黃禮霞，劉蓓蓓，黃金亞

(1．河南省地礦局 測繪地理信息院，河南 鄭州 450006;2．河南省地礦局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450006)

0 引言

河南省小秦嶺地區(qū)金礦體三維建模是河南省小秦嶺地區(qū)金礦地質(zhì)勘查信息集成(調(diào)查)項(xiàng)目的續(xù)作，河南省小秦嶺地區(qū)金礦地質(zhì)勘查信息集成(調(diào)查)項(xiàng)目是河南省開展地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化和產(chǎn)業(yè)化工作的一個(gè)試點(diǎn)。地質(zhì)資料信息服務(wù)集群化和產(chǎn)業(yè)化是地質(zhì)工作社會(huì)化服務(wù)的重要載體，是國土資源部門為擴(kuò)大內(nèi)需積極延伸服務(wù)的重要舉措，也是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦突破的重要信息支撐要素［1-4］。

1 工作區(qū)范圍

小秦嶺范圍西起陜西省華山，東到河南省靈寶市的西澗河，北以陜西省潼關(guān)、河南省靈寶市之南的山麓為界，南為陜西省巡檢司和河南省朱陽鎮(zhèn)以北的山區(qū)。本文“小秦嶺”的概念僅限于河南省境內(nèi)的小秦嶺地區(qū)，根據(jù)小秦嶺金礦田成礦規(guī)律劃定工作區(qū)范圍，地理坐標(biāo)為:東經(jīng)110°22'30″ ～110°51'00″，北緯34°21'46″～34°30'00″。東西長約45 km，南北寬10 ～20 km，面積約480 km2。

2 三維建模方法

2．1 原始資料收集與整理

2．1．1 資料收集

河南省小秦嶺地區(qū)以往地質(zhì)工作程度較高，主要包括普查、詳查、勘探、核查/核實(shí)、研究類，其中達(dá)到勘探工作程度的資料占小秦嶺地區(qū)現(xiàn)有資料的30%，工作程度高，詳盡的報(bào)告資料也為后期實(shí)現(xiàn)小秦嶺地區(qū)金礦體三維建模打下了基礎(chǔ)。

2．1．2 資料選擇原則

資料收集應(yīng)遵循以下原則:

1)查對(duì)收集的成果地質(zhì)資料是否齊全，分析未收集到的資料對(duì)整個(gè)小秦嶺地區(qū)礦體圈定的影響。本區(qū)所有勘查資料要說明應(yīng)收集、實(shí)際收集、未收集到的資料名稱，收集到的資料的完備程度。

2)對(duì)本次圈定礦體所依據(jù)的儲(chǔ)量報(bào)告質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估認(rèn)定，對(duì)其勘查程度、控制程度、工程質(zhì)量、采樣測試、資源儲(chǔ)量估算及合規(guī)合理性進(jìn)行評(píng)述，綜述歷次儲(chǔ)量報(bào)告圈定的礦體、提交的資源儲(chǔ)量的相互疊合關(guān)系，指出收集到的成果地質(zhì)報(bào)告存在的問題或錯(cuò)誤，本次工作利用程度或處理方式。原則上選擇勘查工作程度高，資源儲(chǔ)量估算成果得到審批認(rèn)定、礦體完整的地質(zhì)勘查成果綜合利用。

3)對(duì)于收集到的涉及某礦區(qū)的儲(chǔ)量報(bào)告(特別是資源儲(chǔ)量核實(shí)/核查報(bào)告)，要依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行認(rèn)真評(píng)估認(rèn)定，不符合要求的儲(chǔ)量報(bào)告不能利用，(注:本文討論的是整個(gè)小秦嶺地區(qū)礦體三維建模連續(xù)實(shí)現(xiàn)的方法，基本上不采用原礦權(quán)人提交的資源儲(chǔ)量核實(shí)/核查報(bào)告)。

2．2 礦區(qū)范圍的確定

礦區(qū)范圍確定時(shí)應(yīng)注意以下問題:

1)礦區(qū)范圍要覆蓋(或包含、含蓋)所有原礦區(qū)在不同時(shí)期內(nèi)所圈定的最大礦體分布區(qū)范圍，其周邊外應(yīng)沒有無歸屬的采礦權(quán)或礦體。未覆蓋的，適當(dāng)擴(kuò)大礦區(qū)邊界。

2)因礦權(quán)設(shè)置問題，礦區(qū)需分割原礦區(qū)(含勘查區(qū))時(shí)，應(yīng)采取無縫對(duì)接的方法。原礦區(qū)外圍及周邊可控范圍內(nèi)的礦體要一并列入。

3)礦區(qū)內(nèi)各種勘查程度疊合關(guān)系明確，掌握區(qū)內(nèi)勘查工作程度、礦體意識(shí)形態(tài)的演變歷程及最終展示形態(tài)。

2．3 軟件實(shí)現(xiàn)

本次三維建模使用軟件為武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司針對(duì)河南省小秦嶺地區(qū)金礦地質(zhì)勘查信息集成專門開發(fā)的一款軟件，其目的是實(shí)現(xiàn)河南省小秦嶺地區(qū)金礦地質(zhì)勘查信息的集成以及小秦嶺地區(qū)金礦體的三維顯示。

2．3．1 數(shù)據(jù)錄入

地質(zhì)資料數(shù)據(jù)錄入主要包括5 類:礦區(qū)基本信息類、勘探線類、鉆孔類、探槽類、坑洞類。各類數(shù)據(jù)基本屬性信息內(nèi)容，如表1 所示。各類數(shù)據(jù)來源均選擇本次勘查工作所得的成果數(shù)據(jù)。

2．3．2 礦體圈定

2．3．2．1 礦體圈定方案的選擇

本次三維建模僅是為了實(shí)現(xiàn)礦體在三維立體上的可視化，沒有采取礦體資源儲(chǔ)量的計(jì)算機(jī)自動(dòng)估算功能。礦體圈定方案依據(jù)原勘查報(bào)告提供的工業(yè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(見圖1)。包括邊界品位、塊段最低平均品位、礦區(qū)最低工業(yè)品位、最低可采厚度、夾石剔除厚度、無礦段剔除長度及其他輔助性指標(biāo)。

表1 各礦區(qū)需提供的屬性數(shù)據(jù)表Tab．1 The required attribute data provided by each mining area

圖1 設(shè)置圈定礦體工業(yè)指標(biāo)Fig．1 Setting of industrial index for the delineation of ore body

2．3．2．2 鉆探工程控制礦體圈定

1)利用河南省固體礦產(chǎn)資源勘查與三維建模子系統(tǒng)，生成每條勘探線的勘探線剖面圖。根據(jù)報(bào)告提供的勘探線剖面圖上樣品分析結(jié)果表里標(biāo)定的礦體編號(hào)，完成該礦區(qū)所有礦體在剖面圖上的取樣，如圖2、圖3、圖4 所示。

2)利用建模子系統(tǒng)，在地圖視圖中，生成礦體投影圖，根據(jù)報(bào)告提供的資源儲(chǔ)量估算平面圖，利用鉆孔取樣結(jié)果、勘探線工程布置、礦體外推原則，確定礦體邊界殲滅點(diǎn)。根據(jù)專家意見礦體范圍在地下三維顯示的應(yīng)該是礦體殲滅點(diǎn)的邊界，而平面位置上顯示的為礦體估算范圍邊界。本次工作是為了展示礦體的真實(shí)形態(tài)，所以在礦體平面投影圖上，利用礦體邊界圈定的礦體范圍比原資源儲(chǔ)量估算范圍擴(kuò)大一倍。礦體邊界外推原則與原報(bào)告外推原則基本一致。礦體外推基本遵循以下原則:

鉆孔工程控制:

①一個(gè)見礦，一個(gè)未見礦時(shí)，礦體從見礦位置推相鄰工程間距的1/2 尖推(估算范圍1/4 平推)。

圖2 原報(bào)告勘探線剖面圖上樣品分析結(jié)果表Fig．2 The analysis results of samples on the prospecting line profile map in the original report

圖3 三維建模子系統(tǒng)中鉆孔圈定結(jié)果Fig．3 The results of drilling delineation in 3D modeling subsystem

圖4 根據(jù)圈定結(jié)果輸入礦體編號(hào)Fig．4 According to the results of ore body delineation to input number

②一個(gè)見礦，一個(gè)為礦化孔時(shí)(礦化孔即金品位達(dá)不到g/t值，又大于0．5 g/t(小于1 大于0．5)或者品位達(dá)到1 g/t，厚度較薄)，礦體位置從見礦孔位置外推2/3(估算范圍外推1/3)。

③一邊未見礦，一邊為見礦鉆孔但是達(dá)不到可采厚度，原估算范圍未外推的，礦體范圍外推1/2。

④外推工程時(shí)，應(yīng)注意:如果現(xiàn)在圈定的礦體外推原來已經(jīng)圈過一次礦體時(shí)，這種接縫的地方不需要再進(jìn)行礦體外推。

無限外推:按相應(yīng)資源儲(chǔ)量類型工程間距外推1/2。

3)根據(jù)鉆孔取樣結(jié)果、勘探線工程、礦體邊界點(diǎn)，劃分礦體塊段(見圖5)。

圖5 塊段劃分Fig．5 Block division

2．3．2．3 坑探工程控制礦體圈定

1)充分利用原資源儲(chǔ)量估算水平投影圖，按照該圖坑探工程劃分塊段的結(jié)果，分礦體分塊段矢量化，利用MapGIS6．7 編輯子系統(tǒng)，完成礦體按照塊段拓?fù)湓靺^(qū)。

2)利用建模子系統(tǒng)，在TDE 組件工具箱里，找到“二維成圖”插件，找到“繪制坑道”命令，在軟件里繪制出坑道。

3)在建模子系統(tǒng)中，在原礦體水平投影圖中找到礦體塊段．wp 文件，點(diǎn)擊右鍵選擇“追加圖層”命令，導(dǎo)入之前做好的塊段區(qū)文件(見圖6)。

圖6 導(dǎo)入坑探工程控制的塊段Fig．6 The inported block by the tunnel engineering control

4)前一步導(dǎo)入的塊段文件還不是真正的塊段，通過“地質(zhì)塊段法儲(chǔ)量估算”下面的“計(jì)算塊段儲(chǔ)量”命令，增加塊段號(hào)、儲(chǔ)量類型等相關(guān)塊段注記信息，才真正將這些面轉(zhuǎn)換為資源儲(chǔ)量計(jì)算塊段(見圖7)。

5)制作一個(gè)文件名為坑“道三維建模．txt”文件，格式(見圖

8)主要是該礦體經(jīng)過的坑道以及對(duì)應(yīng)的工程編號(hào)。然后將該文件放在該礦區(qū)數(shù)據(jù)庫目錄下(見圖9)軟件繪制三維礦體時(shí)會(huì)自動(dòng)讀取礦體在坑道上的位置。

圖7 計(jì)算塊段儲(chǔ)量Fig．7 Calculation of block reserves

圖8 坑道三維建模．txt 文件Fig．8 The txt file of tunnel 3D modeling

圖9 坑道三維建模．txt 文件存放路徑Fig．9 The txt files path of tunnel 3D modeling

2．3．2．4 屬性錄入

屬性錄入分為2 步:

1)礦體邊界投影點(diǎn)高程屬性錄入。礦體邊界投影點(diǎn)高程用來確定礦體在三維上的殲滅位置。在礦體傾向上該高程可以在勘探線剖面圖上讀取。在礦體走向上，礦體殲滅點(diǎn)高程原則上本次用相鄰鉆孔上該礦體所在的高程代替。

2)礦體塊段屬性錄入。根據(jù)報(bào)告或者附表提供的資源儲(chǔ)量估算計(jì)算表，錄入礦體屬性。包括塊段編號(hào)、儲(chǔ)量類型、礦體體重、斜面積、平均厚度、體積、平均品位、平均傾角、礦石量、金屬量。

2．3．2．5 三維數(shù)據(jù)顯示與檢查

利用建模子系統(tǒng)，完成礦體的三維數(shù)據(jù)顯示和邏輯檢查。主要包含以下3 個(gè)方面的檢查:

圖10 礦體三維顯示Fig．10 3D display of ore body

1)礦體殲滅點(diǎn)高程值檢查。礦體在剖面上殲滅點(diǎn)高程值如果填寫不正確，礦體在三維里面顯示較異常，在走向或者傾向上突然走高或降低都是不正確的，遇見這種情況，應(yīng)找到該點(diǎn)，打開對(duì)應(yīng)的勘探線剖面圖重新量取礦體殲滅點(diǎn)高程。完整的礦體三維顯示，如圖10 所示。2)鉆探工程與坑探工程圈定的塊段面與塊段面間的拓?fù)錂z查。由于鉆孔工程控制的塊段與坑探工程圈定的塊段是兩種不同方式來圈定的結(jié)果，所以在兩者共同控制的塊段下，會(huì)有重疊或者縫隙情況存在，遇見這種情況，將該礦體塊段面．wp 文件圖層通過K9 地圖編輯器，進(jìn)行區(qū)文件拓?fù)錂z查，修改拓?fù)溴e(cuò)誤。

3)屬性值錄入正確性檢查。通過三維建模子系統(tǒng)“地質(zhì)塊段法儲(chǔ)量估算”下的“塊段儲(chǔ)量計(jì)算表”導(dǎo)出該礦區(qū)各礦體各類屬性值，對(duì)照檢查原始文件(見圖11)。

圖11 導(dǎo)出塊段儲(chǔ)量計(jì)算表Fig．11 The derived block's reserve calculation table

3 結(jié)束語

目前地質(zhì)類礦體三維建模應(yīng)用剖面法建模較多，而像小秦嶺地區(qū)金礦用地質(zhì)塊段法建模尚屬于首次。這主要是和礦區(qū)內(nèi)礦體分布形態(tài)有關(guān)。小秦嶺地區(qū)礦體分布基本呈中等傾斜且脈狀，形態(tài)簡單，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，探礦工程以坑探和鉆探兩類為主，整體工程分布比較均勻，用地質(zhì)塊段法完全可以實(shí)現(xiàn)工作區(qū)全部礦體的三維顯示。

［1］ 馬德蕻．河南省小秦嶺地區(qū)金礦地質(zhì)勘查信息集成(調(diào)查)項(xiàng)目設(shè)計(jì)書［R］．鄭州:2011．

［2］ 武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司．河南省地質(zhì)礦產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方案［Z］．武漢:武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司，2011．

［3］ 武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司．河南省地質(zhì)礦產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè)使用手冊［Z］．武漢:武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司，2013．

［4］ 武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司．河南省小秦嶺地區(qū)金礦體三維建模系統(tǒng)使用說明書［Z］．武漢:武漢中地?cái)?shù)碼科技有限公司，2013．