国别比例尺为100万～250万，南美安第斯成矿带比例尺确定为1∶500万。

3．3 地图投影

智利、阿根廷和安第斯成矿带呈南北狭长、东西略窄的形状，按照地图投影设计思想这些区域的地图投影一般选择横轴圆柱投影或圆锥投影的方式；厄瓜多尔位于赤道附近且经差较小，可采用正轴圆柱或高斯－克吕格作为地图投影的方式；玻利维亚地处中低纬度地区，投影可以使用正轴圆柱投影或圆锥投影［5］。

综合考虑制图区域、成图目的及原始资料收集情况和境外数据使用习惯，最终确定智利、阿根廷、玻利维亚使用横轴墨卡托投影；厄瓜多尔使用正轴墨卡托投影；南美安第斯成矿带使用兰伯特圆锥投影。

3．4 符号系统

境外地质矿产图与我国已有的图式符号标准不大相同，虽然国际地科联对地层年代有了较系统的用色标准，但仅限于联合编图工作才被采用，因此国外大部分地质图用色均习惯性采用各自国家的用色标准。本次图件编制工作以各国已有的图件为基础，原则上没有调整与修改，以便更好的融入目标国家地质读图体系。南美安第斯成矿带500万专题图则参考世界地质图委员会2001年编制的南美500万地质图进行颜色渲染。

矿产符号在世界与我国地质调查领域存在多种不同标准的符号体系，如裴荣富院士编制的全球大型超大型矿产符号考虑了时代与成因，我国矿产资源潜力评价项目中同样设计了一套庞大的符号库系统，全球地质矿产信息系统建设也设计了国外地质矿产相关的符号系统，这些符号系统由于涉及的矿产品种类较多，考虑了图面表达各种因素，对于平衡图面不同矿种间的表达具有很好的借鉴意义［6－8］。考虑本次图件编绘主题鲜明、涉及矿种单一，不适宜采用上述符号体系，且牵扯较大的精力。根据本次专题图的需要，符号颜色设计的基本原则是既要能够清晰地表现地层、岩性、构造和铜矿的成因类型、矿床规模等要素信息，同时又要能够与地图整体的色彩相协调，设计了根据成因类型、铜矿伴生情况和资源量三种因素设计了6类24种符号铜矿符号。地质与铜矿符号图例见图2。

图2 地质与铜矿符号图例

3．5 地图整饰

地图整饰是地图制图中重要的组成部分，包括图例、文字注记、图内配置、图外配置及制图说明等内容，是对地图内容的一种包装和说明。安第斯成矿带图件的编制参考了我国已有的编制方法、技术和专题地图集产品，以便更好地设计本次专题图件［9－10］。

与我国基本比例尺专题图的统一地图整饰风格不同，安第斯成矿带地质与铜矿分布系列图件的整饰受目标国地图幅面大小、表达内容详细程度不一的约束，具体每张图件的整饰内容、位置等不做统一的要求，但要保证地图风格的协调一致与幅面美观。如地图注记、制图说明、图幅名称等文字内容根据比例尺、幅面的不同进行调整，但基本字形都按照相同的方式进行处理，如地层年代、地名、制图说明等均采用方正正形字体，海洋采用右耸肩字形，图名采用楷体加粗字体。除注记以外，根据各图幅所表达内容的不同，分别设计了铜矿资源量表、图例信息表、岛屿及工作程度等附属地图，在整饰中需要不断尝试，避免不同专题内容间的压盖与冲突影响地图整体效果，如铜矿资源量表格因不同国家内容多少不同，如放在相同位置就可能造成幅面布局的不协调。

4 数据处理

图件编制所需的数据大都为收集获得格式较为纷杂，有MapGIS、ArcGIS、属性表格及其他文字资料等，由于 ArcGIS平台具备的优势［11－12］，本次编图所采用的平台为ESRI公司的ArcGIS平台，故需要将所收集的各种数据转换为统一的平台下再进行地图编绘工作。

4．1 MapGIS格式转换

MapGIS数据转换已有很多方法，但大多只是将数据进行转换，而很少考虑图面渲染及整饰方面内容转换，因此一幅地图转换后需要做大量后续的图面整饰、编绘和渲染工作。针对本次编图工作，项目组根据以往工作经验与软件研发基础，研发了MapGIS到ArcGIS图件转换工具，在保证数据完整、精度可靠的前提下，实现了地图符号、图面整饰信息的自动转换，转换后的图面转换率可以达到80%～90%，部分内容需要人工进行适当调整，能够满足编制要求，大大节省人工进行图件转换的工作量。

4．2 矿床信息处理

矿床数据主要来源加拿大SNL（MEG）矿山数据库，下载的数据信息十分丰富，不仅包含矿山名称、经纬度坐标，同时有资源量、储量、勘查开发现状、矿床类型等信息，通过网站上下载后以属性表格的形式存储。为叠加到地质图上，利用ArcMap桌面产品的属性表转换空间数据的工具，自动将包含经纬度的铜矿床信息提取转换为空间数据，并统一以WGS84地理坐标空间参考进行存储。为保证MEG铜矿床数据的准确性，参考了美国地质调查局全球矿产地数据库系统（U．S．Geological Survey Mineral Databases－MRDS and MAS／MILS）和矿业公司官方网站对部分矿山数据信息进行了更新。图3为经数据处理与制图编辑后形成的专题地图产品。

图3 安第斯成矿带部分国家地质与铜矿分布图

5 总 结

为解决我国铜矿对外依存度较高、缺少定价权等问题，一批国企、民企响应国家的“走出去”战略，积极开拓国外市场，寻找境外优势矿产资源，但由于缺少当地地质、矿产等基础地质资料，不了解当地矿业法律法规，无法圈定重要靶区进行勘查开发，很难确立长期的发展目标和规划。

通过本次与企业的战略合作，选择全球最大的铜矿资源潜力区——南美洲安第斯成矿带，开展该区域内铜多金属成矿特征及资源项目优选研究，利用原始地质资料进行定制开发与加工，为企业提供内容详实的基础地质矿业成果图件和数据资料，为企业开拓境外市场、实施重点区域内铜矿资源勘探开发部署，制定具体的投资决策提供基础性的资料信息和目标靶区具有重要的现实意义，也是中国地质调查局发展研究中心境外地质矿产资料提供服务以来取得的重要成果和全新的尝试。中国地质调查局发展研究中心将以此为契机，立足国内深入合作、积极开展资料的深加工，放眼国外开拓新资源、不断丰富全球地质矿产数据库，为我国更多的矿业企业提供更丰富的数据资源和研究成果。

［1］ 殷俐娟，陈甲斌．我国铜矿资源形式及其可持续供应对策［J］．资源开发与市场，2004，20（5）：351－352．

［2］ 高晓梅．现代专题地图集编制特点与出版模式探讨［J］．测绘通报，2008（9）：23－27．

［3］ 李廷栋．国际地质编图现状及发展趋势．中国地质，2007，34（2）：206－211．版社，2011．

［5］ 孙达，蒲英霞．地图投影［M］．南京：南京大学出版社，2012．

［6］ 曹一冰，付洪贝，潘志超．地图设计中的美学研究［J］．测绘与空间地理信息，2011，34（1）：231－233．

［7］ 杨静，李云星．基于GIS的专题地图编制及其应用研究［J］．测绘与空间地理信息，2009，32（2）：90－96．

［8］ 边雪清，韩有文，王海芹．专题地图制图系统设计与实现［J］．测绘科学，2009，34：165－178．

［9］ 陆明华．浅谈《上海市影像地图集》的设计思想［J］．测绘通报，2003（7）：49－51．

［10］ 王家耀，王光霞．《苏州市影像地图集》的设计与研制［J］．测绘通报，2007（2）：65－69．

［11］ 王洪战，马燕燕，张振涛，等．基于ArcGIS的专题地图制作方法综合研究［J］．城市勘测，2008（4）：47－49．

［12］ 潘燕．一种基于GIS的专题地图制作模式［J］．测绘通报，2005（9）：38－40．