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,...     

三维成矿预测研究进展

随着深部隐伏矿床找矿预测研究的逐渐深入,三维成矿预测已成为当前的研究热点之一,相关理论及方法已并在国内外多个地区开展深部找矿预测实践。本文系统归纳和整理了当前国内外三维成矿预测的研究进展,对未来三维成矿预测研究的发展趋势进行展望,并总结出"四步式"的三维成矿预测方法流程,以期为进一步推进三维成矿预测研究提供支持和帮助。     

基于成矿过程数值模拟的隐伏矿双向预测研究

在三维建模及定量预测的基础上,利用数值模拟开展成矿过程研究,通过数值模拟获取可用于隐伏矿预测的参数,据此建立一套完整的基于矿床学成矿过程研究和矿产勘查学综合信息找矿研究的隐伏矿双向预测评价方法和流程。结合甘肃以地南金矿探讨大比例尺隐伏矿体三维地质建模过程、三维定量预测、成矿过程数值模拟和双向预测评价的方法体系。采用三维定量预测理论和数值模拟双向预测的方法在示范区综合圈定7个预测靶区,在三维定量预测评价过程中分别采用证据权重和信息量的方法计算单元块体的找矿概率,在成矿过程数值模拟过程中分别利用块体的空隙压力值(pp值)和体积应变值(vsr值)圈定有利成矿部位。应用实例表明采用基于成矿过程数值模拟的隐伏矿双向预测方法开展深部隐伏矿的预测评价可有效降低矿产预测过程中的不确定性,实现对矿产资源的“定位-定量-定概率”预测评价。     

基于三维可视化技术的隐伏矿体预测

在现代成矿预测理论研究基础上,利用已有的商业三维地质建模软件,建立了一套基于三维可视化技术的隐伏矿体三维立体定量预测方法和流程,结合云南个旧锡矿实例探讨大比例尺隐伏矿体三维定量预测的数据预处理、三维地质建模过程和三维定量预测方法。使用三维可视化技术结合找矿信息量法确定了研究区找矿有利靶区,计算了含矿远景单元的找矿概率,估算了工程验证区金属资源矿体量。应用实例表明了应用三维可视化技术进行隐伏矿体三维定量、定位和定概率的有效性。     

内蒙古额济纳旗红石山金矿三维成矿条件分析与成矿预测

分析了内蒙古额济纳旗红石山金矿床地质特征和控矿地质条件,总结了研究区成矿规律及找矿标志在深部的变化规律,建立了该区域的找矿地质模型,利用Surpac软件对区内地层、断裂构造、岩体、已知矿体、物化探异常等成矿预测因子进行了三维实体建模;采用立方体预测模型法对三维实体模型进行空间分割,并依据建立的找矿地质模型,给每一个立方体单元块赋相应属性值,建立数字找矿模型;进而对研究区地质、地球物理、地球化学等9个预测变量进行三维成矿有利条件分析与提取,采用三维信息法计算并统计各预测变量所包含的信息量,确定成矿有利组合的空间部位,并结合研究区内实际地质情况、已有见矿工程分布等因素圈定了3处找矿靶区;最后采用体积估计法计算得到3处找矿靶区的总资源量为4.67 t。     

基于矿床成矿系列的三维成矿预测——以安徽铜陵矿集区为例

为了对安徽铜陵矿集区深部矿产资源进行定量预测评价,并按不同矿床类型实现混合成因预测,以矿床成矿系列为指导开展三维成矿预测很有必要。在前人研究的基础上,总结归纳了研究区两个矿床成矿系列:与燕山期岩浆作用有关的成矿系列和沉积-改造(变质)成矿系列,以及斑岩-矽卡岩-热液型成矿模式,并利用三维可视化技术,对研究区进行了三维地质建模。在此基础上,运用"立方块预测模型"找矿方法,对研究区开展三维成矿预测,根据信息量值结合地质情况圈定了14个找矿远景区。该研究成功地将传统二维成矿预测理论与三维可视化技术结合,将区域矿产预测拓展到三维空间,更有利于区域范围内隐伏矿体的圈定工作,亦为今后的三维成矿预测工作提供了参考。     

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。     

成矿预测:从二维到三维

随着矿产资源勘探方法以及计算机科学技术的不断发展,成矿预测的理论和方法已从定性发展至定量,从二维拓展到三维。近十年来,随着深部矿产资源勘探工作的推进,三维成矿预测研究得到了迅猛发展,相关理论与方法也已逐步走向成熟。本文总结了国内外二维成矿预测研究的现状,同时对近十年来国内外学者在三维地质建模技术、三维成矿预测方法等方面的主要成果和进展做了系统总结和分析。目前,国内外多个地区已相继开展了三维成矿预测工作,并成功圈定多个深部找矿靶区,相关成果为深部找矿勘探工作提供了新的方法和方向。在此基础上,本文对未来三维成矿预测的发展趋势进行展望,相较于传统的二维成矿预测,三维成矿预测往往受限于三维预测信息的缺乏。如何更好的挖掘二维数据在深度方向的指示能力,将二维数据推演至三维环境,利用数值模拟、机器学习等方法开展数据挖掘、充分发挥已有数据的内蕴信息将在未来推动三维成矿预测理论的深入发展,提高三维成矿预测的理论方法及应用实践水平。     

三维成矿定量预测系统设计与应用实例研究

隐伏矿体三维成矿定量预测是以多元地学大数据为基础的矿产预测新技术与方法。本文基于隐伏矿体三维成矿定量预测的实际需要及相关方法步骤,采用集成二次开发的方式,设计实现了一套可在三维环境下基于大数据开展定量化成矿预测工作的软件系统。本文阐述了系统的总体架构及开发方式,并对系统中各个功能模块的设计及实现过程进行详细阐述。系统融合了当前三维成矿定量预测研究的最新方法及成果,内含数据库管理、三维地球物理正演、三维空间分析以及三维预测评价等功能模块,能够对多元地学大数据进行集成和分析预测。为了验证系统的适用性和有效性,该系统被应用于长江中下游成矿带钟姑矿田三维成矿定量预测研究,相关成果表明系统的建立不但能够深化和发展三维成矿预测理论,也为新时期基于大数据的隐伏矿体找矿勘探工作提供了新方法及有力工具。     

三维成矿预测数据整合过程不确定性研究——以宁芜盆地钟姑矿田为例

基于多元地学大数据的三维成矿预测方法是开展深部找矿预测的新方法和新手段,也是当前成矿预测领域的研究热点之一。然而,大数据具有高维、混杂、非精确等特点,其分析处理过程面临多重不确定性。多元地学大数据整合是三维成矿预测的最终环节,其存在的不确定性将直接作用于预测结果,影响进一步的找矿应用和风险评估。本文以宁芜盆地钟姑矿田为例,从大数据思维出发,定量分析和度量预测要素和数学模型在数据整合过程中存在的不确定性及对三维成矿预测结果的影响。结果显示,断裂构造、背斜轴部等预测要素的不确定性对三维成矿预测结果的影响最为强烈;数据整合模型中,较之Logistic回归模型和证据权重模型,神经网络模型可能具有更高的不确定性程度。进一步工作可通过增强上述预测要素的可靠性和有效性、采用更多的数据整合模型进行更为全面的不确定性分析和评价,以获得更为可靠的三维成矿预测成果,从而降低成矿预测和找矿勘探风险。     

三维地质模型构建方法的研究及应用

地质体三维建模是地学信息系统的核心问题之一.对三维GIS及地学领域的空间构模方法的现状进行分析,结合地质体工程特点,提出一种三维地学空间构模方法--似三棱柱(STP)法.该方法以似三棱柱体作为三维地质体建模的基本体元,并采用5类基本元素和6组拓扑关系对似三棱柱体的数据结构进行描述.它能有效地表达各种三维地质现象,也可以更好地与传统的多层TIN模型结合,维护好空间实体的拓扑关系.基于本文的建模方法开发了一个适合地质领域的三维GIS初步原型,并用实际钻孔数据进行了验证.     

三维地质建模与GIS的结合研究

三维地质建模与GIS应用目的不同,由此决定了它们研究重点不同,这二者的相互结合能促进双方的共同发展,但目前对此还缺乏较系统的研究。这里在对三维地质建模和GIS功能进行比较分析的基础上,指出了二者相结合的意义,提出了二者相结合的途径并分析了各自的优缺点,最后对二者相结合的发展趋势进行了展望。     

库水位下降条件下和平广场滑坡稳定性分析

首先介绍了和平广场滑坡体的地质条件,然后用FLAC3D建立了三维计算模型,对现状条件下及三峡水库库水位下降时的地下水进行了计算,并对滑坡的稳定性进行了分析,得出了不同工况滑坡体应力场分布规律及塑性区分布范围.结果表明:在现状条件下,滑坡体总体上处于稳定状态,但在滑坡体后部及中前部基岩面较陡区域附近出现一定程度的塑性区;三峡水库的运营不会危及滑坡整体的稳定性,但在库水位下降的过程中,由于滑坡体前部基岩面较陡,地下水的渗透压力增大,导致下滑力增大,从而可能使其前缘局部地段产生破坏.     

松辽盆地中部深部断层影响浅部次级断层发育的数值研究

利用Poly3D模拟了松辽盆地长垣隆起中部后裂谷期应力场,由此预测浅部次级断层的产状和密度。计算结果表明,深部断层的存在会扰乱浅部应力场,距离深部断层越近,扰动程度越明显,从而导致了浅层次级断层的走向变化和不均匀的密度分布;浅部次级断层的走向和分布与深部断层的形态和空间位置相关,它们在断层的端部、转折段及其附近变化较大。同样地,在施加远场的不同方向水平拉伸、相同应变量下,可计算出相应的浅部次级断层走向和密度的计算值。在不同反射层模拟得到的最佳伸展方向与区域分析基本相同,但此时预测断层走向和密度与实际情况仍有较大差别。考虑到模型中深部断层面的拖曳力分量均设置为零,即不存在独立的断层活动,这一差别暗示出浅部次级断层的发育不仅受远场构造作用影响,而且还受深部断层独立活动的制约。     

贵州北盘江大桥高边坡特征及其工程效应研究

高山峡谷地区的北盘江大桥两岸高边坡,表部风化卸荷严重。因此,对其稳定性及危害程度进行准确评价显得尤为重要。首先,对两岸边坡的结构类型、结构面与坡面的组合、岩体风化及物理力学性质等特征进行了研究;然后,对两岸边坡的岩体进行了质量分级;在岩体质量分级的基础上,利用FLAC3D数值模拟软件,对两岸边坡在自重、大桥荷载和地震作用下引起的工程效应进行了综合评价。     

土压平衡盾构改性砂土流动特性的离散元模拟

对运用离散单元法模拟改性土流动特性的可行性进行了分析,提出了改性土离散元接触本构模型,在此基础上对改性土坍落度实验进行了离散元数值模拟。在实验室内对标准坍落度实验进行了改进,坍落度实验数值模拟得到的改性土坍落后的形态再现了实验室结果,并且标记点的垂直位移与实验室实测结果一致性较好。     

边坡高填方路基下伏多层采空区稳定性数值模拟评价[

运用快速拉格朗算法分析了多层采空区路基在未处理、注浆处理和注浆处理路基加筋拼接3种工况下路基采空区受力变形和稳定特征。分析结果表明高填方路基在自重荷载和车辆荷载下打破原有采空区平衡状态,注浆加固处理后采空区应力重分布出现新的平衡,但在填方交界区域出现一定的剪应变增量集中,采取加筋处理后剪应力增量下移,路基整体性和变形协调性显著提高。     

真三轴试验中的端部摩擦效应分析

端部摩擦效应是三轴试验的常见问题之一。相对于常规三轴试验,由于在茂木式真三轴试验中方形试样4个端部需设置两对端部垫块,从而导致端部摩擦问题更加突出。运用FLAC3D,针对Mohr-Coulomb材料,即无中间主应力影响材料,模拟真三轴加载过程中端部摩擦对试样强度和变形行为的影响。计算结果表明,端部摩擦也可以产生虚假中间主应力效应,即使对于无中间主应力效应材料,中间主应力也会导致最大破坏主应力的增加,且摩擦系数越大,这种趋势则越明显。分析了端部摩擦产生这种趋势的原因,指出了真三轴试验中减小端部摩擦的重要性。     

海底隧道最小岩石覆盖厚度的位移收敛法

关于岩体稳定评判准则至今尚未达到成熟的阶段,从稳定的定义、量化的判断到分析的理论、准则和方法等一系列基本问题尚未形成明确的系统。目前比较常用的方法就是利用塑性区来判断围岩的稳定范围。但塑性区主要用来确定围岩的破坏范围,对于确定海底隧道的最小覆盖层厚度有些过于危险,因为一般海底隧道主要修建于硬岩中,其开挖引起的塑性区很小。因此,有必要建立确定海底隧道最小岩石覆盖厚的方法。应用适合模拟岩土大变形的数值分析方法FLAC3D,运用围岩变形量或变形率判据,建立确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的位移收敛判据,并将该判据用于确定某海底隧道的最小岩石覆盖厚度,以说明该方法用于确定海底隧道最小岩石覆盖厚度的正确性和有效性。     

锚杆框架梁加固膨胀土边坡的数值模拟及优化

锚杆框架梁是加固膨胀土路堑边坡的一种方式,能够有效地抑止膨胀土边坡裂隙的扩展和发展,阻止边坡体的变形。为了研究锚杆框架梁的加固效果及其坡率对膨胀土路堑边坡的影响,采用了快速拉格朗日差分分析三维软件FLAC3D模拟锚杆框架梁加固膨胀土路堑边坡。数值分析及结果表明,坡率与膨胀土路堑边坡变形密切,锚杆框架梁参数中锚杆布设角度和间距对膨胀土边坡变形影响较大,同时对锚杆框架梁的主要参数提出相关的建议,为工程和设计优化提供了参考。