矿床三维地质模型构建.pdfVIP

前言

三维地质建模技术是三维地理信息系统技术的一个重要分支。三维建模技术旨在利用对地质

实体的三维建模实现地质实体三维可视化，使抽象的矿体数据转化为清晰的三维模型，从而更明

显的揭示矿体的形态分布规律，方便研究工作的进行。同时，通过三维建模可以使得传统的二维

平面上的工程设计清晰直观的展现在三维空间中，有利于矿床生产，也有利于环境评估。因此矿

体三维建模技术在国外的矿山工作、学生教育、科研工作中有着极其广泛的使用。但是国内的矿

山建设大部分依然停留在二维平面设计的基础上，很少利用三维可视化建模技术辅助生产研究工

作，在国内同样也没有合适的国产三维建模软件适用于矿山实体建模。因此研究地质实体三维可

视化技术与国内矿山科研生产相结合具有重大的理论和实践意义。

本文研究区域西起阿尔金断裂，东止于哇洪山—温泉断裂，北与柴达木盆地相交，南以昆南

断裂为界与可可西里巴颜喀拉造山带相邻。东西长约1500km，南北宽100—210km，总面积约为

17万km²。为了更直观的提现矿床的形态分布以及变化特征，帮助矿山研究，辅助矿山生产、设

计工作。解决大规模矿山的生产难题，提高生产效率，本文将以夏日哈木铜镍矿床为例利用国外

软件surpac，展现整个模型的建立过程，并利用软件功能进行矿体储量估算，为该矿床今后的工

作提出建议。最后，总结surpac在矿山建设中的方法，展现具体的操作过程，以及三维可视化矿

山的成果。既作为夏日哈木铜镍矿工作的一部分，同时也以此为例说明surpac在矿山建设中的应

用，同时找出研究中的问题，为surpac在国内的完善提出建议，促进国内三维可视化矿山的普及。

摘要

三维地质建模技术是三维地理信息系统技术的一个重要分支。三维建模技术旨在利用对地质

实体的三维建模实现地质实体三维可视化，使抽象的矿体数据转化为清晰的三维模型，而更明显

的揭示矿体的形态分布规律，方便研究工作的进行。同时，通过三维建模可以使得传统的二维平

面上的工程设计清晰直观的展现在三维空间中，有利于矿床生产，也有利于环境评估。

在Surpac中，地质数据库的建立是基础，矿体及地质体的三维建模是核心，块体模型的建立和矿

体储量的估算是推广和应用。本文对青海省夏日哈木铜镍矿床进行了三维可视化研究，并建立了

三维地质模型、评估矿山的储量，以下是主要工作及工作成果:

1．提取和分析矿区已有地质资料，通过surpac创建矿山地质数据库。

2．利用surpac对于地表、岩性、矿体建立了三维数字化模型，直观展现它们的形态变化特征和

相互关系。

3．利用surpac进行了创建夏日哈木铜镍矿的块体模型，完成块体品位的估值以及整个矿体储量

的估算。

4．建立数字化模型，方便对矿山的管理，工程的设计和施工，提高了工作效率和工作质量。

5．通过可视化研究，直观的显示出矿体与地质体的关系，支持了前人对于矿床成因的富集规律

的观点。

关键词：地质实体三维建模；地质数据库；可视化；实体模型；块体模型；Surpac

第一章区域地质背景

第一节区域地层

夏日哈木铜镍硫化物矿床位于东昆中隆起带中部，乌图美仁乡以南约60km的夏

日阿哈木日河下游地区。大地构造位置属于昆中基底隆起花岗岩带，北侧靠近昆北断

裂。区域地层具有出露全、跨度较大，类型较为复杂的特点。出露的岩层主要是古元

古代金水口白沙河岩组、奥陶—志留纪滩间山群、泥盆系耗牛山组、早石炭石拐子组、

大干沟组，晚三叠世鄂拉山组和第四系地层如图1.1。

一、下元古界

金水口岩群白沙河岩组是该区出露的最大最老的地层，金水口岩群白沙河岩组地

层经过多次构造变动，为高级变质岩。可将其划分为平行接触的片麻岩岩段和大理岩

岩段。片麻岩岩段主要由片岩、片麻岩、大理岩等岩性组成；大理岩岩段则主要为大

理岩，偶见少量变粒岩夹杂其中。

二、下古生界

下古生界主要发育在东昆北加里东弧后裂陷带和东昆北加里东弧后裂陷带内，为

奥陶纪地层。是由滩间山群和纳赤台群两个地层组成的。其中奥陶—志留纪滩间山群

地层是由一组不同程度的海相火山岩—沉积岩组构成的。主要岩性为火山岩、碎屑和

碳酸盐岩，从底部到顶部依次可分为碎屑岩、火山岩、碳酸盐岩和上碎屑岩组。

三、上古生界

昆中带、昆北带发育上泥盆统至下二叠统，昆南带仅有石炭系和二叠系。区内出

露晚泥盆耗牛山组(Dam)和黑山沟组(D3hs)。耗牛山组出露于东昆中