深部矿产地质调查中多元数据三维地质建模技术研究——以铜陵矿集区为例

深部矿产地质调查以解析深部地质结构、寻找深部隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿为主要目标。根据深部矿产地质调查工作的特点,提出一套基于数据库、3S、三维建模、三维可视化等技术,并适用于矿集区的三维地质建模技术方法。该技术方法以较全面的地质调查资料为基础,以成矿系统理论为指导,利用多元数据平行剖面建模法,以研究区"含矿地质体"及其空间展布特征为目标,分级构建"矿集区—矿田—矿床"模型并耦合,实现矿集区2 000m以浅三维成矿系统结构"透明化"展示。多元数据三维地质模型可为验证成矿模式、提取示矿信息、构建找矿模型及三维找矿预测等提供信息支撑,该建模技术已在铜陵矿集区实践验证并取得良好效果,可为其他地区开展类似工作提供借鉴。     

危机矿山深部、边部隐伏矿体的三维可视化预测——以安徽铜陵凤凰山矿田为例

以安徽铜陵凤凰山矿田为例.通过综合地质研究,构建了矿体定位预测概念模型.在地质勘探数据和物化探数据集成的基础上,采用三维地质建模技术,对地层、构造、岩浆岩、矿体等地质体进行了推断和圈定,构建了地质体的线框模型与块体模型.基于定位预测概念模型和地质体三维块体模型,通过地质空间定义和立体单元划分,建立了岩体及其表面形态起伏、接触带、地层、褶皱、断层等控矿地质因素的三维栅格场模型.在定量分析控矿地质因素与矿化分布的关系的基础上,建立了反应这种关联关系的矿体立体定量预测模型.预测模型提供矿田深部(-1000m标高以上)所有50m×50m×50m立体单元的铜品位、铜金属量和含矿概率的预测结果.基于预测结果圈定了4个深部找矿立体靶区,为深部找矿工程的设计、布置提供尚未发现的臆伏矿体的位置、品位、金属量等信息的指导.     

1∶5万三维地质填图方法技术在本溪矿集区的应用

矿集区三维地质填图是采用1∶5万的调查尺度,提交地表地质图及具有一定精度的深部地质图,为圈定含矿建造、控矿构造等主要目标地质要素提供基础地质依据.通过在本溪矿集区开展的三维地质填图工作,认为构造填图是三维地质填图的基础,提出"分级分块"的三维地质建模方法,并总结了矿集区三维地质填图方法技术流程.     

胶西北夏甸金矿控矿地质因素分析与深部找矿预测

夏甸金矿床位于胶西北金矿矿集区,成矿作用受区内招平断裂带控制.随着夏甸金矿床找矿工作向深部发展以及地质勘查资料的充分积累,定量化的成矿预测研究成为夏甸矿区深部找矿工作的重要突破点.文章采用面向深部找矿的隐伏矿体立体定量预测原理,基于多源勘查数据构建三维地质模型进行控矿地质因素的三维定量分析,获取反映成矿规律的成矿信息,...     

危机矿山深部、边部隐伏矿体的三维可视化预测——以安徽铜陵凤凰山矿田为例

以安徽铜陵凤凰山矿田为例,通过综合地质研究,构建了矿体定位预测概念模型。在地质勘探数据和物化探数据集成的基础上,采用三维地质建模技术,对地层、构造、岩浆岩、矿体等地质体进行了推断和圈定,构建了地质体的线框模型与块体模型。基于定位预测概念模型和地质体三维块体模型,通过地质空间定义和立体单元划分,建立了岩体及其表面形态起伏、接触带、地层、褶皱、断层等控矿地质因素的三维栅格场模型。在定量分析控矿地质因素与矿化分布的关系的基础上,建立了反应这种关联关系的矿体立体定量预测模型。预测模型提供矿田深部(-1000m标高以上)所有50m×50m×50m立体单元的铜品位、铜金属量和含矿概率的预测结果。基于预测结果圈定了4个深部找矿立体靶区,为深部找矿工程的设计、布置提供尚未发现的隐伏矿体的位置、品位、金属量等信息的指导。     

新疆阿希金矿控矿因素三维定量分析与提取

新疆阿希金矿自20世纪90年代投产至今,地表矿、浅部矿已开采殆尽。采用三维空间分析方法提取控矿因素并进行成矿预测是发现深部隐伏矿体的一条有效途径。通过阿希金地质体三维建模,采用距离场分析、地质界面坡度分析以及地质界面趋势-起伏分析方法,提取了控矿主断裂面距离场、主断裂面坡度、主断裂面趋势-起伏、管道相距离场、管道相趋势-起伏5个控矿因素,并通过散点图对矿化指标与控矿因素的关联关系进行分析,得到各个因素的矿化富集空间,提取出成矿有利部位。分析结果可为阿希金矿的深部隐伏矿体三维预测提供成矿信息支持。     

隐伏矿体三维综合信息成矿预测方法

开展三维综合信息成矿预测,是当前隐伏矿体找矿勘探的实际需要,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。本文提出了一套较为完善的隐伏矿体三维综合信息定量预测流程和方法。方法包括数据收集及地质数据库管理、三维地质建模及地球物理数据融合、地质特征空间分析及控矿因素提取、多维多元控矿信息融合及预测信息集构建、隐伏矿体三维定位定量预测等多方面内容。由于方法综合了地质体三维建模、多维空间分析技术、地球物理方法以及预测方法,因此可有效提高三维成矿预测的有效性和可靠程度。为验证方法的有效性,本文在宁芜盆地分别针对矿田和矿区尺度,开展了中、大比例尺的三维成矿预测实例研究,取得了较好效果。研究显示该方法体系可有效地对深部隐伏矿体进行定位定量预测,能够服务于今后的新老矿区隐伏矿体找矿勘探工作。     

基于三维信息技术大比例尺三维立体矿产预测方法及途径

大比例尺成矿预测是矿田发现深部隐伏矿床的重要途径。随着三维地质信息技术的日臻完善,研究和开发三维可视化环境下地质勘查数据处理与信息综合方法十分必要。以我国甲玛等十几个矿山三维建模预测工作为支撑,初步研究了矿田控矿构造三维模拟、矿床模型三维可视化、三维信息综合定量预测等关键技术问题,探讨了三维预测软件开发技术难点,总结了大比例尺三维预测工作流程,并用实例说明应用成效。     

三维综合信息分析圈定北衙金矿床深部靶区

在三维空间中综合已揭露浅部地质和深部地球物理资料进行深部预测,既能深化浅部认识,还能减少地球物理多解性带来的困扰,成为深部成矿预测的新趋势和重要手段.以北衙金矿床万硐山矿段为例,通过收集钻孔、勘探线剖面、化探和地球物理等资料,在三维建模平台中建立了万硐山矿段三维地质模型;基于建模结果,综合地表、浅部和深部重力资料,对成矿地质条件和深部成矿潜力进行了研究和分析,筛选出隐伏断裂、斑岩体和青天堡组砂岩3种成矿有利要素,对应建立了成矿有利区三维体模型（sgrid）.在此基础上,采取多源信息综合方法,对3种成矿控制要素的有利成矿区域取交集,圈定了万硐山矿段海拔1 100~900 m内深部靶区,为周边同类型矿段深部靶区预测提供了参考.      

甘肃早子沟金矿三维建模与综合成矿预测

甘肃早子沟金矿是西秦岭成矿带上矿床规模较大,研究程度较高的构造蚀变岩性金矿典型代表。针对早子沟金矿床深部找矿方向与成矿潜力,本文采用三维地质建模手段,成矿有利信息提取方法,开展基于找矿地质模型的三维建模与综合成矿预测。研究结果表明:甘肃早子沟金矿适用于控矿断裂+有利岩体+有利围岩蚀变+等间距控矿的综合地质找矿模型;地质异常变量定量分析与提取结果在地质认识上均得到较好的印证,综合成矿预测结果显示矿床明显受多期次构造控制矿化叠加富集,Au1、Au9、Au30、M16等主矿体深部具有良好的找矿潜力。     

直流电阻率测深中二维与三维反演结果的对比与分析

直流电阻率测深中,用二维反演程序对三维地质体进行了反演,并与三维反演结果进行对比和分析。首先,对比二维和三维最小二乘反演在正演模拟算法和先验信息的确定方法;然后,对若干比较典型的模型进行反演实例对比。由于二维程序反演仅考虑单个剖面的电阻率信息,无论是在异常位置、形态及电阻率特性上,其反演精度都比较低;三维电阻率反演综合了多个测深剖面的电阻率信息,其结果与实际模型吻合得非常好。     

基于GeoStation的城市片区地质三维建模技术研究

本文基于华东院自主研发的GeoStation地质三维勘察设计系统,设计一种城市片区地质三维建模技术方法。该方法首先采用地质剖面作为地质拓扑剖面,其次使用地质拓扑剖面将城市片区划分为若干城市区块,再次使用GeoStation系统的地层自动建模功能独立构建城市区块模型,最后将城市区块拼合为整体模型。该方法集成在GeoStation系统中,并在某城市级BIM应用中进行应用,结果表明该技术方法可行,实现了海量庞杂地质建模数据的高效管理,构建的地质三维模型可满足某城市BIM平台数据要求,为城市地理空间信息建模提供新的手段,也为其他城市开展数字化建设和智慧化管理提供范例。     

基于重磁联合反演的麻姑山地区深部地质结构解析研究

近年来,随着茶亭铜金矿床等多处新矿床被相继发现,南陵—宣城地区有望成为长江中下游成矿带的新矿集区。其南部的麻姑山地区发育有麻姑山铜矿床,但由于本区第四系地层覆盖面积大、地质勘探程度浅,其深部地质结构尚不清晰,影响了本区隐伏矿床地质找矿工作的深入开展。本文基于地球物理重、磁数据,以已知地质填图和勘探数据为约束,对麻姑山地区深部地质结构进行了2.5D联合反演和深入解析;同时,结合三维地质建模技术和三维地球物理正演方法对解译结果进行了修正和厘定。研究结果表明,三维地质建模技术和三维地球物理正演方法可为2.5D重磁联合反演结果提供修正依据和手段;解析结果能够较好的阐明麻姑山地区的深部地质结构,结合找矿预测条件,能够圈定隐伏找矿预测靶区,可进一步为找矿工作提供更多参考信息。     

水利工程信息模型:方法、框架与应用

三维信息化模型是重大工程全生命周期建设的重要基础。然而,目前对于地质三维模型与建筑结构三维信息模型,通常由于数据结构问题难以统一,而且大部分停留在“可视化”,难以“可计算”、“可分析”。此外,由于地质条件的复杂性,在三维地质建模方面通常进行大量的简化。本文基于目前先进的三维建模技术,提出了三维精细化地质模型与建筑结构三维模型融合的建模方法,实现了三维地质模型的快速、精细化建模。所建立的模型,统一在*.stl、*.obj及*.igs等标准化三维模型文件下,可方便地用于不同场景的三维模型可视化、分析及后续数值计算模型网格划分等。针对大型水电工程建设提出了水利工程信息模型的框架,并将其应用于索风营水利工程,实现了大坝精细化BIM及4个堆积体的精细化三维地质模型(LIM)的融合与信息化管理。本文研究对于实现水电工程信息化管理、稳定性分析、潜在灾害评估和预测等具有重要的意义。     

江西德安彭山穹窿构造特征及其控岩控矿作用

论述了彭山穹窿构造的特征，对南北向构造进行了描述。认为穹窿构造为彭山地区的主要构造形迹，它控制着该区层控型矿床。     

三维地质建模技术及其在煤田构造中的应用

煤炭地质勘查的研究对象、勘探方法、数据资料在空间上都是三维的,适合于采用三维地质建模技术进行管理。根据三维地质建模与煤炭地质勘查是否同时,可将煤炭地质勘探三维地质建模分为两类,一类为勘探工作中,主要以钻孔数据为主,用于制作三维地质模型的原型,生成煤层底板等高线、剖面图草图,供地质工程师进一步加工,构建精细的三维地质模型;另一类为勘探工作后,即以已经做好的煤层底板等高线图、剖面图为主要数据源,构建精细的三维地质模型。精细的三维地质模型可用于煤矿设计、数字矿山建设。三维地质建模技术的应用有利于煤炭地质构造的研究,主要表现在:第一,可对地面、钻探、物探、化探多种手段获得的探测资料进行集成与同化处理,提高信息空间的一致性;第二,地质构造要素表达具有直观性与三维立体性,如断层的表达,其在三维环境中不仅可表达为一个面,并且能清晰反映断层与地层、以及断层与断层之间的相互切割关系,弥补了平、剖面图上仅表现为一条断层线的不足;第三,可平、剖面三维联动编辑,很好地保证平面图与剖面图的空间一致性;第四,可以在剖面上以画草图的方式确定剖面上煤层对比与断层切割方案。     

应用地质和地震反演信息进行三维沉积微相随机建模

探讨了综合应用地质及测井约束地震反演信息进行三维沉积微相随机建模的基本原理、思路与方法，并以渤海湾盆地某区块新近系明化镇组河流相储层为例，说明这一研究过程的基本步骤，包括井眼沉积微相解释、测井约束地震反演、波阻抗与地质相的概率关系分析、随机模拟方法选择、地质统计特征分析、三维随机建模、随机模拟预测的多解性评价。研究表明，波阻抗与沉积微相之间具有一定的概率相关关系。综合应用包括地震信息在内的多学科信息进行沉积微相随机建模，可对储层预测的多解性进行有效评价。     

分块区域三维地质建模方法

区域三维地质建模是区域三维地质调查的关键。在大量反复实践的基础上,提出了分块三维地质建模方法,该方法的主要步骤为：以断裂、岩体边界和不整合等为边界,把复杂的三维地质建模区域分解为内部构造相对简单的建模块或建模地质单元;分别对各建模块进行地质地球物理综合研究,编制深部地质剖面,揭示深部地质结构;采用基于剖面的建模方法按照全区统一的坐标系统构建三维地质模型;在完成全区所有建模块三维地质模型构建之后,把各个建模块的三维地质模型集成在统一的三维空间框架下,形成全区的三维地质模型。该方法具有能够简化三维地质建模过程、易于修改完善模型、易于集成模型等优势,能够克服常规的基于剖面的三维地质建模方法中存在的问题,突破了大规模区域三维地质建模的瓶颈。在本溪-临江深部地质调查中的应用表明,采用该方法可以有效构建研究区的三维地质模型,并能充分表达复杂的地下深部地质结构,为开展复杂地区大规模区域三维地质建模提供了一个重要途径。     

一种基于物性数据的深部三维地质建模方法

地质采样信息不足是制约深部三维地质建模的重要因素, 深部物性探测数据由于其易于获取而能够有效形成可视化模型.结合这一特点, 在地质调查项目工作中探索出了一种基于物性探测数据的三维地质建模方法.它首先利用岩石样品物性测量实验数据提取出物性参数及其对应地质属性的映射关系, 然后将不同地球物理方法所获取到的物性数据进行综合建模并解释, 最后将解释后的可视化模型转换为地质三维模型.实践证明, 该方法能够针对性地解决项目中的一些深部地质三维建模问题.      

异源点集下三维断层建模方法

用于断层建模的异源点集,因其具有不同特征而影响到建模途径和方法。以三维断层模型的3D GIS应用为目标,分析了原始地质观测点集、钻孔点集、剖面点集和平面点集的信息构成特征,提出了异源点集下三维断层数据模型的构建方法和流程。原始地质观测点集和钻孔点集间接表达了断层的空间特征,通过空间平面、曲面和曲线构建了断层面、地层面和断层交线的数学模型,并借助于连续模型的离散化,实现了独立断层建模点集的重建;剖面点集和平面点集可直接用于断层建模。以双TIN面模型为例阐述了断层三维模型的构建方法。