三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用.pdf

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1、第21卷第2期2011年6月安徽地质GeologyofAnhui、，01．21No．2June201l文章编号：1005--6157(2011)02--0100--5三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用周涛发，袁峰，张明明，李晓晖，李修钰，贾蔡(合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009)摘要：我国矿产资源形势严峻，使深部找矿勘探工作的重要性大大提高。三维地质模拟作为一种新型有效技术，利用立体建模的方式建立矿床三维模型，可定量定位地表达各种地质信息，有效地恢复矿区的深部与浅部的构造形态，这些地质信息共同存在于相同的三维空间中，受钻孔等直接信息数据的约束，更接近现

2、实世界。本文论述了三维地质模拟在深部找矿工作中的广泛应用，包括深部矿床等地质体建模、综合分析、多种图件的自动绘制等，可为矿床储量估算、成矿规律总结、深部成矿预测和矿山生产等工作提供直观、快速的数据和技术支持。关键词：三维地质模拟；资源预测；深部找矿勘探中图分类号：P628．3文献标志码：A0引言在我国经济快速发展阶段，矿产资源需求日益增加，消耗速度加快，过去已探明的矿产资源经过多年开采，形成了大批“危机矿山”(吕古贤等，2004；赵鹏大等，2004；王金亮等，2010)，资源保障形势日趋严峻，必须加大矿产资源找寻。广泛利用新技术寻找深部隐伏矿床已成为当前找矿工作的重点(

3、翟裕生等，2004；赵鹏大等，2004，2007；曹新志等，2009；王金亮等，2010)。将三维地质模拟技术应用于深部找矿勘探(杨晓坤等，2008；龚元翔等，2007)，可帮助地质人员更直观精确地重建深部各类地质对象的结构，分析各种地质现象之间的相互关系，了解地质体的三维空间分布形态，从而更有效地进行地质研究和找矿预测(Marcus，2006；Hardy，2000)。而以模型为基础进行的矿床地质图件自动绘制和快速方便的储量估算，也可直接为提交勘探报告服务，大大缩短勘探资料的整理时间，提高找矿勘探效率。1三维地质模拟技术的产生及作用上世纪80年代的《矿床模型》(Cox，

4、1986)一书总结了很多国家的大量矿床资料及矿床的描述性模型，提出了矿床综合资料的模型化表达，为矿床立体模型的研究提供了重要的参考依据，使深部地质体的可视化有了理论基础。近年来，三维地学表现方法在理论和实践上都取得了显著进展(肖克炎等，2004，2006)，地学三维可视化技术的一些基本方法逐渐成熟，包括空间数据库的建立、三角网生成、三角网面模型构建、地质体边界的圈定和连接、储量计算以及采矿工程设计等。随着科学技术的不断发展，特别是计算机图形学、人工智能、计算机网络技术、三维仿真技术的发展(Simon，1994)，三维地质模拟技术也逐渐发展成熟，该技术是由勘探地质学、数学

5、地质、地球物理、矿山测量、矿井地质、GIS、图形图像学、科学可视化等学科交叉而形成的一门新型学科(Simon，2000)，自出现以来在地学领域即得到广泛应用(suetal，2010；Anetal，2010)。深部找矿勘探需了解深部地质特征，但地质特征要素在三维空间中复杂多变，很难通过二维平面图件对其进行详细描述(吴健生等，2004)，基于三维地质模拟可快速、形象地建立地质信息的三维模型，重现矿体的不规则边界和空间几何特征等地质信息，从而详细描述各种地质信息之间的相互联系和空间关系(曹代勇等，2001；芮小平等，2001)。本文论述的三维地质模拟技术在深部找矿勘探中的重要

6、应用，涉及多种地质体的建模、地质图件的绘制及矿床储量的快速估算等。这一技术收稿日期：2011．05—18基金项目：本文得到“十一五”国家科技支撑计划项目(编号：2009BAB43802)，安徽省自然科学基金项目(编号：090415213)，国家自然科学基金项目(批准号：40830426)，国土资源部公益性行业科研专项项目(编号：201011047．07)，国家“深部探测技术与实验研究专项计划”专题(编号：sinoPmbe．03．02-05)、安徽省公益性地质工作项目(编号：2009-13,2007-1瑚新世纪优秀人才支持计划项目(NcET-lo．0324)资助。作者简介

7、：周涛发(1964一)，男，安徽庐江人，教授，博导，现从事矿物学、岩石学、矿床学专业教学工作。第21卷第2期周涛发，等：三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用101方法的成功应用，将大幅提高地质工作者的工作效率，节约在制图、地质资料应用和管理过程中的大量精力和时间消耗，可使找矿勘探的全过程在真三维环境中可视、可跟踪，从而将降低资源勘查过程的风险，产生巨大的经济效益和社会效益，同时，更可以将众多地质问题从二维平面上升至三维立体的高度进行更为透彻的研究，有效指导找矿勘探和矿业生产，从而实现传统地质工作向现代地质工作的飞跃。2地质体建模方法矿床的三