三維地質(zhì)模擬在深部找礦勘探中的應(yīng)用.pdf
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三維地質(zhì)模擬在深部找礦勘探中的應(yīng)用
周濤發(fā)， 袁 峰， 張明明， 李曉暉， 李修鈺， 賈 蔡
（合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院， 安徽 合肥 230009）
摘 要：我國礦產(chǎn)資源形勢嚴(yán)峻，使深部找礦勘探工作的重要性大大提高。三維地質(zhì)模擬作為一種新型有效技術(shù)，
利用立體建模的方式建立礦床三維模型，可定量定位地表達(dá)各種地質(zhì)信息，有效地恢復(fù)礦區(qū)的深部與淺部的構(gòu)造
形態(tài)，這些地質(zhì)信息共同存在于相同的三維空間中，受鉆孔等直接信息數(shù)據(jù)的約束，更接近現(xiàn)實(shí)世界。本文論述
了三維地質(zhì)模擬在深部找礦工作中的廣泛應(yīng)用，包括深部礦床等地質(zhì)體建模、綜合分析、多種圖件的自動(dòng)繪制
等，可為礦床儲(chǔ)量估算、成礦規(guī)律總結(jié)、深部成礦預(yù)測和礦山生產(chǎn)等工作提供直觀、快速的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。
關(guān)鍵詞：三維地質(zhì)模擬；資源預(yù)測；深部找礦勘探
中圖分類號(hào)：P628.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
0 引言
在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段， 礦產(chǎn)資源需求日益
增加， 消耗速度加快， 過去已探明的礦產(chǎn)資源經(jīng)過
多年開采， 形成了大批 “危機(jī)礦山” （呂古賢等，
2004； 趙鵬大等， 2004； 王金亮等， 2010） ， 資源
保障形勢日趨嚴(yán)峻， 必須加大礦產(chǎn)資源找尋。 廣泛
利用新技術(shù)尋找深部隱伏礦床已成為當(dāng)前找礦工作
的重點(diǎn) （翟裕生等， 2004； 趙鵬大等， 2004,2007；
曹新志等， 2009； 王金亮等， 2010） 。 將三維地質(zhì)
模擬技術(shù)應(yīng)用于深部找礦勘探 （楊曉坤等， 2008; 龔
元翔等,2007） ， 可幫助地質(zhì)人員更直觀精確地重
建深部各類地質(zhì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)， 分析各種地質(zhì)現(xiàn)象之
間的相互關(guān)系， 了解地質(zhì)體的三維空間分布形態(tài)，
從而更有效地進(jìn)行地質(zhì)研究和找礦預(yù)測 （Marcus，
2006； Hardy， 2000） 。 而以模型為基礎(chǔ)進(jìn)行的礦床
地質(zhì)圖件自動(dòng)繪制和快速方便的儲(chǔ)量估算， 也可直
接為提交勘探報(bào)告服務(wù)， 大大縮短勘探資料的整理
時(shí)間， 提高找礦勘探效率。
1 三維地質(zhì)模擬技術(shù)的產(chǎn)生及作用
上世紀(jì)80年代的 《礦床模型》 （Cox,1986） 一
書總結(jié)了很多國家的大量礦床資料及礦床的描述性
模型， 提出了礦床綜合資料的模型化表達(dá)， 為礦床
立體模型的研究提供了重要的參考依據(jù)， 使深部地
質(zhì)體的可視化有了理論基礎(chǔ)。 近年來， 三維地學(xué)表
現(xiàn)方法在理論和實(shí)踐上都取得了顯著進(jìn)展(肖克炎
等,2004,2006)， 地學(xué)三維可視化技術(shù)的一些基本方法
逐漸成熟， 包括空間數(shù)據(jù)庫的建立、 三角網(wǎng)生成、
三角網(wǎng)面模型構(gòu)建、 地質(zhì)體邊界的圈定和連接、 儲(chǔ)
量計(jì)算以及采礦工程設(shè)計(jì)等。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷
發(fā)展， 特別是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、 人工智能、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)
絡(luò)技術(shù)、 三維仿真技術(shù)的發(fā)展 （Simon， 1994） ，
三維地質(zhì)模擬技術(shù)也逐漸發(fā)展成熟， 該技術(shù)是由勘
探地質(zhì)學(xué)、 數(shù)學(xué)地質(zhì)、 地球物理、 礦山測量、 礦井
地質(zhì)、 GIS、 圖形圖像學(xué)、 科學(xué)可視化等學(xué)科交叉而
形成的一門新型學(xué)科 （Simon， 2000） ， 自出現(xiàn)以
來在地學(xué)領(lǐng)域即得到廣泛應(yīng)用 （Su et al,2010; An et
al,2010） 。
深部找礦勘探需了解深部地質(zhì)特征， 但地質(zhì)特
征要素在三維空間中復(fù)雜多變， 很難通過二維平
面圖件對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述 （吳健生等， 2004） ，
基于三維地質(zhì)模擬可快速、 形象地建立地質(zhì)信息的
三維模型， 重現(xiàn)礦體的不規(guī)則邊界和空間幾何特征
等地質(zhì)信息， 從而詳細(xì)描述各種地質(zhì)信息之間的相
互聯(lián)系和空間關(guān)系 （曹代勇等， 2001； 芮小平等，
2001） 。 本文論述的三維地質(zhì)模擬技術(shù)在深部找礦
勘探中的重要應(yīng)用， 涉及多種地質(zhì)體的建模、 地質(zhì)
圖件的繪制及礦床儲(chǔ)量的快速估算等。 這一技術(shù)
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