關于三維建模在湖南花垣鳳凰地區鉛鋅礦找礦中的應用分析

黃曉華，謝宇琪，王坤東

（湖南省地質礦產勘查開發局四〇五隊，湖南 吉首 416007）

為進一步提高地質工作服務國民經濟和社會發展能力，充分發揮地質資料的服務功能，為我省礦山企業合理高效開采礦產資源，推進找礦戰略行動提供支撐，更好地服務于整裝勘查工作，對湖南省鳳凰～花垣～永順地區鉛鋅礦整裝勘查區開展地質資料信息服務集群化產業化工作，探索已有地質資料信息二次開發利用新思路[1]。進而在湖南花垣鳳凰地區利用三維建模技術開展找礦工作，以指導該區找礦工作，為地質找礦突破提供服務。

1 工作區地質概況

工作區大地構造位于上揚子地塊東南緣的湘西北地區，地跨上揚子地塊和江南地塊兩個二級大地構造單元，三級構造單元位于武陵山弱變形帶。工作區地殼運動較活躍，主要經歷了武陵、雪峰、加里東運動、印支運動、燕山運動及喜山運動等構造運動[2]。主要的大地構造有桑植復向斜、古丈復背斜，勘查礦區位于桑植復向斜與古丈復背斜的過渡帶上。次級褶皺發育，斷裂中等發育。已知礦點主要分布于摩天嶺背斜西翼，包括李梅、漁塘等礦區。礦體多數在平緩背斜的近軸部，產狀平緩。

2 工作區三維地質建模

（1）地質資料收集.主要收集工作區內地質、物、化探，遙感等不同工作程度的地質資料，然后對已清理的鉛鋅礦地質資料進行完整性整理，對缺失的資料數據進行補入。鉛鋅礦地質勘查原始資料包括工程布置圖、鉆孔柱狀圖、重要槽探、坑探、井探圖，各種巖礦測試、分析數據匯總表（或者數據庫），各類測量結果數據匯總表，有關物探、化探測量、分析數據，實際材料圖等。最后對所有鉛鋅礦信息資源進行整合和綜合研究。

（2）數字化與矢量化.數字化工作：對已形成的地質信息資源集群中的紙質的原始地質資料進行掃描數字化并利用PhotoShop軟件將掃描的資料進行畫布大小、畫布旋轉、亮度對比度等處理。數字化時按照礦區編號和柵格文件名編號進行。礦區編號按照儲量利用調查項目編號原則進行。通過數字化和矢量化處理，原來紙質的地質信息資源集群就轉換成了數字格式的信息資源集群。

（3）三維空間數據建模。以上述整理好的電子資料為基礎，使用Dimine軟件進行三維數據庫生成及三維地質模型創建，完成礦區內地質資料的三維數字化。三維數據庫生成：將礦區的鉆孔資料（鉆孔孔口信息、測斜信息、樣品化驗信息、巖性信息）整理成Excel表格，并將其導入Dimine軟件形成Dimine表格文件，在進行邏輯校驗后生成鉆孔數據庫。三維地質模型分為三維數字地表模型、三維礦體模型、三維斷層模型、三維地層模型等。將地質地形圖導入Dimine軟件中，并將對應的等高線及高程控制點賦值相應高程，經由Dimine DTM命令形成地表模型；三維礦體模型使用由導入Dimine的勘探線剖面圖中提取的礦體邊界線通過實體建模形成，或者是由礦體的頂底板見礦點經空間差值后由Dimine實體建模功能形成礦體；三維斷層模型使用由導入Dimine的勘探線剖面圖中提取的斷層線經Dimine實體建模功能創建；三維地層模型使用導入Dimine的勘探線剖面圖中提取的巖層分界線形成巖層分界面，后由地表模型、巖層分界面模型、斷層模型經過布爾運算得到地層模型。通過湖南省鳳凰—花垣—永順鉛鋅礦整裝勘查區李梅礦區的三維地質模型可以明顯看出，礦體具有多層性。

李梅礦區地層三維模型的建立主要根據鉆孔上每個地層的巖性特征，對相鄰同一地層進行空間連接。對于復雜地層應根據勘探線剖面圖、地質專家意見等，進行交互操作，完成地層模型的創建（圖1）。

圖1 李梅礦區地層(清虛洞組)三維地質模型

3 成果應用

三維地質數據庫收集了傳統方案中對數據庫描述的所有數據（鉆孔孔口、鉆孔測斜、鉆孔取樣、取樣巖性），并以數據庫的方式進行數據處理和管理，可以用于礦體圈連，快速估算儲量等，并且三維數據庫中對礦體邊界進行描述相對于傳統剖面圖描述礦體，礦體的真實空間位置及形態描述會更準確。三維地表模型主要是反映工程所在位置的地形地貌及地表構筑物的空間位置關系，比傳統的使用二維地形圖描述地表更加直觀，空間位置關系更加準確，地上地下對照關系更加清晰，為后期進行礦坑設計及工業場地布置提高指導。

礦區建立一個完整可靠的三維數字模型，可以為礦山企業生產提供更為全面、精確的地質資料信息，使企業能夠合理的安排生產布局，減少盲目及重復投資，為礦山企業節約、合理、高效、安全開采礦產資源提供重要的地質資料信息；并可以充分挖掘地質資料的潛在價值，提高地質資料的利用率，降低社會投資風險，避免地質勘查工作重復投入。

4 結論

通過三維建模在湖南花垣鳳凰地區鉛鋅礦找礦中的研究與分析，地質成果采用數字礦山技術進行成果描述與管理，不僅方便成果的存儲于保存與復制，更加重要的是三維數字成果可以為后期地質工作提供數據依據與工作基礎，對研究區地質情況有了直觀清楚的認識，突出了三維模型建立的研究重點。礦區三維地質建?；诨A地質、礦區地質、地球物理、地球化學、遙感等，也基于部分水文地質、工程地質、環境地質提供的詳細地質信息，區域三維地質建模主要依靠礦體、地層、斷層、鉆孔等數據建立的三維地質體模型。三維建模有助于分析地質體的展布特征，利用典型礦床模型總結的規律，指導區域三維找礦的方向，進行成礦預測和邊深部找礦。通過模型比對，可對信息較少的隱伏地區提供相應的數據支撐。