基于Surpac的矿山三维地学模型及综合信息成矿预测研究
- 格式:pdf
- 大小:1.81 MB
- 文档页数:5
1 矿床地质1.1 区域地质概况该锰矿区位于塔里木—华北板块与羌塘(中间)板块接触部位北侧,塔里木微板块的西昆仑北缘古生代复合沟弧带内。
矿区北部属塔里木地层区塔南地层分区,矿区南部属昆仑地层区西昆仑地层分区,以古生代、中生代地层为主,少量中古元古代地层及第三系、第四系地层。
区域岩浆活动不发育,仅出露早二叠世火山岩。
成矿区划属南天山Au、Pb、Zn、Cu、Sn、Sb、Al、Hg、稀有、稀土金属、宝石成矿带的一部分及西昆仑木吉—阿克塞钦Au、Cu、Fe三级成矿带,矿种主要有锰矿、铁矿、岩金、砂金。
1.2 矿区地质特征矿区位于玛尔坎土山复背斜北翼,构造简单,有卡拉特河断裂(F)的西延部分横贯矿区,出露矿区部分编号49为F。
F总体呈近东西向展布,在矿区中段微向北凸,呈22微弧形,断层面产状倾向350-20°,倾角45-88°,为正断层。
矿区地层从老到新依次为石炭系上统喀拉阿特河组(C k)、二叠系下统玛尔坎雀库塞山组(P m)、上三叠统霍21峡尔组(T h)、第四系冲洪积,其中石炭系上统喀拉阿特33河组第三岩性段(C k)为赋矿层。
2矿区侵入岩不发育,中部出露少量二叠系下统(P m)灰1绿色蚀变安山岩,出露长度约1400m,宽度5-7m,约20.01km,为间接找矿标志。
1.3 矿床地质含锰岩系全区稳定分布。
锰矿体赋存于上石炭统喀拉阿特河组(C k)含碳泥质灰岩夹薄层细晶灰岩条带中,灰2黑色,泥晶、微晶结构,块状、碎裂状构造。
锰矿体由条带状、透镜状或薄层状的菱锰矿组成,呈层状产出。
产状:总体走向近东西向,倾向北西—北东,倾角65-88°。
该锰矿区矿体划分为3个,其中3号矿体规模最大,均位于玛尔坎土山背斜的北翼。
本文利用Surpac软件对3个矿体进行三维建模。
3号矿体,形态规则,呈似层状产出,矿体连续性好,控制长度1300m,地表出露长度768m,控制最大埋深311m。
矿体总体走向90-100°,倾向350-10°,局部矿体出现倒转现象。
基于SURPAC的梭罗沟金矿三维地质模型建立及资源储量估算应用摘要:经过多年的发展,矿业工程软件越来越成熟。
通过使用这些软件可以高效的处理海量数据、实现三维可视化地质模型的构建、快速进行资源储量估算等。
梭罗沟金矿做为四川目前查明资源量最大的金矿,从进行勘探到今天的开采阶段,一直缺少三维地质模型进行指导。
本次通过SURPAC软件构建了梭罗沟金矿三维地质模型,并使用距离幂次反比法对资源储量进行了估算,对于促进梭罗沟金矿在地质采矿领域的信息化管理和数字化矿山建设具有重要意义。
关键词:SURPAC软件、梭罗沟金矿、三维地质模型、资源储量估算梭罗沟金矿位于四川省木里藏族自治县县城340°方向的梭罗沟,矿区出露地层为三叠系上统曲嘎寺组,至下而上可分为三段。
其中,一段以灰岩为主;二段以岩屑石英砂岩、粉砂岩、炭质板岩为主;三段以蚀变中-基性火山岩、凝灰岩和玄武岩为主。
矿区大规模褶皱不太发育,地层总体为向南或南南东倾斜的单斜构造。
区内断层构造以近东西向和近南北向断裂为主。
梭罗沟金矿体主要分布在近东西向的F1断裂控制的构造蚀变带内[1],在该带内共带内共圈定有6个矿体,含矿岩性以蚀变中-基性火山岩为主。
梭罗沟金矿历经二十余年的地质勘查工作,积累了丰富的地质资料,为三维地质建模奠定了良好的基础。
1地质数据库的建立SURPAC软件使用的是关系型数据库,支持多种数据库类型,包括Oracle、Paradox和Microsoft Access[2]。
其内部包含三个强制表,即孔口表(collar)、测斜表(survey)和转换表(translation)。
除了强制表外,还可以添加可选表,用于储存地质和化验等信息,如岩性数据记录表、样品化验数据记录表等。
本次梭罗沟金矿地质数据库建立了如下数据表:孔口表(collar)、测斜表(survey)、化验表(sample),各数据表结构见表1。
表1 地质数据库各表结构表名包含字段字段意义col larhole_id;x;y;z;hole_path;max_depth工程编号;孔口x坐标;孔口y坐标;孔口标高;轨迹类型;最大深度sur veyhole_id;x;y;z;azimuth;depth;dip工程编号;孔口x坐标;孔口y坐标;孔口标高;方位角;测量位置;倾角sam plehole_id;sample_id;depth_from;depth_to;Au工程编号;样品编号;样段起点;样段终点;金品位根据建立的Surpac地质数据库要求,将收集到的矿区地质资料(探矿工程坐标、测斜数据、取样位置、分析成果等)按固定格式导入,建立数据库。
基于Surpac软件的矿区三维地质体建模
张学强;刘亚静
【期刊名称】《有色金属:矿山部分》
【年(卷),期】2022(74)3
【摘要】三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。
以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。
基于三维矿业建模软件Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。
同时建立矿体模型,为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较、更新。
建立的地质体整体模型可为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导。
【总页数】8页(P100-107)
【作者】张学强;刘亚静
【作者单位】华北理工大学矿业工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD178
【相关文献】
1.基于Surpac的四角羊多金属矿区三维地质建模
2.基于Surpac软件三维地质建模技术在地质教学中的应用
3.新疆某锰矿基于Surpac软件的三维地质建模
4.新疆
某锰矿基于Surpac软件的三维地质建模5.内蒙古迪彦钦阿木钼矿区热液矿化蚀变分带建模-基于Surpac软件
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于Surpac的潘家田铁矿三维地质建模的开题报告一、选题背景随着资源开采的加剧和技术的不断提升,矿产资源的开采过程中要求更为高效、安全、节能、环保等多方面指标。
地质建模在矿产资源评价和开采过程中起到了至关重要的作用,对于提高资源利用效率、降低成本、减少环境污染具有重要意义。
潘家田铁矿是目前较为活跃的铁矿石矿山之一,其地质结构比较复杂、资源储量大,是一个非常适合进行三维地质建模的挖掘对象,对于三维地质建模的研究和实践具有积极的推动作用。
二、选题意义本研究将应用Surpac软件对潘家田铁矿进行三维地质建模,对铁矿石矿山的地质结构、矿体大小、分布区域、开采难度等方面进行深入分析,对资源的装备方式、开采规划及精细管理提供帮助和支持。
同时,三维地质建模具有以下几个优点:1.实时性好:对不断变化的矿山状况可以进行实时分析。
2.可视性强:可以通过不同的视角展示不同的地质信息,有利于矿山规划的实现。
3.多维分析:可以提供地质信息的多角度考察,有效挖掘资源潜力,避免资源浪费和破坏。
4.专业性强:三维地质建模常用于矿山资源评估、开采规划设计、复杂地质体模拟,在专业性和应用性方面都有很高的价值。
因此,本研究具有实际意义和现实意义,可以为矿山企业的生产经营提供有力的支持和帮助。
三、研究内容本研究的主要内容包括:1.收集潘家田铁矿的地质数据资料,包括地质图、钻孔记录等。
2.建立三维地质模型,排除潘家田铁矿储量的地质复杂性,对其地层、构造、矿体大小和分布范围进行详细建模。
3.利用模型进行资源评估和矿体分析,探讨其可采装备介质,规划出最佳的采矿方案,提高资源的利用效率。
4.对三维地质建模技术进行分析和总结,掌握其在矿山资源管理方面的运用方法和优化措施。
四、研究方法1.采取Surpac软件作为主要工具,利用地质数据资料和其提供的三维建模功能进行矿山的地质模型设计和分析。
2.通过对模型结果的评估和分析,对模型精度、可靠性和有效性进行检验和评估。
基于Surpac的矿山三维地学模型及综合信息成矿预测研究杨晓坤1,秦德先1,冯美丽2,胡志军1,伍伟1,刘晓玮1(1.昆明理工大学,云南昆明650093;2.中国银行云南省分行,云南昆明650000)摘要:矿山地学建模是数字矿山的关键技术之一.采用大型矿业软件SurpacVision建立了某矿山的矿山三维地学模型,三维直观定量地反应了矿山地形、地层、构造、岩浆岩和钻孔地球化学原生晕的基本情况.通过综合分析研究,可以实现动态综合多方案圈定异常,可以对异常的形态特征、异常变化规律及其空间关系进行分析研究,实现矿山综合信息成矿预测,对矿山资源接替具有现实的意义.关键词:地学模型;Surpac;数字矿山;综合信息成矿预测矿山三维地学建模是数字矿山的关键技术之一,是实现数字矿山的基础.三维地学模型要在实际应用中发挥作用,产生效益,最基本的功能要求有:可以真实形象地显示并精确描述地表模型、地层、构造、矿体和巷道三维模型;可以根据需要对三维模型进行任意剖面平面切割;可随时进行矿体的体积、储量的计算以及品位分析;可以使地质工作者直观地看到地质现象的几何形态、相互关系及分布情况,准确地进行科学分析;力求通过矿山三维地学模型,综合分析矿山的物化探资料,达到对己知矿体深部及外围的异常进行搜索和圈定,实现靶区优选,指导具体地区的找矿预测工作,实现矿山资源的可持续利用.近年来,随着“数字矿山”(DigitalMine,DM)概念的出现,许多矿山采用了数字化技术,获益匪浅.一旦将矿山资料数字化后,原来传统的资料生成和管理方法都将获得革命性的改造,以准确、实时的数字化资料管理方式有效地推动技术的发展.例如,对新疆阿舍勒矿床进行三维定位预测研究,建立了三维立体模型,发现了萨依嗍克铜金矿床,预测了阿舍勒矿床除铜锌矿外,尚有独立银矿床,预测资源量达1542t,提出了Cu、Zn、Au、Ag、Pb、Cd、Ba成矿共聚作用新见解,指导了该地区今后的勘查工作.笔者在对某矿山的一大型矿体的地学建模过程中,应用Surpac软件建立了矿山地质数据库、矿区地形模型、地层模型、构造模型、岩浆岩模型和钻孔原生晕地球化学模型.通过对矿山三维地学模型的综合分析研究,可以很容易观测到异常的外部特征、异常变化规律及与其他地质组分的空间变化关系,并且可以实现动态多方案圈定异常,对矿山资源接替具有现实的意义.1矿山地质概况矿床为海底喷流热水沉积矿床,工业类型为锡多金属硫化物矿床.区内出露的地层主要有泥盆系至三叠系,属海相类复理石碳酸岩建造,沉积物厚度4325~7851m.矿体均产于上泥盆统碳酸盐岩-硅质岩-泥灰岩岩石组合中.矿区的主要构造为北西向的断裂和背斜,矿区三大锡多金属矿床沿北西向断裂和背斜呈串珠状展布.矿区内主要有燕山中、晚期的花岗岩浆活动,矿区东西部各有南北走向的花岗斑岩和闪长玢岩岩墙出露.矿区矿化体按其产状及矿物特征可以分为两组.第一组矿化为同生喷流沉积成矿作用的产物,包括层纹条带状矿化和结核状矿化,主要为磁黄铁矿(黄铁矿)-铁闪锌矿-锡石-石英-毒砂组合,少量石英-锡石组合;第二组矿化为后期改造成矿作用的产物,包括细(网)脉状矿化、大脉状矿化和层面脉状矿化,主要为石英-锡石组合、黄铁矿-闪锌矿-毒砂-锡石-石英组合和锡石-石英-方解石-脆硫锑铅矿组合.2矿山三维地学模型矿区地质现象复杂多变,既包括各种自然地质现收稿日期:2007-06-27;修回日期:2007-08-10.张哲编辑.地质与资源GEOLOGYANDRESOURCES第17卷第1期2008年3月Vol.17No.1Mar.2008・方法与应用・文章编号:1671-1947(2008)01-0061-05中图分类号:P612;P628文献标识码:A数据表名称数据主要字段孔口表孔号、Y坐标、X坐标、Z坐标、最大孔深测斜表孔号、测点深度、倾角、方位角地质表样品开始深度、样品终止深度、样号、岩石类型品位表孔号、样品开始深度、样品终止深度、样号、锡、铜、铅、锌、锑、银、钨、钴+镍和金品位表1地质模型数据库数据表结构Table1Datasheetstructureofthegeologicmodeldatabase象,如地层、矿体、断裂,也包括人为地质现象,如钻孔、井巷、采空区,这些地质现象都是三维的.而现有的基于DTM/DEM的2.5维GIS地学模型系统,虽然可以处理空间实体的高程坐标,但由于它们无法建立空间实体的三维拓扑关系,使得地质体建模、空间分析、地质体任意剖面线生成及可视化等真三维操作难以进行.“数字地球”、“数字中国”以及“数字矿山”战略的实施,迫切需要能够进行真三维操作的GIS和地学模拟软件.三维地学模型(3-DimensionGeoscienceModeling,简称3DGM)就是为了解决地学领域中遇到的三维问题而提出来的[1].2.1矿山三维钻孔原生晕地球化学模型信息技术、数字化技术、网络技术及计算机的发展,为综合信息成矿预测由定性向定量发展带来了机遇.近年来国内外应用数学地质、地质统计学等新兴边缘交叉学科的理论方法,以GIS和计算机为工具,对地、物、化、遥等多源地学空间信息进行采集、储存、检索、分析,建立空间数学模型、地质模型、地球物理模型和地球化学模型,对矿床或地质体进行数字化、虚拟化,使其在三维空间可视化,以便对找矿信息进行筛选,去粗取精,去伪存真,最大限度地提取找矿有用信息,进行资源预测评价.2.1.1地质模型数据库的建立收集了矿山的原始地质资料并进行了数字化处理,建立了钻孔表、测斜表、地质表和品位表,建立地质模型数据库.数据库结构如表1.2.1.2元素统计分析对元素的统计分析包括基础统计分析和多元统计分析.原始数据的统计分析是以后进行建模的基础.基本统计的内容包括样品的总数、均值、中值、方差、标准差、均方差和变化系数等.进而根据变化系数来确定矿化的连续程度,根据直方图所反映出的数据频率分布特征来确定总体是单一总体还是混合总体.对混合总体还要进行筛选,对特异值加以适当的处理,并根据不同的概率分布类型选择恰当的处理方法等.成矿的复杂性和多样性是矿产资源的共性,其研究难点是成矿过程中的演化问题.地球化学元素的多元统计分析可以推测元素在复杂的成矿过程中的演化特征,从而为预测找矿提供有用的微观信息.2.1.3原生晕异常量的赋值通过对钻孔原生晕的建模及空间赋值,可以使地质工作者从空间上直观定量地把握矿山已知矿体与异常的空间关系、各元素的异常分布情况和元素组合异常情况(图1a、b).2.2矿山三维地形模型地形模型(DigitalTerrainMode,简称DTM)是以数字的形式按一定的结构组织在一起,表示实际地形特征的空间分布模型.或者说,DTM是代表地形特征空间分布的一个数组,它可以用X、Y、Z坐标值的阵列来表示,或者用多项式和富氏级数定义的地形表面的方程组来表示.还有人把DTM概念定义为二维空间上的一个有限项的向量序列,它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形.虽然矿区是以地下开采为主,但是通过对地形模型的建模,也可以为综合信息的叠置提供平台.它可以把深部的地质情况反映在地表,从而使得下一步地质工作得以进行.笔者通过对矿山地形的三维数字化,实现三维地形模型.地形情况如图1c.2.3矿山三维地层模型对地学工作者而言,三维地层模型对实际的地质分析极为有用,因为三维模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内包含的各种地质构造,逼真地呈现三维动态显示效果.辅以强大的交互式空间分析工具,三维地层模型能够灵活自然地表现三维地质实体,最大限度地增强地质分析的直观性和准确性.结合应用实践,笔者提出了一种构建三维地层实体模型的新方法.该方法以钻孔资料作为构建地层模型的源数据,并尽可能多地加入建模者的专家知识经验与解释,提取钻孔资料中的地层信息数据绘制地层等深线.运用Surpac系统软件的DTM功能模块绘制地层等深线.本文选取研究区内最典型的5个地层(顶板),进行地层等深线绘制分析.从高到低,依次是D33、D32、D31、D22和D21(图1d).地层的三维模型与可视化在地质研究和资源勘探与开发中具有十分重要的意义,它可以快捷、方便地给地学领域的工作人员提供大量可靠的地质信息,将地地质与资源2008年62图1利用Surpac建立的矿山三维地学模型图Fig.1The3-DgeologicmodelofminebySurpaca、b—原生晕异常透视图(perspectiveofprimaryhaloanomaly);c—Surpac地形模型(digitalterrainmode);d—矿区地层情况图(perspectiveofstrataintheorefield);e—断裂在地表的出露平面图(planviewoffaultoutcroppedinsurface);f—断裂在地表的出露三维图(3-Dviewoffaultoutcroppedinsurface);g—东岩墙平面图(planviewoftheEasterndike);h—东岩墙在地表出露情况(outcropoftheEasterndikeinsurface)杨晓坤等:基于Surpac的矿山三维地学模型及综合信息成矿预测研究第1期63图2矿区地质及异常高程叠置图Fig.2Geologyandanomalyindifferentelevationsintheorefield1—已知矿体边界(borderofdetectedorebody);2—断裂(fault);3—岩浆岩(magmaticrock);4—地层界线(boundaryofstrata);5—Sn原生晕异常等值线(isoplethofSnprimaryhaloanomaly);6—三维空间找矿靶区及编号(3-Dtargetandnumber)靶区编号地层构造岩浆岩原生晕地球化学特征与已知矿体的关系ⅠD21背斜西翼花岗斑岩与闪长玢岩之间异常组合特征与已知矿体近似,且大于异常下限值处于两个矿体之间ⅡD31、D22、D21背斜核部花岗斑岩附近异常组合特征与已知矿体近似,且大于异常下限值处于已知矿体的北部表2靶区参数表Table2Charactersofthetargets质工作者从繁重的地质信息获取和地质解释手工劳动中解放出来.2.4矿山三维构造模型根据实际情况,经分析没有采用Surpac提供的“断层建模”功能,而是首先解译出每一断层在各勘探线剖面图上所揭露的轨迹,形成线文件(.str),然后再将这些线连接而形成断层面模型(.dtm),图1e、f分别为大厂断裂断层在地表、地层顶板出露所揭露轨迹的地质解译线串以及连接线串所形成的断层面模型.2.5矿山三维岩浆岩模型通过对原始资料的分析,对该矿山的岩浆岩进行建模研究,按矿区应为3个部分.首先,收集3个矿区的各中段图中花岗斑岩岩墙的资料;其次,把3个矿区同水平的东岩墙进行连接;最后,连接不同水平的推测岩墙形成岩墙实体及其在地表的出露情况(图1g、h).3综合信息成矿预测根据分析[2,3],矿区成矿受多因素控制,主要控矿类型包括沉积环境控矿、地层层位控矿、构造控矿和岩浆岩控矿等.按照已知矿体地球化学特征分析和多元统计分析,建立异常元素组合,寻找近矿特征元素,并通过异常元素组合与模型中其他地质变量的叠合,进而定位异常的空间位置,优化找矿靶区(图2).靶区参数描述如表2.从图2可以看到,三维空间找矿靶区所处的位置正是地层层位、构造、岩浆岩和元素组合原生晕的叠合部位,此空间位置不属于已知矿体的矿界以内.2006年通过的工程验证,已经在370m高程发现工业矿体,找矿效果显著.4结论通过对矿区的三维地学建模,能够使地质工作者全视角地认知矿区的地形、地层、构造和岩浆岩形态、产状、特征、地质体间相互关系及勘探控制程度,形象直观地反映出地质体的空间连续性、厚度变化等宏观地质情况,同时,原生晕模型能从微观直观地反映矿区中各元素异常情况等,这些对于评价一个矿床的地质与资源是很有帮助的.(下转第80页)参考文献:[1]吴立新,张瑞新,等.三维地学模拟与虚拟矿山系统[J].测绘学,2002,31(1):28—33.[2]秦德先,陈健文.广西大厂长坡锡矿地质与成因[J].有色金属矿产与勘查,1998,7(3):146—152.[3]秦德先,洪托,田毓龙,等.广西大厂锡矿92号矿体矿床地质与技术经济[M].北京:地质出版社,2001.REALIZATIONOFTHECONVERSIONOFDATABETWEENMAPGISANDSURFERSUNZhong-ren1,ZHENFan-yu2,ZHAOXue-juan1(1.ShenyangInstituteofGeologyandMineralResources,Shenyang110033,China;2.HeilongjiangInstituteofGeophysicalSurvey,Harbin150036,China)Abstract:TheGISsoftwareofMapGISandSurferarecommonlyappliedingeologicresearchandexploration.However,thedataofonesortcannotbeadoptedeasilybyeachother.ByanalysisonthedatafileformatsofSurferandMapGIS,thepaperproposesamethodtoconvertthedatabetweenthetwotypesofsoftware.Aconversion-softwareiscomplied.Particularly,thegridASCIIfile(DET)ofMapGIScanbeformedbysimpleediting,withouttransfertogrid.ApracticalprogramismadetodrawthegeochemicalanomalymapbySurferandthentoconvertintoMapGISformatforpublishing.Keywords:Surfer;MapGIS;datafile;graphfile;conversion作者简介:孙中任(1963—),男,教授级高级工程师,1986毕业于武汉地质学院,中国地质大学在读博士,现主要从事地质勘查工作中物化遥的应用研究工作,通信地址沈阳市北陵大街25号,邮政编码110033,E-mial//syszhongen@cgs.gov.cn(上接第64页)THESURPAC-BASED3-DGEOLOGICMODELFORMINEANDMETALLOGENICPROGNOSISBYCOMPREHENSIVEINFORMATIONYANGXiao-kun1,QINDe-xian1,FENGMei-li2,HUZhi-jun1,WUWei1,LIUXiao-wei1(1.KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China;2.YunnanBranch,BankofChina,Kunming650000,China)Abstract:Minegeologicmodelisoneofkeytechnologiesofdigitalmine.Inthispaper,a3-DgeologicmodelisestablishedwiththesoftwareofSurpacVision,whichcanquantitativelyandvisuallysimulatetheterrain,stratum,structure,magmaticrockandprimaryhalosofdrillholesinminefield.Withcomprehensiveanalysis,theanomaliescanbedelineatedmoreintegratedanddynamically.Thepattern,varietyandpositionoftheanomaliescanberesearched.Themetallogenicprognosisbycomprehensiveinformationwiththisgeologicmodelispracticallysignificant.Keywords:geologicmodel;Surpac;digitalmine;metallogenicprognosisbycomprehensiveinformation作者简介:杨晓坤(1981—),男,昆明理工大学国土资源工程学院博士研究生,通信地址昆明市学府路文昌巷68号昆明理工大学矿产地质研究所,邮政编码650093.。
基于Surpac的傲牛铁矿矿床三维模型构建摘要:借助Surpac软件建立了傲牛铁矿钻孔数据库,进行了样品组合,对原始样品和组合样进行了统计分析。
构建了矿区地表、岩层和矿体三维模型,利用实体模型约束建立了品位块体模型,采用了普通克立格法对矿体铁元素品位进行估值,对块体模型磁性铁品位进行了统计,并按品位对傲牛铁矿床储量进行统计。
计算结果表明,Surpac软件结果准确可靠,可用于矿山的采矿设计及储量资源的管理中。
关键词:傲牛铁矿;矿体模型;岩层模型;品位模型;SurpacSurpac软件的独特优势在于,强大的数据库管理能力,能够分析处理庞大的矿产数据模型;强大的开放性,方便软件与CAD制图、GIS系统进行实时双向的数据交互;可以与时下流行的任意款数据库产品链接交互;建模及估值方面,Surpac拥有领先的二次开发函数库;便于函数拟合提供了方差图和动态的泻后距调整,以帮助确定最佳的变异函数;三维实体建模工具使矿体模拟数据模型更真实准确;Surpac块体建模工具涵盖了大量的功能,方便实用。
能够快速高效的验证模型和生成任意标高的报告。
本文运用Surpac软件建立了傲牛铁矿钻孔数据库、矿体模拟三维模型,用“普通克立格法”对所建的模型估值,将计算结果与地质报告进行对比,所建的三维模型准确可靠,符合实际要求。
1 傲牛铁矿概况傲牛铁矿矿体主要赋存太古代鞍山群变质岩系地层中,岩性以角闪斜长片麻岩为主,角闪花岗混合岩为次。
矿体顶板岩石为角闪片麻岩和少量角闪花岗混合岩,底板岩石为角闪斜长片麻岩,黑云斜长片麻岩和部分角闪花岗混合岩。
傲牛铁矿矿界范围内有傲牛铁矿区、腰堡矿段和梨树矿段三个矿区,计45条铁矿体。
其中,傲牛铁矿区共有五个采区32条矿体,其中Fe1、Fe2 、Fe14、Fe15号四个矿体规模、储量较大。
矿体为多层状,就单个矿体而言,为似层状、扁豆状。
矿体形态变化较大,膨缩和分枝象显著,夹石包体现象普遍,矿体规模大小不一,大者逾千米,一般在200-400 m左右,小矿体多为地表单工程控制。
基于Surpac的矿山三维地学模型及综合信息成矿预测研究杨晓坤1,秦德先1,冯美丽2,胡志军1,伍伟1,刘晓玮1(1.昆明理工大学,云南昆明650093;2.中国银行云南省分行,云南昆明650000)摘要:矿山地学建模是数字矿山的关键技术之一.采用大型矿业软件SurpacVision建立了某矿山的矿山三维地学模型,三维直观定量地反应了矿山地形、地层、构造、岩浆岩和钻孔地球化学原生晕的基本情况.通过综合分析研究,可以实现动态综合多方案圈定异常,可以对异常的形态特征、异常变化规律及其空间关系进行分析研究,实现矿山综合信息成矿预测,对矿山资源接替具有现实的意义.关键词:地学模型;Surpac;数字矿山;综合信息成矿预测矿山三维地学建模是数字矿山的关键技术之一,是实现数字矿山的基础.三维地学模型要在实际应用中发挥作用,产生效益,最基本的功能要求有:可以真实形象地显示并精确描述地表模型、地层、构造、矿体和巷道三维模型;可以根据需要对三维模型进行任意剖面平面切割;可随时进行矿体的体积、储量的计算以及品位分析;可以使地质工作者直观地看到地质现象的几何形态、相互关系及分布情况,准确地进行科学分析;力求通过矿山三维地学模型,综合分析矿山的物化探资料,达到对己知矿体深部及外围的异常进行搜索和圈定,实现靶区优选,指导具体地区的找矿预测工作,实现矿山资源的可持续利用.近年来,随着“数字矿山”(DigitalMine,DM)概念的出现,许多矿山采用了数字化技术,获益匪浅.一旦将矿山资料数字化后,原来传统的资料生成和管理方法都将获得革命性的改造,以准确、实时的数字化资料管理方式有效地推动技术的发展.例如,对新疆阿舍勒矿床进行三维定位预测研究,建立了三维立体模型,发现了萨依嗍克铜金矿床,预测了阿舍勒矿床除铜锌矿外,尚有独立银矿床,预测资源量达1542t,提出了Cu、Zn、Au、Ag、Pb、Cd、Ba成矿共聚作用新见解,指导了该地区今后的勘查工作.笔者在对某矿山的一大型矿体的地学建模过程中,应用Surpac软件建立了矿山地质数据库、矿区地形模型、地层模型、构造模型、岩浆岩模型和钻孔原生晕地球化学模型.通过对矿山三维地学模型的综合分析研究,可以很容易观测到异常的外部特征、异常变化规律及与其他地质组分的空间变化关系,并且可以实现动态多方案圈定异常,对矿山资源接替具有现实的意义.1矿山地质概况矿床为海底喷流热水沉积矿床,工业类型为锡多金属硫化物矿床.区内出露的地层主要有泥盆系至三叠系,属海相类复理石碳酸岩建造,沉积物厚度4325~7851m.矿体均产于上泥盆统碳酸盐岩-硅质岩-泥灰岩岩石组合中.矿区的主要构造为北西向的断裂和背斜,矿区三大锡多金属矿床沿北西向断裂和背斜呈串珠状展布.矿区内主要有燕山中、晚期的花岗岩浆活动,矿区东西部各有南北走向的花岗斑岩和闪长玢岩岩墙出露.矿区矿化体按其产状及矿物特征可以分为两组.第一组矿化为同生喷流沉积成矿作用的产物,包括层纹条带状矿化和结核状矿化,主要为磁黄铁矿(黄铁矿)-铁闪锌矿-锡石-石英-毒砂组合,少量石英-锡石组合;第二组矿化为后期改造成矿作用的产物,包括细(网)脉状矿化、大脉状矿化和层面脉状矿化,主要为石英-锡石组合、黄铁矿-闪锌矿-毒砂-锡石-石英组合和锡石-石英-方解石-脆硫锑铅矿组合.2矿山三维地学模型矿区地质现象复杂多变,既包括各种自然地质现收稿日期:2007-06-27;修回日期:2007-08-10.张哲编辑.地质与资源GEOLOGYANDRESOURCES第17卷第1期2008年3月Vol.17No.1Mar.2008・方法与应用・文章编号:1671-1947(2008)01-0061-05中图分类号:P612;P628文献标识码:A数据表名称数据主要字段孔口表孔号、Y坐标、X坐标、Z坐标、最大孔深测斜表孔号、测点深度、倾角、方位角地质表样品开始深度、样品终止深度、样号、岩石类型品位表孔号、样品开始深度、样品终止深度、样号、锡、铜、铅、锌、锑、银、钨、钴+镍和金品位表1地质模型数据库数据表结构Table1Datasheetstructureofthegeologicmodeldatabase象,如地层、矿体、断裂,也包括人为地质现象,如钻孔、井巷、采空区,这些地质现象都是三维的.而现有的基于DTM/DEM的2.5维GIS地学模型系统,虽然可以处理空间实体的高程坐标,但由于它们无法建立空间实体的三维拓扑关系,使得地质体建模、空间分析、地质体任意剖面线生成及可视化等真三维操作难以进行.“数字地球”、“数字中国”以及“数字矿山”战略的实施,迫切需要能够进行真三维操作的GIS和地学模拟软件.三维地学模型(3-DimensionGeoscienceModeling,简称3DGM)就是为了解决地学领域中遇到的三维问题而提出来的[1].2.1矿山三维钻孔原生晕地球化学模型信息技术、数字化技术、网络技术及计算机的发展,为综合信息成矿预测由定性向定量发展带来了机遇.近年来国内外应用数学地质、地质统计学等新兴边缘交叉学科的理论方法,以GIS和计算机为工具,对地、物、化、遥等多源地学空间信息进行采集、储存、检索、分析,建立空间数学模型、地质模型、地球物理模型和地球化学模型,对矿床或地质体进行数字化、虚拟化,使其在三维空间可视化,以便对找矿信息进行筛选,去粗取精,去伪存真,最大限度地提取找矿有用信息,进行资源预测评价.2.1.1地质模型数据库的建立收集了矿山的原始地质资料并进行了数字化处理,建立了钻孔表、测斜表、地质表和品位表,建立地质模型数据库.数据库结构如表1.2.1.2元素统计分析对元素的统计分析包括基础统计分析和多元统计分析.原始数据的统计分析是以后进行建模的基础.基本统计的内容包括样品的总数、均值、中值、方差、标准差、均方差和变化系数等.进而根据变化系数来确定矿化的连续程度,根据直方图所反映出的数据频率分布特征来确定总体是单一总体还是混合总体.对混合总体还要进行筛选,对特异值加以适当的处理,并根据不同的概率分布类型选择恰当的处理方法等.成矿的复杂性和多样性是矿产资源的共性,其研究难点是成矿过程中的演化问题.地球化学元素的多元统计分析可以推测元素在复杂的成矿过程中的演化特征,从而为预测找矿提供有用的微观信息.2.1.3原生晕异常量的赋值通过对钻孔原生晕的建模及空间赋值,可以使地质工作者从空间上直观定量地把握矿山已知矿体与异常的空间关系、各元素的异常分布情况和元素组合异常情况(图1a、b).2.2矿山三维地形模型地形模型(DigitalTerrainMode,简称DTM)是以数字的形式按一定的结构组织在一起,表示实际地形特征的空间分布模型.或者说,DTM是代表地形特征空间分布的一个数组,它可以用X、Y、Z坐标值的阵列来表示,或者用多项式和富氏级数定义的地形表面的方程组来表示.还有人把DTM概念定义为二维空间上的一个有限项的向量序列,它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形.虽然矿区是以地下开采为主,但是通过对地形模型的建模,也可以为综合信息的叠置提供平台.它可以把深部的地质情况反映在地表,从而使得下一步地质工作得以进行.笔者通过对矿山地形的三维数字化,实现三维地形模型.地形情况如图1c.2.3矿山三维地层模型对地学工作者而言,三维地层模型对实际的地质分析极为有用,因为三维模型能够完整准确地表达复杂地质现象的边界条件及地质体内包含的各种地质构造,逼真地呈现三维动态显示效果.辅以强大的交互式空间分析工具,三维地层模型能够灵活自然地表现三维地质实体,最大限度地增强地质分析的直观性和准确性.结合应用实践,笔者提出了一种构建三维地层实体模型的新方法.该方法以钻孔资料作为构建地层模型的源数据,并尽可能多地加入建模者的专家知识经验与解释,提取钻孔资料中的地层信息数据绘制地层等深线.运用Surpac系统软件的DTM功能模块绘制地层等深线.本文选取研究区内最典型的5个地层(顶板),进行地层等深线绘制分析.从高到低,依次是D33、D32、D31、D22和D21(图1d).地层的三维模型与可视化在地质研究和资源勘探与开发中具有十分重要的意义,它可以快捷、方便地给地学领域的工作人员提供大量可靠的地质信息,将地地质与资源2008年62图1利用Surpac建立的矿山三维地学模型图Fig.1The3-DgeologicmodelofminebySurpaca、b—原生晕异常透视图(perspectiveofprimaryhaloanomaly);c—Surpac地形模型(digitalterrainmode);d—矿区地层情况图(perspectiveofstrataintheorefield);e—断裂在地表的出露平面图(planviewoffaultoutcroppedinsurface);f—断裂在地表的出露三维图(3-Dviewoffaultoutcroppedinsurface);g—东岩墙平面图(planviewoftheEasterndike);h—东岩墙在地表出露情况(outcropoftheEasterndikeinsurface)杨晓坤等:基于Surpac的矿山三维地学模型及综合信息成矿预测研究第1期63图2矿区地质及异常高程叠置图Fig.2Geologyandanomalyindifferentelevationsintheorefield1—已知矿体边界(borderofdetectedorebody);2—断裂(fault);3—岩浆岩(magmaticrock);4—地层界线(boundaryofstrata);5—Sn原生晕异常等值线(isoplethofSnprimaryhaloanomaly);6—三维空间找矿靶区及编号(3-Dtargetandnumber)靶区编号地层构造岩浆岩原生晕地球化学特征与已知矿体的关系ⅠD21背斜西翼花岗斑岩与闪长玢岩之间异常组合特征与已知矿体近似,且大于异常下限值处于两个矿体之间ⅡD31、D22、D21背斜核部花岗斑岩附近异常组合特征与已知矿体近似,且大于异常下限值处于已知矿体的北部表2靶区参数表Table2Charactersofthetargets质工作者从繁重的地质信息获取和地质解释手工劳动中解放出来.2.4矿山三维构造模型根据实际情况,经分析没有采用Surpac提供的“断层建模”功能,而是首先解译出每一断层在各勘探线剖面图上所揭露的轨迹,形成线文件(.str),然后再将这些线连接而形成断层面模型(.dtm),图1e、f分别为大厂断裂断层在地表、地层顶板出露所揭露轨迹的地质解译线串以及连接线串所形成的断层面模型.2.5矿山三维岩浆岩模型通过对原始资料的分析,对该矿山的岩浆岩进行建模研究,按矿区应为3个部分.首先,收集3个矿区的各中段图中花岗斑岩岩墙的资料;其次,把3个矿区同水平的东岩墙进行连接;最后,连接不同水平的推测岩墙形成岩墙实体及其在地表的出露情况(图1g、h).3综合信息成矿预测根据分析[2,3],矿区成矿受多因素控制,主要控矿类型包括沉积环境控矿、地层层位控矿、构造控矿和岩浆岩控矿等.按照已知矿体地球化学特征分析和多元统计分析,建立异常元素组合,寻找近矿特征元素,并通过异常元素组合与模型中其他地质变量的叠合,进而定位异常的空间位置,优化找矿靶区(图2).靶区参数描述如表2.从图2可以看到,三维空间找矿靶区所处的位置正是地层层位、构造、岩浆岩和元素组合原生晕的叠合部位,此空间位置不属于已知矿体的矿界以内.2006年通过的工程验证,已经在370m高程发现工业矿体,找矿效果显著.4结论通过对矿区的三维地学建模,能够使地质工作者全视角地认知矿区的地形、地层、构造和岩浆岩形态、产状、特征、地质体间相互关系及勘探控制程度,形象直观地反映出地质体的空间连续性、厚度变化等宏观地质情况,同时,原生晕模型能从微观直观地反映矿区中各元素异常情况等,这些对于评价一个矿床的地质与资源是很有帮助的.(下转第80页)参考文献:[1]吴立新,张瑞新,等.三维地学模拟与虚拟矿山系统[J].测绘学,2002,31(1):28—33.[2]秦德先,陈健文.广西大厂长坡锡矿地质与成因[J].有色金属矿产与勘查,1998,7(3):146—152.[3]秦德先,洪托,田毓龙,等.广西大厂锡矿92号矿体矿床地质与技术经济[M].北京:地质出版社,2001.REALIZATIONOFTHECONVERSIONOFDATABETWEENMAPGISANDSURFERSUNZhong-ren1,ZHENFan-yu2,ZHAOXue-juan1(1.ShenyangInstituteofGeologyandMineralResources,Shenyang110033,China;2.HeilongjiangInstituteofGeophysicalSurvey,Harbin150036,China)Abstract:TheGISsoftwareofMapGISandSurferarecommonlyappliedingeologicresearchandexploration.However,thedataofonesortcannotbeadoptedeasilybyeachother.ByanalysisonthedatafileformatsofSurferandMapGIS,thepaperproposesamethodtoconvertthedatabetweenthetwotypesofsoftware.Aconversion-softwareiscomplied.Particularly,thegridASCIIfile(DET)ofMapGIScanbeformedbysimpleediting,withouttransfertogrid.ApracticalprogramismadetodrawthegeochemicalanomalymapbySurferandthentoconvertintoMapGISformatforpublishing.Keywords:Surfer;MapGIS;datafile;graphfile;conversion作者简介:孙中任(1963—),男,教授级高级工程师,1986毕业于武汉地质学院,中国地质大学在读博士,现主要从事地质勘查工作中物化遥的应用研究工作,通信地址沈阳市北陵大街25号,邮政编码110033,E-mial//syszhongen@cgs.gov.cn(上接第64页)THESURPAC-BASED3-DGEOLOGICMODELFORMINEANDMETALLOGENICPROGNOSISBYCOMPREHENSIVEINFORMATIONYANGXiao-kun1,QINDe-xian1,FENGMei-li2,HUZhi-jun1,WUWei1,LIUXiao-wei1(1.KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China;2.YunnanBranch,BankofChina,Kunming650000,China)Abstract:Minegeologicmodelisoneofkeytechnologiesofdigitalmine.Inthispaper,a3-DgeologicmodelisestablishedwiththesoftwareofSurpacVision,whichcanquantitativelyandvisuallysimulatetheterrain,stratum,structure,magmaticrockandprimaryhalosofdrillholesinminefield.Withcomprehensiveanalysis,theanomaliescanbedelineatedmoreintegratedanddynamically.Thepattern,varietyandpositionoftheanomaliescanberesearched.Themetallogenicprognosisbycomprehensiveinformationwiththisgeologicmodelispracticallysignificant.Keywords:geologicmodel;Surpac;digitalmine;metallogenicprognosisbycomprehensiveinformation作者简介:杨晓坤(1981—),男,昆明理工大学国土资源工程学院博士研究生,通信地址昆明市学府路文昌巷68号昆明理工大学矿产地质研究所,邮政编码650093.。