基于3Dmine的刚果(金)某铜钴矿矿床三维模型的应用

2018-02-27李江博李家林刘晓东

世界有色金属 2018年22期

李江博，李江，李家林，刘晓东

（西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司，云南昆明 650000）

3DMine三维矿山软件是一款服务于地质、测量和采矿设计的三维矿业软件应用平台，集地质勘探数据管理、矿床地质建模、构造模型、传统和现代地质储量计算、露天及地下矿山采矿设计、生产进度计划、露天境界优化及生产设施数据的三维可视化软件系统。在操作模式上，按照国人操作习惯和思维方式，借鉴常用软件风格，易学易用；功能设置上，服务于矿山工程师的专业需求[1]。本文运用3Dmine软件建立了刚果(金)某铜钴矿矿床钻孔数据库、实体模型、块体模型等三维模型，用距离幂次反比法对所建的空块模型进行估值，使得每个单元块都附上待估元素的品位，并按资源量类别和品位区间对矿床资源量进行统计[2]。钴矿床，由两组倒转岩层组组成，地层层序为顶部RAT，底部SDB。这两组倒转岩层在岩性上相似，但矿化作用不同。第一岩层组富铜矿化，主要与DStrat、RSF、RSC和SDB有关；第二岩层组矿化主要与SDB有关。目前控制的矿化范围为500m（东西向）×600m（南北向），已知的矿化从地表延伸到地下500m。矿床的最大勘探深度为500m，大多数钻孔深度在350m以上。矿床矿化的顶板为RAT，底板为SDB。矿体产于DSTRAT，RSF，RSC，SDB中，主要有4个大的层状矿体，互相叠置。单个矿体厚从几米至20m～40m。矿体之间间隔数米至60m。这些矿体总体上南倾，倾角40°～50°。

1 刚果(金)某铜钴矿矿床概况

刚果(金)地处中非刚果盆地，在地质上位于刚果克拉通东北部。它经历了非洲大陆大部分地质发展史。古老的沉积地层经过了新太古代褶皱、基底杂岩褶皱、基巴拉褶皱、孔德龙古褶皱等一系列的大规模构造运动，发生了不同程度的变质作用和岩浆作用。

赞比亚—刚果(金)铜(钴)矿带早已闻名于世，它斜贯于赞比亚、刚果(金)南部，是仅次于南美洲安第斯山(智利、秘鲁和阿根廷)和北美洲美国西南部—墨西哥的世界第三大铜矿带，而其伴生的钴资源则占世界总量的1/2强。

本矿床为铜钴矿，与罗安群的沉积有关，是刚果(金)典型的受构造作用影响的同生沉积-热液改造-次生富集型铜

2 钻孔数据库的建立

（1）原始数据的录入。在3Dmine中建立钻孔数据库之前，需要将钻孔数据按照“定位表”、“测斜表”、“体重数据表”、“基本分析表”和“地层岩性表”分别录入不同的文件中，数据录入可在EXCEL中进行，各类文件应包含的信息见表1。

表1 3Dmine中各类录入文件信息

（2）钻孔数据库的建立。点击3Dmine软件中新建数据库功能，利用导入EXCEL选项进行数据导入，并通过钻孔数据校验功能发现钻孔数据中的错误信息，进行修改。

（3）样品统计分析。本矿床主要有价元素为Cu、Co，故对样长、Cu品位、Co品位、体重分别进行统计分析。

3 实体模型的建立

（1）地表DTM模型的建立。通过测绘工程师实测后提交的带有高程属性.dxf格式地形图，利用3Dmine软件中生成DTM表面功能进行地表DTM模型的建立。

（2）终了境界DTM模型的建立。通过采矿工程师提交的带有高程属性.dxf格式的终了境界工程图，利用3Dmine软件中生成DTM表面功能进行终了境界DTM模型的建立，并特别注意边缘部分与地表DTM的逻辑关系进行调整。

（3）对铜、钴分别圈定矿体。通过与矿权所有人进行沟通，本次模型构建采用铜、钴矿体分别进行圈定的方式进行圈定，铜边界品位定为0.2%，钴边界品位定为0.1%根据初步观察的矿体产状和工程分布情况，结合相关规范，确定勘探线位置和方向，勘探线间距为50m，利用创建剖面功能进行剖面创建，前后视距均为25m，以保证使用中不遗漏工程。在剖面视图下进行铜、钴矿体的分别圈定。利用闭合线之间连接三角网功能将各个剖面的铜、钴矿体圈定线分别连接成实体，并在两端进行外推后闭合。各实体模型建立后如下图所示：

图1 矿体产状和工程分布情况实体模型图

（4）将实体内部的Cu、Co品位进行基本统计。采用矿体样品品位累计分布曲线中读出97.5%分位数所对应的品位值作为上限值代替特高品位进行处理，并将处理后的品位数据进行组合，生成组合样品点文件。

4 块体模型的建立和估值

图2 矿体内三次估值完成后根据品位区间着色区分矿物类别

首先建立块体模型，并根据需要进行块体属性建立。①估值采用距离幂次反比法进行估值，幂次选择2，搜索椭球体的三个轴方向和轴比根据矿体的走向、倾向和厚度来确定，使用工程间距的1.2倍作为首次估值的主轴搜索半径，铜、钴元素和体重按照相同的方式进行估值。②对于矿体内首次估值未成功的块，对主轴搜索半径进行加倍后再次估值，经过三次估值，使全部矿体内部的块成功估值。③利用部分百分比估值功能，对Cu-块因子、Cu-块因子进行估值。④将矿体内第一次成功估值且工程数量不少于三个的块设定为探明类别，将矿体内第三次成功估值的块或工程数量为1的块设定为推断级别，其余块设定为控制级别。估值完成后块体模型经约束和根据品位区间着色后显示如图。