湖南醴陵官莊金礦整裝勘查區(qū)三維地質(zhì)體建模可視化研究

譚清海，王業(yè)暉

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一六隊，湖南 株洲 412407）

湖南醴陵官莊整裝勘查區(qū)位于揚子板塊東南緣江南造山帶的中段，是江南隆起金礦成礦帶中部的湘東北-贛西“金腰帶”金礦成礦區(qū)的重要組成部分。受揚子板塊與華夏板塊相互作用及深部巖石圈作用的影響，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期次構(gòu)造活動，形成了復雜的構(gòu)造格局，并導致了大范圍花崗閃長巖侵位及以金、銅為主的大規(guī)模多金屬成礦作用。

礦床三維地質(zhì)建模是隨著地球空間信息技術的不斷發(fā)展而發(fā)展起來的，由地質(zhì)勘探、數(shù)學地質(zhì)、地球物理、礦山測量、礦井地質(zhì)、GIS、圖形圖像和科學計算可視化等學科交叉而形成的一門新興學科。其核心就是運用計算機技術，在三維環(huán)境下，將空間信息管理、地質(zhì)解譯、空間分析和預測、地學統(tǒng)計、實體內(nèi)容分析以及圖形可視化等工具結(jié)合起來，并用于地質(zhì)分析的技術。現(xiàn)階段，國內(nèi)外的主流三維礦業(yè)軟件有Minsight、Datamine、Surpac、3Dmine、Dimine以及 Micromine等。

1 研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景

1.1 研究區(qū)地層

研究區(qū)出露的地層主要為中元古界冷家溪群、晚古生界和中生界地層，總體走向北東或北北東，傾向北西或北西西，傾角一般為30～50°。其中在區(qū)內(nèi)大面積出露的是中元古界冷家溪群淺變質(zhì)深海相碎屑巖夾火山碎屑巖沉積，約占總面積的60%，是主要賦礦層位，冷家溪群地層中平均金含量77×10-9，是地殼沉積巖類巖石中金平均含量的15.1倍，且自然金多以晶隙金為主，易于被活化轉(zhuǎn)移，能為成礦提供充足的物質(zhì)來源。

1.2 研究區(qū)構(gòu)造

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜，經(jīng)歷了武陵、雪峰、加里東、印支、燕山、喜馬拉雅等六次大的構(gòu)造運動，具有多期次、多層次（中深至淺層）、多型式（逆掩、伸展拉張）、多級次構(gòu)造巖片疊加堆積等特點。構(gòu)造形跡總體是在EW向的基底構(gòu)造上，疊加NE向構(gòu)造，形成一系列近EW向韌-脆性剪切帶、NE向逆沖斷層、同斜倒轉(zhuǎn)復式褶皺及短軸背向斜。局部發(fā)育有NW、SN向斷裂和褶皺構(gòu)造，切割或改造早期的EW向和NE向斷裂和褶皺。不同期次、不同方向的構(gòu)造相互交匯、改造疊加，為區(qū)內(nèi)金礦富集提供有利的動力條件和成礦空間。

1.3 研究區(qū)巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，主要出露加里東晚期板杉鋪巖體（花崗閃長巖）和燕山期王仙巖體（花崗斑巖），在北西側(cè)江家渡、普跡等地，出露一套加里東早期的江家渡火山碎屑巖，局部發(fā)育石英斑巖脈、花崗斑巖脈、輝綠巖脈、煌斑巖脈和花崗閃長巖枝。巖漿作用與金礦成礦關系密切，不僅為成礦提供了成礦物質(zhì)來源，同時也為含礦熱液的運移提供動力。

2 研究區(qū)的三維地質(zhì)建模

隨著礦山開采深度增加，開采范圍擴大，地表及淺部已顯現(xiàn)資源緊張，且原保有資源儲量已不能滿足開采的需要，因此多方位的找礦研究已迫在眉睫，為了尋找新的接替資源，邊深部找礦將成為必然趨勢，其中三維地質(zhì)建模可視化就是重要的研究方向之一。

綜合分析研究區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)、礦床成因、成礦地質(zhì)背景、礦化特征等相關地質(zhì)概況，加深對區(qū)內(nèi)礦床構(gòu)造控礦展布與變化規(guī)律的認識，利用Dimine軟件依次創(chuàng)建研究區(qū)內(nèi)數(shù)字地形模型、鉆孔模型、地層模型（如圖1）、斷層模型、礦體模型、巷道模型等。

由于在地層模型、斷層模型、礦體模型等的創(chuàng)建過程中，對其產(chǎn)狀、深部延伸等空間基本特征是依據(jù)對研究區(qū)整體特征給定的初值，因此，在擁有鉆孔、地表揭露工程等實際資料的區(qū)域，還需根據(jù)鉆孔模型、地表揭露工程對地層模型、斷層模型、礦體模型中的地層界線、斷層深部延伸、礦體的深部形態(tài)等進行更新完善，以確保模型更加貼近真實情況。

圖1

3 三維地質(zhì)建模的意義

（1）三維地質(zhì)建模是基于對區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)背景及礦床構(gòu)造探礦展布規(guī)律而創(chuàng)建，并且綜合了區(qū)內(nèi)的已有資料，對各類地質(zhì)資料的整合及二次開發(fā)，對邊深部找礦都具有一定的影響。

（2）三維地質(zhì)建模對地下的礦體進行了三維建模及可視化，既能直觀地了解深部礦脈的延伸情況，又能對礦脈的形態(tài)有一個初步判定，對于礦山的可持續(xù)生產(chǎn)具有一定意義，同時還能依據(jù)Dimine軟件的計算功能，初步估算出礦產(chǎn)儲量。

（3）通過對區(qū)域地質(zhì)背景及礦化特征的深刻理解，對區(qū)域的找礦預測也具有一定的指導意義。

4 結(jié) 語

對于主要受地層、構(gòu)造等因素控制的礦床，其產(chǎn)狀一般較穩(wěn)定，形態(tài)也較規(guī)則，通過對其進行三維地質(zhì)建模，為礦區(qū)的找礦預測、礦山的生產(chǎn)設計優(yōu)化及生產(chǎn)管理，具有多種應用的可能。在論文的創(chuàng)作過程中，得到了“湖南瀏陽-醴陵官莊地區(qū)金礦整裝勘查區(qū)三維地質(zhì)建模及預測找礦”項目的資助。