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基于ArcGlS软件的三维地质建模及资源量预测

2021-01-26

世界有色金属 2020年20期
关键词:资源量热液铅锌矿

(山东省地质矿产勘查开发局第六地质大队,山东 威海 264209)

金属资源量预测是矿山找矿勘查的基础,合理的资源量预测模型等有助于深部资源勘查,尤其是隐伏型金属矿产。三维地质建模是提高找矿准确率和提升资源量预测合理性的基础性图件,对深部探矿工程的布设具有良好的指导意义,如钻孔设计、平硐设计等[1]。ARCGIS软件在三维地质建模方面具有较好的应用优势,具有操作简便、三维建模功能齐全等优势,广泛的应用在资源量预测以及三维矿山建设等领域。鉴于此,本文以ARCGIS软件为基础,以某热液脉型铅锌矿为例,分析其在资源量预测等方面的应用。

1 区域地质概况

根据对该热液型铅锌矿成矿特征研究,认为该铅锌成矿作用与区域性岩浆活动、断裂破碎带有关,其1:5万水系沉积物异常与已知矿化带关系密切。因此,可通过与成矿有关的岩浆岩、主要控矿断裂构造及1:5万水系沉积物异常等地质信息的相互叠加作用预测潜在资源量,为进一步布设深部探矿工程提供基础依据。根据研究区成矿地质背景、控矿因素、矿床成因类型及1:5万水系沉积物测量成果,在研究区内共划分出1个A类铅锌找矿靶区和1个B类铅锌找矿靶区[2]。本次三维地质建模的方式采用最小预测区的方式进行深部潜在资源预测,即通过ARCGIS软件平台构建以重点控矿因素为主的三维地质模型,通过类比法及地质体单元法圈定最小预测靶区。

2 三维地质模型建设及资源量预测

2.1 三维地质建模基本原则

三维地质建模应遵循以下几点原则:①在最小的预测靶区内,以能够发现铅锌矿床最大的可能范围为基础,将其作为最大含矿率的最小面积处理,进而确定预测靶区的边界,并将参数输入至ArcGIS平台的相应数据表格中;②结合各种控矿因素,以地质信息为基础,充分考虑地、物、化、遥等多种综合信息,进而根据相互叠加关系以及权重比等确定预测远景区的边界线;③远景区的圈定原则要详细、统一,使资料具有可比性,最小预测区的面积不超过50平方公里。

2.2 最小预测靶区确定

最小靶区的确定是提高深部三维地质建模准确性和资源量预测准确性的基础,本次主要选择与成矿关系密切的地质信息加以约束。与该热液脉型铅锌矿成矿有关的控制因素包括:①控岩(矿)构造,有利于成矿的构造或交叉部位的缓冲区;②岩浆岩,燕山期中酸性岩浆岩,是主要的成矿流体来源;③化探异常,单元素铅、锌地球化学异常,区域铅锌异常与矿化带吻合度较高。因此,将上述3类图层在ArcGIS软件中叠加在一起,将三者的交汇部位最为最小预测靶区,其找矿潜力最大。

2.3 估算方法的确定

在选定的预测靶区中,矿床类型属完全受断裂构造控制的矿床。按照“预测资源量估算技术要求”的要求,结合“脉状矿床预测资源量估算方法的意见”中“脉状矿床指主要受断裂构造控制的矿床类型”和“脉状矿床预测资源量估算方法,不同于主要受含矿地质建造控制的矿产预测类型”以及“以上方法主要指产状,规模比较确定的脉状矿床资源量预测方法,对无法确定规模、产状的脉状矿体,具体估算方法,可以参照以前提出的最小预测区含矿率法估算”的规定,考虑到研究区工作程度和已知矿(化)体的展布形态呈脉状,因此对本次以热液充填型为主的铅锌重点矿点预测资源量估算方法确定为“地质体积法”。

模型区含矿系数确定:研究区重点矿点模型区地质体含矿系数见表1。

表1 研究区预测靶区模型区含矿地质体含矿系数表

含矿系数确定说明:

某热液脉型铅锌矿预测靶区中模型区含矿地质体边界即为含矿地层界线明显、易于圈定,故选用“可以确切圈定地质体边界”的公式计算模型区含矿地质体的含矿系数:

α地质体=Z总/V地质体=Z总/(S地质体×H地质体)(式1)

根据预测区参数估算最小预测区资源量,依据公式:

Z预=S预×H预×Ks×K×α(式2)

公式1和公式2中:Z预为预测区预测资源量;S预为预测区面积;H预为预测区延深(指预测区含矿地质体延深);Ks为含矿地质体面积参数;K为模型区矿床的含矿系数;α为相似系数。

2.4 最小预测区资源量可信度估计

(1)面积可信度分析。按照上文提及的三维地质建模基本原则,本次将该铅锌矿床的最小预测区根据面积参数可信度划分为3个等级:①含矿层位明确,且矿层厚度变化较稳定的,设置其权重为0.75;②调查区赋存含矿岩系的,设置其权重比为0.50;③调查区为隐伏推测区域的,设置其权重比为0.25。

(2)延深可信度分析。延深可信度指的是矿层向深部的延深情况,根据矿体一般变化规律将其分为6个等级:①以早期的勘查成果确定的最小预测区,权重比设为0.90;②根据磁法测量工作确定的矿体深度,确定其权重比为0.75;③按照含矿岩系的产状确定的深度,设置权重比为0.50;④根据化探的异常剥蚀系数确定矿体深度的,权重比设为0.50;⑤按照矿区及周边已知矿床规律确定的深度,其可信度设为0.50;⑥根据专家综合分析确定的埋藏深度,权重比设为0.25。

(3)含矿系数可信度分析。根据“预测资源量估算技术要求”,将含矿系数可信度分为3个等级:①勘探程度高,对矿床深部外围资源量了解清楚(0.75);②勘探程度较高,对矿床深部外围资源量及含矿地质体分布了解一般(0.5);③勘探程度一般,对矿床深部外围资源量及含矿地质体分布了解较差(0.25)。

(4)预测资源量可信度。根据“预测资源量估算技术要求”资源量可信度分为3个等级:①深部探矿工程见矿最大深度以上的预测资源量,可信度≥0.75;②深部探矿工程见矿最大深度以下部分合理估算的预测资源量,或经地表工程揭露,已经发现矿体,但没有经深部工程验证的预测资源量,可信度0.5~0.75;③仅以地质、化探及遥感异常估计的预测资源量可信度为<0.5。

对研究区热液脉型铅锌矿中的每个最小预测区评价其可信度,各最小预测区可信度分析见表2。

2.5 预测资源量结果分析

根据上文讲述的资源量预测方法,在ArcGIS软件平台中构建三维地质模型,进而根据三类找矿线索叠加区域建立相应的最小预测靶区,根据已知矿点的含矿性特征等确定预测区的含矿系数,最终获得研究区铅锌矿预测靶区内的潜力资源量[3],其预测结果见表3。由表3可知,在该热液型铅锌矿外围以及深部具有较大的找矿潜力,其Pb潜在资源量可达52t,具有寻找大型铅锌矿床的潜力。

3 结束语

综上所述,金属矿床的深部找矿与预测模型的建设关系密切,合理有效的预测模型对深部探矿工程的布设具有积极的促进作用。因此,通过ArcGIS软件平台,合理的利用计算机软件处理数据量大的优势等,将复杂的三维地质问题简化成三维地质模型,再根据矿体与找矿标志的空间叠加关系,为深部钻孔布设提供最直观的依据。同时,三维地质模型建设是估算深部潜在资源量的基础,也是分析区域找矿潜力的基础。

表2 研究区热液脉型铅锌矿最小预测区预测资源量可信度统计表

表3 测区铅锌矿预测工作区最小预测区估算成果表

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