GOCAD在赛博铜矿区三维地质建模中的应用

朱亚胜

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

通过分析前人地质成果建立概念模型。地质概念模型是对地质现象的简化，主要确立各种地质体的形态特征，接触关系等基本建模要素，是构建三维地质模型的依据之一。在地质概念模型的基础上，利用钻孔数据，通过GOCAD软件构建三维地质模型。

1 矿区地质

1.1 地层

赛博铜矿区出露地层主要为中元古界蓟县系库松木切克群下亚群上岩性段和下石炭统阿恰勒河组[1]。

图1 赛博矿区平面地质图

中元古界蓟县系库松木切克群下亚群上岩性段岩性为中厚层含屑细晶、微晶灰岩夹薄层含屑微晶灰岩，下石炭统阿恰勒河组岩性为灰褐色砾岩[3]。两段地层呈不整合接触（图1）。

1.2 地层与铜矿化的关系

矿区铜矿化自下而上在库松木切克群下亚群上岩性段各岩层中均有分布，普遍较为发育，其中尤以层间矽卡岩中矿化普遍，铜矿化与地层关系密切[2]。

1.3 矿区构造

赛博铜矿区位于两个构造单元的结合部位，地层时代老，由于多期构造运动的叠加作用使得区内构造较复杂，矿区内的构造主要为近东西向和北东、北西向，新构造在老构造上复合、继承[3]。

1.4 矿区岩浆岩

区内岩浆岩主要为华力西期，以侵入岩为主。呈岩枝、岩株、岩床及岩脉等多种形态产出，在空间分布上受断裂控制。岩性从中基性到酸性均有出露，其中以花岗岩类居多[4]。

2 软件基本情况说明

2.1 软件应用功能

GOCAD是一款以三维地质建模为主的软件，兼具空间分析功能，应用较广，在地球物理勘探、矿业开发、地质工程等领域有着广阔的应用前景。它可由散点数据建立各种形式的曲面模型，例如地层面，断层面等，也可由面模型建立实体模型[5]。既能表现地质体的空间形态和接触关系，也能赋予地质体属性特征以表现地下不同对象在空间上的属性分布规律。GOCAD不仅具有建模功能还具有地质统计分析功能，它的地质统计分析模块可帮助人们研究成矿相关要素的相互关系，如控矿构造与含矿层的关系等。

2.2 软件建模特点

地质体的形态有简单有复杂，但都可以看成是不同属性的点、线、面、体组成。GOCAD以这种理论为指导，将定义地质体的数据分为点集、线集、面集、体集四种。

其中点集是各种离散的点，如地质采样点、高程测量点、地质观察点等。线集是指各种线要素，如地层界线、岩性界线、断层线等。面集是各种面要素，如岩体接触界面、断层面、地层面、地表面等。体集是表示各种带有属性的体对象[8]。

2.3 软件插值方法

建立地质模型的过程就是将各种缺失地质信息补充完整的过程。由于资料来源途径和经济技术条件的制约，人们无法获得丰富的地下地质信息，因此必须利用各种插值技术来补充未知地质信息以确保能建立符合需求目标的三维地质模型。GOCAD软件以“离散平滑插值”技术为核心，该技术已在实践中得到广泛应用，其在复杂地质体建模方面效果显著[6]。该插值方法以相邻要素属性相似和模糊控制方法为理论基础[7]。

3 赛博铜矿区三维地质模型的建立方法

利用各种勘测资料，通过GOCAD软件的离散平滑内插运算方法，将离散点数据转化为曲面数据进而建立地质体三维模型[9]。三维地质模型构建的步骤：①由DEM数据构建地表模型。②由钻孔数据获得的分层信息构建层面。③由GOCAD的三维储层网格建模流程，以层面为基础建立三维地质模型。

3.1 构建钻孔模型

按照GOCAD软件数据格式要求建立钻孔数据库，并将钻孔数据导入软件生成钻孔模型。

3.2 构建层面模型

①地表模型：将从DEM数据提取的点数据导入软件中生成符合实际地表的曲面。②地层界面：钻孔上的标记点，以适当的约束条件，通过软件的拟合与插值获得地层界面。

3.3 构建实体模型

由已建的各个曲面模型，通过GOCAD的流程建模功能建立块体模型，表现地质体在地下的空间展布。

4 结语

本文对赛博铜矿区的三维地质建模进行了初步的研究，通过此次研究表明GOCAD在构建复杂地质体方面效果明显，非常适用于赛博铜矿区的三维地质模型构建。

本次模型构建仅基于钻孔数据和少量前人地质勘察成果，模型精细程度不足，只是一个初步的概念模型，缺少一些约束条件，在获得后续重磁数据和大地电磁数据后，将在地球物理数据的约束下建立更为完善的三维地质模型。