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三維地質模擬在深部找礦勘探中的應用
周濤發， 袁 峰， 張明明， 李曉暉， 李修鈺， 賈 蔡
（合肥工業大學資源與環境工程學院， 安徽 合肥 230009）
摘 要：我國礦產資源形勢嚴峻，使深部找礦勘探工作的重要性大大提高。三維地質模擬作為一種新型有效技術，
利用立體建模的方式建立礦床三維模型，可定量定位地表達各種地質信息，有效地恢復礦區的深部與淺部的構造
形態，這些地質信息共同存在于相同的三維空間中，受鉆孔等直接信息數據的約束，更接近現實世界。本文論述
了三維地質模擬在深部找礦工作中的廣泛應用，包括深部礦床等地質體建模、綜合分析、多種圖件的自動繪制
等，可為礦床儲量估算、成礦規律總結、深部成礦預測和礦山生產等工作提供直觀、快速的數據和技術支持。
關鍵詞：三維地質模擬；資源預測；深部找礦勘探
中圖分類號：P628.3 文獻標志碼：A
0 引言
在我國經濟快速發展階段， 礦產資源需求日益
增加， 消耗速度加快， 過去已探明的礦產資源經過
多年開采， 形成了大批 “危機礦山” （呂古賢等，
2004； 趙鵬大等， 2004； 王金亮等， 2010） ， 資源
保障形勢日趨嚴峻， 必須加大礦產資源找尋。 廣泛
利用新技術尋找深部隱伏礦床已成為當前找礦工作
的重點 （翟裕生等， 2004； 趙鵬大等， 2004,2007；
曹新志等， 2009； 王金亮等， 2010） 。 將三維地質
模擬技術應用于深部找礦勘探 （楊曉坤等， 2008; 龔
元翔等,2007） ， 可幫助地質人員更直觀精確地重
建深部各類地質對象的結構， 分析各種地質現象之
間的相互關系， 了解地質體的三維空間分布形態，
從而更有效地進行地質研究和找礦預測 （Marcus，
2006； Hardy， 2000） 。 而以模型為基礎進行的礦床
地質圖件自動繪制和快速方便的儲量估算， 也可直
接為提交勘探報告服務， 大大縮短勘探資料的整理
時間， 提高找礦勘探效率。
1 三維地質模擬技術的產生及作用
上世紀80年代的 《礦床模型》 （Cox,1986） 一
書總結了很多國家的大量礦床資料及礦床的描述性
模型， 提出了礦床綜合資料的模型化表達， 為礦床
立體模型的研究提供了重要的參考依據， 使深部地
質體的可視化有了理論基礎。 近年來， 三維地學表
現方法在理論和實踐上都取得了顯著進展(肖克炎
等,2004,2006)， 地學三維可視化技術的一些基本方法
逐漸成熟， 包括空間數據庫的建立、 三角網生成、
三角網面模型構建、 地質體邊界的圈定和連接、 儲
量計算以及采礦工程設計等。 隨著科學技術的不斷
發展， 特別是計算機圖形學、 人工智能、 計算機網
絡技術、 三維仿真技術的發展 （Simon， 1994） ，
三維地質模擬技術也逐漸發展成熟， 該技術是由勘
探地質學、 數學地質、 地球物理、 礦山測量、 礦井
地質、 GIS、 圖形圖像學、 科學可視化等學科交叉而
形成的一門新型學科 （Simon， 2000） ， 自出現以
來在地學領域即得到廣泛應用 （Su et al,2010; An et
al,2010） 。
深部找礦勘探需了解深部地質特征， 但地質特
征要素在三維空間中復雜多變， 很難通過二維平
面圖件對其進行詳細描述 （吳健生等， 2004） ，
基于三維地質模擬可快速、 形象地建立地質信息的
三維模型， 重現礦體的不規則邊界和空間幾何特征
等地質信息， 從而詳細描述各種地質信息之間的相
互聯系和空間關系 （曹代勇等， 2001； 芮小平等，
2001） 。 本文論述的三維地質模擬技術在深部找礦
勘探中的重要應用， 涉及多種地質體的建模、 地質
圖件的繪制及礦床儲量的快速估算等。 這一技術
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