田峰
辽宁省矿产勘查院
[摘要]随着三维地质信息技术的发展完善，三维预测是大比例尺深部找矿预测的重要途径和发展趋势。本文讨了基于三维地质建模及可视化进行大比例尺三维深部综合找矿预测的技术流程和方法。通过对矿区地层，构造，岩脉，矿体和蚀变带的三维地质建模及可视化成矿地质条件分析，结合原生晕三维异常分析，建立了矿区钾硅化蚀变岩型金矿的综合找矿模型。
[关键词]预测方法三维建模大比例尺
一、大比例尺矿产预测
大比例尺矿产预测（largescalemetallogenicprognosis，largescaleminerogenicprognosis）主要任务为矿田范围内预测矿床和矿体或矿床范围内预测矿体，以1︰5万～1︰1万或更大比例尺的地质、物探、化探等工作成果为预测基础，矿区勘查程度较高。我国矿产资源预测与评价经过近50年的发展，经历了起步、发展、成熟等阶段后，已进入科学化、定量化和数字化阶段。特别是随着GIS空间信息技术的发展应用和国家矿产资源潜力大调查项目的开展，形成了以空间数据库和GIS空间分析为技术支撑，以“相似类比”、“异常成矿”、“组合控矿”等系列成矿预测理论为指导，综合地质、矿产、物探、化探和遥感等多种找矿方法手段，以“多元地学空间数据集成－多元成矿信息提取与融合－矿产资源潜力制图”为核心流程的矿产资源数字化预测评价体系。
目前随着计算机硬件技术、可视化技术、三维建模技术、虚拟现实技术的发展和日益成熟，三维地质建模及可视化已在空间数据表达、成矿地质条件分析、预测要素定量估算上体现出较为明显的优势，二维平面预测正在向大比例尺三维空间立体预转变，三维空间中的定位定量预测也已经成为当前研究的热点问题。
二、基于三维地质建模及可视化的大比例尺预测方法
大比例尺三维预测主要是通过三维地质建模及可视化。研究地质体在地表以下可能的分布及规律，推断地质体可能的赋存部位，从而达到定位预测和定量预测的目的。首先应充分收集已知矿区地、物、化、遥资料，利用多年积累的二维地质调查及研究成果，依托三维可视化技术进行三维地质建模；然后，基于三维地质建模成果，通过典型矿床解剖研究，分析成矿作用的发生、发展过程以及矿床的形成与保存条件，总结出该区矿床成矿模型，通过对现有地、物、化、遥资料的综合集成分析，提出区域范围内的综合找矿模型；最后基于综合找矿模型，挑选出区域矿床三维预测的成矿有利因素，以成矿控制因素有利组合部位的定量圈定与筛选实现深部和外围矿产资源的预测与评价。整个技术流程如图１所示，具体内容可分３个阶段。
１第一阶段：进行三维地质建模。核心是完成研究区成矿地质要素的三维可视化实体建模，主要包括地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变和矿化体五种实体模型，实体模型借助于商业矿山软件完成，即利用轮廓线重构面技术在相邻剖面之间用三角网连接三维实体表面而成。其关键是获得实体的系列剖面信息，在已知勘探剖面缺乏的情况下主要采用两种途径，其一是基于有限的实测地质剖面，在地质平面图上通过图切地质剖面编图来获得；其二是基于建立的勘探钻孔数据库，在三维空间中进行钻孔剖面地质解译，获得各种成矿要素剖面信息。采用这样的方法可以建立起区域上和典型矿床的三维地质模型。
２第二阶段：提炼综合找矿模型。基于建立的典型矿床三维地质模型，进行成矿地质条件分析，从空间上分析矿体与各成矿要素之间的分布关系，从成因上分析矿体与各成矿要素之间的内在联系，形成矿床成矿模型，在成矿预测理论的指导下，补充与成矿有关的物、化、遥信息，结合找矿经验提炼出综合找矿模型。
３第三阶段：深部矿产预测与评价。实体建模获得的是实体空间几何表面，缺少参与综合运算的属性信息。需要进行矿区的块体建模，块体模型的基本思想是将矿床在三维空间内按照一定的尺寸划分为众多的单元块，然后对填满整个矿床范围内的单元块的成矿概率属性进行推测和估计，一般在综合找矿模型的指导下，挑选出区域矿床三维预测的成矿有利因素，包括成矿地质要素和具有良好指示意义的物化探因素，分别与矿区块体模型进行空间运算，并在块体模型中分配不同权重和成矿概率属性值，形成三维块体综合预测模型并进行量化和运算最终完成三维空间靶区的圈定及评价。
三、深部找矿预测及评价
综合信息预测概念模型确定以后，就需要在三维地质空间中，根据对成矿贡献的大小，借助一定的方法量化具体三维预测因子，确定因子级别分数及操作关系，完成成矿预测综合有利程度的确定。在可视化建模软件中主要通过三维块体综合预测模型的建立、块体预测变量属性的量化及运算来完成。
１三维块体综合预测模型的建立：一般成矿元素的富集是由多种有利的地质因素优化配置所造成的。所以在相似类比、异常成矿等地质找矿理论的指导下，基于前面建立的综合找矿预测模型，可以借助块体预测变量（块体属性）来定量评价各种成矿有利因素与矿床关系的密切程度，或控制作用的大小。
2三维预测要素的量化及运算。在三维块体综合预测模型中，成矿预测因子转换为块体预测变量后，其三维预测要素的量化就转换为块体属性的三维空间插值。根据预测要素自身的数据特点将采用不同的插值方法。研究区主要基于钻孔数据库进行三维地质建模及可视化，因此钻孔数据库（包括钻孔定位表、钻孔测斜表、岩性表和样品分析表）是其重要的数据基础，地层、构造和岩脉可以从岩性表中提取，成矿元素含量可以从样品分析表中提取，围岩蚀变和矿化体可以结合岩性表和样品分析表进行提取，提取结果为已附带属性值的三维空间离散点，基于这些离散点就可以进行三维空间插值。也可以充分利用前期三维实体建模的成果，进行约束条件下的赋值。如地层和已知矿化体，可以利用地层和矿体实体模型，进行空间图形约束下赋值，即在三维实体范围内赋值为１，否则赋值为０。
3靶区的圈定及评价。预测靶区的圈定应该以成矿的必要条件为基础，并以成矿有利（或不利）标志为补充来确定。研究区基于三维块体综合预测模型，通过对地层、构造和围岩蚀变等成矿必要地质条件的筛选，圈定最小预测区，结合地球化学异常等其他重要的找矿标志，采用预测要素叠加法进行靶区的优选。预测要素叠加法的基本思想是：预测要素存在的地方是成矿有利的地方；预测要素越多，成矿的有利度越大，也可理解为“各预测要素等权重”的加权方法。
四、小结
本文从三维地质建模、综合找矿模型的建立到深部矿产预测与评价，探讨了基于三维地质建模及可视化进行大比例尺三维深部综合找矿预测的技术流程和方法，形成了如下认识：
通过对矿区地层、构造（断层）、岩体（岩脉）、矿体和蚀变带的三维地质建模及可视化，形象直观地再现了各地质体、地球化学异常等三维成矿控制因素及找矿标志的空间展布及其相互关系，为矿区成矿规律的研究提供了有效的技术手段。
参考文献
[1]严琼，陈建平，尚北川?云南个旧高松矿田芦塘坝研究区三维预测模型及靶区优选[J]现代地质,2012(26)
[2]肖克炎，李楠，孙莉，等?基于三维信息技术大比例尺三维立体矿产预测方法及途径[J]地质学刊2012（36）