三维地质建模过程中综合地质剖面构建方法研究

综合地质剖面是三维地质建模重要的数据源,在地质构造复杂地区运用综合地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。本文以成都市为例,详细介绍了综合地质剖面构建需要准备的地质资料、剖面的部署原则和构建方法,并解决了剖面构建过程中遇到的同时代、同层位的不同地层之间的连接问题。实践表明,通过综合地质剖面的构建,可以充分发挥地质技术人员在三维地质建模中的主观能动性,准确刻画复杂地质体在三维空间的展布情况,有效实现复杂地质体交互式半自动建模,提高三维地质建模的效率和精准度。     

基于三维地质-地球物理建模的深部成矿预测——以黑河地区永新金矿床为例

黑龙江省永新金矿床位于兴蒙造山带东段的兴安地块和松嫩地块交会拼合部位,是近几年新发现的大型金矿床。为了深入探讨永新金矿床外围及深部的成矿潜力,首先在典型矿床分析和音频大地电磁测深以及重磁联合剖面基础上,利用三维地质建模软件Creatar XModeling构建了区域和矿床三维地质模型,刻画了主要控矿地质体三维形态,揭示了区内深部构造地质特征、矿体空间分布特点及与各地质要素之间的关系。然后,采用立方体预测模型找矿方法,依据证据权法对研究区地质、地球物理等多源信息进行融合,圈定了8处深部找矿预测靶区。部分深部靶区钻孔发现了多处矿化信息,验证了本次深部预测的准确性和可靠性,指示研究区深部仍具有较大的成矿空间和潜力。     

基于剖面三维地质建模方法及在本溪地区应用

针对成矿带三维地质建模面临的实际问题,以GOCAD软件作为三维建模工具,阐述了基于剖面的三维地质建模流程与方法.为了充分揭示本溪地区深部地质情况及隐伏铁矿的发育情况,采用基于剖面的三维地质建模方法构建了本溪地区907km2的三维地质模型,获取了本溪地区地下三维地质结构,显示出该地区盖层发育宽缓褶皱,断裂切割作用强烈,基底最大埋深可达4200 m,在变质基底埋深较浅的地区,具有很大的铁矿资源勘探潜力.实际应用情况表明,基于剖面的三维地质建模方法符合地质研究从二维到三维的工作流程和思维习惯,是一种有效的成矿带三维建模方法.     

基于平面地质图的地质体三维建模

文章针对大尺度研究区域勘探范围有限、不能直接基于勘探数据构建区域地质体三维结构模型的问题,提出了一种以平面地质图为研究对象的地质体三维建模方法。此方法以平面地质图为基础,利用Section软件在DEM模型(数字高程模型)约束下半自动绘制一系列图切剖面图,将二维剖面映射到三维空间,利用三维剖面上轮廓线的对应性和连续性构建地质体三维模型。通过广西东平地区地质体三维模型构建实例,验证了该方法的可行性。     

贵州省道坨超大型锰矿床精细全息三维地质建模研究

贵州省道坨超大型锰矿床属于"大塘坡式"锰矿床,具有世界上独特的成矿环境和机制,本文研究综合应用道坨超大型锰矿详实勘探资料,构建高精度全要素三维地质模型的方法。建立了道坨超大型锰矿床地上-地下一体化三维模型,包含着丰富的地质属性信息和更为精细的地质空间信息,形象地表达了矿体的三维空间分布状况、矿体与围岩之间的叠覆关系、燕山期形成的典型"W"型铲式重力滑脱构造的空间形态,以及该重力滑脱构造系统对地层及矿体的交切关系,直观表达了该矿床的成矿机制、赋存状况和分布规律。     

复杂造山带地区三维地质填图中深部地质结构的约束方法: 西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图实践

在地球物理资料稀少、钻孔数据匮乏的复杂造山带地区进行三维地质填图, 目前尚处于实践探索阶段.我们的填图工作思路是: 以精细地表地质调查为基础, 在地质-地球物理-钻孔等多源数据约束下, 充分利用野外走廊带解析剖面、实测自然剖面、地球物理解释剖面等资料, 进行人机交互式三维地质建模, 并根据使用资料的准确性、空间分辨的精细程度等对模型的可靠程度进行分块评价.浅表层以地表地质信息(包括产状、地层层序关系、地层厚度、褶皱形态、断层性质与位移、局部和区域概念地质模型等)约束为主, 深部地质结构则主要依据地球物理剖面资料, 少量钻孔资料不仅用以校验地球物理资料解释的可靠性, 并对模型施加强约束.以西准噶尔克拉玛依后山地区三维地质填图为例, 着重讨论了在三维建模中如何具体实现上述思路和约束方法.实践证明, 该填图思路和建模方法是行之有效的, 可操作性强.      

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

中加基岩地质填图与三维地质建模合作交流经验与启示

区域地质填图工作向三维地质调查和建模发展是各国地质调查机构关心的热点,为此中国地质调查局与加拿大萨斯喀彻温省地质调查局开展了为期3年的三维地质调查技术交流合作。基于加拿大萨省北部前寒武纪地区的实地填图工作和三维地质建模技术交流,详细介绍了加方从项目部署、资料收集、野外工作、成果表达等进行基岩地质填图的工作方法和在此基础上开展三维地质建模的技术要点。萨省地质调查局以问题和需求为导向开展填图工作,在人员安排、数据管理和软件平台建设方面充分考虑地质填图-三维建模的连贯性,注重信息公开共享以服务社会,相关经验值得学习借鉴。     

基于地质剖面构建三维地质模型的方法研究

地质剖面是三维地质建模的重要数据源,运用地质剖面构建三维地质模型的方法应用较为广泛。在模型构建之前,统一确定模数据的坐标系和比例足,建立原始资料数据库。构建三维地质模型的关键是不同地质界面。本文详细介绍了模型边界面、断层面、地层界面、岩体界面等4种主要地质界面的构建流程与方法,尤其对褶皱构造、地层界面的断层效应、复杂岩体界面等的构建进行了重点阐述按模型边界面(模型的底界面和四周边界面)、DEM面、断层面、其他地质界面的顺序依次构建地质界面,构建断层面和其他地质界面时严格按先新后老的顺序。运用已构建好的地质界面按先新后老的顺序逐个、依次建立单个地质体,再将所有地质体的面模型组合成整个模型的面模型。通过对面模型进行网格(实体)填充和对网格赋予相应的属性值,最终构建三维地质模型。     

江西桃山罗布里南部地区三维地质建模与成矿预测

三维地质建模技术是中国"玻璃地球"战略的支撑技术之一, 对推动国家资源的可持续发展具有重要的现实意义。基于3Dmine建模平台和前人研究成果, 以钻孔、勘探线剖面等资料为依据, 初步建立了桃山罗布里南部地区的地质数据库和三维地质模型。基于Visualstat地质统计模块, 分析样品点文件, 确定长轴、次轴与短轴参数, 寻求实验半变异函数, 再通过验证与模拟确定变异函数。最后, 利用克里格法对空块模型赋值, 建立了基于三维建模的罗布里南部地区三维预测体系, 探讨了"立方体预测模型"找矿方法的可行性, 初步把建模区变量类型划分为矿体赋存岩体变量、碎裂蚀变带变量和铀克里格品位估值变量, 并且分别对这3类主要变量进行立方体单元的划分与提取。最终用数理统计的方法计算, 圈定了找矿靶区位置, 预测成矿概率为65.60%。     

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。     

三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法研究

利用先进的三维可视化模型改造传统地矿勘查图件编制是目前研究的一个重要方向,是实现地矿勘查图件定量化、精准化编制的一种有效途径和方法。以传统方法矿产资源储量估算为主线,以矿山三维地质建模及资源储量估算相关图件编制为切入点,对三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法进行了探索性研究。通过矿山实际应用表明,该方法可有效解决矿山在不断勘探与开采过程中所面临的三维地质模型更新与地矿勘查图件动态编制问题,初步实现了矿山三维地质建模与地矿勘查图件编制的一体化与可视化;有效避免了地矿图件编制中的三维空间地质内容不一致问题,矿山图件编制及三维地质建模效率与精度明显提高,应用效果显著。     

基于改进三棱柱模型的复杂地质体3D建模方法

建模方法是三维地质模型及其可视化研究的核心内容。针对连续体终止、错断位移等复杂地质体3D地质建摸的需要，本文对现有的三棱柱数据模型进行了改进，构建了完整的数据结构及其初步的拓扑关系，提出了基于改进三棱柱模型的连续体和不连续体的建摸算法，使其在处理地层尖灭、断层等复杂地质问题时更为灵活、适应面更广。     

3D Metallogenic Prediction Based on 3D Geological-Geophysical Model: A Case Study in Tongling Mineral District of Anhui

3D metallogenic prediction is an important method and frontier of mineral resources exploration in the world. This paper introduces a case study of 3D metallogenic prediction based on 3D geological-geophysical model in Tongling mineral district. The research contents,methods,and results are summarized as the following aspects: ①Based on 25 comprehensive interpretation profiles,established 3D geological model of the study area. Using 3D property inversion of gravity-magnetic data technology to obtain 3D physical characteristics,a 3D geological-geophysical model was established;②Combined with the previous research on the metallogenic theory,this paper summed up some favorable geological conditions for ore-controlling,and established the quantitative prediction model;③By using“cubic predicting model”prospecting method, delineated 15 predicted targets according to the value of information and geological condition. This research built the 3D geological-geophysical model successfully,and under the guidance of geological prospecting theory,quantitatively extract the favorable prospecting information based on different deposit types. This research extends the traditional regional metallogenic prediction method to 3D space,and it has important guiding significance for the old mine prospecting.     

基于三维地质建模的北京市昌平新城地热资源量评价

地热是一种清洁的可再生能源,开发利用北京市地热能可以为改善北京地区的大气环境发挥重要作用。对北京昌平新城区进行地热资源量评价,为合理开发利用地热资源提供科学依据。在分析昌平新城区内的地质条件、地热地质条件后,创建了昌平新城三维地质模型,以此计算热储体积;运用热储法获得区内地热储量,并分析地热资源的分布。采用三维地质建模方法,实现了研究区地质结构的可视化和地热储量的准确计算。研究区的热储总体积为4.876×10¹¹m³,地热储量为5.42×10¹⁶kJ,地热流体可开采量为6.04×10⁶m³。研究区的地热资源潜力较大,可为当地绿色发展提供支撑。     

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。     

Micromine软件在矿床三维建模及资源量估算中的应用--以喀麦隆洛比铁矿为例

以喀麦隆洛比铁矿为例,运用 Micromine三维矿山软件的三维显示功能,对矿体进行了三维立体展示,直观地显示了该矿体的空间分布特征。在此基础上,分别运用Micromine软件的距离反比加权法和封闭多面体法进行了资源量的估算,并与传统方法(块段法)储量估算的结果进行对比,三者相对误差较小,为0.03%和6.75%,符合规范要求,进一步验证了Micromine软件在矿山资源量预测中的可靠性。     

Delineation of potential exploration targets based on 3D geological modeling: A case study from the Laoangou Pb-Zn-Ag polymetallic ore deposit,China

The Laoangou Pb-Zn-Ag polymetallic ore deposit (LAG) is a hydrothermal vein-type deposit in the East Qinling polymetallic metallogenic belt, which is controlled by NW-, NE- and nearly SN-trending faults and mainly hosted in the dolomite marble of Meiyaogou and Baishugou formations within the Luanchuan ore district (LOD). Although district-scale metallogenic prediction related to the Pb-Zn-Ag deposits in the LOD has been attempted, there have been no studies to formulate a detailed deposit-scale metallogenic prediction of the Pb-Zn-Ag deposit in 3D space. Here we selected the LAG to formulate a metallogenic prediction model for Pb-Zn-Ag deposit based on data from 1:10,000 scale geological map, and 66 boreholes and 39 sections of exploration lines on 1:1000 scale, to extract the salient spatial features of the deposit. We apply ordinary weights and weighted weights of evidence, followed by boosted weights of evidence, logistic regression and information entropy for integrating the features of the ore deposit for exploration targeting. The C–V fractal method is applied to classify the probabilities. Accordingly, three levels of exploration targets are delineated: the first level targets are mainly distributed in the periphery of known orebodies (M2, M3, II-3 and VI), which are also located in the ore-controlling strata and fault zones; the second level targets are located in the region of known orebodies, indirectly confirming that the prediction result is reliable; and the third level targets, which are mainly located at the contact between ore-controlling strata and metagabbro bodies, offer new targets for exploration in this ore district. Combining our results obtained in this study with those in previous studies, we provide some guidelines for exploration targets in the Pb-Zn-Ag deposits in the LOD, which might help in more effectively delineating the target zones.     

铜官山矿田深部构造的三维计算模拟及其找矿意义

计算模拟已成为研究矿田深部三维构造重要可行手段,对深部找矿具有重要意义。基于铜官山矿田地质背景及所获勘查数据特征,我们采用知识驱动下多级约束和多源数据融合建模方法模拟矿田范围内–2000 m以上主要地质界面。以逆冲推覆导致断展–断弯褶皱理论模式解释大地测深的电阻率数据,推断地质界面位置,在Micromine-GOCAD耦合平台上在多级约束下融合多源的界面位置数据,以离散光滑插值算法和Delaunay三角网剖分法重构主要地质界面,在计算机虚拟空间再现矿田三维构造格架。结果显示:铜官山岩体和天鹅抱蛋岩体三维形态变化复杂,总体上向西倾,向深部岩体规模快速变小。位于铜官山岩体东接触带的铜官山铜矿田深部无找矿潜力,原因是接触带产状变陡,并且是岩体直接与上泥盆统砂岩接触;矿田深部主要构造为走向NE并沿倾向弯曲的逆冲推覆断层;铜官山背斜东翼含矿的中–上石炭统层位向深部倒转后又在–1200 m至–1500 m深度返转成向东南缓倾的正常层位,其底部与逆冲推覆断层重合,是深部找矿的有利靶区。     

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。