李敏　張子實(shí)　趙忠?！〈迺詨?mèng)　周佳崢　李成祿　楊元江

摘要：為了實(shí)現(xiàn)下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床深部找礦預(yù)測(cè)，根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)和礦床地質(zhì)資料，采用Micromine三維建模軟件對(duì)深部地層、礦體等進(jìn)行了三維地質(zhì)建模，實(shí)現(xiàn)了深部地質(zhì)體的三維可視化、透明化，運(yùn)用“立方體預(yù)測(cè)模型”和找礦信息量法對(duì)礦區(qū)多源地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。最終在礦區(qū)內(nèi)圈定了鉛鋅礦找礦靶區(qū)3處、磁鐵礦找礦靶區(qū)4處，為下一步找礦工作提供了參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：三維地質(zhì)建模；深部找礦預(yù)測(cè)；下嘎來(lái)奧伊河；鉛鋅多金屬礦床；找礦靶區(qū)；深部地質(zhì)體

中圖分類號(hào)：TD15 P618.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2023）07-0037-11doi：10.11792/hj20230706

引 言

礦產(chǎn)資源是人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)，任何形態(tài)的社會(huì)發(fā)展都離不開(kāi)礦產(chǎn)資源。隨著已知淺、富礦逐步枯竭，亟須找尋深部礦。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要找礦方向由地表礦和淺部礦轉(zhuǎn)為隱伏礦和深部礦，隱伏礦預(yù)測(cè)在研究程度較高的地區(qū)，傳統(tǒng)地質(zhì)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足要求，要想實(shí)現(xiàn)新的找礦突破，必須采用新的觀念和理論，并結(jié)合新的技術(shù)和方法。三維地質(zhì)建模技術(shù)隨計(jì)算機(jī)和科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生，目前已在找礦預(yù)測(cè)工作中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，成為礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼開(kāi)展了大量三維成礦預(yù)測(cè)工作，該項(xiàng)工作顯現(xiàn)出較好的發(fā)展勢(shì)頭，并成功圈定多個(gè)深部找礦靶區(qū)，相關(guān)成果為深部找礦勘探提供了新方向。例如：SVERJENSKY［1］通過(guò)對(duì)地質(zhì)、地球物理等資料綜合分析，借助GOCAD軟件建立了Taupo地區(qū)的三維地質(zhì)模型，對(duì)熱液型金礦進(jìn)行了成礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，證實(shí)了該地區(qū)深部具有較大找礦潛力；SCHWEIGHOFER［2］根據(jù)已知地物信息建立了西澳大利亞BrokenHill礦床的三維預(yù)測(cè)模型，并將該模型用于鋅鉛硫化物礦床的成礦預(yù)測(cè)，取得了良好的找礦效果；國(guó)內(nèi)學(xué)者王素芬等［3］在西藏甲瑪?shù)V區(qū)進(jìn)行三維地質(zhì)建模，預(yù)測(cè)了層狀矽卡巖靶區(qū)，為下一步深部資源潛力評(píng)價(jià)與礦集區(qū)增儲(chǔ)提供了可靠依據(jù)；陳建平等［4］利用三維可視化技術(shù)，結(jié)合找礦信息量法確定了云南個(gè)舊錫礦深部的有利找礦靶區(qū)，表明了應(yīng)用三維可視化技術(shù)進(jìn)行隱伏礦體三維定量、定位和定概率的有效性。以上研究表明，三維地質(zhì)建模與深部找礦預(yù)測(cè)理論在眾多研究項(xiàng)目中取得了顯著成果并得到了廣泛應(yīng)用。

本文以下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床為例，利用三維地質(zhì)建模技術(shù)，通過(guò)歸納、分析鉆孔、勘探線剖面等原始數(shù)據(jù)，構(gòu)建建模區(qū)域地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了三維地質(zhì)模型?；诘湫偷V床的研究成果，采用“立方體預(yù)測(cè)模型”及找礦信息量法對(duì)下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床深邊部進(jìn)行了找礦預(yù)測(cè)，并圈定了找礦靶區(qū)，為進(jìn)一步找礦工作提供了科學(xué)依據(jù)與理論參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床位于黑龍江省大興安嶺額爾古納成礦帶的白卡魯山成礦遠(yuǎn)景區(qū)西段北緣，下嘎來(lái)奧伊河南側(cè)（見(jiàn)圖1）。區(qū)域出露地層主要為上元古界—下寒武統(tǒng)倭勒根巖群變質(zhì)巖，部分為古生代侵入巖，呈基底產(chǎn)出。

礦區(qū)內(nèi)地層從老至新依次為上元古界—下寒武統(tǒng)倭勒根巖群吉祥溝組、下白堊統(tǒng)光華組和第四系全新統(tǒng)。其中，吉祥溝組呈北西向展布，是區(qū)域復(fù)背斜的一部分，巖石類型主要有片巖類、大理巖、變砂巖、變火山巖等，礦體主要賦存在該層大理巖中，呈透鏡狀；光華組受亞立蓋河古火山口控制，呈北東向展布，巖石類型主要有英安巖、流紋巖、英安質(zhì)流紋巖、凝灰?guī)r、含角礫凝灰熔巖等；第四系全新統(tǒng)分布于下嘎來(lái)奧伊河和卡馬蘭河河谷兩側(cè)，主要由砂、砂礫及亞黏土組成。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有早寒武世、早白堊世的侵入巖類和中生代早白堊世光華期火山巖及巖脈。早寒武世侵入巖主要分布在礦區(qū)北東部和東南部，呈北西向展布，與吉祥溝巖組相伴分布，并被花崗巖侵入，巖石類型有花崗閃長(zhǎng)巖和中細(xì)粒花崗巖。其中，中細(xì)?；◢弾r為淺粉色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。早白堊世侵入巖分布于礦區(qū)中北部，巖石類型主要有花崗斑巖、細(xì)?；◢弾r、二長(zhǎng)花崗巖等。礦區(qū)內(nèi)巖脈較發(fā)育，次火山巖發(fā)育廣泛，主要為中生代早白堊世光華期火山活動(dòng)形成的酸性火山巖，光華晚期有潛火山巖、流紋巖呈脈狀、透鏡體產(chǎn)出。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺、斷裂、火山構(gòu)造等。吉祥溝巖組中部的向、背斜復(fù)式褶皺，呈北西向展布，為礦區(qū)主要控礦構(gòu)造；東部的背斜褶皺位于片巖、變砂巖中，呈東西走向，長(zhǎng)2.0 km。礦區(qū)斷裂影響較小，主要有下嘎來(lái)奧伊河斷裂、F1斷裂、F2斷裂、F3斷裂、F4斷裂等5條控礦斷裂。北東向和北西向斷裂交會(huì)部位是重要的構(gòu)造找礦標(biāo)志。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)長(zhǎng)約800 m，寬300～400 m，呈北西向展布。礦區(qū)主要由23條鉛鋅礦體和9條磁鐵礦體組成。其中，Ⅰ號(hào)磁鐵礦體和Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅰ-9、Ⅰ-10號(hào)鉛鋅礦體較大，其余礦體長(zhǎng)度均小于50 m（見(jiàn)圖2）。礦體形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀受矽卡巖的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀控制，多呈似層狀、扁豆?fàn)?、脈狀、似脈狀等，較大礦體具膨脹收縮和分支復(fù)合現(xiàn)象。鉛鋅礦體和磁鐵礦體均賦存在中酸性淺成侵入巖與吉祥溝組大理巖接觸帶的矽卡巖中及其附近的大理巖中的矽卡巖內(nèi)，其中存在少部分鉬礦體與鉛鋅礦體共生。礦體圍巖主要為大理巖、矽卡巖、角巖及侵入巖，矽卡巖主要為鈣質(zhì)矽卡巖。圍巖蝕變主要為矽卡巖化、角巖化、硅化和黃鐵礦化、褐鐵礦化等。

3 三維地質(zhì)建模

三維地質(zhì)建模作為三維成礦預(yù)測(cè)的前提和基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)深部地質(zhì)體可視化和透明化，直觀揭示區(qū)域深部地質(zhì)體空間幾何形態(tài)和構(gòu)造樣式的重要方式，在研究程度較高的地區(qū)，三維地質(zhì)建?？蓾M足成礦預(yù)測(cè)精度的要求［5-9］。

本次研究采用澳大利亞的三維建模軟件Micromine［10-11］。為確保模型的還原性和準(zhǔn)確性，以已知礦床的地質(zhì)背景、分布特征和已有勘探信息等資料為基礎(chǔ)，確定模型范圍，面積約4.2 km2，建模深度500 m（見(jiàn)圖3）。

3.1 建立鉆孔和地形模型

建立鉆孔三維地質(zhì)模型，需要鉆孔位置信息，如鉆孔的地面坐標(biāo)、開(kāi)孔標(biāo)高、鉆孔深度;鉆孔形態(tài)信息，如鉆孔的測(cè)量數(shù)據(jù)；鉆孔取樣信息，如采樣位置、樣品的化學(xué)分析結(jié)果、樣品代號(hào)、地質(zhì)編錄內(nèi)容等。

本文收集了下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床自2005年以來(lái)一系列預(yù)查、普查、詳查的勘探及科研資料。由于這些數(shù)據(jù)資料類型和來(lái)源不同，多存在數(shù)據(jù)缺失和空間坐標(biāo)不一致等問(wèn)題，在處理時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)查漏補(bǔ)缺，對(duì)空間坐標(biāo)不一致的數(shù)據(jù)通過(guò)Mapgis空間投影等進(jìn)行校正，并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成Micromine可識(shí)別的明碼格式。對(duì)鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整理、分析、處理，建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的4張表，分別為井口表、測(cè)斜表、樣品表、巖性表［12］，然后導(dǎo)入后利用軟件自動(dòng)校驗(yàn)其合理性，對(duì)系統(tǒng)提示錯(cuò)誤進(jìn)行校正［13］，鉆孔校驗(yàn)無(wú)誤后，創(chuàng)建鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)鉆孔模型的三維可視化（見(jiàn)圖4）。

本次采用高程數(shù)據(jù)和TIN（Triangulated Irregular Network）模型方法進(jìn)行DTM（Digital Terrain Model）模型的建立。通過(guò)高程數(shù)據(jù)反映地表地形情況，呈現(xiàn)地表的三維表達(dá)。利用TIN模型方法實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)插值，生成DTM三角形網(wǎng)格模型（見(jiàn)圖5-a），修改模型屬性生成DTM表面模型（見(jiàn)圖5-b），依據(jù)鉆孔高程數(shù)據(jù)設(shè)置模型底板并生成DTM三維模型（見(jiàn)圖5-c），最后將地質(zhì)圖與三維模型疊加生成地質(zhì)圖疊加模型（見(jiàn)圖5-d）。完成的三維DTM模型可以宏觀立體地顯示下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床地表地形情況。

3.2 建立礦體模型

建立礦體模型是整個(gè)模型建立過(guò)程中的核心部分，它能直觀地反映礦體在三維空間內(nèi)的展布形態(tài)特征及與其他地質(zhì)體之間的關(guān)系［14］。在圈定礦體時(shí)，需要根據(jù)礦體賦存部位、產(chǎn)出空間位置及控礦因素等方面綜合分析，嚴(yán)格按工業(yè)指標(biāo)圈定礦體，同時(shí)圍巖厚度大于剔除厚度時(shí)作為夾石處理，小于剔除厚度的并入礦體， 但并入后不能降低礦石品位，否則剔除［15］。

礦體模型的建立首先需要依據(jù)鉆孔模型數(shù)據(jù)，以勘探線方向在鉆孔平面圖內(nèi)切割全部剖面，為后續(xù)建模提供基礎(chǔ)。對(duì)切割后的剖面依據(jù)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的巖性特征進(jìn)行地質(zhì)解譯，在三維空間相鄰鉆孔對(duì)同一地質(zhì)體的邊界進(jìn)行圈定，最終完成解譯剖面上所有地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象的邊界圈繪。其次，在地質(zhì)解譯完成的基礎(chǔ)上圈定礦體，按一定方向依次將相鄰的礦體線連接起來(lái)，使之形成一個(gè)封閉的線框。在連接過(guò)程中選擇最大體積三角網(wǎng)法，通過(guò)軟件自動(dòng)建立三角網(wǎng)。針對(duì)礦體成礦環(huán)境的復(fù)雜性、多期性，在封閉時(shí)選擇尖滅封閉，當(dāng)?shù)V體被斷裂切割時(shí)選擇直接封閉。完成礦體封閉后，實(shí)現(xiàn)三維礦體建?？梢暬ㄒ?jiàn)圖6）。

3.3 地質(zhì)體和構(gòu)造模型

由于巖層在經(jīng)歷了多期次、不同程度的火山-巖漿侵入作用后，呈現(xiàn)不同形態(tài)、產(chǎn)狀及構(gòu)造特征，三維地質(zhì)體模型可以較清晰呈現(xiàn)出含礦熱液在巖體中的賦存關(guān)系，為后期找礦靶區(qū)的圈定提供依據(jù)［16-17］。礦區(qū)出露巖體主要有大理巖、矽卡巖、閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖等早寒武世、早白堊世的侵入巖類和中生代早白堊世光華期火山巖及巖脈。三維地質(zhì)體模型建模過(guò)程和礦體建模步驟相似，區(qū)別在于三維地質(zhì)體模型存在相交的情況，對(duì)存在交叉重疊的地質(zhì)體部分進(jìn)行三維布爾（Boolean）運(yùn)算，利用三維布爾運(yùn)算將不符合實(shí)際的地質(zhì)體進(jìn)行交集、差集、并集計(jì)算，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行空間切割、鑲嵌或相互融合，從而保證三維地質(zhì)體模型之間準(zhǔn)確的拓?fù)潢P(guān)系，增加其可依據(jù)性和可靠性。下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床主要三維地質(zhì)體模型見(jiàn)圖7。

構(gòu)造是巖石形態(tài)變化、地層發(fā)生位移、受地殼應(yīng)力相互作用產(chǎn)生的結(jié)果［18］。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂，部分區(qū)域存在火山構(gòu)造，但由于褶皺在地質(zhì)體模型中已有展示，這里主要依據(jù)礦區(qū)地質(zhì)圖及鉆孔信息建立斷裂模型。

4 成礦有利信息提取與找礦預(yù)測(cè)

礦區(qū)內(nèi)成礦有利信息分析與提取是實(shí)現(xiàn)圈定找礦靶區(qū)及資源潛力估算的重要證據(jù)和前提，也是完善成礦規(guī)律的重要步驟［19-20］。其主要內(nèi)容是在地質(zhì)成礦理論的指導(dǎo)下，分析典型礦床的成礦過(guò)程及成礦要素，結(jié)合前人總結(jié)的成礦理論與成礦規(guī)律，將得出的成礦要素轉(zhuǎn)換為控礦條件與找礦標(biāo)志，分別對(duì)地層、斷裂、巖體等控礦條件及地球物理、地球化學(xué)等找礦標(biāo)志進(jìn)行分析與提取的過(guò)程。因此，本次研究采用“立方體預(yù)測(cè)模型”找礦方法對(duì)三維地質(zhì)模型進(jìn)行處理，通過(guò)立方體單元的屬性對(duì)地質(zhì)體的空間范圍和性質(zhì)進(jìn)行描述，更精確地分析與提取成礦有利信息，實(shí)現(xiàn)找礦靶區(qū)圈定與找礦預(yù)測(cè)。

4.1 成礦有利信息分析與提取

“立方體預(yù)測(cè)模型”找礦方法是借助已有數(shù)學(xué)地質(zhì)、成礦預(yù)測(cè)理論，采用計(jì)算機(jī)三維地質(zhì)建模的新方法、新手段，實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)二維平面找礦轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間找礦的新突破［20-21］。據(jù)前人（典型礦床）研究成果，下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床為矽卡巖型礦床，礦體體積偏小，形態(tài)多為脈狀、似脈狀、扁豆?fàn)睿?2-24］，因此本次研究以勘探線間距為主要依據(jù)，結(jié)合礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及空間分布特征來(lái)確定立方體塊體大?。簩?shí)體模型按照行×列×層為5 m×5 m×5 m來(lái)劃分，因立方體塊體的規(guī)格較小，本次并未在邊緣處設(shè)置次塊體。

根據(jù)礦體實(shí)體模型，構(gòu)建了礦塊模型，礦塊模型信息作為找礦預(yù)測(cè)模型已知條件參與預(yù)測(cè)。下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床礦體三維塊體模型見(jiàn)圖8。由圖8可知：鉛鋅礦體共有7 562個(gè)單元塊，磁鐵礦體共有6 323個(gè)單元塊。

4.2 巖體成礦有利信息分析與提取

對(duì)構(gòu)建的塊體模型進(jìn)行二值化屬性賦值，即塊體所處空間位置是巖體但不是礦體的立方體單元屬性賦值為0，所處空間位置既是巖體也是礦體的單元立方體屬性賦值為1。塊體屬性賦值之后在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)可以很好地區(qū)分巖體、礦體及巖體所含礦體的立方體單元。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，礦區(qū)內(nèi)共有8種巖體。

其中，大理巖體705 352塊，含鉛鋅礦體7 398塊，含礦占比為97.83 %，顯示與鉛鋅礦體成礦性息息相關(guān)；含磁鐵礦體4 432塊，含礦占比為70.09 %，顯示與磁鐵礦體成礦有較高的相關(guān)度；閃長(zhǎng)巖體214 870塊，含鉛鋅礦體2 858塊，含礦占比為37.79 %；含磁鐵礦體2 203塊，含礦占比為34.84 %，顯示閃長(zhǎng)巖體與礦體成礦具有較高的相關(guān)性；花崗閃長(zhǎng)巖體共109 945塊，含鉛鋅礦體2 013塊，含礦占比為26.61 %；含磁鐵礦體123塊，含礦占比為1.99 %，顯示花崗閃長(zhǎng)巖與鉛鋅礦體成礦相關(guān)度較高，與磁鐵礦體成礦相關(guān)度較低，但考慮到矽卡巖礦床中磁鐵礦成礦距離較遠(yuǎn)，因此對(duì)花崗閃長(zhǎng)巖塊體模型做50 m緩沖區(qū)，緩沖區(qū)共包含磁鐵礦體4 733塊，占已知礦塊總數(shù)的74.80 %，顯示花崗閃長(zhǎng)巖緩沖區(qū)與磁鐵礦成礦有一定的相關(guān)性。

4.3 構(gòu)造成礦有利信息分析與提取

不同類型構(gòu)造對(duì)成礦的影響不盡相同，其控礦、導(dǎo)礦作用也存在差異［25］。目前，對(duì)構(gòu)造成礦有利信息的分析與提取主要包括對(duì)構(gòu)造展布、導(dǎo)礦、容礦特征的分析提取，具體方法包括構(gòu)造分布、構(gòu)造方位異常度等的分析計(jì)算，從不同角度反映線性構(gòu)造可能存在的控礦特征。

下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床內(nèi)斷裂以北西向斷裂為主，北西向斷裂為主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。本文提取了塊體模型中斷裂包含的已知礦體塊數(shù)，以此來(lái)對(duì)斷裂進(jìn)行含礦性評(píng)價(jià)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，研究區(qū)內(nèi)斷裂總共180 502塊，包含已知鉛鋅礦體37塊、磁鐵礦體584塊。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，礦體與斷裂關(guān)系相關(guān)性小，但從模型（見(jiàn)圖9）來(lái)看，斷裂切斷了鉛鋅礦體和磁鐵礦體，而且由理論可知：斷裂活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致斷裂兩側(cè)圍巖出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的破碎帶，破碎帶會(huì)為成礦熱液的運(yùn)移及流動(dòng)提供良好的通道，同時(shí)，一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境會(huì)造成含礦熱液沉積，因而礦體會(huì)在構(gòu)造活動(dòng)較弱的部位形成儲(chǔ)積區(qū)。綜上所述，本文對(duì)斷裂進(jìn)行了一定范圍內(nèi)的緩沖區(qū)處理，結(jié)果見(jiàn)圖10。由圖10可知：斷裂緩沖區(qū)（50 m）已知礦體為214 870塊（本研究中勘探線間距為50 m，因此每次斷裂緩沖區(qū)外推50 m），其結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，斷裂緩沖區(qū)（50 m）包含已知礦體的塊數(shù)和比例都在增大且相關(guān)性較高，因此斷裂緩沖區(qū)（50 m）可作為三維預(yù)測(cè)的找礦要素。

5 三維成礦預(yù)測(cè)

本次三維成礦預(yù)測(cè)主要基于綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測(cè)理論，根據(jù)多年積累的二維地質(zhì)調(diào)查成果與典型礦床研究成果（地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)和遙感等信息），運(yùn)用三維可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體地質(zhì)模型，并結(jié)合塊體模型與地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)等方法，分析各成礦地質(zhì)異常要素的三維成礦條件，提取成礦有利信息立方塊體［26］，選擇找礦信息量法開(kāi)展成礦預(yù)測(cè)，基于成礦預(yù)測(cè)模型中的找礦要素，選取預(yù)測(cè)結(jié)果中合理閾值作為找礦靶區(qū)圈定依據(jù)，即為成礦有利條件最佳組合部位［27-28］。

5.1 找礦信息量計(jì)算

找礦信息量法是由維索科奧斯特羅夫斯卡婭在1968年與恰金在1969年相繼提出的一種區(qū)域找礦預(yù)測(cè)方法［29-30］，根據(jù)各地質(zhì)要素單變量在其空間內(nèi)的分布情況，基于成礦理論和統(tǒng)計(jì)分析方法，定量評(píng)價(jià)各成礦要素指示作用的大小和找礦意義。國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者采用此方法進(jìn)行礦床預(yù)測(cè)，均取得了較好的效果。其具體的基本預(yù)測(cè)原理如下：

式中：IA（B）為找礦標(biāo)志A已經(jīng)發(fā)生時(shí)事件B（有礦）也發(fā)生的信息量；P（A/B）為事件B已經(jīng)發(fā)生時(shí)，找礦標(biāo)志A發(fā)生的概率；P（A）為在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)發(fā)生找礦標(biāo)志A的概率。

然而在實(shí)際運(yùn)算中這種方法計(jì)算較難，為了方便計(jì)算，采用以樣本頻率值來(lái)估算概率值，即：

式中：Nj為具有找礦標(biāo)志A存在的含礦單元塊數(shù)；N為建立的塊體模型中含礦單元塊的總個(gè)數(shù)；Sj為找礦標(biāo)志A的總單元塊數(shù)；S為建立的塊體模型的單元塊數(shù)。

最后，通過(guò)計(jì)算不同找礦要素對(duì)應(yīng)的信息量值來(lái)反映每個(gè)單元的找礦潛力，當(dāng)IA（B）為0時(shí)，代表此標(biāo)志是否存在對(duì)找礦都沒(méi)有影響；當(dāng)IA（B）小于0時(shí)，代表此標(biāo)志存在時(shí)不利于找礦；當(dāng)IA（B）大于0時(shí)，代表此標(biāo)志存在有利于找礦，能夠提供找礦信息。

根據(jù)成礦有利信息，確定與礦化關(guān)系密切的信息要素作為本次找礦預(yù)測(cè)研究工作統(tǒng)計(jì)分析變量。找礦信息量法的有利找礦標(biāo)志較多時(shí)，需要對(duì)找礦信息要素進(jìn)行優(yōu)選，按照其臨界值進(jìn)行篩選，本次研究選取所有有利找礦標(biāo)志?？偨Y(jié)8種找礦預(yù)測(cè)信息要素，各個(gè)找礦信息要素的找礦信息量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2中每個(gè)塊體單元內(nèi)的信息量都代表了這個(gè)單元塊體的找礦有利程度，可以看出，在找礦信息量法中，對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果起較大重要作用的是大理巖、大理巖與矽卡巖的接觸帶，其次是矽卡巖及花崗閃長(zhǎng)巖緩沖區(qū)（50 m）和成礦有利部位關(guān)系密切，而斷裂在預(yù)測(cè)中所起的作用較小，推測(cè)大理巖與矽卡巖接觸帶、矽卡巖及花崗閃長(zhǎng)巖緩沖區(qū)（50 m）是尋找鉛鋅礦的有利區(qū)域。

下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床磁鐵礦找礦信息要素的找礦信息量統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知：花崗閃長(zhǎng)巖、大理巖、閃長(zhǎng)巖及斷裂緩沖區(qū)（50 m）的找礦要素信息量較高，推測(cè)花崗閃長(zhǎng)巖、大理巖、閃長(zhǎng)巖及斷裂緩沖區(qū)（50 m）是礦區(qū)磁鐵礦找礦的有利區(qū)域。

5.2 找礦靶區(qū)圈定

根據(jù)每個(gè)找礦信息要素的找礦信息量，對(duì)所有找礦信息要素單元所占?jí)K體進(jìn)行賦值，對(duì)于含有2種找礦信息要素的塊體，使用每個(gè)找礦信息要素找礦信息量的總和，在對(duì)所有塊體完成賦值后，根據(jù)距離冪次反比法對(duì)整個(gè)預(yù)測(cè)區(qū)的塊體進(jìn)行找礦信息量估值運(yùn)算。運(yùn)用三維地質(zhì)軟件對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)其他塊體進(jìn)行估值計(jì)算，本次預(yù)測(cè)選擇找礦信息量大于0.2的塊體作為本次預(yù)測(cè)找礦靶區(qū)。最后，在下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦區(qū)圈定了鉛鋅礦找礦靶區(qū)3處（見(jiàn)圖11、圖12）、磁鐵礦找礦靶區(qū)4處（見(jiàn)圖13、圖14）。根據(jù)三維可視化技術(shù)，可得出每個(gè)找礦靶區(qū)的坐標(biāo)、深度等基礎(chǔ)信息，結(jié)合地質(zhì)背景總結(jié)出7處找礦靶區(qū)所處的地質(zhì)情況，結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

根據(jù)找礦靶區(qū)圖，已知礦體分布在找礦信息量高值區(qū)，說(shuō)明預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際貼合程度較好。圖14中已知磁鐵礦體穿過(guò)預(yù)測(cè)找礦區(qū)域，與之相吻合，再次驗(yàn)證了本次研究中找礦信息量法圈定的找礦靶區(qū)成礦可能性較高，預(yù)測(cè)效果較好，為后續(xù)下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床礦產(chǎn)勘查工作提供了一定參考。

6 結(jié) 論

1）下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床中礦體主要賦存于中酸性淺成侵入巖與吉祥溝組大理巖接觸帶的矽卡巖中及其附近的大理巖中的矽卡巖內(nèi)。北東向和北西向斷裂交會(huì)部位是重要的構(gòu)造找礦標(biāo)志。圍巖蝕變主要為矽卡巖化、角巖化、硅化和黃鐵礦化、褐鐵礦化等。

2）基于建立的塊體模型，下嘎來(lái)奧伊河鉛鋅多金屬礦床采用的“立方體預(yù)測(cè)模型”及找礦信息量法對(duì)深邊部進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)，共圈定了找礦靶區(qū)7處，包括鉛鋅礦找礦靶區(qū)3處、磁鐵礦找礦靶區(qū)4處，為下一步深部找礦實(shí)現(xiàn)了定位評(píng)價(jià)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析：大理巖與矽卡巖接觸帶、矽卡巖和大理巖處找礦信息量值較高，是尋找鉛鋅礦的有利找礦區(qū)域；花崗閃長(zhǎng)巖、大理巖和閃長(zhǎng)巖在尋找磁鐵礦中信息量較高，是尋找磁鐵礦的有利找礦區(qū)域。

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Three-dimensional geological modeling and deep ore prospecting prediction of the Xiagalaiaoyihe lead-zinc polymetallic deposit in Heilongjiang Province

Li Min1，Zhang Zishi2，Zhao Zhonghai2，Cui Xiaomeng2，Zhou Jiazheng2，Li Chenglu3，Yang Yuanjiang3

（1.Inner Mongolia Land Resources Exploration and Development Co.，Ltd.;2.College of Mining，Liaoning Technical University; 3.Heilongjiang Institute of Natural Resources Survey）

Abstract：To carry out deep prospecting for the Xiagalaiaoyihe lead-zinc polymetallic deposit，three-dimensional geological modeling of the deep strata and ore bodies was conducted using Micromine software，based on geological and ore geological data of the mining area，and achieved a three-dimensional visualization and transparency of the deep geological bodies.The cubic prediction model and prospecting information quantity method were used to statistically analyze multi-source geological data in the mining area.Finally，3 lead-zinc mineralization target areas and 4 magnetite mineralization target areas were delineated within the mining area，providing reference and basis for future prospect-ing work.

Keywords：three-dimensional geological modeling;deep ore prospecting prediction;Xiagalaiaoyihe;lead-zinc polymetallic deposit;prospecting targets;deep geological body

收稿日期：2023-04-15；? 修回日期：2023-05-10

基金項(xiàng)目：黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局科研項(xiàng)目（HKY202301）；黑龍江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（GA21A204）；遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目（LNTU20TD-14）

作者簡(jiǎn)介：李 敏（1985—），男，高級(jí)工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作；E-mail：331935708@qq.com

*通信作者：趙忠海（1984—），男，副教授，博士，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦床學(xué)研究工作；E-mail：zhaozhonghai@lntu.edu.cn