基于3DMine軟件的三維地質(zhì)建模及儲量估算

摘要：依據(jù)龐家河金礦資料，借助三維礦業(yè)軟件3DMine，建立了礦區(qū)的鉆孔數(shù)據(jù)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(tǒng)塊段法進行對比，結(jié)果較為精確，值得推廣應(yīng)用。

關(guān)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(zhì)建模將二維數(shù)據(jù)賦予三維特征，可以直觀展示地質(zhì)體的空間展布規(guī)律和相互關(guān)系，準(zhǔn)確了解礦石品位和資源量。傳統(tǒng)儲量計算方法計算慢，運用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的方法進行資源的儲量計算及動態(tài)監(jiān)測已成為礦山企業(yè)發(fā)展首要任務(wù)，對礦產(chǎn)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(shù)據(jù)格式便于數(shù)據(jù)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(chǔ)上，依據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)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(tǒng)塊段法進行對比，各項指標(biāo)對比均控制在10%以內(nèi)，誤差范圍合理。結(jié)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(tài)監(jiān)測及礦山管理中提供重要的理論依據(jù)。

1 礦區(qū)概況

龐家河金礦位于位于陜西省鳳縣唐藏鎮(zhèn)境內(nèi)，處于秦嶺造山帶的商丹縫合帶內(nèi)，商南—唐藏—丹鳳斷裂以南，山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂以北，兩條大斷裂加持區(qū)。成礦區(qū)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(qū)，大、中型礦產(chǎn)分布較為集中，成礦地質(zhì)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(yè)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(qū)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(chǎn)于泥盆系舒家壩組地層中，含礦巖性為粉砂質(zhì)絹云千枚巖、變質(zhì)粉砂巖及變質(zhì)砂巖。礦床受近東西向的龐家河背斜及其相伴生的構(gòu)造控制，褶皺構(gòu)造主要發(fā)生在印支—華力西期，區(qū)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(qū)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(zhì)建模

為了對龐家河金礦進行三維地質(zhì)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(jié)報告》為參考基準(zhǔn)，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(qū)域地質(zhì)圖1張、礦區(qū)地形地質(zhì)圖1張、礦床地形地質(zhì)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(zhuǎn)，縮放，直觀顯示、查詢鉆孔的坐標(biāo)、高程、巖性、元素品位等信息，分析元素的空間變化規(guī)律，還可以按照樣品分析結(jié)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(jù)。

首先，將64個鉆孔柱狀圖整理為規(guī)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(dǎo)入3DMine軟件;最后，利用軟件的鉆孔數(shù)據(jù)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(tài)的一種可視化模擬，不僅可以直觀顯示地形的連續(xù)起伏，還可以根據(jù)高程對地表模型分層設(shè)色，使其更具有立體感。首先，在MapGIS中將礦床地形地質(zhì)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(xù)不斷;最后，將等高線數(shù)據(jù)導(dǎo)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(jù)礦體的產(chǎn)狀﹑巖性、控礦構(gòu)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(qū)分工業(yè)礦體和低品位礦體;最后，利用閉合線連接三角網(wǎng)功能，將工業(yè)礦體及低品位礦體邊界一一對應(yīng)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(tǒng)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(shù)的無偏估計量，所有樣品的長度應(yīng)該一致，據(jù)地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)原理，應(yīng)進行樣品組合。樣品組合的過程是將品位通過長度加權(quán)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(zhì)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(shù)，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(jié)報告》中傳統(tǒng)地質(zhì)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(jié)論

（1）通過收集整理礦區(qū)地質(zhì)圖、勘探線剖面、縱投影圖等數(shù)據(jù)，利用3DMine軟件，建立了龐家河金礦的鉆孔數(shù)據(jù)庫、地表模型與礦體模型，實現(xiàn)了二維與三維的轉(zhuǎn)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(shù)字礦山建設(shè)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(xiàn)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(tǒng)地質(zhì)塊段法計算過程復(fù)雜繁瑣、計算精度較低等特點，距離冪次反比法優(yōu)勢較明顯，在保持精度條件下依然能夠建立復(fù)雜模型，值得在金屬礦山中進一步推廣應(yīng)用。

參考文獻：

[1]陜西省鳳縣唐藏鎮(zhèn)龐家河地區(qū)金礦深部及外圍詳查.賈建軍，許強，盧飛等.中陜核工業(yè)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(xué)與地理信息工作。