三維地質(zhì)建模在地質(zhì)勘查領(lǐng)域的應(yīng)用分析獲獎科研報(bào)告

三維地質(zhì)建模在地質(zhì)勘查領(lǐng)域的應(yīng)用分析獲獎科研報(bào)告【摘要】時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步使得現(xiàn)階段的地質(zhì)勘查領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，相較以往產(chǎn)生了較大的改變，其中較為典型的包括三維地質(zhì)建模、地理信息系統(tǒng)等，從實(shí)際應(yīng)用效果來看，均突顯出了良好的應(yīng)用效果。本文簡述了三維地質(zhì)建模技術(shù)概念與優(yōu)勢，闡述了三維地質(zhì)建模具體應(yīng)用路徑，并就該技術(shù)在地質(zhì)勘查領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了深入分析，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)工作者提供一些幫助。

【關(guān)鍵詞】三維地質(zhì)建模;地質(zhì)勘查;應(yīng)用;路徑

前言：

三維地質(zhì)建模技術(shù)的應(yīng)用合理性，能夠?qū)⒕哂袕?fù)雜多變特征的地質(zhì)結(jié)構(gòu)以更為直觀的方式予以表現(xiàn)，為后續(xù)針對礦產(chǎn)資源的具體分布情況與不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入分析提供了有利條件。通常情況下，該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用以3D軟件為核心工具，通過構(gòu)建全面的三維地質(zhì)模型，能夠從根本上將地質(zhì)勘查的整體效率與數(shù)據(jù)精度予以提升，具有大范圍推廣應(yīng)用的重要價(jià)值。

1三維地質(zhì)建模技術(shù)概述與應(yīng)用優(yōu)勢

1.1技術(shù)概述

信息與數(shù)據(jù)分析是三維地質(zhì)模型構(gòu)建的前提條件，在這一基礎(chǔ)上對所獲得分析信息予以整合即可達(dá)到預(yù)期的地質(zhì)勘查目的，具有對該區(qū)域內(nèi)多種信息與解釋結(jié)果進(jìn)行匯總的重要作用。作為一類三維網(wǎng)格體，地質(zhì)模型基礎(chǔ)包括斷層、層位等內(nèi)容，是決定儲層構(gòu)造與幾何形態(tài)的關(guān)鍵因素。網(wǎng)格中不同節(jié)點(diǎn)屬性同樣有所不同，例如滲透率、孔隙度以及水飽和度等。實(shí)際應(yīng)用過程中，模型節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)礦體的實(shí)際情況對其結(jié)構(gòu)大小予以自由調(diào)整。地質(zhì)模型通常被分為框架、巖相以及巖石物性三種類型。

1.2應(yīng)用優(yōu)勢

在此類技術(shù)融入至實(shí)際地質(zhì)勘查作業(yè)環(huán)節(jié)，即可針對各類作業(yè)的實(shí)際開展過程制定對應(yīng)的輔助方案，并獲得良好應(yīng)用效果。若能夠保證三維模型構(gòu)建的實(shí)效性與合理性，將獲得所勘查區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況，為作業(yè)人員對區(qū)域地質(zhì)信息進(jìn)行整理與搜集提供基礎(chǔ)技術(shù)條件，確保了一系列作業(yè)活動展開的順利性[1]。相較過往作業(yè)模型，其整體勘查效率將明顯提升，并降低整個流程的作業(yè)成本。無論是何種高程與方向，利用三維地質(zhì)模型均可對剖面圖與平面圖做便攜切制處理，為后續(xù)推進(jìn)礦體地質(zhì)特征分析進(jìn)程提供有利條件。不同區(qū)間段的資源量匯總，同樣是三維地質(zhì)建模技術(shù)的應(yīng)用功能，具有強(qiáng)化經(jīng)濟(jì)效益評估精度的關(guān)鍵作用。

2三維地質(zhì)建模在地質(zhì)勘查領(lǐng)域的應(yīng)用路徑分析

2.1數(shù)據(jù)采集

點(diǎn)數(shù)據(jù)是地質(zhì)找礦過程中所需求的主要數(shù)據(jù)類型，從三維地質(zhì)建模的角度來看，其包括點(diǎn)位與點(diǎn)號兩類內(nèi)容，且也是實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)地貌、地質(zhì)結(jié)構(gòu)組成描述目標(biāo)的關(guān)鍵因素。技術(shù)目的實(shí)現(xiàn)的核心在于3D軟件工具，在讀寫各類格式信息后即可獲得用于地質(zhì)勘查的幾類三維空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)[2]。此類數(shù)據(jù)的獲取途徑包含儀器采集與軟件數(shù)據(jù)導(dǎo)出兩種，具有多途徑特征的數(shù)據(jù)采集取代過程能夠起到信息預(yù)處理作用，繼而達(dá)到了對勘查數(shù)據(jù)做轉(zhuǎn)換處理的目的，其中最為明顯的特征就是由二維平面轉(zhuǎn)化為了三維立體數(shù)據(jù)。并在聯(lián)系地形圖后即可獲得全部的區(qū)域地形數(shù)據(jù)，顯著減少整體共工作量并同時(shí)提升工作效率。

2.2建模與粗差點(diǎn)處理

對于三維地質(zhì)建模技術(shù)的應(yīng)用過程來說，技術(shù)應(yīng)用的首要工作就是需要構(gòu)建符合區(qū)域地形實(shí)際情況的曲面對象，并在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后將需求數(shù)據(jù)錄入至曲面定義項(xiàng)內(nèi)，繼而達(dá)到原始地形曲面自動化生成目的。斜井勘查是地質(zhì)勘查找礦環(huán)節(jié)經(jīng)常應(yīng)用的方法，但由于此方法僅僅包含地下應(yīng)用地面坐標(biāo)，其所應(yīng)用的二維技術(shù)想要進(jìn)行斷點(diǎn)組合具有較高難度且準(zhǔn)確率較低。因此建議使用3D軟件對斜井做針對性校正，并在獲取到方位角與斜角之后構(gòu)建出其軌跡模型。由于所獲取到的垂直深度與點(diǎn)位坐標(biāo)均已經(jīng)進(jìn)行了校正處理，因此能夠充分將坐標(biāo)真實(shí)位置反映出來。

2.3數(shù)據(jù)處理與地質(zhì)模型

將所獲取到的地質(zhì)勘查資料與區(qū)域地質(zhì)實(shí)況聯(lián)系后，應(yīng)將過程中所產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)通過匯總處理后整理為對應(yīng)表格。成果統(tǒng)計(jì)表生成后即可準(zhǔn)確定位需求找礦鉆孔位置的具體坐標(biāo)（三維）與鉆孔空間方位角等數(shù)據(jù)，充分反映出該區(qū)域的巖層結(jié)構(gòu)與資源分布實(shí)況。巖層曲面確定后即可將完成三維實(shí)體的轉(zhuǎn)換，并在經(jīng)過布爾運(yùn)算后生成對應(yīng)的三維地質(zhì)模型，更為直觀的顯示出地層結(jié)構(gòu)信息，為后續(xù)勘查人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析提供完備條件。

3地質(zhì)勘查領(lǐng)域中三維地質(zhì)建模的實(shí)際應(yīng)用

3.1礦區(qū)三維地質(zhì)建模不同角度的整體應(yīng)用分析

從提高勘查作業(yè)管控效果的角度來看，通過聯(lián)系各個鉆孔對所獲取到的巖性信息做具體分析，即可組建具有針對性的三維數(shù)據(jù)庫，為提供準(zhǔn)確的位置與形態(tài)信息提供完備條件。以某地礦區(qū)為例，在構(gòu)建三維模型后獲取到了諸多有關(guān)礦體特性的信息，并明確了礦體的具體特征，發(fā)現(xiàn)其表現(xiàn)出了多層性特點(diǎn)，包括擬層狀與層狀產(chǎn)出類型，并存在較為明顯的礦體分枝與復(fù)合現(xiàn)象[3];從三維模型展開應(yīng)用角度來看，找礦分析環(huán)節(jié)若過程發(fā)現(xiàn)有較為復(fù)雜的地層構(gòu)出現(xiàn)，建議聯(lián)系勘探線剖面圖與其他資料構(gòu)建對應(yīng)的底層模型，獲取到含礦層位置、層控特征等信息，保證所勘探結(jié)果的準(zhǔn)確性，并在不同方向切割完成后明確具體的礦層特點(diǎn)與形態(tài)特征;從地質(zhì)圖與剖面圖展開角度來看，聯(lián)系地表的具體情況即可明確隱伏地質(zhì)的具體界限，為后續(xù)構(gòu)建三維地質(zhì)模型奠定基礎(chǔ)。

3.2具體應(yīng)用探討

三維地質(zhì)建模從其實(shí)際應(yīng)用場景來看功能較為強(qiáng)大，并隨著科學(xué)技術(shù)更新與完善使得其整體應(yīng)用體系成熟度較高，應(yīng)用前景較為廣泛。該技術(shù)不僅僅是地質(zhì)勘查領(lǐng)域內(nèi)所應(yīng)用的主要技術(shù)類型，其在環(huán)境地質(zhì)、水位地質(zhì)以及工程地質(zhì)中同樣突顯出了重要的應(yīng)用價(jià)值。

第一是三維立體場景。在完成三維地質(zhì)建模任務(wù)后，即可直觀地表現(xiàn)出各個三維要素之間的空間關(guān)系，為后續(xù)制定對應(yīng)的區(qū)域資源開發(fā)方案提供完備條件;第二是確保礦產(chǎn)資源儲量的計(jì)算準(zhǔn)確性。我國礦床層狀特點(diǎn)較為明顯，其儲量計(jì)算方式主要為分塊與分段，地段總面積計(jì)算方式為各個地段采樣厚度平均值相乘，分析平均值后即可獲取到資源儲量數(shù)值。但需要注意的是，此種方法不僅整體工序較為繁瑣，且整體誤差較大[4]。而若能夠應(yīng)用三維地質(zhì)建模將能夠從根本上解決這一問題，圍繞鉆孔采樣點(diǎn)對廣義三棱柱做深入剖析與系統(tǒng)化統(tǒng)計(jì)后，即可提升其整體自動化程度，且效率較高，數(shù)據(jù)分析精度相較傳統(tǒng)儲量計(jì)算方式有了明顯提升;第三是剖面圖與平面圖的形態(tài)相融。三維聯(lián)動修改是三維地質(zhì)建模技術(shù)應(yīng)用在剖面圖與平面圖中的主要處理方式，這就使得找礦過程技術(shù)要求較高，需要工作人員具有較高的綜合素質(zhì)水平，且應(yīng)確保平面圖與剖面圖，二者形態(tài)與構(gòu)造的匹配效果。而若在該環(huán)節(jié)應(yīng)用三維地質(zhì)建模技術(shù)，只需要將所獲取到的一系列地質(zhì)數(shù)據(jù)輸入其中即可形成剖面圖，且需要確保