关于三维建模在湖南花垣凤凰地区铅锌矿找矿中的应用分析

黄晓华，谢宇琪，王坤东

（湖南省地质矿产勘查开发局四〇五队，湖南 吉首 416007）

为进一步提高地质工作服务国民经济和社会发展能力，充分发挥地质资料的服务功能，为我省矿山企业合理高效开采矿产资源，推进找矿战略行动提供支撑，更好地服务于整装勘查工作，对湖南省凤凰～花垣～永顺地区铅锌矿整装勘查区开展地质资料信息服务集群化产业化工作，探索已有地质资料信息二次开发利用新思路[1]。进而在湖南花垣凤凰地区利用三维建模技术开展找矿工作，以指导该区找矿工作，为地质找矿突破提供服务。

1 工作区地质概况

工作区大地构造位于上扬子地块东南缘的湘西北地区，地跨上扬子地块和江南地块两个二级大地构造单元，三级构造单元位于武陵山弱变形带。工作区地壳运动较活跃，主要经历了武陵、雪峰、加里东运动、印支运动、燕山运动及喜山运动等构造运动[2]。主要的大地构造有桑植复向斜、古丈复背斜，勘查矿区位于桑植复向斜与古丈复背斜的过渡带上。次级褶皱发育，断裂中等发育。已知矿点主要分布于摩天岭背斜西翼，包括李梅、渔塘等矿区。矿体多数在平缓背斜的近轴部，产状平缓。

2 工作区三维地质建模

（1）地质资料收集.主要收集工作区内地质、物、化探，遥感等不同工作程度的地质资料，然后对已清理的铅锌矿地质资料进行完整性整理，对缺失的资料数据进行补入。铅锌矿地质勘查原始资料包括工程布置图、钻孔柱状图、重要槽探、坑探、井探图，各种岩矿测试、分析数据汇总表（或者数据库），各类测量结果数据汇总表，有关物探、化探测量、分析数据，实际材料图等。最后对所有铅锌矿信息资源进行整合和综合研究。

（2）数字化与矢量化.数字化工作：对已形成的地质信息资源集群中的纸质的原始地质资料进行扫描数字化并利用PhotoShop软件将扫描的资料进行画布大小、画布旋转、亮度对比度等处理。数字化时按照矿区编号和栅格文件名编号进行。矿区编号按照储量利用调查项目编号原则进行。通过数字化和矢量化处理，原来纸质的地质信息资源集群就转换成了数字格式的信息资源集群。

（3）三维空间数据建模。以上述整理好的电子资料为基础，使用Dimine软件进行三维数据库生成及三维地质模型创建，完成矿区内地质资料的三维数字化。三维数据库生成：将矿区的钻孔资料（钻孔孔口信息、测斜信息、样品化验信息、岩性信息）整理成Excel表格，并将其导入Dimine软件形成Dimine表格文件，在进行逻辑校验后生成钻孔数据库。三维地质模型分为三维数字地表模型、三维矿体模型、三维断层模型、三维地层模型等。将地质地形图导入Dimine软件中，并将对应的等高线及高程控制点赋值相应高程，经由Dimine DTM命令形成地表模型；三维矿体模型使用由导入Dimine的勘探线剖面图中提取的矿体边界线通过实体建模形成，或者是由矿体的顶底板见矿点经空间差值后由Dimine实体建模功能形成矿体；三维断层模型使用由导入Dimine的勘探线剖面图中提取的断层线经Dimine实体建模功能创建；三维地层模型使用导入Dimine的勘探线剖面图中提取的岩层分界线形成岩层分界面，后由地表模型、岩层分界面模型、断层模型经过布尔运算得到地层模型。通过湖南省凤凰—花垣—永顺铅锌矿整装勘查区李梅矿区的三维地质模型可以明显看出，矿体具有多层性。

李梅矿区地层三维模型的建立主要根据钻孔上每个地层的岩性特征，对相邻同一地层进行空间连接。对于复杂地层应根据勘探线剖面图、地质专家意见等，进行交互操作，完成地层模型的创建（图1）。

图1 李梅矿区地层(清虚洞组)三维地质模型

3 成果应用

三维地质数据库收集了传统方案中对数据库描述的所有数据（钻孔孔口、钻孔测斜、钻孔取样、取样岩性），并以数据库的方式进行数据处理和管理，可以用于矿体圈连，快速估算储量等，并且三维数据库中对矿体边界进行描述相对于传统剖面图描述矿体，矿体的真实空间位置及形态描述会更准确。三维地表模型主要是反映工程所在位置的地形地貌及地表构筑物的空间位置关系，比传统的使用二维地形图描述地表更加直观，空间位置关系更加准确，地上地下对照关系更加清晰，为后期进行矿坑设计及工业场地布置提高指导。

矿区建立一个完整可靠的三维数字模型，可以为矿山企业生产提供更为全面、精确的地质资料信息，使企业能够合理的安排生产布局，减少盲目及重复投资，为矿山企业节约、合理、高效、安全开采矿产资源提供重要的地质资料信息；并可以充分挖掘地质资料的潜在价值，提高地质资料的利用率，降低社会投资风险，避免地质勘查工作重复投入。

4 结论

通过三维建模在湖南花垣凤凰地区铅锌矿找矿中的研究与分析，地质成果采用数字矿山技术进行成果描述与管理，不仅方便成果的存储于保存与复制，更加重要的是三维数字成果可以为后期地质工作提供数据依据与工作基础，对研究区地质情况有了直观清楚的认识，突出了三维模型建立的研究重点。矿区三维地质建模基于基础地质、矿区地质、地球物理、地球化学、遥感等，也基于部分水文地质、工程地质、环境地质提供的详细地质信息，区域三维地质建模主要依靠矿体、地层、断层、钻孔等数据建立的三维地质体模型。三维建模有助于分析地质体的展布特征，利用典型矿床模型总结的规律，指导区域三维找矿的方向，进行成矿预测和边深部找矿。通过模型比对，可对信息较少的隐伏地区提供相应的数据支撑。