基于surpac的廣西南丹縣某深部矽卡巖礦體預測

廖 千

（廣西有色金屬集團資源勘查有限公司，廣西 南寧 530000）

關建詞：surpac；三維地學建模；矽卡巖；深部勘查

某礦山鉛鋅多金屬礦位于大廠礦田北部邊緣，成礦條件較好，但其位于龍箱蓋巖體的外圍，賦礦位置較深，多在距地表700m以下。由于賦礦位置深，且位于大廠地區，礦質污染重，其深部同車江組地層有夾碳質的泥灰巖，導致傳統的物、化探等地質工作難以取得好的勘查效果。故筆者通過該礦床現有的鉆探數據建立三維模型并與該區域矽卡巖成礦模式相對比，預測該礦床深部矽卡巖富礦所在位置，指導找礦。

1 研究區地質背景

1.1 地層

某勘查區位于南丹—河池區域性大斷裂帶中部大廠礦田北部邊緣。沉積地層發育，由老往新出露的地層有泥盆系羅富組（D2l）巖性為灰、深灰色含鈣質泥巖、泥灰巖夾砂巖。榴江組(D3l)巖性為由灰白色至灰黑色薄-中層狀硅質巖組成，夾有泥巖，局部含較高的炭質及鈣質，硅質巖中常發育有鈣質結核。五指山組(D3w)為一套扁豆狀灰巖，底部為條帶狀灰巖。同車江組(D3t)主要為一套淺海相陸源細碎屑沉積。上部為灰黑色薄層狀泥巖，泥灰巖夾粉砂巖、粉砂質泥巖和頁巖；中部為黑色碳質頁巖；下部為雜色泥巖夾砂巖和頁巖。石炭系鹿寨組(C1lz)灰色粉砂巖、粉砂質泥巖夾黑色碳質頁巖；下部為灰色、深灰色中-厚層狀石英砂巖；底部往往發育有石英礫巖。黃龍組(C2h)上部為灰白色厚層狀白云質灰巖，含少量燧石結核或條帶；下部為灰、灰黑色中厚層狀含燧石條帶灰巖。石炭—二疊系馬平組(C3-P1m)巖性為灰、灰白色厚層狀灰巖，中部夾有白云質灰巖，含少量燧石結核或條帶。

二疊系棲霞組(P1q)上部為深灰-灰黑色薄層、中層狀燧石灰巖，夾燧石條帶，下部為淺灰色砂巖為主夾頁巖、炭質頁巖。茅口組(P1m)上部為灰色、深灰色中厚層、薄層狀灰巖、燧石灰巖下部為深灰色角礫灰巖。合山組(P1h)上部為灰黑色板狀泥巖、頁巖、夾薄層狀泥巖等。

1.2 構造

勘查區位于丹池褶斷帶南丹—河池復背斜南西側的羅富復式背斜的南東端，褶皺、斷裂構造發育。以往工作發現有12條斷層，主要分布于勘查區中部和北西部。除北西向的斷層F3規模為較大以外，其余規模都不大，切割不深。南部南北向的巖脈為張性斷裂，切割深，對礦體起破壞作用。

1.3 巖漿巖

侵入體(脈)在勘查區中可見。地表可見的是一條中一酸性石英閃長玢巖脈，屬淺成侵入巖；另一條是酸性細粒黑云二長花崗巖，巖體同位素年齡值為72Ma～138 Ma，屬燕山晚期的產物，經研究發現，其侵入時期為矽卡巖成礦后期，對礦體起破壞作用。鉆孔驗證，勘查區下部有巖體存在，即為龍箱蓋巖體，為該區成礦提供了物質來源及熱能，尤其是矽卡巖中的銅元素，基本都來源于巖體。

2 研究區矽卡巖礦床找礦標志

矽卡巖型銅鋅礦是大廠礦田內重要的礦床類型之一，已發現的礦床有拉么礦、大坪鉛鋅礦。隱伏礦體主要賦存于龍箱蓋巖體與泥盆系碳酸鹽巖地層的接觸帶中，泥盆系地層的接觸帶的凸起部（舌狀體構造）即巖體的凹部為成礦的有利部位。這是由于凹部一般斷裂裂隙發育，圍巖易破碎，礦液常易于集中，并能與有利圍巖進行充分的交代作用而成礦。

3 建立研究區三維模型

三維地質建模是指在采用適當的數據結構，在三維環境下，綜合運用現代空間信息理論和計算機技術，將空間信息管理、地質解譯、空間分析和預測、地學統計、實體內容分析以及圖形可視化等工具結合起來，研究地質體幾何結構及其內部物理、化學屬性等地質信息，并用于地質分析與資源儲量估算的技術。它是由地質勘探、數學地質、地球物理、GIS、圖形圖像和科學計算可視化等學科與技術交叉而形成的一門新興技術。相對于傳統的二維地質數據表示方法，三維模型能夠完整準確地表達各種地質現象，是三維預測的基礎所在。

主要通過勘查區已經施工的5個深孔（進尺950m以上）的資料和地表測量工作數據，利用澳大利亞Gemcom公司的Surpac軟件建立勘查區三維立體模型。主要步驟為收集鉆孔及測量數據——建立該數據庫——提取地層、巖體、礦體信息——分別建立地表模型、地層分界面模型、構造巖墻模型、巖體頂板面模型、矽卡巖礦體模型——為礦體建立實體——為礦體按鉆孔化驗結果賦值——用約束條件顯示達到工業品位礦體。

3.1 地表模型建立

本次研究利用勘查項目的地形測量，根據實際情況建立1:1萬精度的等高線，將數據導入GIS軟件，轉化成DXF文件，再導入到surpac三維建模軟件中，利用軟件中的線串計算功能，把等高線中的X、Y字段擴大10倍，形成與實際相符的地形數據，再利用DTM工具生成勘查區的地表形態DTM模型。從91衛圖中下載該區域的高精度衛星地圖，通過surpac中的貼圖功能，把衛圖與DTM模型對應貼合，建立完整的地表模型。

3.2 地層分界面與巖體頂板面模型建立

本次研究利用勘查項目施工的鉆孔，以及收集到以前施工的深鉆，進行分析。按surpac數據庫要求，分別錄入collar（孔位）表、survey(測斜)表、巖性表、化驗表，地層表形成勘查區鉆孔數據庫。用數據表生成鉆孔軌跡三維模型，再根據巖性分層，依次把同一分界面鉆孔上的點進行連線。通過surpac軟件，由少數點進行距離冪次反比法運算，計算出分界面的等值線，形成DTM模型。由此方法依次做出C2h/C1lz地層分界面，C1lz/D3t地層分界面，D3t/D3w地層分界面以及巖體頂板面。巖體頂板模型除了根據目前鉆孔揭露的花崗巖頂板位置外，還加入大地電磁測深工作測定出的巖體頂板變化趨勢，共同形成巖體頂板面。

3.3 構造模型 （巖墻）模型建立

為了更清楚的掌握斷層與礦體的位置關系以及后期尋找斷層西側的礦體的位置，有必要建立斷層（巖墻）模型。在surpac中，建立斷層模型有兩種，分別是：

（1）根據點生成斷層，這一方法適用于已知一些斷層的標志點來建立斷層模型。

（2）根據斷層線生成斷層，這一方法適用于已知斷層的露頭和斷層的傾角方向，來建立斷層模型。根據該區域的地質資料收集以及地表填圖工作，可確定斷層的露頭位置，以及該斷層呈南北向走向，傾角近直立，87°傾向東。因此采用第二種方法，利用DTM工具下的斷層建模功能，建立斷層（巖墻）模型。

3.4 矽卡巖礦體模型的建立

在surpac軟件中利用剖面功能，根據鉆孔分布與地質情況定義剖面，并在剖面視角下，根據巖性特征，按地質規律，圈定出矽卡巖礦體。再由幾個剖面形成的矽卡巖礦體剖面線組合生成矽卡巖礦體實體模型，并進行有效性驗證。

3.5 為矽卡巖礦體模型賦品位

在surpac軟件中利用鉆孔與3DM相交、組合功能，構建出矽卡巖礦體與鉆孔化驗數據的聯系，把其相關值存儲到inside（礦體內部）表中，再建立一個包含矽卡巖礦體的塊體模型。綜合大廠地區目前的采礦方法，周邊類似礦山的勘探網度以及元素變異函數的特征因素等，確定品位模型由5m×5m×5m的小立方體構成，采用球狀變異函數模型，分別沿礦體走向、傾向、厚度3個方向進行變異函數分析，確定理論變異函數的主要參數，并用交差驗證來檢驗變異函數曲線擬合的可靠性，針對勘查區的各元素品位分布特點，選用普通克里格法為包含在矽卡巖礦體的模型進行小立方體進行品位估值。礦體品位模型建立好之后，可根據不同顏色和圖案來表示各金屬元素品位的分布情況我，利用surpac里的顯示約束功能，顯示出達到矽卡巖礦體內達到邊界品位的小立體塊模型，并利用色彩分階顯示出礦體中的品位變化。

圖1 勘查區的三維立體模型

4 結論

4.1 找礦預測

基于找礦模型與三維立體模型的對比，發現矽卡巖礦體基本位于巖體凹陷處礦體賦存礦體厚且富，巖體頂板平緩處僅會有矽卡巖形成，沒有礦化富集，巖體的凸出部位，會有更多的高角度裂隙，存在高品位的熱液型富礦，在矽卡巖外接觸帶上，但規模較小。從三維模型中看，礦區南部存在巖體凹陷有較大找礦潛力。

4.2 不足之處

三維立體模型的建立，是基于鉆孔數據，利用克里格法和距離冪次反比法計算，構建出其形態的，模型與實際的穩合程度除了地質工作者對鉆孔的解譯外，還取決于鉆孔的數量與其均勻分布程度。本文僅用少量的鉆孔數據進行建模，可靠性并不高，但是該方法可以在礦山深邊部找礦，尋找礦山接替資源使用。