朱亞勝

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046）

通過(guò)分析前人地質(zhì)成果建立概念模型。地質(zhì)概念模型是對(duì)地質(zhì)現(xiàn)象的簡(jiǎn)化，主要確立各種地質(zhì)體的形態(tài)特征，接觸關(guān)系等基本建模要素，是構(gòu)建三維地質(zhì)模型的依據(jù)之一。在地質(zhì)概念模型的基礎(chǔ)上，利用鉆孔數(shù)據(jù)，通過(guò)GOCAD軟件構(gòu)建三維地質(zhì)模型。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

賽博銅礦區(qū)出露地層主要為中元古界薊縣系庫(kù)松木切克群下亞群上巖性段和下石炭統(tǒng)阿恰勒河組[1]。

圖1 賽博礦區(qū)平面地質(zhì)圖

中元古界薊縣系庫(kù)松木切克群下亞群上巖性段巖性為中厚層含屑細(xì)晶、微晶灰?guī)r夾薄層含屑微晶灰?guī)r，下石炭統(tǒng)阿恰勒河組巖性為灰褐色礫巖[3]。兩段地層呈不整合接觸（圖1）。

1.2 地層與銅礦化的關(guān)系

礦區(qū)銅礦化自下而上在庫(kù)松木切克群下亞群上巖性段各巖層中均有分布，普遍較為發(fā)育，其中尤以層間矽卡巖中礦化普遍，銅礦化與地層關(guān)系密切[2]。

1.3 礦區(qū)構(gòu)造

賽博銅礦區(qū)位于兩個(gè)構(gòu)造單元的結(jié)合部位，地層時(shí)代老，由于多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加作用使得區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復(fù)雜，礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造主要為近東西向和北東、北西向，新構(gòu)造在老構(gòu)造上復(fù)合、繼承[3]。

1.4 礦區(qū)巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為華力西期，以侵入巖為主。呈巖枝、巖株、巖床及巖脈等多種形態(tài)產(chǎn)出，在空間分布上受斷裂控制。巖性從中基性到酸性均有出露，其中以花崗巖類居多[4]。

2 軟件基本情況說(shuō)明

2.1 軟件應(yīng)用功能

GOCAD是一款以三維地質(zhì)建模為主的軟件，兼具空間分析功能，應(yīng)用較廣，在地球物理勘探、礦業(yè)開發(fā)、地質(zhì)工程等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。它可由散點(diǎn)數(shù)據(jù)建立各種形式的曲面模型，例如地層面，斷層面等，也可由面模型建立實(shí)體模型[5]。既能表現(xiàn)地質(zhì)體的空間形態(tài)和接觸關(guān)系，也能賦予地質(zhì)體屬性特征以表現(xiàn)地下不同對(duì)象在空間上的屬性分布規(guī)律。GOCAD不僅具有建模功能還具有地質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析功能，它的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析模塊可幫助人們研究成礦相關(guān)要素的相互關(guān)系，如控礦構(gòu)造與含礦層的關(guān)系等。

2.2 軟件建模特點(diǎn)

地質(zhì)體的形態(tài)有簡(jiǎn)單有復(fù)雜，但都可以看成是不同屬性的點(diǎn)、線、面、體組成。GOCAD以這種理論為指導(dǎo)，將定義地質(zhì)體的數(shù)據(jù)分為點(diǎn)集、線集、面集、體集四種。

其中點(diǎn)集是各種離散的點(diǎn)，如地質(zhì)采樣點(diǎn)、高程測(cè)量點(diǎn)、地質(zhì)觀察點(diǎn)等。線集是指各種線要素，如地層界線、巖性界線、斷層線等。面集是各種面要素，如巖體接觸界面、斷層面、地層面、地表面等。體集是表示各種帶有屬性的體對(duì)象[8]。

2.3 軟件插值方法

建立地質(zhì)模型的過(guò)程就是將各種缺失地質(zhì)信息補(bǔ)充完整的過(guò)程。由于資料來(lái)源途徑和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件的制約，人們無(wú)法獲得豐富的地下地質(zhì)信息，因此必須利用各種插值技術(shù)來(lái)補(bǔ)充未知地質(zhì)信息以確保能建立符合需求目標(biāo)的三維地質(zhì)模型。GOCAD軟件以“離散平滑插值”技術(shù)為核心，該技術(shù)已在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用，其在復(fù)雜地質(zhì)體建模方面效果顯著[6]。該插值方法以相鄰要素屬性相似和模糊控制方法為理論基礎(chǔ)[7]。

3 賽博銅礦區(qū)三維地質(zhì)模型的建立方法

利用各種勘測(cè)資料，通過(guò)GOCAD軟件的離散平滑內(nèi)插運(yùn)算方法，將離散點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為曲面數(shù)據(jù)進(jìn)而建立地質(zhì)體三維模型[9]。三維地質(zhì)模型構(gòu)建的步驟：①由DEM數(shù)據(jù)構(gòu)建地表模型。②由鉆孔數(shù)據(jù)獲得的分層信息構(gòu)建層面。③由GOCAD的三維儲(chǔ)層網(wǎng)格建模流程，以層面為基礎(chǔ)建立三維地質(zhì)模型。

3.1 構(gòu)建鉆孔模型

按照GOCAD軟件數(shù)據(jù)格式要求建立鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)，并將鉆孔數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件生成鉆孔模型。

3.2 構(gòu)建層面模型

①地表模型：將從DEM數(shù)據(jù)提取的點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件中生成符合實(shí)際地表的曲面。②地層界面：鉆孔上的標(biāo)記點(diǎn)，以適當(dāng)?shù)募s束條件，通過(guò)軟件的擬合與插值獲得地層界面。

3.3 構(gòu)建實(shí)體模型

由已建的各個(gè)曲面模型，通過(guò)GOCAD的流程建模功能建立塊體模型，表現(xiàn)地質(zhì)體在地下的空間展布。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)賽博銅礦區(qū)的三維地質(zhì)建模進(jìn)行了初步的研究，通過(guò)此次研究表明GOCAD在構(gòu)建復(fù)雜地質(zhì)體方面效果明顯，非常適用于賽博銅礦區(qū)的三維地質(zhì)模型構(gòu)建。

本次模型構(gòu)建僅基于鉆孔數(shù)據(jù)和少量前人地質(zhì)勘察成果，模型精細(xì)程度不足，只是一個(gè)初步的概念模型，缺少一些約束條件，在獲得后續(xù)重磁數(shù)據(jù)和大地電磁數(shù)據(jù)后，將在地球物理數(shù)據(jù)的約束下建立更為完善的三維地質(zhì)模型。