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三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用.pdf

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资料简介：
三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用
周涛发， 袁 峰， 张明明， 李晓晖， 李修钰， 贾 蔡
（合肥工业大学资源与环境工程学院， 安徽 合肥 230009）
摘 要：我国矿产资源形势严峻，使深部找矿勘探工作的重要性大大提高。三维地质模拟作为一种新型有效技术，
利用立体建模的方式建立矿床三维模型，可定量定位地表达各种地质信息，有效地恢复矿区的深部与浅部的构造
形态，这些地质信息共同存在于相同的三维空间中，受钻孔等直接信息数据的约束，更接近现实世界。本文论述
了三维地质模拟在深部找矿工作中的广泛应用，包括深部矿床等地质体建模、综合分析、多种图件的自动绘制
等，可为矿床储量估算、成矿规律总结、深部成矿预测和矿山生产等工作提供直观、快速的数据和技术支持。
关键词：三维地质模拟；资源预测；深部找矿勘探
中图分类号：P628.3 文献标志码：A
0 引言
在我国经济快速发展阶段， 矿产资源需求日益
增加， 消耗速度加快， 过去已探明的矿产资源经过
多年开采， 形成了大批 “危机矿山” （吕古贤等，
2004； 赵鹏大等， 2004； 王金亮等， 2010） ， 资源
保障形势日趋严峻， 必须加大矿产资源找寻。 广泛
利用新技术寻找深部隐伏矿床已成为当前找矿工作
的重点 （翟裕生等， 2004； 赵鹏大等， 2004,2007；
曹新志等， 2009； 王金亮等， 2010） 。 将三维地质
模拟技术应用于深部找矿勘探 （杨晓坤等， 2008; 龚
元翔等,2007） ， 可帮助地质人员更直观精确地重
建深部各类地质对象的结构， 分析各种地质现象之
间的相互关系， 了解地质体的三维空间分布形态，
从而更有效地进行地质研究和找矿预测 （Marcus，
2006； Hardy， 2000） 。 而以模型为基础进行的矿床
地质图件自动绘制和快速方便的储量估算， 也可直
接为提交勘探报告服务， 大大缩短勘探资料的整理
时间， 提高找矿勘探效率。
1 三维地质模拟技术的产生及作用
上世纪80年代的 《矿床模型》 （Cox,1986） 一
书总结了很多国家的大量矿床资料及矿床的描述性
模型， 提出了矿床综合资料的模型化表达， 为矿床
立体模型的研究提供了重要的参考依据， 使深部地
质体的可视化有了理论基础。 近年来， 三维地学表
现方法在理论和实践上都取得了显著进展(肖克炎
等,2004,2006)， 地学三维可视化技术的一些基本方法
逐渐成熟， 包括空间数据库的建立、 三角网生成、
三角网面模型构建、 地质体边界的圈定和连接、 储
量计算以及采矿工程设计等。 随着科学技术的不断
发展， 特别是计算机图形学、 人工智能、 计算机网
络技术、 三维仿真技术的发展 （Simon， 1994） ，
三维地质模拟技术也逐渐发展成熟， 该技术是由勘
探地质学、 数学地质、 地球物理、 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 （Simon， 2000） ， 自出现以
来在地学领域即得到广泛应用 （Su et al,2010; An et
al,2010） 。
深部找矿勘探需了解深部地质特征， 但地质特
征要素在三维空间中复杂多变， 很难通过二维平
面图件对其进行详细描述 （吴健生等， 2004） ，
基于三维地质模拟可快速、 形象地建立地质信息的
三维模型， 重现矿体的不规则边界和空间几何特征
等地质信息， 从而详细描述各种地质信息之间的相
互联系和空间关系 （曹代勇等， 2001； 芮小平等，
2001） 。 本文论述的三维地质模拟技术在深部找矿
勘探中的重要应用， 涉及多种地质体的建模、 地质
图件的绘制及矿床储量的快速估算等。 这一技术
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