GOCAD在賽博銅礦區三維地質建模中的應用

朱亞勝

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830046）

通過分析前人地質成果建立概念模型。地質概念模型是對地質現象的簡化，主要確立各種地質體的形態特征，接觸關系等基本建模要素，是構建三維地質模型的依據之一。在地質概念模型的基礎上，利用鉆孔數據，通過GOCAD軟件構建三維地質模型。

1 礦區地質

1.1 地層

賽博銅礦區出露地層主要為中元古界薊縣系庫松木切克群下亞群上巖性段和下石炭統阿恰勒河組[1]。

圖1 賽博礦區平面地質圖

中元古界薊縣系庫松木切克群下亞群上巖性段巖性為中厚層含屑細晶、微晶灰巖夾薄層含屑微晶灰巖，下石炭統阿恰勒河組巖性為灰褐色礫巖[3]。兩段地層呈不整合接觸（圖1）。

1.2 地層與銅礦化的關系

礦區銅礦化自下而上在庫松木切克群下亞群上巖性段各巖層中均有分布，普遍較為發育，其中尤以層間矽卡巖中礦化普遍，銅礦化與地層關系密切[2]。

1.3 礦區構造

賽博銅礦區位于兩個構造單元的結合部位，地層時代老，由于多期構造運動的疊加作用使得區內構造較復雜，礦區內的構造主要為近東西向和北東、北西向，新構造在老構造上復合、繼承[3]。

1.4 礦區巖漿巖

區內巖漿巖主要為華力西期，以侵入巖為主。呈巖枝、巖株、巖床及巖脈等多種形態產出，在空間分布上受斷裂控制。巖性從中基性到酸性均有出露，其中以花崗巖類居多[4]。

2 軟件基本情況說明

2.1 軟件應用功能

GOCAD是一款以三維地質建模為主的軟件，兼具空間分析功能，應用較廣，在地球物理勘探、礦業開發、地質工程等領域有著廣闊的應用前景。它可由散點數據建立各種形式的曲面模型，例如地層面，斷層面等，也可由面模型建立實體模型[5]。既能表現地質體的空間形態和接觸關系，也能賦予地質體屬性特征以表現地下不同對象在空間上的屬性分布規律。GOCAD不僅具有建模功能還具有地質統計分析功能，它的地質統計分析模塊可幫助人們研究成礦相關要素的相互關系，如控礦構造與含礦層的關系等。

2.2 軟件建模特點

地質體的形態有簡單有復雜，但都可以看成是不同屬性的點、線、面、體組成。GOCAD以這種理論為指導，將定義地質體的數據分為點集、線集、面集、體集四種。

其中點集是各種離散的點，如地質采樣點、高程測量點、地質觀察點等。線集是指各種線要素，如地層界線、巖性界線、斷層線等。面集是各種面要素，如巖體接觸界面、斷層面、地層面、地表面等。體集是表示各種帶有屬性的體對象[8]。

2.3 軟件插值方法

建立地質模型的過程就是將各種缺失地質信息補充完整的過程。由于資料來源途徑和經濟技術條件的制約，人們無法獲得豐富的地下地質信息，因此必須利用各種插值技術來補充未知地質信息以確保能建立符合需求目標的三維地質模型。GOCAD軟件以“離散平滑插值”技術為核心，該技術已在實踐中得到廣泛應用，其在復雜地質體建模方面效果顯著[6]。該插值方法以相鄰要素屬性相似和模糊控制方法為理論基礎[7]。

3 賽博銅礦區三維地質模型的建立方法

利用各種勘測資料，通過GOCAD軟件的離散平滑內插運算方法，將離散點數據轉化為曲面數據進而建立地質體三維模型[9]。三維地質模型構建的步驟：①由DEM數據構建地表模型。②由鉆孔數據獲得的分層信息構建層面。③由GOCAD的三維儲層網格建模流程，以層面為基礎建立三維地質模型。

3.1 構建鉆孔模型

按照GOCAD軟件數據格式要求建立鉆孔數據庫，并將鉆孔數據導入軟件生成鉆孔模型。

3.2 構建層面模型

①地表模型：將從DEM數據提取的點數據導入軟件中生成符合實際地表的曲面。②地層界面：鉆孔上的標記點，以適當的約束條件，通過軟件的擬合與插值獲得地層界面。

3.3 構建實體模型

由已建的各個曲面模型，通過GOCAD的流程建模功能建立塊體模型，表現地質體在地下的空間展布。

4 結語

本文對賽博銅礦區的三維地質建模進行了初步的研究，通過此次研究表明GOCAD在構建復雜地質體方面效果明顯，非常適用于賽博銅礦區的三維地質模型構建。

本次模型構建僅基于鉆孔數據和少量前人地質勘察成果，模型精細程度不足，只是一個初步的概念模型，缺少一些約束條件，在獲得后續重磁數據和大地電磁數據后，將在地球物理數據的約束下建立更為完善的三維地質模型。