基于3DMine軟件的三維地質建模及儲量估算

摘要：依據龐家河金礦資料，借助三維礦業軟件3DMine，建立了礦區的鉆孔數據庫和礦體模型，并利用距離冪次反比法進行資源量估算，最后與傳統塊段法進行對比，結果較為精確，值得推廣應用。

關鍵詞：龐家河金礦;3DMine;三維建模;距離冪次反比法，儲量估算

引言

三維地質建模將二維數據賦予三維特征，可以直觀展示地質體的空間展布規律和相互關系，準確了解礦石品位和資源量。傳統儲量計算方法計算慢，運用地質統計學的方法進行資源的儲量計算及動態監測已成為礦山企業發展首要任務，對礦產勘查和合理開采都具有非常重要的意義。

3Dmine軟件具有強大的作圖、建模、儲量估算功能，并支持常用的數據格式便于數據共享。本文利用3DMine軟件對龐家河金礦進行三維可視化建模工作，在此基礎上，依據地質統計學原理﹐對樣品進行特高品位處理及樣品組合，利用軟件的距離冪次反比法對塊體模型進行估值，最終計算出三條礦體的儲量;最后與傳統塊段法進行對比，各項指標對比均控制在10%以內，誤差范圍合理。結果表明，距離冪次反比法精度較高，方便快捷，可為礦山在今后的資源儲量動態監測及礦山管理中提供重要的理論依據。

1 礦區概況

龐家河金礦位于位于陜西省鳳縣唐藏鎮境內，處于秦嶺造山帶的商丹縫合帶內，商南—唐藏—丹鳳斷裂以南，山陽—鳳鎮斷裂以北，兩條大斷裂加持區。成礦區帶屬于秦嶺—大別成礦省南秦嶺成礦帶西段夏河—西和—鳳縣—黃柏源成礦亞帶，是秦嶺中西段有色、貴金屬資源集中區，大、中型礦產分布較為集中，成礦地質條件十分有利[1]。龐家河金礦是“沉積巖控礦受地層和碰撞造山階段巖漿作用共同影響的造山型金礦”，礦石工業類型屬于高砷細碎屑巖微細浸染型金礦，礦石類型主要為原生礦。

工作區出露地層主要為上元古界羅漢寺巖群、泥盆系舒家壩組和大草灘組及第四系，龐家河金礦床產于泥盆系舒家壩組地層中，含礦巖性為粉砂質絹云千枚巖、變質粉砂巖及變質砂巖。礦床受近東西向的龐家河背斜及其相伴生的構造控制，褶皺構造主要發生在印支—華力西期，區域性斷裂主要是喜山期F1斷層和印支—華力西期的F8斷層。礦區巖漿活動比較頻繁，主要為印支期，以小巖株（印支期大臺溝巖體和柳殺溝巖體）、脈巖（花崗斑巖脈、輝綠巖脈）為主。主要的礦化蝕變有硅化、絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化、毒砂礦化、孔雀石化等。

2 三維地質建模

為了對龐家河金礦進行三維地質建模，本文以2018年《陜西省鳳縣龐家河金礦深部及外圍詳查階段性總結報告》為參考基準，共收集勘探線剖面圖29張，鉆孔柱狀圖64張、資源量估算縱投影圖3張、區域地質圖1張、礦區地形地質圖1張、礦床地形地質圖1張。

2.1.鉆孔三維模型

鉆孔三維模型不僅可以對鉆孔進行任意旋轉，縮放，直觀顯示、查詢鉆孔的坐標、高程、巖性、元素品位等信息，分析元素的空間變化規律，還可以按照樣品分析結果或品位大小對鉆孔進行分段賦色，切割任意方向的剖面，查看剖面上的樣品信息，為圈定礦體提供依據。

首先，將64個鉆孔柱狀圖整理為規定格式的定位表﹑測斜表﹑化驗表﹑巖性表四個Excel表格;其次，將四個表格的鉆孔信息導入3DMine軟件;最后，利用軟件的鉆孔數據庫功能，建立鉆孔三維模型。

2.2.地表三維模型

地表三維建模是對地形表面形態的一種可視化模擬，不僅可以直觀顯示地形的連續起伏，還可以根據高程對地表模型分層設色，使其更具有立體感。首先，在MapGIS中將礦床地形地質圖中的等高線提取出來，并建立屬性字段賦予高程值;其次，處理陡坎、斷線，同一條等高線連續不斷;最后，將等高線數據導入3DMine軟件，利用DTM表面模型功能，建立礦床地表三維模型。

2.3 礦體三維模型

首先，在勘探線剖面圖上根據礦體的產狀﹑巖性、控礦構造特征等因素，分別圈定Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三條礦體的邊界;其次，按照樣品品位，區分工業礦體和低品位礦體;最后，利用閉合線連接三角網功能，將工業礦體及低品位礦體邊界一一對應連接，分別建立三條礦體的三維模型。

3 儲量估算

3.1 距離冪次反比法

首先，剔除特高品位，特高品位按品位平均值的6倍統計（平均品位3.2g/t，特高品位19.8g/t），在處理過程中對品位大于19.8 g/t的樣品用3.2g/t代替;

其次，為確保參數的無偏估計量，所有樣品的長度應該一致，據地質統計學原理，應進行樣品組合。樣品組合的過程是將品位通過長度加權的方法提取到若干點上，這些點所存儲的品位信息用來為以后的塊體模型估值。本次利用地質帶組合法進行樣品組合。

再次，確定距離冪次反比法的橢球參數，主軸搜索半徑120m，主軸/次軸1，主軸/短軸10，主軸方位角80°，主軸傾伏角5°，次軸傾角-45°，對為估值成功的樣品，逐步放款條件，直至對所有樣品估值成功。

最后，建立塊體模型，生成估值報告。

3.2 對比論證

本次距離冪次反比法估算礦石量為**噸，金屬量為*噸，與2018年《陜西省鳳縣龐家河金礦深部及外圍詳查階段性總結報告》中傳統地質塊段法相比，礦石量誤差率為8.24%，金屬量誤差率為7.62%。

4 結論

（1）通過收集整理礦區地質圖、勘探線剖面、縱投影圖等數據，利用3DMine軟件，建立了龐家河金礦的鉆孔數據庫、地表模型與礦體模型，實現了二維與三維的轉化。該方法簡單、形象、直觀、精確，具有較高的工程運用和參考價值，為數字礦山建設提供了新的思路和方法。

（2）基于三維礦體模型，選取距離冪次反比法建立塊體模型，并生成估值報告，實現了資源儲量的快速計算，并與已備案報告進行對比，誤差率為8.24%、7.62%，在誤差允許的合理范圍。相比傳統地質塊段法計算過程復雜繁瑣、計算精度較低等特點，距離冪次反比法優勢較明顯，在保持精度條件下依然能夠建立復雜模型，值得在金屬礦山中進一步推廣應用。

參考文獻：

[1]陜西省鳳縣唐藏鎮龐家河地區金礦深部及外圍詳查.賈建軍，許強，盧飛等.中陜核工業集團二一一大隊有限公司.

作者簡介：張艷，（1984-），女，漢，山東泰安，碩士，中級工程師，主要從事地圖制圖學與地理信息工作。