复杂矿床三维可视化建模与地质成图

某矿床资源及采场环境三维可视化模型框架的建立摘要:资源及开采环境三维可视化模型是数字化矿山的基础,框架是模型核心。

通过对各种建模方法的分析,对比钼矿地质情况,选择了适合矿山实际的建模方法。

依据建模方法及可视化的功能建立了数据库框架与三维可视化模型框架。

关键词:资源开采环境三维可视化模型数值建模框架引言所谓的可视化模型是指将所有数据和图件利用计算机软件转化来准确表征,以利于认识所论对象信息的技术方法。

它是通过矿业工程软件系统来实现的,要开发这样一个软件系统,就必须建立其功能的框架。

1 框架的影响因素目前可视化建模系统的软件很多,建模方法也有很大差异。

不同的建模方法,其框架不同,可视化的效果也不同,模型的精确度也不同。

然而,建模方法都有其优缺点,资源及采场的实际情况也有很大差异,要想建立一个好的框架,找到适合公司矿山实际情况,又能达到三维可视化功能的建模方法成为重要的课题。

2 建模方法的分析资源可视化模型主要完成两个方面的内容:一是资源形态模型,二是资源质量模型的。

矿体的质量模型通过数值模型来实现,形态模型主要通过几何模型来实现。

为了建立资源的可视化模型,有必要研究各种模型的优缺点,选出最佳的建模方法。

2.1 数值模型数值模型目前比较流行的是块段模型、网络模型、断面模型。

因为研究这些模型的出发点在于将它们作为载体,用于地质统计学方法中的品位估值,所以也称它们为地质统计学估值模型。

(1)块段模型块段模型的实质是用一系列大小相同的正方体(或长方体)来表示矿体,假定各块段在各方向都是相互毗邻的,没有缝隙。

每一块段的品位都是通过克里格、距离反比或其他估值方法来去估值,并认为其品位为一常数值。

该模型主要描述浸染状的金属矿床,多用于大型露天矿山。

其特点是结构简单、规律性强,编程比较容易。

特别是有利于品位和储量的估算。

但是其明显的缺点是描述矿体的形态能力较差,矿体边界误差较大,尤其对于复杂矿体的描述误差很大。

但有人说,我可以减少块段的尺寸。

第42卷 第5期2023年 9月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .5S e p .2023唐骥,蒋潇,姜雪莲,等.矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用[J ].地质科技通报,2023,42(5):273-284.T a n g J i ,J i a n g X i a o ,J i a n g X u e l i a n ,e t a l .A p p l i c a t i o n o f t h r e e -d i m e n s i o n a l v i s u a l i z a t i o n m o d e l i n g t e c h n o l o g y of o r e b o d i e s i n m e t -a l l og e n i c m o d e a n a l y s i s [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e ch n o l o g y,2023,42(5):273-284.基金项目:云南省地质科学研究所项目 三维矿体模型的矿业权管理应用服务平台项目 服务平台模块 (2022420119002307)作者简介:唐 骥(1982 ),男,高级工程师,主要从事地质矿产勘查㊁地质三维可视化研究工作㊂E -m a i l :k z a c n @163.c o m©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用唐 骥1,蒋 潇1,姜雪莲1,包金坤2,姚丽香2,席万鑫2(1.云南省地质科学研究所,昆明650000;2.武汉智博创享科技股份有限公司,武汉430000)摘 要:铜是我国国民经济建设重要的战略性金属矿产资源之一,其国外进口依存度高,因此铜矿的勘查和资源评估工作具有重要的意义㊂基于野外地质工作中所采集的地质勘探剖面及钻孔数据,建立了滇西某铜矿区的三维可视化地质矿产模型,并基于该模型估算了资源储量㊂计算结果表明:全区矿石资源量为4893.4万t,铜储量为54.3万t ㊂通过对比分析证实新地质矿体三维建模系统建立的模型及资源估算具有较高的可信度,其多样化的分析板块及动态更新功能具有较为广泛的应用性,能够运用于铜矿后续的钻探工程及资源量评估中㊂结合区域构造和矿床地质资料,进一步分析了铜矿的成矿模式,即后期火山气液充填交代富集改造为滇西某铜矿成矿的主要矿质来源,构造运动对其控制作用明显,主要体现在多旋回构造运动中形成的岩相古地理条件及后期断裂活动对容矿空间的改造㊂研究成果为进一步的勘查工作奠定了基础,能够更好地指导找矿工作,对相关类型多金属矿产的勘查和开采等实践应用亦具有借鉴意义㊂关键词:深部隐伏铜矿;三维地质建模;资源量估算;成矿模式2022-10-13收稿;2023-01-02修回;2023-02-13接受中图分类号:P 628 文章编号:2096-8523(2023)05-0273-12d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220581 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):A p p l i c a t i o n o f t h r e e -d i m e n s i o n a l v i s u a l i z a t i o n m o d e l i n g t e c h n o l o g yo f o r e b o d i e s i n m e t a l l o g e n i c m o d e a n a l ys i s T a n g J i 1,J i a n g X i a o 1,J i a n g X u e l i a n 1,B a o J i n k u n 2,Y a o L i x i a n g 2,X i W a n x i n 2(1.Y u n n a n I n s t i t u t e o f G e o l o g i c a l S c i e n c e s ,K u n m i n g 650000,C h i n a ;2.W u h a n Z h i b o C h u a n g x i a n g T e c h n o l o g y Co .L t d .,W u h a n 430000,C h i n a )A b s t r a c t :[O b je c t i v e ]C o p p e r i s a n i m p o r t a n t s t r a t e g i c m e t a l r e s o u r c ef o r n a t i o n a l e c o n o m i c a n d s o c i a l d e -v e l o p m e n t .T h e r e f o r e ,t h e e x p l o r a t i o n a n d r e s o u r c e a s s e s s m e n t o f c o p p e r m i n e s a r e o fg r e a t s i gn i f i c a n c e .[M e t h o d s ]B a s e d o n c o l l e c t e d g e o l o g i c a l p r o f i l e s a n d d r i l l i n g d a t a ,t h i s s t u d y c o n s t r u c t e d a t h r e e -d i m e n -s i o n a l g e o l o g i c a l m o d e l f o r a c o p p e r o r e d e p o s i t i n w e s t e r n Y u n n a n ,w h i c h w a s a p pl i e d t o e s t i m a t e t h e r e -s o u r c e r e s e r v e i n t h e m i n i n g ar e a .[R e s u l t s ]T h e o r e r e s o u r c e i s e s t i m a t e d t o b e 48.93m i l l i o n t o n s ,i n c l u -d i n g 0.543m i l l i o n t o n s o f c o p p e r .T h r o u g h c o m p a r a t i v e a n a l ys i s ,t h e m o d e l a n d r e s o u r c e e s t i m a t i o n e s -t a b l i s h e d b y o u r n e w l y p r o p o s e d t h r e e -d i m e n s i o n a l g e o l o g i c a l m o d e l l i n g s y s t e m s h o w s h i g h c r e d i b i l i t y,i n w h i c h m u l t i p l e a n a l y s i s m o d u l e s a n d d y n a m i c u p d a t e f u n c t i o n h a v e a w i d e r a n g e o f a p pl i c a t i o n s a n d i t c a n b e u s e d f o r f u t u r e d r i l l i n g e n g i n e e r i n g a n d r e s o u r c e s e s t i m a t i o n .[C o n c l u s i o n ]T h i s s t u d y pr o v i d e s t h e b a s i sh t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年f o r f u r t h e r e x p l o r a t i o n w o r k i n t h i s r e g i o n,a n d i t c a n a l s o b e a p p l i e d t o t h e e x p l o r a t i o n a n d m i n i n g o f r e-l a t e d p o l y m e t a l l i c d e p o s i t s.K e y w o r d s:d e e p l y c o n c e a l e d c o p p e r d e p o s i t;t h r e e-d i m e n s i o n a l g e o l o g i c a l m o d e l i n g;r e s o u r c e e s t i m a t i o n; m e t a l l o g e n i c m o d e lR e c e i v e d:2022-10-13;R e v i s e d:2023-01-02;A c c e p t e d:2023-02-13铜是关乎国计民生和国防工程乃至高新技术领域中不可或缺的战略性矿产资源之一,与铁㊁铝一起是我国最重要的前3种金属资源㊂然而我国铜的供应长期短缺,严重依赖于进口,铜矿的找矿问题对于国民经济的发展具有重要意义㊂我国铜矿资源中,斑岩型和矽卡岩型铜矿的贡献占主要地位,近年来探明的资源储量主要集中于青藏高原冈底斯成矿带㊁三江成矿带㊁中亚造山带等地区[1]㊂其中三江成矿带位于特提斯构造域东部,发育有大量铜钼㊁铅锌银㊁金和锡等大型-超大型矿床,如玉龙斑岩型铜钼矿床㊁呷村火山成因块状硫化物型铅锌银多金属矿床㊁镇沅造山带型金矿㊁金顶密西西比河谷式铅锌矿床㊁来利山花岗岩相关的锡矿㊁兰坪铅锌矿㊁兰坪白秧坪铜多金属矿㊁普洱大平掌铜矿等[2-4]㊂滇西某铜矿区位于三江构造带中段的兰坪-普洱盆地中南部,经历了多次构造事件[5-6],具有较好的成矿地质条件和外部开发利用条件㊂自发现以来,基于对该矿床的勘查工作,对其成矿地质特征已有一定的认识㊂目前在铜矿区的勘探面积已达17.97k m2,揭露出矿体88条㊂除在西矿带的1条矿体有地表露头以外,其余矿体均位于东矿带,且均为隐伏铜矿[7]㊂受后期构造运动的影响,铜矿床形态在走向和倾向上变化较大,由于对其成矿模式缺乏系统完善的分析,多年来找矿成效受到限制,未取得实质性进展㊂近年来,随着深部勘探工作的进一步深入,矿区铜矿化呈现出矿化点多㊁分布面广㊁品位变化较大及规模小的总体特征,找矿难度较大,传统的找矿方法在深部矿体预测中难以取得突破㊂前人针对金属矿产资源的储量估算和成矿预测研究开展了大量三维地质建模工作[8-14],并相继提出了三维可视化预测模型及找矿方法等[15-16],为深部隐伏矿体的定位㊁定量预测提供了指导[16-17],是进行资源量估算的有效途径[18-20],有助于进一步拓宽深部找矿方向[21],提高经济效益㊂笔者将基于当前滇西某铜矿最新勘查资料,利用三维可视化技术建立该铜矿三维地质模型,经由与S u r p a c软件的对比来检验其可靠性㊂在此基础上,对研究区进行资源量估算,并进一步揭示区域成矿模式,以期为铜矿区深部及外围找矿工作提供依据,并为三江地区类似矿床的开发和资源评估提供参考㊂1地质背景1.1区域地质背景滇西某铜矿位于云南省普洱市境内,地处云贵高原西部边缘,横断山脉纵谷区南段(图1)㊂铜矿区内地势总体北高南低㊁东高西低,构造岩浆活动频繁,产出了大量金属矿床[22-23]㊂矿区大地构造位置处于西藏-三江造山系(Ⅰ级)㊁扬子西缘多岛弧盆系(Ⅱ级)㊁兰坪-思茅双向弧后陆内盆地(Ⅲ级)之兰坪-思茅中㊁新生代上叠陆内盆(Ⅳ级)中南部[24]㊂该区在地史上经历了3次大的地质事件:①石炭纪-二叠纪冈瓦纳古陆与欧亚古陆分离,形成古特提斯海槽;②印支中期从冈瓦纳古陆解离出的印度陆块向欧亚古陆漂移并发生碰撞,使古特提斯海逐渐萎缩并褶皱封闭形成火山岛弧,进而转为陆内发展;③自侏罗纪开始,由于两大板块的持续碰撞,青藏高原隆升形成陆内裂陷,在裂陷盆地内沉积了巨厚的红色碎屑岩建造㊂区内出露古生代㊁中生代和新生代地层,以中生代红层分布最为广泛㊂二叠系沿澜沧江深断裂以东断续出露,其下部为灰色变质砂岩㊁板岩夹灰岩㊁砂砾岩及中基性熔岩㊁凝灰岩;上部为灰色灰岩㊁泥灰岩夹凝灰质板岩,灰色板岩㊁千枚岩夹细砂岩㊂三叠系为一套以基性-酸性火山岩为主的地层,主体大致呈N N E-S S W向展布㊂侏罗系为一套海陆相交替出现的红色夹杂色地层㊂白垩系以陆相红色碎屑岩建造为主,出露下统曼岗组灰紫色砂岩㊁粉砂岩夹泥岩和景星组紫红色块状泥岩㊁泥质粉砂岩及灰白色粗粒长石石英砂岩夹钙质泥岩㊁泥质粉砂岩㊂第四系零星出露,主要由砂质砾石㊁粉砂㊁黏土及洪积㊁冲积㊁坡积物及含炭砂质黏土层组成,分布于山间盆地及凹地㊂铜矿区内褶皱构造发育,总体上属子马-景谷复向斜的一部分,轴线大多呈N N E-近S N向展布,个别为N NW或NW向㊂次级褶皱轴线自复向斜槽部渐次向东㊁西两侧偏转撒开,褶皱轴面大多倾向复向斜槽部(表1)㊂N E及NW向断裂均为后期次级断裂,主要切断近S N向及N N E向断裂㊂断裂发育规模一般不大,以略微斜切背㊁向斜轴面之张性正断裂为主,仅往西或局部有逆断裂出现㊂断裂面亦大多倾向复向斜槽部,构成似阶梯状 裂谷型 地472第5期唐骥等:矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用堑(表2)㊂区内海西晚期至喜山期岩浆活动十分频繁㊂海西晚期和印支期主要发生基性-酸性火山喷发作用,其中印支期岩浆活动最为强烈,规模相对更大,形成了厚度巨大的火山岩,主要分布于澜沧江两岸及永平-民乐一带㊂海西晚期岩浆活动主要表现为水下火山喷发喷溢活动㊂燕山期中基性的岩浆侵入规模不大,主要有岔河辉长岩体㊁江边角闪辉长岩体㊂喜山期岩浆活动主要表现为酸性浅成侵入活动,侵入岩分布局限于镇沅一带㊂表1铜矿区褶皱构造特征T a b l e1 C h a r a c t e r i s t i c s o f f o l d i n g s t r u c t u r e s i n t h e c o p p e r o r e d e p o s i t a r e a褶皱名称褶皱轴向轴长/k m倾角/(ʎ)出露地层西翼东翼核部翼部褶皱形态特征大过口向斜N12ʎ~20ʎE16.010~2020~35K1j J2h长轴不对称,轴面东倾,西翼局部被董家营断层所切岩脚-关山向斜N10ʎW~N35ʎE6.010~2520~50K1j J2h轴面略微东倾结结坝背斜N10ʎW~N10ʎE12.520~3520~35J2h K1j长轴不对称,轴面微东倾,轴线大体呈向东凸出的弧形,南端被那布断层所截翁姑田背斜N5ʎE5.040~605P2P1,T2为长轴背斜,轴线微向西凸出,轴部及东翼大部分被断层错失那布背斜N5ʎ~40ʎE12.02030~50J1J2h长轴不对称,轴面西倾,轴线呈向西凸出的弧形,南端及西翼被那布断层破坏,为似箱型褶皱荞家村向斜N10ʎW~N35ʎE28.035~4325~45K1m J2h,K1j长轴不对称,枢纽起伏,轴线呈S或反S形,北端被断层所切,南端倾伏于第四系之下大官营向斜N20ʎ~30ʎE10.030~5028~30K1j J2h,J3b长轴不对称,轴面西倾,轴线东凸,圈闭良好岩脚背斜N0ʎ~40ʎE24.025~4520~40K1j K1j,K1m长轴不对称坤南箐背斜N10ʎW~N50ʎE28.025~6030~50T2J1,J2h长轴不对称,轴面东倾,轴线呈反S形,东翼及核部多被N E向断层所切老家村向斜N20ʎE6.525~4030~40K1m K1j长轴向斜,两翼基本对称,轴线尚较平直㊂往南可与下帮弄向斜相连,二者处于同一褶皱带上注:K1m.下白垩统曼岗组;K1j.下白垩统景星组;J1.下侏罗统;J2h.中侏罗统和平乡组;J3b.上侏罗统坝注路组;T2.中三叠统;P1.下二叠统;P2.上二叠统;下同表2铜矿区断裂构造特征T a b l e2 F a u l t s t r u c t u r a l f e a t u r e s i n t h e c o p p e r o r e d e p o s i t a r e a断层编号断裂名称长度/k m产状走向倾向倾角/(ʎ)切错层位断层性质断裂带标志F1大困博断裂8.5N24ʎT2不明岩石有明显碎裂现象F2坡脚断裂6.5N20ʎW T2-P2不明产状相抵,地层层位有缺失F3文肖-岔河断裂15.0N10ʎ~30ʎE T2-P2高角度逆冲断裂局部倒转或产状相抵,断裂沿线岩石片理化㊁碎裂-角砾岩化或糜棱岩化,劈理㊁构造透镜体发育F4董家营断裂8.5N3ʎ~10ʎE NW P2-J2h逆断裂产状相抵,具明显挤压现象F5翁姑田断裂26.0N4ʎ~13ʎE N E68P2-J1h逆断裂产状相抵,层位缺失,破碎带劈理发育F6那布断裂36.5N10ʎW~N20ʎE N E70T2-K1j逆断裂层位缺失,层序颠倒,岩石破碎F7文招营断裂13.5N45ʎE J2h-J1正断裂两盘岩层产状相抵㊁层序颠倒F8小河边断裂22.0N10ʎ~32ʎE NW T2-K1m正断裂岩石破碎剧烈,具挤压特征,出现产状相抵及拖拽㊁扭曲等现象1.2矿区地质特征滇西某铜矿区内除沟谷㊁河流附近出露第四系冲积㊁洪积㊁残坡积层外,主要出露中侏罗统和平乡组㊁上侏罗统坝注路组,下白垩统景星组及曼岗组㊂中侏罗统和平乡组(J2h)为海陆混合相杂色砂泥质夹碳酸盐岩沉积,分别假整合或不整合于下侏罗统㊁中㊁上三叠统火山岩或上二叠统等不同层位地层之上㊂区域上一般以灰绿色层消失及大量紫红色层出现作为与上覆坝注路组区分的依据㊂上侏罗统坝注路组(J3b)为一套以紫红色为主体的细碎屑岩,厚度38~363m㊂下白垩统景星组(K1j)大致呈近南北向带状出露整个矿区,是矿区内出露的主要地层㊂景星组下段(K1j1)接受沉积时的基底并不平整,钙质粉砂岩㊁泥晶灰岩多以大透镜体形式呈现;景星组572h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图1 滇西某铜矿区地质简图F i g .1G e o l o g i c a l m a p o f a c o p p e r m i n e o r e d e po s i t i n w e s t e r n Y u n n a n 上段(K 1j 2)上部为紫红色块状泥岩,下部主要为灰绿色块状泥质粉砂岩㊂下白垩统曼岗组(K 1m )在矿区内仅出露下段,主要分布于矿区东西两侧边部㊂第四系主要出露于矿区南西侧民乐河两侧,由坡积㊁残坡积及冲积㊁洪积砂砾层㊁黏土㊁含炭砂质黏土层等组成,厚度0~40m ㊂滇西某铜矿位于区域大背斜岩脚背斜与坤南箐背斜之间的过渡部位之东翼,东西两个矿段正好位于料萝村-文英河背斜的两翼㊂料萝村-文英河背斜呈近南北走向,略微向北倾没,该背斜在区内出露长度约10k m ,两翼地层产状在18ʎ~53ʎ之间㊂受复式向斜及断裂构造的影响,矿区在金竹园-小干河一带形成了一个紧闭的背斜,该背斜呈N N E走向,两端分别与断层F 1㊁F 2相抵㊂矿区内断裂构造主要有3条(F 1,F 2,F 3)㊂小河边断裂(矿区内编号F 1,区域编号F 8)呈N N E 向纵贯矿区东部,出露长度大于9k m ㊂断层面仅在北部的金竹园及南部的文英河附近出露明显,断裂带宽15~30余米,总体产状270ʎ~320ʎø65ʎ~75ʎ㊂小干河断裂(F 2)呈N E E 向大致沿矿区东部的小干河出露,矿区内大部分被地表浮土掩盖,可断续追索长度约2k m ㊂铜厂梁子断裂(F 3)出露于矿区北东部,与小河边断裂大致平行产出,地表可追索长度约1.6k m ㊂断层附近见大量断层角砾,角砾多呈棱角状,泥质㊁砂泥质胶结㊂滇西某铜矿区目前仅在其外围(正南方向约11k m )的宋家坡一带有英安斑岩出露,是该区斑岩型铜矿的含矿母岩(宋家坡式铜矿),宋家坡组(T 2s )也是民乐矿区内主要含铜层位之一㊂滇西某铜矿区内围岩蚀变较为普遍,常见绢云母化和泥化,主要蚀变现象为碳酸盐化㊂由于砂泥质碎屑碳酸盐岩是地层岩性的主要成分,绢云母化也较为普遍㊂泥化主要发生在地表及近地表的长石石英砂岩中,硅化主要见于砂岩和泥质粉砂岩中,与铜矿化关系较密切,部分铜矿化伴随着石英脉充填于裂隙中㊂成矿前围岩蚀变主要为绢云母化和泥化,它们多发生于区域变质作用时期,分布较广泛,与铜矿化关系不大㊂1.3矿石地质特征整个矿区共揭露东㊁西两个矿段,分别位于料萝村-文英河背斜的东㊁西两翼,主要矿体共6条㊂西矿段圈定1条矿体,呈似层状产出,与围岩产状基本一致,倾角一般15ʎ~40ʎ㊂东矿段均为隐伏铜矿体,672第5期唐 骥等:矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用分为南㊁北两段㊂北段Ⅰ-6矿体为区内最大的矿体,赋存于下白垩统景星组下段中亚段,含矿岩性为生物碎屑灰岩及粉砂岩㊁砂泥岩等;矿体呈层状㊁似层状产于景星组下段中亚段下部,一般距下亚段上部(紫红色粉砂岩层顶部㊁灰色生物碎屑灰岩底部)0~22m ㊂南段揭露有Ⅱ-7㊁Ⅱ-13㊁Ⅱ-18㊁Ⅲ-5及Ⅲ-7矿体,矿体赋存层位为下白垩统景星组下段,含矿岩性为粉砂岩㊁细砂岩及生物碎屑灰岩等,矿体形态总体简单,产状相对平缓,多呈层状㊁似层状,局部具膨缩变化㊂滇西某铜矿床主要的矿石类型为硫化矿,占比达87.07%㊂常见金属矿物以辉铜矿和斑铜矿为主,其次是硫砷铜矿和黄铜矿,少量砷黝铜矿及黄铁矿等㊂铜矿物相互交代,常相伴产出㊂矿石中其他金属硫化物有微量方铅矿㊁闪锌矿㊁辉钴矿和辉锑矿等,银矿物主要为自然银和砷硫银矿㊂脉石矿物以石英和方解石为主,其次是绢云母和白云石㊂矿石岩石类型主要为微细粒砂岩-粉砂岩及灰岩,部分因含炭质物而呈现深色㊂石英是砂岩主要的碎屑成分矿物,方解石和白云石等碳酸盐矿物是构成砂岩的主要胶结矿物,也是组成灰岩的主要矿物㊂绢云母呈片状,与其他黏土矿物及碳酸盐矿物共同构成砂岩的胶结矿物㊂矿石结构以交代结构最为常见,表现为黝铜矿㊁硫砷铜矿沿黄铜矿的粒间㊁裂隙㊁孔洞交代,或是辉铜矿沿黄铜矿㊁硫砷铜矿和斑铜矿的边缘及裂隙交代㊂黄铜矿和部分黄铁矿以形态多变的不规则粒状或团块状浸染嵌布在脉石或铜矿物中,呈现出他形粒状结构㊂硫砷铜矿㊁黝铜矿或辉铜矿沿黄铜矿的粒间及裂隙充填分布,表现出充填结构㊂矿石中黄铁矿㊁斑铜矿等矿物由于矿物粒度悬殊较大,可见不等粒结构㊂浸染状构造是最常见的矿石构造,表现铜矿物和黄铁矿呈粒度不均匀的粒状或集合体沿脉石矿物粒间分布,以星散状㊁浸染状和稀疏浸染状等为主㊂铜矿物㊁碳酸盐矿物和石英呈细脉状充填嵌布在脉石矿物基底中,构成细脉状构造㊂2 三维地质建模2.1建模方法本次建模工作所使用的数据包含滇西某铜矿地区1ʒ2000地质图㊁矿区47条1ʒ1000勘探线剖面图(图2)㊁D E M 数据㊁累计总进尺136768.39m的274个钻孔(图3)以及29819个岩心样品的分析结果㊂此次建模系统为云南省地质科学研究所承担的 基于三维矿体模型的矿业权管理应用服务平台项目研发的 地质三维建模系统 软件㊂该软件采用M yS Q L 数据库作为数据存储管理工具,以O S G 作为三维渲染引擎,依托于国产自研Z G I S 平台作为开发工具进行系统开发㊂所收集到的数据经由拓扑图2 滇西某铜矿区20号勘探线剖面图F i g .2 P r o s p e c t i n g P r o f i l 20o f t h e c o p p e r o r e d e po s i t i n w e s t e r n Y u n n a n 772h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图3 滇西某铜矿区钻孔分布图F i g .3 B o r e h o l e d i s t r i b u t i o n o f t h e c o p p e r o r e d e po s i t i n w e s t e r n Y u n n an 图4 建模方法汇编图F i g .4 S c h e m a t i c d i a g r a m s o f m o d e l i n g me t h o d s 错误处理㊁钻孔数字化㊁标准化统一㊁数据格式转换等工作,建立地质资源基础数据库后按照软件所需数据格式要求进行录入,并将钻孔工程与原勘探报告数据进行核查以确保其正确性㊂三维地质建模主要包括以下4个步骤:①围绕钻孔㊁探槽㊁浅井及坑道等开采系统建立探矿工程模型;②根据勘探线剖面图上已解译完成的矿体圈连形态在空间中建立勘探线剖面,在勘探线方向(倾向)上确定好矿体的层位与形态,并回到三维空间中连接勘探线间矿体形态以构建矿体模型㊂本系统矿体模型为面元模型[25],以物体边界为基础定义并描述空间实体,侧重于空间对象的视觉三维效果㊂采用的面源模型建模方法为勘探线剖面图的轮廓线连接建模,即平行剖面法[26]㊂针对块段连接中同步前进法与最短三角形连接法存在的错位和交叉问题,本系统采用了 品位重心投影-同步前进 法[27-28]来解决相邻轮廓线顶点数目差异问题,并且能够确保连接矿体的准确性及形体品位的一致性㊂首先,要对剖面进行三角化,通过品位离散点对剖面进行插值,为剖面顶点赋品位值,通过三角形面积及品位权重计算剖面品位重心(图4-a )㊂由于剖面大小㊁边界形状不一致,需要根据剖面重心对较小剖面进行中心缩放㊂其次,将两相邻剖面投影在同一平面内,使得重心位置相同,通过射线法确定连接剖面的相同起始点,再加密轮廓线㊂在此过程中,针对因两轮廓线形状各异出现的交叉错位情况,采用多边形凸分解[29]与交互式 切开 的方式,将剖面拟合为相同形状的凸包形状,同步连接凸点使剖面轮廓线分解为872第5期唐 骥等:矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用多对线段(图4-b )㊂按照上述分解时的剖面线顺序,顺次拼接矿体局部面片,通过合并网格的方式,将网格合并形成矿体顶底面以完成缝合[30](图4-c)㊂最后,将矿体网格加密并进行光滑处理,由于矿体的直线连接在显示时渲染并不明显,本系统支持通过增加拟合平行剖面的方法,形成致密网格面㊂对于单矿体,通过增加平行剖面,同步前进同时连接所有平行剖面,在同步n 个同步前进点通过B 样条拟合,形成光滑曲线进而形成光滑矿体;对于多段矿体,采用B 样条平滑经过所有控制点和剖面控制点,形成光滑组合矿体(图4-d )㊂③基于对矿区各元素品位的地质统计及分布特点分析,采用网格化插值构建空间品位模型(变异函数参数见表3),选择合适储量估算方法,求取相应矿段模型体积㊁品位参数进行计算㊂在这种矿体网格数据中,矿区范围被分成大小均匀的网格矩阵,网格化模型可按品位属性进行着色显示,能够展示品位的分布趋势,便于数据处理㊁区域综合分析和评价;④在原始勘查数据的基础上,实现矿区围岩二三维一体化,构建出矿区真三维围岩地质模型㊂表3 铜矿区各地质体C u 元素变差函数拟合参数T a b l e 3 V a r i o g r a m f i t t i n g p a r a m e t e r s o f g e o l o g i c a l b o d i e s i n t h e c o p p e r o r e d e po s i t a r e a 地层及代号结构模型块金值基台值主变程次变程垂向变程主方位次方位K 1J 2球状模型0.17200.8178500.0500.097.524.4294.4K 1J 1-3球状模型0.99970.00004550.01692.683.8279.0189.0K 1J 1-2球状模型0.58580.414117160.05280.01261.922.9292.9K 1J 1-1球状模型1.00000.00006440.01750.6246.5285.0195.0J 3b 球状模型0.27590.72371762.1647.4670.07.0277.0J 2h 2球状模型0.64000.3598623.6435.31000.050.7320.7图5 建模成果图汇编F i g .5 C o m p i l a t i o n o f m o d e l i n g re s u l t s 2.2建模结果滇西某铜矿三维地质建模结果如图5所示㊂该三维模型在实现矿体可视化的基础上,能够较好地展现矿体的连续性及品位空间分布㊂为验证该模型的可靠性,本研究选取滇西某铜矿区东矿段南段数据,将建模结果与矿产勘查评价中被广泛应用的972h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年G E O V I A S u r pa c 软件[31]所构建的模型进行了对比,结果表明(图6),两者形态基本吻合,均展现出了该矿段主体的空间展布特征,说明新地质矿体三维建模平台的可信度较高㊂通过拟合多段平行剖面的方法所生成的矿体光滑模型效果较好,有助于在实现可视化时提升建模效果的真实性和整体性㊂相比于S u r p a c 软件中基于钻孔的手工建模,新地质矿体三维建模系统能够运用勘探剖面及钻孔数据进行交互式自动建模,在保证了可信度的前提下大大提高了效率㊂除此以外,在新地质矿体三维建模系统中,通过复杂地质体建模可以呈现围岩在空间上的产出特征,能够更加直观地体现围岩㊁矿体及断层的三维一体化效果(图5)㊂图6 建模效果对比图F i g .6 C o m p a r i s o n o f m o d e l i n g re s u l t sf r o m d i f f e r e n t s o f t w a r e p r o gr a m s 3 成矿模式分析从滇西某铜矿26个矿石样品物质成分平均值与宋家坡铜矿的对比来看,宋家坡铜矿矿石中S i O 2含量明显较高,S ㊁F e 明显较低,而C u ㊁P b ㊁Z n 等含量基本相当,这与宋家坡铜矿是与火山岩有关的铜矿床有关,反映了滇西某铜矿C u 来源于三叠系区域性火山活动形成的含铜地质体㊂兰坪-思茅成矿带经历了多旋回构造运动,三叠纪末全区不均衡上隆,侏罗纪开始大规模裂陷,直至古新世形成狭长深陷的堑沟㊂在此过程中,侏罗纪及白垩纪在民乐等广大地区形成大量的红色建造[32-33],伴随着红色建造形成了分布广泛的含铜砂岩,是滇西某铜矿区的主要含矿岩石(下白垩统景星组)成矿前的早期沉积基础㊂从岩(矿)石化学全分析结果(表4)来看,铜矿石相比于围岩或夹石在F e 2O 3㊁A l 2O 3㊁S i O 2㊁M g O ㊁M n O ㊁N a 2O 等造岩成分上略低,而C a O ㊁P 2O 5及烧失量等与成矿有关的赋存元素和挥发分含量明显偏高,元素氧化物特征比值F e 2O 3/F e O 均大于1,反映了铜矿床远离热液主喷出口,且位于中三叠统宋家坡组地层之上,更接近地表,有充足的氧使铁转变为高价铁㊂三维地质模型的成果图(图5)清晰展示出矿体局部厚度的变化大多集中于褶皱背斜,呈现出马鞍状㊁透镜状,随地层变化而挠动明显,表明前期的构表4 铜矿岩矿石化学全分析结果表T a b l e 4 C h e m i c a l a n a l y s i s r e s u l t s o f t h e c o p p e r o r e d e po s i t 岩性A l 2O 3S i O 2F e 2O 3F e O T i O 2C a O M gO K 2O N a 2O M n O特征比值w B/%M g O /C a O F e 2O 3/Fe O F e /M n 顶板14.9561.095.093.370.712.912.053.910.110.090.701.5119.11夹石9.9145.644.153.630.4516.282.892.100.090.190.181.142.74夹石11.0465.303.052.280.524.402.692.080.090.110.611.347.00夹石14.9061.184.311.970.644.001.914.200.100.080.482.1929.25底板9.0266.972.631.710.427.101.332.160.050.160.191.545.75平均值11.9660.043.852.590.556.942.172.890.090.130.431.5412.77矿石19.3638.783.352.680.4420.552.122.250.070.120.101.255.58矿石27.8832.593.162.540.3624.921.682.080.070.130.071.244.77矿石310.5371.513.802.960.531.812.041.790.530.041.131.2821.00矿石46.0425.442.592.260.2830.921.471.550.060.120.051.152.75矿石512.2969.793.272.790.611.631.543.030.060.050.941.179.60矿石67.7929.933.232.400.3527.211.721.770.090.140.061.355.93矿石711.0866.304.013.090.563.092.512.021.290.070.811.3013.14矿石88.1435.753.142.590.3723.671.991.790.130.110.081.215.00矿石99.1056.332.992.270.4311.791.912.090.050.130.161.325.54矿石1012.6065.024.333.190.602.432.512.610.590.061.031.3619.00平均值9.4849.143.392.680.4514.801.952.10.290.100.441.269.23082第5期唐 骥等:矿体三维可视化建模技术在成矿模式分析中的应用造运动对容矿空间有一定的改造作用;另一方面,铜矿体产状也大多呈层状㊁似层状,与地层产状大致一致,而东矿带的矿体的完整性被破坏,形成了南北两段(图5),进一步指示铜矿床受到了后期断裂运动的改造,不同期次的构造活动对矿体的形态有直接的控制作用㊂由此可见,大型构造通过其对岩浆活动及岩浆岩分布和岩相古地理的控制,间接控制着内外生矿产的形成环境,而具体矿床(点)或矿体的分布,则直接受次一级构造或局部构造的控制㊂随着多次的火山活动大量含矿热液沿火山通道上升,在热液驱动下,含矿热液不断萃取㊁叠加早期矿物,成矿物质沿有利部位发生运移并进一步富集㊂综上所述,滇西某铜矿床为白垩纪以来地壳震荡上升过程中,早期沉积的含铜地质体经风化剥蚀再沉积并受后期火山热液影响形成的沉积-热液改造型铜矿床(图7)㊂整个成矿区内褶皱发育,南北向的料萝村-文英河背斜贯穿整个矿区,小河边区域大断裂(F 1)以N N E 向近乎纵切整个背斜,形成 背斜加一刀 ;后期发育的小干河平移断裂(F 2)将小河边断裂错断,受此断层及复式向斜的影响地层产生平移错动并呈舒缓波状,同时形成裂隙或层间滑动破碎带㊂侏罗系中沉积的以陆相红色碎屑岩为主夹滨浅海台地相碳酸盐岩建造中本来就含有少量铜矿化,当含矿热液顺着小河边区域大断裂形成的通道上涌,活化㊁迁移地层中的铜元素并富集在层间滑动破碎带内,紫红色泥质粉砂岩由于渗透性较差图7 滇西某铜矿成矿模式图F i g .7 M a p o f m e t a l l o g e n i c m o d e l o f a c o p p e r o r e d e po s i t i n w e s t e r n Y u n n a n 而形成直接或间接的顶底板并成为该区内划分矿群的标志层㊂随着含矿热液的上涌,小干河断裂继续平移,由于小干河断裂以北受挤压力相对更大,因此以小干河断裂为界,再次将东矿段划分为南㊁北两段,北段呈紧闭背斜状,南段呈舒缓波状㊂4 三维建模的应用性4.1储量估算及其验证储量估算的主要方法包括:①基于矿体剖面的数值计算法㊂系统以剖面为基础进行矿体圈定,通过克里格插值法计算每一层矿体剖面的面积,再根据矿体厚度㊁小体重㊁品位等属性信息计算得到每层矿体的体积及资源量,将各层矿体汇总进而估算出整个矿床的资源总量㊂②基于S D 法的体模型计算法㊂将矿体剖面圈定成闭合的矿体实体后,系统通过S D 内插值方法(最佳结构曲线断面积分储量计算法及储量审定计算法)将矿体实体处理成点结构变量,由结构变量及结构变量曲线积分可得到面㊁体结构量,一次积分得到面结构量,二次积分得到体结构量㊂再根据品位㊁矿石体重等信息计算得到每一个矿体实体的资源储量,将各层矿体累加求和即为全矿区的资源储量㊂③基于体元的地质统计学法㊂地质统计学算法将块体模型与地质统计学相结合,182。

矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术分析发表时间：2018-09-17T10:48:17.610Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：王见林[导读] 摘要：矿山地质勘察三维可视化管理系统始终是将建模技术作为核心，然后以此为基础，整合矿山地质勘察三维可视化管理全要素信息，构建高度集成模式。

中国黄金集团新疆金滩矿业有限公司新疆鄯善 838200摘要：矿山地质勘察三维可视化管理系统始终是将建模技术作为核心，然后以此为基础，整合矿山地质勘察三维可视化管理全要素信息，构建高度集成模式。

而在目前建立矿山地质勘察三维可视化管理全要素信息系统，针对各项业务环节，整合所有矿山地质信息，已成为当前构建矿山地质勘察三维可视化管理系统所面临的主要难题。

本次就对矿山地质勘察三维可视化管理系统建设过程中所存在着信息孤岛问题展开了深入研究，实现对矿山地质勘察三维可视化管理模型构建与应用，为相关研究提供借鉴和参考。

关键词：矿山地质；勘察；三维可视化管理系统；建模技术 21世纪的地理信息技术在不断发展，矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术也在不断提升。

对于矿山地质勘察建模工作来讲，该技术所依据的标准不同，技术本体的划分类型也不尽相同。

本文将简单介绍矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术本体类型，论述矿山地质勘察三维可视化管理系统模型，并浅谈矿山地质勘察三维可视化管理系统建模技术中心建设。

一、矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术本体类型目前，从宏观视角来看，矿山地质勘察三维可视化管理系统与建模技术本体类型可分为以下四种：作者简介:王见林(1987–),男,甘肃天水人，本科，地质工程师,主要从事矿山地质技术管理工作。

E-mail:：jianlinw2006@ 1、顶层本体应用在对通用型概念及概念关联性的本体，并非只针对某个领域，通常是任务、多个领域以及应用本体的主要信息来源，所谓的“通用型概念”和不同概念间存在一定的关联性，可以在不同任务、领域和应用的本体中继续沿用、继承与拓展。

试析三维可视化技术在矿山开采设计中的应用普文周发布时间：2021-08-20T06:39:20.219Z 来源：《防护工程》2021年13期作者：普文周[导读] 传统技术下，矿山生产设计主要由手工完成，手工设计方式不仅效率低而且精度差，不利于矿山安全生产。

昆明有色冶金设计研究院股份公司昆明 650000摘要：传统技术下，矿山生产设计主要由手工完成，手工设计方式不仅效率低而且精度差，不利于矿山安全生产。

因此有必要深入研究三维可视化技术，将三维可视化技术科学应用于矿山开采设计，使矿山开采方案更加科学、安全、经济。

本文运用文献资料法、调查法等对三维可视化技术做简要分析，其次就三维可视化技术在矿山开采设计中的应用做具体探究论述，希望能为相关工作带来些许帮助。

关键词：矿山开采；三维可视化；应用矿山开采设计是要涵盖到矿山生产的整个过程，使采矿、决策、管理等都实现可视化、信息化、自动化与智能化。

矿山生产设计是一项十分复杂、系统的工作，涉及多项内容，需综合考虑多种影响因素【1】。

下面结合实际，就矿山开采设计以及三维可视化技术应用问题做具体分析。

1三维可视化技术简析三维可视化是用于显示描述与理解地下及地面诸多地质现象特征的一种工具，是数据的一种表征形式。

三维可视化技术理念先进、功能丰富、实用性强。

在矿山开采设计中运用三维可视化技术，就可通过对来自于地下界面的地震反射率数据体来直接解释地层构造、岩性以及沉积特点等。

利用三维可视化技术，工作人员能准确描述出各种复杂的地质现象。

三维矿床地质模拟是由勘探地质学、数学地质、地球物理以及矿山测量、矿井地质、GIS、图形图像学、科学可视化等学科交叉而形成的一门新型学科。

在以前我国研究开发的井巷工程开采设计系统一般是以第三方软件为基础平台。

但像AutoCAD等软件系统只能构建出比较简单化、平面化模型，并不能建造立体三维可视化仿真模型，因而也不利于工作人员深入、全面了解巷道信息，不利于实现安全生产。

管理及其他M anagement and other 浅谈大宝山矿地质数据三维可视化管理应用梁 通，李挺杰摘要：大宝山在从传统工业化矿山向现代“智慧矿山”建设的起步之年，公司生产经营工作将迎来前所未有的发展机遇，矿山数字化需求呈现出时代特征。

因而需要站在大宝山矿“智慧矿山”建设发展的高度，完善迪迈在地质方面的应用管理。

关键词：迪迈软件；智慧矿山；地质应用随着大宝山矿10000t选厂对矿石质与量的要求不断提高，使得石料供应需求、采场工作面增加，采剥进度的加快，出矿数量加大。

地质指导的前瞻性显得尤为重要，采场的矿石转运、石料分布、副产矿回收等需要快速、高效、准确第一手地质资料指导。

而迪迈软件的应用，真正实现了大宝山矿山管理模式从传统的平面二维专业分割线模式到三维多维的技术协同管理模式的转变，实现了地质资源数字化、地表模型可视化管理，提高出矿品位、降低选矿比，使矿山生产指标得到改善。

确实做到了快速、高效、准确的地质指导。

1 地质应用根据测量野外采集数据建立采场、采空区、井巷工程测量数据处理流程，实时进行数据转换和检查，建立三维采场模型和各类工程模型。

根据模型建立现有数据的录入和验证并建立矿山项目的三维数据库；实时进行地质解译；创建每个矿体的地质模型，运用地质统计学的方法创建矿山的品位模型，建立矿山资源估算报告、二级矿量报告和损失贫化报告流程，绘制矿山地质各类平面图、剖面图和综合图件，为生产部门提供第一手资料。

1.1 建立地质数据库钻孔数据库承载了矿山地质勘探和生产勘探的详细信息，是进行地质解译、品位推估、储量计算与管理以及后续采矿设计的重要基础。

大宝山矿的钻孔数据信息主要包含钻孔的孔口坐标信息、钻孔的样品信息、钻孔的测斜信息、岩性信息。

钻孔数据库中数据繁杂，为方便管理和操作，制定大宝山矿钻孔数据库标准样式。

矿山以后收集的钻孔测量、化验等结果直接填入标准化格式内，生成钻孔模型。

通过大宝山矿矿石种类、工业类型进行矿体圈定，其中矿石种类包括：Cu（铜）、S（硫）、Pb、Zn（铅、锌）、Fe（铁）、Mo（钼）等，标注矿石种类的目的主要用于后期矿体圈矿和分矿体品位估值依据。

67找矿技术P rospecting technology矿区三维地质建模方法研究及深部综合找矿预测王霄霄（河北省地质矿产勘查开发局第一地质大队，河北　邯郸　０５６００１）摘 要：本论文将从矿区三维地质建模方法、三维可视化与分析技术、地质信息集成与分析、模型与算法应用，以及深部矿产资源评价与优选等几个方面进行探讨。

通过对这些关键环节的详细分析和研究，旨在全面展示深部综合找矿预测的理论基础、方法体系以及应用前景，为矿业领域的科学研究和实际应用提供有益的参考和借鉴。

关键词：矿区；三维地质；找矿预测中图分类号：Ｐ６２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１７－００６７－３Research on 3D Geological Modeling Methods and Deep Comprehensive Prospecting Prediction in Mining AreasWANG Xiao-xiao（Ｔｈｅ　Ｆｉｒｓｔ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｎｄａｎ　０５６００１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｌｌ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｓｅｖｅｒａｌ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ　３Ｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ，　３Ｄ　ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ，　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　ａｎｄ　ｄｅｅｐ　ｍｉｎｅｒａｌ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅｓｅ　ｋｅｙ　ｌｉｎｋｓ，　ｔｈｅ　ａｉｍ　ｉｓ　ｔｏ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ，　ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ，　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｏｒｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，　ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ａｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ．Keywords: ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ；　３Ｄ　ｇｅｏｌｏｇｙ；　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０６作者简介：王霄霄，女，生于１９９２年，汉族，河北邯郸人，本科，学士学位，矿产地质工程师，研究方向：矿产地质勘查，三维地质建模，地质大数据。

基于3DMine软件的复杂矿体三维建模及储量估算邵亚建;饶运章;何少博【摘要】数字矿山的核心任务之一是构建集成化的矿山真三维模型，其难点则是建立精确、完整的三维地质模型，即矿体建模和储量估算。

为快捷地建立三维模型并能在其上进行开采设计及查明矿床资源储量，提出了基于3DMine软件的三维矿体建模及储量估算方法。

首先依据地质资料和钻孔数据建立了地质数据库和三维地表/矿体模型；然后将矿体模型分解离散为矿块组合模型，采用距离幂次反比法估算矿山资源储量。

结果表明：软件可便捷地构建直观反映矿体形状、大小及矿体与储量块体空间相关性、连续性的真三维模型，并且能够为矿山设计与规划提供操作平台；与传统地质块段法相比，对样品点进行无偏估计的距离幂次反比法在软件上易于实现且结果较为可靠。

%One of the core tasks of digital mine is to build an integrated real three-dimensional model of the mine. The difficulty of the task is to set up a precise and complete three-dimensional geological model, namely underground ore-body modeling and reserve estimation. In order to establish three-dimensional model quickly, design mining and find out deposit reserves based on the model, a three-dimensional ore-body modeling and reserve estimation approach based on 3DMine software was proposed. Firstly, geological database and three-di-mensional surface/ore-body model were established according to the existing geological information and drilling data. Secondly, the ore-body model was divided into the discrete block combination model, and the inverse distance weighted method was used to estimate mine resources reserves. The results show that the software can easily build real three-dimensional model, which will reflect the ore body shape , size and the spatial correla-tion of ore body and reserves blocks intuitively. It can also provide a platform for the mine designing and plan-ning. Besides, compared with traditional geological block method, the inverse distance weighted method based on an unbiased estimate of the sample points is easier to achieve in software with more reliable result.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2016(007)004【总页数】5页(P98-102)【关键词】数字矿山;3DMine;矿体模型;矿块组合模型;距离幂次反比法;储量估算【作者】邵亚建;饶运章;何少博【作者单位】江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州 341000;江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州 341000; 江西省矿业工程重点实验室，江西赣州 341000;招金矿业股份有限公司夏甸金矿，山东招远 265400【正文语种】中文【中图分类】TD672;P624.7数字矿山的核心任务是建立统一的矿山空间数据库和集成化的矿山真三维空间模型［1］.由于矿体埋藏于地下，不确定性因素很多，其自身的复杂性和采样数据的稀疏性决定了地质工作者只能凭借分析、解释、推断的方式对不连续的和缺失的地质信息进行想象，从而构建出一个相对精确、完整的三维地质模型［2-3］，这必然存在一定的模型失真问题，对矿山数字化带来先天的缺陷.为此，对于矿山真三维模型构建，常采用实体与块体混合建模方法，实体/壳体模型代表矿体边界，块体模型填充实体模型内部并表达矿体比重、品位、岩性等属性［4］.国外矿业公司以此思路开发出许多矿山开采数字化软件，如：Minesight、Datamine、Surpac、Micromine等，可以较好的解决三维空间模型问题.30年来，国内也自主研发了一系列具有代表性的矿业软件，如：3DMine软件、Dimine软件、龙软GIS、采矿CAD等，都能快捷地创建三维可视化的地表/地下模型［5］.并且更适合国内采矿工程师的使用习惯和思维方式.在矿体储量计算方面，这些软件依据变异性分析得到的各向异性轴，通过网格化方式将矿体分为若干独立的未知块段，并依据已知的钻孔数据对未知块段进行插值（估值），从而实现对整个矿体储量的估算［6］.矿山工作者通过矿业软件很直观地掌握矿体的品位、厚度、空间形态及储量.矿业软件储量计算以通用的地质统计学为理论基础，通过多种储量估算方法，如最近距离法、距离幂次反比法、普通克里格法和指示克里格法等［7］，在软件上通过交互界面实现.文中对某金矿已有地质资料和钻孔数据进行预处理后借助3Dmine软件建立真三维地表/矿体模型，可直观反映该结构复杂矿体的三维形态，再采用距离幂次反比法估算矿山资源储量，最后分析说明该方法的简便性和有效性.矿床东西长10km，南北宽4km，矿区面积38km2.矿床主矿体，走向控制长1910m、倾向控制延伸1480m（180～-200m），走向、倾向均未控制完.产状受剪切带主剪切面控制，总体走向北西～南东，倾向北东，0～-105m之间，矿体倾角普遍变陡30°～50°，-105m中段以下，倾角变缓10°～25°，与0m以上矿体成明显的反“S”形，平均倾角29°.-130m以下矿体连续，矿体形态为透镜状，矿体整体膨胀狭缩明显，局部有分枝复合现象.矿体最大厚度26.87m，平均厚度4.16m，厚度变化系数86.92%.矿山保有储量105t，累计已探明储量达180t，总资源量预测可达240 t.矿体平均品位5.06g/t，矿岩平均密度2.74t/m3，松散系数1.66，自然安息角40°.矿区矿体数目多、厚度较薄且薄厚不均，几条大断层造成有些矿体产生较大的错动，矿体空间上分布交错，复杂地质给精确三维建模和准确储量估算带来极大的困难.2.1 建模流程整理矿山现有的地形地质图、钻孔数据、勘探剖面图等资料，以满足矿山地表模型、地下矿体模型创建所需的地质资料要求.将数据整理矢量化后导入3DMine软件，分别建立地面/地下实体模型、钻孔数据库，并将矿体实体模型离散为块体模型，然后对块体模型采用距离幂次反比法进行估值及矿体储量计算，获得三维数字矿山模型，建模流程见图1.2.2 基础数据处理完备的矿山地质、勘探、测量数据是建立三维数字化矿山的基础，对矿体圈定、三维模型建立、块体模型估值及储量估算起关键作用.数据整理成为可以导入软件的形式需要较多精力，随着软件的逐步成熟，对各种仪器数据的接口处理也更为智能化，为模型构建提供不少便利.在此次矿山三维模型的建立过程中，整理了原始的地形地质图、勘探剖面图和钻孔数据等.地形地质图包含等高线及相应高程，勘探剖面图主要包括各勘探线的矿体轮廓线，钻孔数据包括定位表、测斜表、化验表、岩性表等，其中前3个表缺一不可［8-9］.钻孔数据库创建将钻孔数据统一转换为Excel格式而后再导入3DMine，具体格式见表1.2.3 建立钻孔数据库及地表模型在3DMine中建立钻孔数据库文件，将预处理的钻孔数据（定位表、测斜表、岩性表、化验表等）导入软件中并以数据库的形式存储.数据库构建后可通过显示钻孔和基本统计功能，查看显示空口标记、轨迹线、品位信息、品位曲线及文字等，见图2.图2中①所示区域表示所在的钻孔位置的样品品位曲线.由钻孔品位曲线可知，该矿体品位变化很大且分布不均.将地形数据及图表导入3DMine中，对地形数据中的等高线进行处理，去除重合线、丁字角等问题点线，保证同一高程的等高线连接为一条多短线，而后通过附高程命令生成三维等高线.最后由表面生成命令将线条生成DTM面，为地表模型高程的直观显示，对其进行仿地及颜色渲染、调整光照条件等处理，不同的高程用不同的颜色显示，得到了完整的地表模型，如图3所示.2.4 建立实体模型实体模型所需数据源分2个：①三维钻孔数据库中钻孔柱状图圈出的矿体轮廓线；②勘探线剖面图矢量化的矿体剖面轮廓线.矿区内矿体数目较多且空间上赋存复杂，直接在钻孔柱状图上连接绘制矿体轮廓线操作繁琐且容易出错，此方法适合矿体规整且夹石较少的实体模型.现有的地质勘探剖面图较为完善，只需进行矢量化处理便可在软件上实现三角网面创建，进而将矿体轮廓线连接绘制成矿体实体模型，故此次选用勘探线剖面图建模.具体过程如下，剖面图包含信息较多，对每个剖面图需进行矢量化处理并将无用线条删除，将矿体剖面线以闭合的多段线存储.由于矿床包含多个矿体，可将单个矿体的剖面轮廓线保存为单独的线文件，以便进行修改和编辑.矢量化的线条再导入3DMine软件中，绘制三角网面形成实体模型.导入过程中可用坐标转换功能将x-y坐标下二维剖面图转换成x-z坐标，而后再一一对应地复制到地质平面上.文件采用的坐标与矿山测量坐标一致，可保证真三维空间模型的真实有效性.由于该矿山地质条件复杂，而且几条大的断层造成有些矿体在空间上出现较大错动.因此进行实体模型建立时要充分考虑断层的影响，根据矿体的延伸赋存规律主观的添加控制线，采用人机交换方式对矿体空间位置加以控制.再通过“闭合线之间连接三角网”方式形成实体模型.矿体端部及尖灭处，应用软件带有的“外推矿体”命令进行处理，合并三角网构建得复杂矿体模型（图4）.依据具体情况对矿体进行一定的实体编辑修改，但此过程可能会改变矿体真实情况，故尽量少用.矿体模型与地表模型相交出露地表，需用线框布尔运算方法对出露的部分进行裁剪删除.最后，为保证模型的可靠性要进行实体验证，对错误实体进行修正，如自相交、重复、无效边三角形等［10］.验证合格的实体模型才可以进行查询、编辑、体积计算等操作.软件上建立的矿体模型除具备矿体表面三维可视化功能，还可以在内部任意设置剖面，全面掌握矿体的形态、产状、空间分布规律，便于在模型上进行矿山设计与规划.同时，矿体实体模型可为块体模型提供边界约束，为高效地进行块体估值和矿体储量计算提供基础.由图4可知，不同视角下的矿体模型可以看出，矿体形态十分零散复杂，矿床内的多个矿体间不连续，采用传统块段法进行储量计算必定耗费大量的精力，且因工作量大不免有部分零散矿块统计时出现遗漏，造成储量计算的误差.2.5 建立块体模型及储量计算建立好的矿山地表/矿体模型只能反映矿体赋存状况和空间形态.对于矿体储量计算还需建立离散的组合块体模型，然后再利用3DMine软件采用距离幂次反比法对矿体平均品位、储量进行估算［11-12］.距离幂次反比（IDW）法与地质统计学中的插值法一样.基本原理为：假定区域化变量之间存在相关性并且这种相关性可以定量地表示为：样点与待估点之间的距离的幂次成反比［13-14］，对待估点进行无偏估计.距离幂次反比法估值思路［15］：①以待估点（块）中心为圆心、以影响半径R作圆（三维状态下，圆变为球），同时设定捕捉样品点数上/下限；②根据钻孔数据库中样品点坐标数据，计算待估点影响范围内每一样品点与其中心的空间距离d；③由公式（幂次去“2”）计算块体品位即为待估值点（块）的矿体品位，示意图见图5.结合文献［16］的研究且限于篇幅文中仅以3 DMine软件采用距离幂次反比法估算矿体储量为例，具体步骤：1）确定矿体空间产状参数.距离幂次反比法估值需要详细的矿体空间产状参数，包括：矿体走向、侧伏角、倾向、倾角、矿带长度、延伸和厚度规模.可通过创建与矿体相近产状的搜索椭球获取，对以上参数进行梳理保存以备输入及调用.2）创建块体模型.结合矿体的厚薄情况，将块体尺寸设为：5 m×5 m×2.5 m，次级块为：2.5 m×2.5 m× 1.25 m.并创建块体Au品位（浮点型）、类型（字符）岩石、比重（浮点型）等属性，形成块体模型并保存.块体尺寸的设定对矿体储量计算影响很大，矿体尺寸要与进出平衡尺寸相近.三维矿体边缘将立方体块体切割产生块体内外现象，计算过程中会自动对矿体边缘块体进行取舍，多取的部分与舍弃的部分数量相等（或近似相等），即为进出平衡，此时的矿体尺寸即为进出平衡尺寸.3）组合样品文件.组合样品的过程是将品位信息通过长度加权的方法提取到若干点上，再以该点的品位信息进行样品点估值.本次组合采用圈矿指标组合的方法，即ωAu≥2.4 g/t，最小可采厚度2 m，夹石剔除厚度0.5 m，获得组合样品文件.4）搜索椭球体设置.启动距离幂次反比法估值命令并导入组合样品文件，设置距离幂次为“2”.而后创建搜索椭球体，参数如下：主轴搜索半径600 m，主/次轴=2，主/短轴=4，主轴方位角29°，侧伏角18°，主轴倾角-25°，最少样品点2，最多样品点12，设置好后自动进行计算.软件还可以对不同的品位块体进行不同颜色显示，得到块体品位分布如图6所示，直观的揭示出矿体内部品位空间分布情况.储量估算后生成3DMine矿块模型报告，基于3DMine软件的距离幂次（平方）反比法最终估算的矿体内资源储量为184.8 t，品位5.24 g/t，矿山传统地质块段法估算的资源储量为180 t，品位5.12 g/t，由于该矿体勘探工程分布均匀且深入全面，因此相对于地质环境复杂且勘探工作粗糙的矿体，该矿体采用的地质块段法的储量估算结果比较可靠.基于3DMine软件的距离幂次反比法估算的矿体储量结果与传统的地质块段法估算结果相比，储量误差与品位误差可以接受，均小于2.7%，如表2所列.传统块段法储量估算结果偏小的原因可能为由于矿体形态复杂，该方法过多剔除矿体不规则边界的影响.而距离幂反比法以待估点为中心的一个区域内的数据进行差值计算，且各样点权重之和为1，对于未采样点的估计值是未采样点属性真值的无偏估计［17］，与实际情况更为吻合.1）基于3DMine软件构建地质数据库，综合利用已有地质资料和钻孔数据，建立了矿区地表模型、矿体模型，直观显示矿体在矿区底层内的赋存状态，为矿山开采设计和生产提供很好的操作平台，且为数字矿山中的管理、应急提供三维基础平台. 2）3DMine软件的距离幂次反比法估算的储量及品位与矿山实际地质块段法估算结果基本一致，且计算快速有利于矿山资源评估和安排生产计划.3）矿山传统的地质块段法计算过程繁琐、结果精度低，对矿体形态复杂的局限性较大，因此，借助软件运用距离幂次反比估值有一定优越性.【相关文献】［1］吴立新，汪云甲，丁恩杰，等.三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿［J］.煤炭学报，2012（3）:357-365.［2］陈国旭，吴冲龙，张夏林，等.基于投影图的矿体三维可视化模型动态构建及资源储量评价［J］.应用基础与工程科学学报，2015（4）:740-749.［3］荆永滨，王李管，毕林，等.复杂矿体的块段模型建模算法［J］.华中科技大学学报（自然科学版），2010（2）：97-100.［4］杨成杰，吴冲龙，张夏林，等.基于实体与块体混合模型的三维矿体可视化建模技术［J］.煤炭学报，2012（4）:553-558.［5］王运森，闫腾飞，安龙.基于三维激光扫描的复杂空区点云处理技术研究［J］.有色金属科学与工程，2015，6（2）:89-93.［6］余先川，邓维科，肖克炎，等.基于三维克立格方法的可视化储量估算［J］.地学前缘，2013（4）:320-331.［7］朱青凌，罗周全，刘晓明，等.块体模型储量估算原理的应用研究［J］.矿冶工程，2012（6）:9-13.［8］王李管，曾庆田，贾明涛，等.复杂地质构造矿床三维可视化实体建模技术［J］.金属矿山，2006（12）:46-49.［9］李梅，董平，毛善君，等.地质矿山三维建模技术研究［J］.煤炭科学技术，2005，53（4）:46-49.［10］吴健飞，叶义成，王其虎，等.某多层复杂矿床开采优化的三维地质建模［J］.金属矿山，2012（9）:24-128.［11］李章林，张夏林，刘刚，等.距离幂次反比法参估样品数据的自动优化［J］.地质科技情报，2014（6）:209-212.［12］LU G Y，WONG D W.An adapative inverse-distance weighting spatial interpolation technique［J］.Computer&Geosciences，2008，34（9）:1044-1055.［13］李章林，王平，张夏林.距离幂次反比法的改进与应用［J］.金属矿山，2008（4）:88-92. ［14］MUELLER T G，S R K，PUSULURI N B，et al.Optimizing inverse distance weighted interpolation with cross-validation［J］.Soil Science，2005，170（7）:504-515.［15］王洪江，杨柳华，吴爱祥，等.基于块体模型的储量估算方法［J］.有色金属（矿山部分），2014（6）:87-91.［16］余牛奔，齐文涛，王立欢，等.基于3DMine软件的三维地质建模及储量估算——以新疆巴里坤矿区某井田为例［J］.金属矿山，2015（3）:138-142.［17］李章林，张夏林.距离平方反比法矿产资源储量计算模块设计与实现［J］.地质与勘探，2007（11）:92-97.。

三维建模论文：三维地质建模技术的研究与应用摘要针对萨北开发区井网密度不断加大、剩余油分布高度零散的实际情况,二维的砂体沉积相带图和构造图已不能满足特高含水后期工作的需要。

充分利用三维可视化建模软件的功能,描述密井网条件下的精细构造特征和砂体发育特征,揭示储层厚度、渗透率、孔隙度等属性数据的分布状况,为寻找剩余油富集区提供地质依据,并为油藏数字化工作探索出一条切实可行的方法。

关键词: 三维可视化建模软件构造1、三维地质建模技术的关键1.1 建立三维构造地质模型的技术关键构造模型的建立主要由断层模拟、三维网格化、建立地层格架三部分组成,它是三维地质建模的基础,其精度直接影响到最终的模拟结果。

在建模流程中, Petrel软件定义断层的方法很多,根据断层polygon、地层解释层面、输入的构造图、fault stick、断点都能生成断层。

萨北开发区断层主要由测井解释对比得到的断点信息确定的,因此采用断点信息来构建断层。

利用断点信息,通过make surface形成断层面,断面转换成模拟断面形状的线,线转换成模型中定义断层形状的Key Pillar。

断层模型建好后,利用已建立的断层和设置的边界经过Pillar网格化、make horizon、make zone三个步骤建立骨架模型。

垂向上则利用地层对比结果,建立地层格架。

1.1.1校正斜井轨迹与斜井断点数据由于斜井只有地面坐标和地下坐标,断点深度是测量深度,在二维上进行断点组合难度大且准确率低,所以在建立构造模型时,应用petrel软件内置的斜井轨迹校正程序,输入斜井的井斜角、方位角数据,建立斜井轨迹模型。

对斜井的层面海拔深度进行校正,将测井解释层面深度回送到斜井井轨迹上,输出斜井轨迹数据,将对应层面点坐标及垂深进行校正。

校正后使断点与斜井轨迹吻合,能准确反映出断点空间的真实位置,降低组合难度。

图1 斜井断点与轨迹图2 lock to well top 示意图1.1.2确保断层面穿过油层部位断点结合断点平面上分布形态、断距变化的规律、断层面倾向和性质以及断层面两侧地层层位落差等,从上到下逐层将油层部分断点于相邻的Key Pillar进行锁定,确保断层平面在油层部位穿过断点。

数字矿山中三维地质建模方法与应用摘要：在当前的矿产开采领域当中,三维地质建模是一种十分常用的方法,为我国的矿业发展提供了极大的帮助.因此,需要对其建模的方法和应用进行分析.关键词：数字矿山；三维地质；建模方法；应用一、矿山数据来源与分类地质数据是地球在长期演变过程中经历的各种地质作用的记录，是地质意义的一种表达形式。

传统的地质空间数据包括：地质图、构造图、岩浆岩石图、矿产图、地质灾害图、岩相图等及与之相应的地层信、古生物、构造和岩性资料等。

还包括各种物化探资料，如重、磁、电测量资料，以及地震资料、地球化学勘探资料，各种钻井资料等。

矿山地质数据按空间分布划分，主要包括地表空间数据和地下空间数据；按数据获取手段划分为遥感数据、测量数据、勘探工程数据、物探数据、化探数据等；按信息来源划分为原始数据和成果数据。

1.1地形地质图地形地质图是表示研究区的地形特征、地层、矿层分布、岩层产状及地质构造特征的图件。

地形地质图是以地形图为底图，通过地质调查及生产勘探而编制成的图件。

图中内容包括地形地物、地质界线、勘探工程及其它。

1.2钻孔柱状图钻孔柱状图是根据钻孔的现场编录、测试成果和室内土工试验数据整理，并以一定比例尺、图例和符号绘制出来的，自上而下对地层进行层序编号和描述的图件。

柱状图中应标出工程编号、孔号、孔口标高、地下水位、观测日期，柱状图内容应反映出土层厚度、标高、土层名称、颜色、成分、状态以及岩土物理力学性指标等。

勘探线剖面图在地质勘探过程中，勘探线剖面是通过某一勘探线所作的垂直于水平面，并与地表、地下各岩层或矿体相截的竖直断面。

描绘这种竖直断面的图件称为勘探线剖面图。

当勘探线剖面图垂直矿体走向时称为横剖面图，平行于矿体走向时称为纵剖面图。

勘探线剖面图分上下两部分：上部分为竖直断面图；下部分为水平面图。

剖面图上反映了是地质工程、矿体、构造等在竖直方向上的分布。

二、数字矿山重要技术1.三维地学建模在我国“数字矿山”这个综合完善的信息体系中，三维地学建模是体现的关键构成要素，技术最关键。

ＳｅｒｉａｌＮｏ．６１４Ｊｕｎｅ２０２０现　代　矿　业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６１４期２０２０年６月第６期 侯志刚（１９７９—），男，工程师，硕士，０６４４０４河北省唐山市迁安市杨店子镇。

河北迁安二马铁矿床三维地质建模研究及应用侯志刚（首钢集团有限公司矿业公司） 摘　要　在历年生产勘探获得的地质、测量、勘探工程、地质编录、取样与化验等地质原始资料的基础上，构建了基于Ｓｕｒｐａｃ软件的二马铁矿床三维地质模型。

通过对三维建模结果的综合分析，并结合二马铁矿床成矿控制规律研究结果，对Ｓ１０００～Ｓ１４００勘探线深部矿体进行了成矿预测，为矿山接替资源预测提供了新途径。

建立的二马铁矿床地表模型、断层模型、地层模型、矿体模型实现了矿区矿床的三维可视化，完整准确地表达出了地下地质体的空间位置关系以及矿岩信息，为矿床开采以及生产动态管理提供了基础。

关键词　三维地质建模　实体模型　成矿预测ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４ ６０８２．２０２０．０６．０１４ 矿产资源是基于岩石圈的三维空间实体，如何对重点成矿区进行资源量精准预测，是一个复杂问题。

经过近年来的研究，这一课题可定义为运用现代空间信息理论和技术对地质体和地质现象，以及与之有关的人类工程活动进行真三维再现和分析的科学与技术［１ ４］。

三维建模软件具有强大的三维建模功能、可视化功能和可编辑等优点［５］，前人研究了如何利用矿业软件进行矿山三维建模的方法，侧重点都在于如何利用软件进行储量计算［６ ７］及如何利用建立的矿山三维模型推断矿体成因，并对矿区深部找矿前景进行初步预测［８］。

作为全国有名的铁矿危机矿山之一，河北省迁安市二马铁矿床经过２０多年的开采，铁矿接替资源匮乏［９］。

为了缓解二马铁矿区的铁矿资源形势，更好地理解矿体三维结构及成矿规律，将三维地质建模（３ＤＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓＭｏｄｅｌｉｎｇ）技术应用于该矿区，利用Ｓｕｒｐａｃ软件研究二马铁矿床三维地质模型，更加精准地掌握矿床形态、成因、成矿规律、地质构造等，指导实际生产。

三维层状矿床地质模型建立方法说实话三维层状矿床地质模型建立方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我当时就想啊，这么个复杂的事儿，可咋整呢。

我最初尝试直接按照地质勘探的数据，一对一地在软件里构建形状。

这就好比拿着一堆积木块，不看图纸就想搭出个大楼，那结果能好吗？我发现根本不行，那些数据看起来简单，但是一到构建三维模型的时候就乱套了。

不是这个地层厚度看起来不对，就是层与层之间的空间关系错乱了。

然后我就寻思，得有个规划啊。

我就开始先把最基本的地层分界线确定出来，这就像是先画出大楼的轮廓草图一样。

我把相同性质的地质区域先圈定出来，当成一个个模块来处理。

这一步很重要，要是这最开始的圈定都不准确，后面肯定全错。

就像你盖房子，地基要是歪的，房子肯定盖不好。

我试过用好多软件来做这个事儿。

有的软件操作特别复杂，界面全是密密麻麻的按钮和各种看不懂的术语。

我就在那瞎点，点着点着模型就变得奇奇怪怪的。

后来我就换了几个相对简单直观的软件。

在处理数据这块儿，我也有些心得。

数据不准确是个致命伤，我之前因为用了一些未经严格校对的数据，导致模型建立出来看着就不符合实际的地质规律。

所以，数据的采集和整理一定要格外精心，就像挑选建房子的材料，一块次品都不能要。

还有一个之前忽略掉的事儿，就是不同地层之间的过渡关系。

我一开始就简单地把地层当成一个个独立的平板，结果模型特别生硬。

后来我就深入研究不同地层之间在野外的实际过渡状况，在模型里也尽量准确地还原这种变化。

我觉得建立三维层状矿床地质模型，没有特别简便的万能方法。

得一步一步来，每一步都要反复检查。

还有就是要多参考实际的地质资料，实地考察收集到的信息比坐在办公室里凭空想象的重要得多。

之前我有段时间就有点过于依赖软件功能，而没把实际的知识内容融入进去，模型构建出来就很理想化，一点都不实用。

这就是我在建立三维层状矿床地质模型过程中的一些尝试和经验，希望能有点用。

第26卷第8期岩石力学与工程学报V ol.26 No.8 2007年8月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug.，2007复杂边坡三维地质可视化和数值模型构建郑文棠1，徐卫亚1，童富果1，石安池2(1. 河海大学岩土工程研究所，江苏南京 210098；2. 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州 310014)摘要：复杂边坡三维地质可视化和数值模型的构建是岩土工程和水利水电工程中常常遇到的关键问题。

三维地质可视化可以展示边坡结构面的空间组合，揭示边坡的宏观破坏模式；可视化模型与数值模型的结合和转换可以反映地质信息的仿真性和动态可修改性。

基于AutoCAD平台，借助AutoLisp语言，采用滑动最小二乘法插值拟合，构建三维可视化模型，同时讨论可视化模型与数值模型的转入。

优点在于结合了AutoCAD优越的图形编辑功能和ITASCA公司数值软件(FLAC3D和3DEC)的计算功能，并可根据地质信息的变化更新可视化模型和数值模型。

该技术与三维可变形离散元法相结合，在白鹤滩水电站进水口高边坡三维可视化和应力变形分析中进行了应用。

同时针对3DEC软件前后处理的不足，结合3DEC内嵌的FISH语言和AutoCAD的AutoLISP语言进行编程，探讨3DEC加锚方法、三维合位移等值线云图和塑性区可视化实现。

关键词：边坡工程；滑动最小二乘法；三维可视化模型；离散元法；数值模型；塑性区中图分类号：P 642 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)08–1633–123D GEOLOGICAL VISUALIZATION AND NUMERICAL MODELING OFCOMPLICATED SLOPEZHENG Wentang1，XU Weiya1，TONG Fuguo1，SHI Anchi2(1. Institute of Geotechnical Engineering，Hohai University，Nanjing，Jiangsu210098，China；2. East China Investigation andDesign Institute，China Hydropower Engineering Consulting Group Co.，Hangzhou，Zhejiang310014，China)Abstract：The construction of the 3D visualization model and the numerical model of rock slope is critical in geotechnical，hydroelectric and hydropower projects. The 3D visualization model not only illustrates the spatial combination of structural plane in slope，but also discloses the macroscopic failure mode of slope. The combination and transition between the visualization model and the numerical model can indicate the simulation and dynamic modification of geological information. Based on AutoCAD platform，AutoLisp program and interpolation method of MLSM are used to generate the 3D visualization model. Moreover，the interface to the numerical model is discussed. This technique well combines the excellent graphic manipulation of AutoCAD and the general numerical softwares FLAC3D and 3DEC of ITASCA Ltd.. Besides，the model can adapt the technique to change the geological information. Combined with the discrete element method for deformable bodies，the technique has been well applied to the water intake high slope in Baihetan Hydropower Station. FISH program in 3DEC and AutoLISP program in AutoCAD are combined to improve the functions of preprocessing and post processing of 3DEC. The anchorage method in 3DEC，visualization of contour chart and nephogram of 3D displacement and plastic zone are discussed.Key words：slope engineering；moving least squares method(MLSM)；3D visualization model；discrete element method(DEM)；numerical model；plastic zone收稿日期：2006–11–21；修回日期：2007–01–26基金项目：国家自然科学基金重点项目(50539110)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412707)作者简介：郑文棠(1981–)，男，2003年毕业于河海大学，现为博士研究生，主要从事岩石边坡工程方面的研究工作。