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摘要：运用3DMine软件的层位建模方法，建立钾盐矿床的实体模型；又基于距离幂次反比法的理论对块体模型进行品位估值，从而建立了整套钾湖固液态可视化模型，为利用该软件在盐湖固液态三维地质建模及品位估值方面，提供一种可行的方法。
关键字：3DMine；盐湖固态模型；盐湖液态模型；距离幂次反比法
中图分类号：TF826文献标识码： A
前言
盐湖地区三维建模在国内还未普遍，尤其是盐湖液矿的三维建模，国内至今还未见到相关的资料。当今世界矿产资源日益紧缺、行业竞争越来越激烈，研究和尝试新的、自动化程度更高的矿产储量计算模型是加快我国矿业产业发展步伐的必由之路。（1）本文借助3DMine软件，利用层位模型建模的方法，又基于距离幂次反比法这一估值理论，通过对块体模型进行估值，并对估值结果的约束显示，来实现对盐湖固液矿模型的展示。
3DMine软件主要包括表面、钻孔数据库、实体模型、块体模型、露天采场设计以及地下采场设计等功能。本文以察尔汗钾盐盐湖为例，对3DMine软件建立钾盐固液模型的过程进行介绍，以促進3DMine软件在盐湖建模方面的有效运用。此篇文章中主要运用了3DMine软件中的钻孔数据库、层位建模以及块体模型等功能。
1. 研究思路
3DMine软件通过对原始勘探数据编辑，建立地质数据库，依据样品数据进行三维可视化建模。
2. 实例分析块体模型的建立
2.1 矿区地质概况
盐湖矿区东西长达168公里，南北宽20～40公里，面积5856平方公里。本文以其中的某个区段为例。其成盐建造可以分为：浅部构造层（Q2-Q4）；中部构造层（R-Q1）；深部构造层（K以前）。成盐作用可分为：泛湖阶段（Q1）；盐渍阶段（Q2）；盐沼阶段（Q3）；干盐湖阶段（Q4）。矿体主要是以固液相钾镁盐矿并存。固体矿有钾镁和石盐矿；液相矿（晶间卤水矿）以钾为主，伴生有镁、钠等九种有益矿。
盐类沉积自上更新世至今的盐类沉积物总的表现出岩性相近似，为有明显韵律的三次重覆，即三个旋回，沉积旋回与地层的关系如下表1所示：
表1第四系盐类沉积旋回与地层关系表
本文选取察尔汗盐湖固液矿部分区段的数据进行实例分析。
2.2盐湖固矿模型的建立
2.2.1 地质数据库的建立
地质数据库是矿床建模系统中管理地质数据信息的数据库，（3）是矿床三维建模的基础，矿体模型和品位块体模型的构建、钻孔样品数据的组合、数据的统计分析、块体模型的估值及储量计算都离不开地质数据库。本文中把原始的数据整理为3DMine软件可接收的数据格式（EXCEL格式），整理过程中样品的起始段坐标不能交叉和重复，样品的化验数据单位、输入工程号时大小写都要统一，并且每个钻孔的“从…至”字段不能超出钻孔的孔深。建立钻孔定位表、测斜表、岩性表、含水层表、固样化验表、水样化验表以及孔隙度表，各数据表的结构见表2。
表2地质数据库数据表结构
整理好数据后，在3DMine软件中新建一个钻孔数据库，并导入各个表数据，得到钻孔三维立体图如下所示：
图1盐湖数据库三维展示图
2.2.2 建立层位实体模型
实体模型的建立以数据库为基础，它不仅能够将抽象的数字信息转化为直观的、易于理解的三维图形信息传达给地质人员，而且能准确掌握矿体的几何空间形态，并且为块体模型估值奠定基础。
按地层年代，对此矿区划分了9个矿层
全新统 Q4S3,Q4L,
上更新统 Q3S22, Q3L22, Q3S21, Q3L21,Q3S,Q3L,
中下更新统 Q1+2l,
3DMine软件可以对各个盐矿层赋予不同的颜色，同时可以插入相应颜色的图例。
层位建模是一种利用钻孔数据库及指定的边界范围建立层状模型的过程。它适用于成层性比较好，钻孔数据比较齐全，钻孔方向垂直向下的地层建模。因此，盐湖地区选取此方法进行建模。导入已建好的钻孔数据库到3DMine工作区中，再运用层位建模的功能得到的实体模型效果图如下图2所示：
图2 盐湖实体模型图
2.2.3 提取组合样品点
该地质数据库中共90个钻孔。样品组合就是将空间不等长的样长和品位，量化到一些离散的点上，在这里选用的是实体内提取化验样这个方法。
对每套时代的地层都分别进行组合样的提取，包括提取KCl（固）组合样，KCl（液）组合样，孔隙度，给水度，比重等信息。共计45个样品点文件。
2.2.4 建立块体模型及估值
块体模型只有在进行属性赋值后才能用于品位估值和储量计算。对块体模型赋值的方法有最小距离法、距离幂次反比法、直接赋值法、普通克里格法等。矿业软件广泛采用的品位估值方法都是根据单元块周围一定范围（搜索半径）内的已知样品，对该单元块进行估值。（4）因此，如果在品位估值阶段不把矿床成矿规律、规模等因素考虑进来，在品位估值时由于搜索半径的影响，不可避免地在矿化区域之外推估出品位来。因此，对单元块进行属性赋值时，首先要利用矿体实体模型建立约束文件对块体模型进行约束。约束文件通常都分为矿体约束和夹石约束。
块体模型包含了固矿模型和液相模型两大部分。盐湖区长度跨越约1300m，宽度约700m。块体尺寸为（20×20×0.5m），共计块体数目为203928个。在块体模型中创建了层号（Q4S3-Q1+2L九层作为约束实体）、KCl（固）、KCl(液)、比重（固）、比重（液）、孔隙度、给水度等共计10个属性。通过实体约束，对实体下的属性进行相应的距离幂次反比法赋值或者单一法赋值，赋值文件为组合样品点文件。由于钾盐矿的走向稳定、形态单一，因此选用二次幂。
下图为固矿块值KCl（固）>0.5的部分：
图3 盐湖固态模型块值KCl（固）>0.5
2.3 盐湖液态模型的建立
盐湖液态模型与固态模型用的是同一套钻孔数据库和层位实体模型，二者最大的区别体现在块体模型部分，通过对块体模型进行块值约束和着色的方式，来分别展示固矿模型和液矿模型，以及各个模型的贫矿部分和富矿部分。
下图为液矿块值KCl（液）>1的部分：
图4盐湖液态模型块值KCL（液）>1
下图以液矿为例按品位分段（0.5，1）对块体模型进行颜色渲染，渲染结果如图7所示。在图中红色区域为盐湖液矿的相对富矿区；黄色区为过渡区；蓝色区域为盐湖液矿的相对贫矿区。 如果在富矿区边部位置再追加部分钻孔，那么就可以更好地预测找矿。
图5KCl(液)按值范围着色图
3DMine软件不仅可以对KCl品位进行级别划分并赋予不同的颜色，同时也可以对各个层号进行不同的颜色渲染，视觉效果更好
3. 结论与讨论
利用3DMine矿业软件建立盐湖固液态模型的层位建模方法，适用于大范围的、成层性好的、钻孔数据齐全的工区，比如煤矿，钾盐矿等。
在此模型建立过程中由于个别钻孔孔深控制不够，造成了好像盐层缺失的问题，因此如果钻孔数据再全面一些，比如：孔深足够，钻孔数量再增多一些，则更能使得模型建模的结果符合实际的情况。
参考文献
[1] 陈晓鹏， 魏丽英. 基于GTP_TEN模型矿体储量的计算研究[J].矿业工程，2010，8（2）：60-62.
[2] 董青松.Surpac在大西沟金矿勘探中的应用[D].中国地质大学硕士学位论文，2008.
[3] 罗周全，鹿浩，刘晓明，等.矿山三维实体建模[J].南华大学学报（自然科学版），2007，21（4）：9-15.
[4] 罗周全，李畅,等.金属矿床可视化建模及储量计算[J]. 矿冶工程,2009,29（1）：10-14.
作者简介：朱银萍，1986年生，女，河北唐山市迁安市人,硕士研究生，矿床学专业。
关键字：3DMine；盐湖固态模型；盐湖液态模型；距离幂次反比法
中图分类号：TF826文献标识码： A
前言
盐湖地区三维建模在国内还未普遍，尤其是盐湖液矿的三维建模，国内至今还未见到相关的资料。当今世界矿产资源日益紧缺、行业竞争越来越激烈，研究和尝试新的、自动化程度更高的矿产储量计算模型是加快我国矿业产业发展步伐的必由之路。（1）本文借助3DMine软件，利用层位模型建模的方法，又基于距离幂次反比法这一估值理论，通过对块体模型进行估值，并对估值结果的约束显示，来实现对盐湖固液矿模型的展示。
3DMine软件主要包括表面、钻孔数据库、实体模型、块体模型、露天采场设计以及地下采场设计等功能。本文以察尔汗钾盐盐湖为例，对3DMine软件建立钾盐固液模型的过程进行介绍，以促進3DMine软件在盐湖建模方面的有效运用。此篇文章中主要运用了3DMine软件中的钻孔数据库、层位建模以及块体模型等功能。
1. 研究思路
3DMine软件通过对原始勘探数据编辑，建立地质数据库，依据样品数据进行三维可视化建模。
2. 实例分析块体模型的建立
2.1 矿区地质概况
盐湖矿区东西长达168公里，南北宽20～40公里，面积5856平方公里。本文以其中的某个区段为例。其成盐建造可以分为：浅部构造层（Q2-Q4）；中部构造层（R-Q1）；深部构造层（K以前）。成盐作用可分为：泛湖阶段（Q1）；盐渍阶段（Q2）；盐沼阶段（Q3）；干盐湖阶段（Q4）。矿体主要是以固液相钾镁盐矿并存。固体矿有钾镁和石盐矿；液相矿（晶间卤水矿）以钾为主，伴生有镁、钠等九种有益矿。
盐类沉积自上更新世至今的盐类沉积物总的表现出岩性相近似，为有明显韵律的三次重覆，即三个旋回，沉积旋回与地层的关系如下表1所示：
表1第四系盐类沉积旋回与地层关系表
本文选取察尔汗盐湖固液矿部分区段的数据进行实例分析。
2.2盐湖固矿模型的建立
2.2.1 地质数据库的建立
地质数据库是矿床建模系统中管理地质数据信息的数据库，（3）是矿床三维建模的基础，矿体模型和品位块体模型的构建、钻孔样品数据的组合、数据的统计分析、块体模型的估值及储量计算都离不开地质数据库。本文中把原始的数据整理为3DMine软件可接收的数据格式（EXCEL格式），整理过程中样品的起始段坐标不能交叉和重复，样品的化验数据单位、输入工程号时大小写都要统一，并且每个钻孔的“从…至”字段不能超出钻孔的孔深。建立钻孔定位表、测斜表、岩性表、含水层表、固样化验表、水样化验表以及孔隙度表，各数据表的结构见表2。
表2地质数据库数据表结构
整理好数据后，在3DMine软件中新建一个钻孔数据库，并导入各个表数据，得到钻孔三维立体图如下所示：
图1盐湖数据库三维展示图
2.2.2 建立层位实体模型
实体模型的建立以数据库为基础，它不仅能够将抽象的数字信息转化为直观的、易于理解的三维图形信息传达给地质人员，而且能准确掌握矿体的几何空间形态，并且为块体模型估值奠定基础。
按地层年代，对此矿区划分了9个矿层
全新统 Q4S3,Q4L,
上更新统 Q3S22, Q3L22, Q3S21, Q3L21,Q3S,Q3L,
中下更新统 Q1+2l,
3DMine软件可以对各个盐矿层赋予不同的颜色，同时可以插入相应颜色的图例。
层位建模是一种利用钻孔数据库及指定的边界范围建立层状模型的过程。它适用于成层性比较好，钻孔数据比较齐全，钻孔方向垂直向下的地层建模。因此，盐湖地区选取此方法进行建模。导入已建好的钻孔数据库到3DMine工作区中，再运用层位建模的功能得到的实体模型效果图如下图2所示：
图2 盐湖实体模型图
2.2.3 提取组合样品点
该地质数据库中共90个钻孔。样品组合就是将空间不等长的样长和品位，量化到一些离散的点上，在这里选用的是实体内提取化验样这个方法。
对每套时代的地层都分别进行组合样的提取，包括提取KCl（固）组合样，KCl（液）组合样，孔隙度，给水度，比重等信息。共计45个样品点文件。
2.2.4 建立块体模型及估值
块体模型只有在进行属性赋值后才能用于品位估值和储量计算。对块体模型赋值的方法有最小距离法、距离幂次反比法、直接赋值法、普通克里格法等。矿业软件广泛采用的品位估值方法都是根据单元块周围一定范围（搜索半径）内的已知样品，对该单元块进行估值。（4）因此，如果在品位估值阶段不把矿床成矿规律、规模等因素考虑进来，在品位估值时由于搜索半径的影响，不可避免地在矿化区域之外推估出品位来。因此，对单元块进行属性赋值时，首先要利用矿体实体模型建立约束文件对块体模型进行约束。约束文件通常都分为矿体约束和夹石约束。
块体模型包含了固矿模型和液相模型两大部分。盐湖区长度跨越约1300m，宽度约700m。块体尺寸为（20×20×0.5m），共计块体数目为203928个。在块体模型中创建了层号（Q4S3-Q1+2L九层作为约束实体）、KCl（固）、KCl(液)、比重（固）、比重（液）、孔隙度、给水度等共计10个属性。通过实体约束，对实体下的属性进行相应的距离幂次反比法赋值或者单一法赋值，赋值文件为组合样品点文件。由于钾盐矿的走向稳定、形态单一，因此选用二次幂。
下图为固矿块值KCl（固）>0.5的部分：
图3 盐湖固态模型块值KCl（固）>0.5
2.3 盐湖液态模型的建立
盐湖液态模型与固态模型用的是同一套钻孔数据库和层位实体模型，二者最大的区别体现在块体模型部分，通过对块体模型进行块值约束和着色的方式，来分别展示固矿模型和液矿模型，以及各个模型的贫矿部分和富矿部分。
下图为液矿块值KCl（液）>1的部分：
图4盐湖液态模型块值KCL（液）>1
下图以液矿为例按品位分段（0.5，1）对块体模型进行颜色渲染，渲染结果如图7所示。在图中红色区域为盐湖液矿的相对富矿区；黄色区为过渡区；蓝色区域为盐湖液矿的相对贫矿区。 如果在富矿区边部位置再追加部分钻孔，那么就可以更好地预测找矿。
图5KCl(液)按值范围着色图
3DMine软件不仅可以对KCl品位进行级别划分并赋予不同的颜色，同时也可以对各个层号进行不同的颜色渲染，视觉效果更好
3. 结论与讨论
利用3DMine矿业软件建立盐湖固液态模型的层位建模方法，适用于大范围的、成层性好的、钻孔数据齐全的工区，比如煤矿，钾盐矿等。
在此模型建立过程中由于个别钻孔孔深控制不够，造成了好像盐层缺失的问题，因此如果钻孔数据再全面一些，比如：孔深足够，钻孔数量再增多一些，则更能使得模型建模的结果符合实际的情况。
参考文献
[1] 陈晓鹏， 魏丽英. 基于GTP_TEN模型矿体储量的计算研究[J].矿业工程，2010，8（2）：60-62.
[2] 董青松.Surpac在大西沟金矿勘探中的应用[D].中国地质大学硕士学位论文，2008.
[3] 罗周全，鹿浩，刘晓明，等.矿山三维实体建模[J].南华大学学报（自然科学版），2007，21（4）：9-15.
[4] 罗周全，李畅,等.金属矿床可视化建模及储量计算[J]. 矿冶工程,2009,29（1）：10-14.
作者简介：朱银萍，1986年生，女，河北唐山市迁安市人,硕士研究生，矿床学专业。