基于3DMine软件的三维地质建模及储量估算

摘要：依据庞家河金矿资料，借助三维矿业软件3DMine，建立了矿区的钻孔数据库和矿体模型，并利用距离幂次反比法进行资源量估算，最后与传统块段法进行对比，结果较为精确，值得推广应用。

关键词：庞家河金矿;3DMine;三维建模;距离幂次反比法，储量估算

引言

三维地质建模将二维数据赋予三维特征，可以直观展示地质体的空间展布规律和相互关系，准确了解矿石品位和资源量。传统储量计算方法计算慢，运用地质统计学的方法进行资源的储量计算及动态监测已成为矿山企业发展首要任务，对矿产勘查和合理开采都具有非常重要的意义。

3Dmine软件具有强大的作图、建模、储量估算功能，并支持常用的数据格式便于数据共享。本文利用3DMine软件对庞家河金矿进行三维可视化建模工作，在此基础上，依据地质统计学原理﹐对样品进行特高品位处理及样品组合，利用软件的距离幂次反比法对块体模型进行估值，最终计算出三条矿体的储量;最后与传统块段法进行对比，各项指标对比均控制在10%以内，误差范围合理。结果表明，距离幂次反比法精度较高，方便快捷，可为矿山在今后的资源储量动态监测及矿山管理中提供重要的理论依据。

1 矿区概况

庞家河金矿位于位于陕西省凤县唐藏镇境内，处于秦岭造山带的商丹缝合带内，商南—唐藏—丹凤断裂以南，山阳—凤镇断裂以北，两条大断裂加持区。成矿区带属于秦岭—大别成矿省南秦岭成矿带西段夏河—西和—凤县—黄柏源成矿亚带，是秦岭中西段有色、贵金属资源集中区，大、中型矿产分布较为集中，成矿地质条件十分有利[1]。庞家河金矿是“沉积岩控矿受地层和碰撞造山阶段岩浆作用共同影响的造山型金矿”，矿石工业类型属于高砷细碎屑岩微细浸染型金矿，矿石类型主要为原生矿。

工作区出露地层主要为上元古界罗汉寺岩群、泥盆系舒家坝组和大草滩组及第四系，庞家河金矿床产于泥盆系舒家坝组地层中，含矿岩性为粉砂质绢云千枚岩、变质粉砂岩及变质砂岩。矿床受近东西向的庞家河背斜及其相伴生的构造控制，褶皱构造主要发生在印支—华力西期，区域性断裂主要是喜山期F1断层和印支—华力西期的F8断层。矿区岩浆活动比较频繁，主要为印支期，以小岩株（印支期大台沟岩体和柳杀沟岩体）、脉岩（花岗斑岩脉、辉绿岩脉）为主。主要的矿化蚀变有硅化、绢云母化、高岭土化、黄铁矿化、毒砂矿化、孔雀石化等。

2 三维地质建模

为了对庞家河金矿进行三维地质建模，本文以2018年《陕西省凤县庞家河金矿深部及外围详查阶段性总结报告》为参考基准，共收集勘探线剖面图29张，钻孔柱状图64张、资源量估算纵投影图3张、区域地质图1张、矿区地形地质图1张、矿床地形地质图1张。

2.1.钻孔三维模型

钻孔三维模型不仅可以对钻孔进行任意旋转，缩放，直观显示、查询钻孔的坐标、高程、岩性、元素品位等信息，分析元素的空间变化规律，还可以按照样品分析结果或品位大小对钻孔进行分段赋色，切割任意方向的剖面，查看剖面上的样品信息，为圈定矿体提供依据。

首先，将64个钻孔柱状图整理为规定格式的定位表﹑测斜表﹑化验表﹑岩性表四个Excel表格;其次，将四个表格的钻孔信息导入3DMine软件;最后，利用软件的钻孔数据库功能，建立钻孔三维模型。

2.2.地表三维模型

地表三维建模是对地形表面形态的一种可视化模拟，不仅可以直观显示地形的连续起伏，还可以根据高程对地表模型分层设色，使其更具有立体感。首先，在MapGIS中将矿床地形地质图中的等高线提取出来，并建立属性字段赋予高程值;其次，处理陡坎、断线，同一条等高线连续不断;最后，将等高线数据导入3DMine软件，利用DTM表面模型功能，建立矿床地表三维模型。

2.3 矿体三维模型

首先，在勘探线剖面图上根据矿体的产状﹑岩性、控矿构造特征等因素，分别圈定Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三条矿体的边界;其次，按照样品品位，区分工业矿体和低品位矿体;最后，利用闭合线连接三角网功能，将工业矿体及低品位矿体边界一一对应连接，分别建立三条矿体的三维模型。

3 储量估算

3.1 距离幂次反比法

首先，剔除特高品位，特高品位按品位平均值的6倍统计（平均品位3.2g/t，特高品位19.8g/t），在处理过程中对品位大于19.8 g/t的样品用3.2g/t代替;

其次，为确保参数的无偏估计量，所有样品的长度应该一致，据地质统计学原理，应进行样品组合。样品组合的过程是将品位通过长度加权的方法提取到若干点上，这些点所存储的品位信息用来为以后的块体模型估值。本次利用地质带组合法进行样品组合。

再次，确定距离幂次反比法的椭球参数，主轴搜索半径120m，主轴/次轴1，主轴/短轴10，主轴方位角80°，主轴倾伏角5°，次轴倾角-45°，对为估值成功的样品，逐步放款条件，直至对所有样品估值成功。

最后，建立块体模型，生成估值报告。

3.2 对比论证

本次距离幂次反比法估算矿石量为**吨，金属量为*吨，与2018年《陕西省凤县庞家河金矿深部及外围详查阶段性总结报告》中传统地质块段法相比，矿石量误差率为8.24%，金属量误差率为7.62%。

4 结论

（1）通过收集整理矿区地质图、勘探线剖面、纵投影图等数据，利用3DMine软件，建立了庞家河金矿的钻孔数据库、地表模型与矿体模型，實现了二维与三维的转化。该方法简单、形象、直观、精确，具有较高的工程运用和参考价值，为数字矿山建设提供了新的思路和方法。

（2）基于三维矿体模型，选取距离幂次反比法建立块体模型，并生成估值报告，实现了资源储量的快速计算，并与已备案报告进行对比，误差率为8.24%、7.62%，在误差允许的合理范围。相比传统地质块段法计算过程复杂繁琐、计算精度较低等特点，距离幂次反比法优势较明显，在保持精度条件下依然能够建立复杂模型，值得在金属矿山中进一步推广应用。

参考文献：

[1]陕西省凤县唐藏镇庞家河地区金矿深部及外围详查.贾建军，许强，卢飞等.中陕核工业集团二一一大队有限公司.

作者简介：张艳，（1984-），女，汉，山东泰安，硕士，中级工程师，主要从事地图制图学与地理信息工作。