基于Surpac 的望兒山西部金礦床三維建模及礦山數字化建設

董 沖

（山東黃金地質礦產勘查有限公司，山東 萊州 261400）

隨著資源市場競爭日益激烈，信息化時代不斷進步，數據庫技術飛速發展，以平面圖和剖面圖為主的傳統地質信息將逐漸被三維地質建模及可視化技術所代替，礦山數字化建設的作用日益彰顯，實現礦山數字化建設是改變企業現狀，提升企業核心競爭力，實現可持續發展的必然選擇，企業競爭力在很大程度上取決于礦山數字化建設水平[1]。

1 礦區地質概況

望兒山礦區西礦段位于望兒山金礦以西，焦家金礦以東、焦家至龍埠之間，焦家和河東～望兒山兩大斷裂帶在該區通過。出露地層為第四系，巖漿巖為玲瓏序列崔召單元中粒含黑云二長花崗巖和郭家嶺序列上莊單元巨斑狀中粒花崗閃長巖。

2 地質數據庫建立

鉆孔資料是地質勘查最基礎的資料，也是軟件錄入的最基本的信息數據，它包括孔口表、測斜表、巖性表、化驗表等。本次整理了礦區施工的15個鉆孔數據，包括15個鉆孔的井口坐標、測斜數據及1358條化驗數據。

軟件在創建數據庫時采用的是模板化的技術，庫中所必須的井口數據表、測斜數據表及結構自動為用戶創建，用戶只需添加其它的選項表，本項目中添加化驗表、巖性表。所有數據錄入到電子表格中，保存為csv格式，然后導入到數據庫中。注意在軟件中傾角正表示軌跡向上，負表示軌跡向下，而地質報告中測斜數據一般為正值，故需要將測斜表中鉆孔傾角變為負[2]。顯示鉆孔空間分布位置見圖1。

3 三維礦體模型的建立

圈定礦體需要精確快速，望兒山西部礦體數量多，軟件利用強大的數據庫系統及三維顯示功能，能夠精確快速的圈定礦體。主要步驟如下：①本區共布設5條勘探線，利用圖切剖面工具，形成5條剖面；②在各剖面內根據外推原則和工業指標進行地質解譯工作，形成礦體的輪廓線，最終形成解譯線文件；③利用三角網化工具將各剖面的礦體線連成三角網，按外推原則得到尖滅點或尖滅線，利用相連段間功能將兩端封閉起來，生成實體模型；④利用有效性驗證功能可以快速查出模型存在的錯誤如無效邊、未連接的三角網、相交三角形、反轉三角形、空洞等，只有通過實體驗證，才算完成礦體的三維模型建立。實體模型如圖2所示。

圖1 探礦工程空間位置分布圖

圖2 望兒山西部金礦體三維模型

4 三維塊體模型的建立

4.1 樣品組合及特高品位處理

利用基礎統計功能報告全部樣品樣長，確定組合樣長，經統計得出礦區樣長均值為0.97m，大部分樣長為1m，將組合樣長定為1m。

根據勘探工程組合得到組合樣，并對組合樣進行品位統計以確定是否存在特高品位。一般我們選取分布大于97.5%的樣品值，即截取2.5%的高品位，或均值的6～8倍。處理特高品位時通常是分礦體進行。各個礦體特高品位值處理見表1。

表1 Au品位的特高品位處理登記表

4.2 創建塊模型

將礦體分布所在范圍劃分為許多小的單元塊，然后根據組合樣金品位對單元塊進行品位插值。塊尺寸的大小根據勘探線距、開采段高等因素確定，通常勘探線距、開采段高應為塊大小的整數倍。本區勘探線距100米，礦體的形態簡單，較薄，選擇塊尺寸為5×5×1米（北×東×高），為了使塊體邊界更好的與實體模型重合，劃分子塊尺寸為塊尺寸的四分之一。每個單元塊賦以礦權范圍、礦體編號、金品位等屬性。

4.3 塊體模型屬性賦值

建立塊體模型是用來存儲相關地質信息，包括巖石類型、品位分布、比重等，它實際上是一個空間數據庫，而這些地質信息的屬性是通過塊體單元塊反映出來，創建塊模型后，需增加屬性，常用的賦值方法有最近距離法、距離冪次方反比法、普通克里格法和直接賦值法。

使用直接賦值填充功能選項給空氣塊分配比重值0，給礦石塊分配比重值為2.78。

在估值過程中，通常采用搜索橢球體來表達影響范圍內的樣品搜索參數，即分布規律與特征，橢球體的各個參數是根據各礦體的走向、傾向、傾角確定的，將礦區的勘查基本工程間距上限值100米作為基本的搜索橢球的主軸，將搜索橢球的主軸與次軸之比定義為1，將主軸與最小軸之比定義為3.6。

第一次估值后利用約束查看金品位小于0的單元塊，如果存在，需要對不滿足基本搜索橢球條件的塊重新賦值，通過改變搜索橢球搜索半徑，通常變為2倍、4倍，使所有的塊都能估算出金的品位值。

5 資源量估算結果

塊體模型估值后就可進行資源量估算，地質統計學有其優越性，可以按坐標范圍、標高和品位區間等進行統計[3]，對主要礦體35、33、30按不同品位區間進行了統計，其統計結果見表2。

表2 望兒山西部主要礦體資源量分布

4.5～999 7.2 20.0 1604小計 13.3 37.0 2046 30 2.5～4.5 6.6 18.2 673 4.5～999 6.0 16.7 1224小計 12.6 34.9 1897 33 1.0～2.5 0.7 1.9 42 2.5～4.5 8.6 24.0 856 4.5～999 3.2 8.9 555小計 12.5 34.8 1453總計 38.4 106.7 5396

6 結論

三維建模在地勘行業及礦山中的應用正處在快速發展階段，本次通過軟件信息處理技術創建了望兒山西部礦床地質數據庫，并進行三維模型創建，實現了從二維平面到三維空間的發展，可以根據需要在三維空間清楚地展示礦體的形態和不同品位區間的分布，使礦產資源信息化，數字化、立體可視化，進而成為一種的網絡信息數據，進行傳輸和統籌規劃，實現網絡共享，為礦山數字化奠定基礎。