三维地质建模软件在国内矿产资源开发中的应用

张荣坤，闻棋，叶龙刚，张恒，王佳鑫

（成都理工大学地球科学学院， 四川成都610059）

三维地质建模技术在计算机软硬件技术飞速发展、三维几何造型等学科发展及强大的市场需求的共同推动下，在近年来得到了飞速发展。与此同时，海内外许多研发团队都对三维建模技术进行了系统研究，并研发出针对特定领域的三维建模软件。例如适合油气藏开发领域的Petrel、Earth Vision等软件；适合“数字矿山”的Surpac、Micromine、Minexplorer等。

有学者认为［1］，国内三维地质建模技术在地质勘探领域的应用程度最高，有色贵金属矿山次之，城市地质也已经起步，矿产资源开采行业中一些大型企业也开始起步，普通地质勘探队的三维地质建模基本处于空白或起步试验阶段。在目前国内相关领域中，使用最多的仍然以外国版权软件为主。

本文选取了诸如Petrel、Surpac等国内常用的三维建模软件，介绍其在国内的应用现状。

1 三维建模软件的应用

1.1 Petrel在国内的应用

Petrel是面向油气勘探领域并以三维地质建模为中心的一体化油藏描述软件。它基于Windows平台开发，集地震解释、油藏属性建模等油气藏领域关键指标建模和虚拟现实于一体，此外Petrel还拥有多种强大技术：构造建模、高精度三维网格化、确定性和随机性沉积相模型建立、三维计算机可视化和虚拟现实等［2］，这使得该软件可实现对储集层进行多角度地三维动态显示，方便管理部门进行优化管理和决策。因此该软件适用于各种油藏类型，主要解决油气藏描述的地质、构造、地震、测井和计算机技术结合等问题，并揭示地下油气储藏规律，该软件目前已在国际上占主导地位。

1.2 Surpac在国内的应用

Surpac软件集地质勘探信息管理、矿体资源模型建立、矿山生产设计规划、矿山测量和矿山生产计划编制等功能于一体，主要具地质数据库、钻孔编录、建立实体模型、建立块体模型、图形的编制和地质统计学分析五大功能模块［3］。Surpac建模可大致分为三个步骤：建立地质数据库→构建实体模型→块体模型赋值。

Surpac软件广泛应用于有色金属矿床的勘探与矿山开采行业，例如在西藏雄村1号矿体三维地质建模与深部可视化应用中，对1号矿体的混合矿体及硫化矿体Cu矿石量和Cu金属量采用传统地质断面法及距离幂次反比法的计算结果均在误差范围内，其估算结果见表1。同时，利用Surpac软件中的切片模型功能呈现了深部成矿元素间的分布和关系，也为雄村斑岩型Cu-Au矿区1号矿体深部定量化找矿提供了参考［4］。

表1 西藏雄村Ⅰ号矿体资源/储量估算结果（据［4］）

1.3 Micromine在国内的应用

Micromine是一款大型专用矿业软件，主要用于地质勘查及矿山建设经营全过程［5］。软件采用模块化结构和国际先进的三维引擎,以地质统计学、地质数学、图形学等为基础，为用户进行勘探数据解译、模型构建、资源评估和采矿设计等工作。其估算矿产资源储量主要步骤见图1。

图1 Micromine资源储量估算工作流程图（据［5］修改）

Micromine软件广泛应用于固体矿产勘查和开发利用行业，如在甲玛矽卡岩型铜多金属矿的储量计算、格尔木驼路沟钴（金）矿三维建模和资源储量估算等国内著名金属矿山开发项目中，Micromine都有参与其中。

2 国产软件

2.1 DIMINE在国内的应用

DIMINE矿业软件一款专业的矿山应用软件，可应用于地质勘探、资源储量计算、露天采矿和地下采矿设计等工作。其数据兼容能力强大，可与市面上大多数矿业软件实现数据共享，如Micromin和Surpac等，为用户的二次功能开发提供技术支持［6］。DIMINE矿业软件适用于目前市面上所涉及的几乎所有矿种的露天及地下采矿设计，可以为整个矿业开发过程提供技术保障。

DIMINE软件很适合各矿种的露天和地下采矿设计工作及矿产资源储量的估计，例如在会理拉拉铜矿三维地质建模及储量估算中，较准确地估算出会理拉拉铜矿的资源储量。

2.2 Minexplorer在国内的应用

Minexplorer“探矿者”软件我国自主研发的一款专门为地质矿产从业人员开发的三维勘探软件，可对原始勘探资料进行数字化，并以此为基础构建三维模型，同时根据系统自带的储量计算模型来科学地计算储量。该软件还拥有结强大的数据管理能力，可实现数据动态化显示，辅助地质专家和矿山经营者的决策［7］。

Minexplorer软件在国内有许多成功的应用实例，如运用Minexplorer软件在大冶铁矿田铁山矿区三维地质体建模及深部成矿预测中发现，狮子山-尖山一带将成为下一步找矿重点方向；在湘西北李梅铅锌矿资源储量计算中，运用地质统计学方法计算结果与勘探报告最为接近（表2）。因此利用Minexplorer软件可以方便快捷并且科学地得出资源储量。

表2 湘西北李梅铅锌矿储量估算结果分析（据［8］）

3 结论

本文从从国产软件和国外软件两个角度入手，归纳了各个矿业软件的基本情况、应用领域和基本特点等，并得出结论如下：

（1）Petrel软件可实现对储集层不同层次的三维动态显示，方便管理部门进行优化管理和决策，非常适合于油气藏勘探领域。

（2）Micromine和Surpac矿业软件相较于Petrel更加注重于固体矿产的勘查工作，更多强调的是建立实体和块体模型，并依据块体模型进行资源储量估计，因此在国内大量用于金属矿山的开发和设计工作。

（3）DIMINE和Minexplorer为国产建模软件，其重心放在固体矿产资源的勘探和开发工作，可用于矿体三维模型建立和资源储量评估，并且在国内已有许多具体应用实例，取得了一定成效。