基于surpac的广西南丹县某深部矽卡岩矿体预测

廖 千

（广西有色金属集团资源勘查有限公司，广西 南宁 530000）

关建词：surpac；三维地学建模；矽卡岩；深部勘查

某矿山铅锌多金属矿位于大厂矿田北部边缘，成矿条件较好，但其位于龙箱盖岩体的外围，赋矿位置较深，多在距地表700m以下。由于赋矿位置深，且位于大厂地区，矿质污染重，其深部同车江组地层有夹碳质的泥灰岩，导致传统的物、化探等地质工作难以取得好的勘查效果。故笔者通过该矿床现有的钻探数据建立三维模型并与该区域矽卡岩成矿模式相对比，预测该矿床深部矽卡岩富矿所在位置，指导找矿。

1 研究区地质背景

1.1 地层

某勘查区位于南丹—河池区域性大断裂带中部大厂矿田北部边缘。沉积地层发育，由老往新出露的地层有泥盆系罗富组（D2l）岩性为灰、深灰色含钙质泥岩、泥灰岩夹砂岩。榴江组(D3l)岩性为由灰白色至灰黑色薄-中层状硅质岩组成，夹有泥岩，局部含较高的炭质及钙质，硅质岩中常发育有钙质结核。五指山组(D3w)为一套扁豆状灰岩，底部为条带状灰岩。同车江组(D3t)主要为一套浅海相陆源细碎屑沉积。上部为灰黑色薄层状泥岩，泥灰岩夹粉砂岩、粉砂质泥岩和页岩；中部为黑色碳质页岩；下部为杂色泥岩夹砂岩和页岩。石炭系鹿寨组(C1lz)灰色粉砂岩、粉砂质泥岩夹黑色碳质页岩；下部为灰色、深灰色中-厚层状石英砂岩；底部往往发育有石英砾岩。黄龙组(C2h)上部为灰白色厚层状白云质灰岩，含少量燧石结核或条带；下部为灰、灰黑色中厚层状含燧石条带灰岩。石炭—二叠系马平组(C3-P1m)岩性为灰、灰白色厚层状灰岩，中部夹有白云质灰岩，含少量燧石结核或条带。

二叠系栖霞组(P1q)上部为深灰-灰黑色薄层、中层状燧石灰岩，夹燧石条带，下部为浅灰色砂岩为主夹页岩、炭质页岩。茅口组(P1m)上部为灰色、深灰色中厚层、薄层状灰岩、燧石灰岩下部为深灰色角砾灰岩。合山组(P1h)上部为灰黑色板状泥岩、页岩、夹薄层状泥岩等。

1.2 构造

勘查区位于丹池褶断带南丹—河池复背斜南西侧的罗富复式背斜的南东端，褶皱、断裂构造发育。以往工作发现有12条断层，主要分布于勘查区中部和北西部。除北西向的断层F3规模为较大以外，其余规模都不大，切割不深。南部南北向的岩脉为张性断裂，切割深，对矿体起破坏作用。

1.3 岩浆岩

侵入体(脉)在勘查区中可见。地表可见的是一条中一酸性石英闪长玢岩脉，属浅成侵入岩；另一条是酸性细粒黑云二长花岗岩，岩体同位素年龄值为72Ma～138 Ma，属燕山晚期的产物，经研究发现，其侵入时期为矽卡岩成矿后期，对矿体起破坏作用。钻孔验证，勘查区下部有岩体存在，即为龙箱盖岩体，为该区成矿提供了物质来源及热能，尤其是矽卡岩中的铜元素，基本都来源于岩体。

2 研究区矽卡岩矿床找矿标志

矽卡岩型铜锌矿是大厂矿田内重要的矿床类型之一，已发现的矿床有拉么矿、大坪铅锌矿。隐伏矿体主要赋存于龙箱盖岩体与泥盆系碳酸盐岩地层的接触带中，泥盆系地层的接触带的凸起部（舌状体构造）即岩体的凹部为成矿的有利部位。这是由于凹部一般断裂裂隙发育，围岩易破碎，矿液常易于集中，并能与有利围岩进行充分的交代作用而成矿。

3 建立研究区三维模型

三维地质建模是指在采用适当的数据结构，在三维环境下，综合运用现代空间信息理论和计算机技术，将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来，研究地质体几何结构及其内部物理、化学属性等地质信息，并用于地质分析与资源储量估算的技术。它是由地质勘探、数学地质、地球物理、GIS、图形图像和科学计算可视化等学科与技术交叉而形成的一门新兴技术。相对于传统的二维地质数据表示方法，三维模型能够完整准确地表达各种地质现象，是三维预测的基础所在。

主要通过勘查区已经施工的5个深孔（进尺950m以上）的资料和地表测量工作数据，利用澳大利亚Gemcom公司的Surpac软件建立勘查区三维立体模型。主要步骤为收集钻孔及测量数据——建立该数据库——提取地层、岩体、矿体信息——分别建立地表模型、地层分界面模型、构造岩墙模型、岩体顶板面模型、矽卡岩矿体模型——为矿体建立实体——为矿体按钻孔化验结果赋值——用约束条件显示达到工业品位矿体。

3.1 地表模型建立

本次研究利用勘查项目的地形测量，根据实际情况建立1:1万精度的等高线，将数据导入GIS软件，转化成DXF文件，再导入到surpac三维建模软件中，利用软件中的线串计算功能，把等高线中的X、Y字段扩大10倍，形成与实际相符的地形数据，再利用DTM工具生成勘查区的地表形态DTM模型。从91卫图中下载该区域的高精度卫星地图，通过surpac中的贴图功能，把卫图与DTM模型对应贴合，建立完整的地表模型。

3.2 地层分界面与岩体顶板面模型建立

本次研究利用勘查项目施工的钻孔，以及收集到以前施工的深钻，进行分析。按surpac数据库要求，分别录入collar（孔位）表、survey(测斜)表、岩性表、化验表，地层表形成勘查区钻孔数据库。用数据表生成钻孔轨迹三维模型，再根据岩性分层，依次把同一分界面钻孔上的点进行连线。通过surpac软件，由少数点进行距离幂次反比法运算，计算出分界面的等值线，形成DTM模型。由此方法依次做出C2h/C1lz地层分界面，C1lz/D3t地层分界面，D3t/D3w地层分界面以及岩体顶板面。岩体顶板模型除了根据目前钻孔揭露的花岗岩顶板位置外，还加入大地电磁测深工作测定出的岩体顶板变化趋势，共同形成岩体顶板面。

3.3 构造模型 （岩墙）模型建立

为了更清楚的掌握断层与矿体的位置关系以及后期寻找断层西侧的矿体的位置，有必要建立断层（岩墙）模型。在surpac中，建立断层模型有两种，分别是：

（1）根据点生成断层，这一方法适用于已知一些断层的标志点来建立断层模型。

（2）根据断层线生成断层，这一方法适用于已知断层的露头和断层的倾角方向，来建立断层模型。根据该区域的地质资料收集以及地表填图工作，可确定断层的露头位置，以及该断层呈南北向走向，倾角近直立，87°倾向东。因此采用第二种方法，利用DTM工具下的断层建模功能，建立断层（岩墙）模型。

3.4 矽卡岩矿体模型的建立

在surpac软件中利用剖面功能，根据钻孔分布与地质情况定义剖面，并在剖面视角下，根据岩性特征，按地质规律，圈定出矽卡岩矿体。再由几个剖面形成的矽卡岩矿体剖面线组合生成矽卡岩矿体实体模型，并进行有效性验证。

3.5 为矽卡岩矿体模型赋品位

在surpac软件中利用钻孔与3DM相交、组合功能，构建出矽卡岩矿体与钻孔化验数据的联系，把其相关值存储到inside（矿体内部）表中，再建立一个包含矽卡岩矿体的块体模型。综合大厂地区目前的采矿方法，周边类似矿山的勘探网度以及元素变异函数的特征因素等，确定品位模型由5m×5m×5m的小立方体构成，采用球状变异函数模型，分别沿矿体走向、倾向、厚度3个方向进行变异函数分析，确定理论变异函数的主要参数，并用交差验证来检验变异函数曲线拟合的可靠性，针对勘查区的各元素品位分布特点，选用普通克里格法为包含在矽卡岩矿体的模型进行小立方体进行品位估值。矿体品位模型建立好之后，可根据不同颜色和图案来表示各金属元素品位的分布情况我，利用surpac里的显示约束功能，显示出达到矽卡岩矿体内达到边界品位的小立体块模型，并利用色彩分阶显示出矿体中的品位变化。

图1 勘查区的三维立体模型

4 结论

4.1 找矿预测

基于找矿模型与三维立体模型的对比，发现矽卡岩矿体基本位于岩体凹陷处矿体赋存矿体厚且富，岩体顶板平缓处仅会有矽卡岩形成，没有矿化富集，岩体的凸出部位，会有更多的高角度裂隙，存在高品位的热液型富矿，在矽卡岩外接触带上，但规模较小。从三维模型中看，矿区南部存在岩体凹陷有较大找矿潜力。

4.2 不足之处

三维立体模型的建立，是基于钻孔数据，利用克里格法和距离幂次反比法计算，构建出其形态的，模型与实际的稳合程度除了地质工作者对钻孔的解译外，还取决于钻孔的数量与其均匀分布程度。本文仅用少量的钻孔数据进行建模，可靠性并不高，但是该方法可以在矿山深边部找矿，寻找矿山接替资源使用。