三維可視化物探技術在礦山地質勘查中的應用研究

劉紅達

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250102）

由于傳統方法在礦山地質勘查中，一致性誤差較大，已經無法滿足礦山地質勘查工作需求，而三維可視化物探技術作為一種精準度較高、工作效率較快的新型勘探技術，已經被廣泛應用到各個勘查領域中。這次是以山東謝家溝金礦山為例，對該種方法進行實驗，檢驗三維可視化物探技術在礦山地質勘查中的應用價值。

1 基于三維可視化物探技術的礦山地質勘查方法

1.1 礦山地質數據采集

采用鉆探方法對礦山地質數據進行采集，鉆探是三維可視化技術中的基礎，利用鉆探深入鉆取到礦山地質信息，具體過程如下：①鉆探施工采用XY-44型1500m鉆機鉆進，鉆孔開孔用108mm金剛石鉆進，待穿過風化層達到一定孔深后改用75mm口徑鉆進，終孔孔徑為75mm，該孔徑基本能滿足地質工作中各項質量要求[1]。②孔斜、方位角測定：鉆孔施工采用斜孔鉆進，按巖芯鉆探規程和本礦區設計要求每百米鉆孔傾角誤差不得超過2度。③鉆孔孔深檢查：按規范規定，最大誤差允許為千分之一，一般要求每50m校正一次，終孔再校正一次。④巖礦心采取率及保管情況：巖芯平均采取率為97.72%，所有巖芯均按規定裝箱，并用紅漆標注清楚孔號/箱號/回次號/回次巖芯總塊數、分塊、分號等。⑤鉆孔封孔方法及質量評述：所施工的鉆孔、孔壁均比較完整，結合礦區水文地質情況比較簡單，從實際情況考慮，鉆孔采用水泥砂漿封口，封孔按設計進行[2]。封好后孔口立0.3m水泥柱，用紅漆編上孔號，至此全孔工程結束。在鉆孔施工過程中地質人員及時對鉆孔巖芯及時進行了地質編錄、樣品采集工作，采集到有效的礦山地質數據，其中包括鉆孔三維坐標數據、鉆孔方向、鉆孔深度、鉆孔傾角等數據，為后續工作提供數據依據。

1.2 礦山地質數據處理

數據采集結束后，即轉入室內數據處理階段用V8配套預處理軟件進行三維坐標文件生成，并進行誤差棒編輯；將編輯后的三維坐標文件轉成數據文件（L），野外資料預處理是用標定資料對實測資料進行儀器和裝備系統響應校正、點位校正和誤差棒編輯的過程；用L文件對觀測數據進行質量分析，統計各測點、剖面及礦山的觀測質量，剔除不合格數據[3]。然后將所有的數據生成原始數據表，根據數據類型將數據表分為鉆孔定位表、鉆孔傾斜表、鉆孔化驗表，然后將其統一存儲到計算機數據庫。

1.3 礦山地質數據反演分析

利用三維可視化模型對礦山地質數據進行分析，三維可視化模型是三維可視化物探技術的核心和關鍵部分，將之前采集到的有效數據進行編輯，形成一個反映礦山地質實際情況的三維可視化模型。

首先根據采集到的數據進行曲線反演，為保證客觀性，反演一般需要至少一次的檢查反演才能確定結果。通常做法是相同地電條件地區的剖面一起反演，先做已知剖面或剖面已知地段的反演，總結出反演的原則和方法，然后有條件地應用到未知地段。對無已知剖面地區的反演，可借鑒其它地區或相鄰剖面、相鄰地區的經驗，但反演方法必須保持一致。然后采用GeoIPAS V3.2軟件對數據進行了網格化，生成了網格化數據集。GeoIPAS V3.2軟件網格化對各元素數據集進行的處理詳細如下：①采用自然鄰點法進行網格化，步長250m。②當網絡小格數據大于或等于2個時，用平均值對該小格進行賦值。③將每個網絡小格各元素的含量值歸網至該小格中心點處，由此可以得到與礦區三維可視化模型，在該模型上可以清晰的表現出礦山地質情況，以此推斷出礦區礦體具體分布位置，為后續礦區開采確定靶區提供準確依據，以此實現了三維可視化物探技術在礦山地質勘查中的應用。

2 實驗

以山東謝家溝金礦山為實驗對象，運用此次提出方法與原有方法對礦山進行地質勘查。根據該礦山地形條件，對其進行鉆探施工，采取有效數據，下表為該礦山采集到的數據情況。

表1 鉆孔定位表

ZKA2205 7978043 187967 1223 75 81 145.42 ZKA2206 7978030 187945 1216 77 80 146.26 ZKA2207 7978028 187928 1214 79 82 175.65 ZKA2208 7978063 187769 1221 93 81 704.56 ZKA2209 7978048 187831 1219 86 90 443.46 ZKA2210 7977077 188878 1198 334 73 728.36

從上表可以看出，此次提出的方法一致性誤差平均為±0.01，原有方法一致性誤差平均為±0.08，證明此次提出的方法滿足礦山地質勘查要求，具有較低的一致性誤差。

3 結語

此次將三維可視化物探技術應用到礦山地質勘查工作中，形成一種新的礦山地質勘查方法，有效降低了礦山地質勘查工作一致性誤差，無論是對礦山地質勘查工作的開展，還是對工業經濟的發展，都具有良好的應用價值，同時也能夠產生良好的社會效益和經濟效益。