基于Surpac 的望儿山西部金矿床三维建模及矿山数字化建设

董 冲

（山东黄金地质矿产勘查有限公司，山东 莱州 261400）

随着资源市场竞争日益激烈，信息化时代不断进步，数据库技术飞速发展，以平面图和剖面图为主的传统地质信息将逐渐被三维地质建模及可视化技术所代替，矿山数字化建设的作用日益彰显，实现矿山数字化建设是改变企业现状，提升企业核心竞争力，实现可持续发展的必然选择，企业竞争力在很大程度上取决于矿山数字化建设水平[1]。

1 矿区地质概况

望儿山矿区西矿段位于望儿山金矿以西，焦家金矿以东、焦家至龙埠之间，焦家和河东～望儿山两大断裂带在该区通过。出露地层为第四系，岩浆岩为玲珑序列崔召单元中粒含黑云二长花岗岩和郭家岭序列上庄单元巨斑状中粒花岗闪长岩。

2 地质数据库建立

钻孔资料是地质勘查最基础的资料，也是软件录入的最基本的信息数据，它包括孔口表、测斜表、岩性表、化验表等。本次整理了矿区施工的15个钻孔数据，包括15个钻孔的井口坐标、测斜数据及1358条化验数据。

软件在创建数据库时采用的是模板化的技术，库中所必须的井口数据表、测斜数据表及结构自动为用户创建，用户只需添加其它的选项表，本项目中添加化验表、岩性表。所有数据录入到电子表格中，保存为csv格式，然后导入到数据库中。注意在软件中倾角正表示轨迹向上，负表示轨迹向下，而地质报告中测斜数据一般为正值，故需要将测斜表中钻孔倾角变为负[2]。显示钻孔空间分布位置见图1。

3 三维矿体模型的建立

圈定矿体需要精确快速，望儿山西部矿体数量多，软件利用强大的数据库系统及三维显示功能，能够精确快速的圈定矿体。主要步骤如下：①本区共布设5条勘探线，利用图切剖面工具，形成5条剖面；②在各剖面内根据外推原则和工业指标进行地质解译工作，形成矿体的轮廓线，最终形成解译线文件；③利用三角网化工具将各剖面的矿体线连成三角网，按外推原则得到尖灭点或尖灭线，利用相连段间功能将两端封闭起来，生成实体模型；④利用有效性验证功能可以快速查出模型存在的错误如无效边、未连接的三角网、相交三角形、反转三角形、空洞等，只有通过实体验证，才算完成矿体的三维模型建立。实体模型如图2所示。

图1 探矿工程空间位置分布图

图2 望儿山西部金矿体三维模型

4 三维块体模型的建立

4.1 样品组合及特高品位处理

利用基础统计功能报告全部样品样长，确定组合样长，经统计得出矿区样长均值为0.97m，大部分样长为1m，将组合样长定为1m。

根据勘探工程组合得到组合样，并对组合样进行品位统计以确定是否存在特高品位。一般我们选取分布大于97.5%的样品值，即截取2.5%的高品位，或均值的6～8倍。处理特高品位时通常是分矿体进行。各个矿体特高品位值处理见表1。

表1 Au品位的特高品位处理登记表

4.2 创建块模型

将矿体分布所在范围划分为许多小的单元块，然后根据组合样金品位对单元块进行品位插值。块尺寸的大小根据勘探线距、开采段高等因素确定，通常勘探线距、开采段高应为块大小的整数倍。本区勘探线距100米，矿体的形态简单，较薄，选择块尺寸为5×5×1米（北×东×高），为了使块体边界更好的与实体模型重合，划分子块尺寸为块尺寸的四分之一。每个单元块赋以矿权范围、矿体编号、金品位等属性。

4.3 块体模型属性赋值

建立块体模型是用来存储相关地质信息，包括岩石类型、品位分布、比重等，它实际上是一个空间数据库，而这些地质信息的属性是通过块体单元块反映出来，创建块模型后，需增加属性，常用的赋值方法有最近距离法、距离幂次方反比法、普通克里格法和直接赋值法。

使用直接赋值填充功能选项给空气块分配比重值0，给矿石块分配比重值为2.78。

在估值过程中，通常采用搜索椭球体来表达影响范围内的样品搜索参数，即分布规律与特征，椭球体的各个参数是根据各矿体的走向、倾向、倾角确定的，将矿区的勘查基本工程间距上限值100米作为基本的搜索椭球的主轴，将搜索椭球的主轴与次轴之比定义为1，将主轴与最小轴之比定义为3.6。

第一次估值后利用约束查看金品位小于0的单元块，如果存在，需要对不满足基本搜索椭球条件的块重新赋值，通过改变搜索椭球搜索半径，通常变为2倍、4倍，使所有的块都能估算出金的品位值。

5 资源量估算结果

块体模型估值后就可进行资源量估算，地质统计学有其优越性，可以按坐标范围、标高和品位区间等进行统计[3]，对主要矿体35、33、30按不同品位区间进行了统计，其统计结果见表2。

表2 望儿山西部主要矿体资源量分布

4.5～999 7.2 20.0 1604小计 13.3 37.0 2046 30 2.5～4.5 6.6 18.2 673 4.5～999 6.0 16.7 1224小计 12.6 34.9 1897 33 1.0～2.5 0.7 1.9 42 2.5～4.5 8.6 24.0 856 4.5～999 3.2 8.9 555小计 12.5 34.8 1453总计 38.4 106.7 5396

6 结论

三维建模在地勘行业及矿山中的应用正处在快速发展阶段，本次通过软件信息处理技术创建了望儿山西部矿床地质数据库，并进行三维模型创建，实现了从二维平面到三维空间的发展，可以根据需要在三维空间清楚地展示矿体的形态和不同品位区间的分布，使矿产资源信息化，数字化、立体可视化，进而成为一种的网络信息数据，进行传输和统筹规划，实现网络共享，为矿山数字化奠定基础。