基于三维地质建模与不确定性分析的矿产资源定量预测评价 ——以栾川矿集区为例

Luanchuan Mo, Pb-Zn-Ag ore district（25 km×20 km×2.5 km(depth) in Henan Province is the study area. On basis of the metallogenic system and geological abnormal theory , according to the geosciences spatial relation database of the study area , combined with 3D/4Dmetallogenic model, three-dimensional (3D) visualization technique and nonlinear methods were used to construct 3D geological models of district- deposit- orebody scales and analyze their uncertainty of the 3D models to predict and evaluate their potential mineral resources respectivly :(1)district scale modeling—On basis of 3D exploration criteria of geosciences, six integration methods (e.g., pNN method, Weights of Evidence) and C_V fractal model are used to extract exploration targets;(2) deposit-scale modeling —On basis of metallogenic intrusions, metallogenic flow, and pyrite typomorphic analysis, DSI interpolation method of GOCAD and C-V fractal method in GeoCube are used to simulate and analyze the temperature field of themetallogenic intrusions, metallogenic flow, and pyrites, and extract the exploartion targets by comparation the coupling three temperature fields with the 3D orebody model in study area; FLAC3D and ANSYS softwares are used to simulate and analyze the metallogenic expansion space of Mo(W)and Pb-Zn-Ag deposit zones in granite (porphyry) stocks and fault structures zones for identification exploration targets and estimation their mineral resources respectively. According to the contrast analysis of the different targeting models to estimate their mineral resources.

以河南栾川Mo、Pb-Zn-Ag矿集区（25 km×20 km×2.5 km(深度)）为研究区，以成矿系统和地质异常理论为指导，根据研究区地学数据库，结合3D/4D矿床成因模式/矿床模型，利用三维可视化技术和非线性方法，开展矿集区-矿床-矿体尺度的三维地质建模及其不确定分析，由此进行矿产资源定量预测评价：（1）矿集区尺度——根据研究区三维地学勘探变量，运用概率神经网络与元素-体积（C-V）分形方法，圈定找矿有利靶区；（2）矿床尺度——根据含矿岩体、成矿流体和标型矿物的测试分析，利用GOCAD软件DSI插值和C-V分形方法，模拟分析岩浆岩成岩、成矿及矿物结晶的温度场，通过温度场耦合与三维矿床模型对比，圈定找矿有利靶区；利用FLAC3D和ANSYS，模拟分析岩浆-矽卡岩-热液Mo（W）矿区、Pb-Zn-Ag断层构造-流体成矿扩容空间，圈定找矿有利靶区。最后通过不同类型靶区对比分析来估算资源量。

较系统地梳理了栾川矿集区的成矿动力学背景及其成矿地质体的年代学资料，包括成矿侵入体、控矿构造与赋矿围岩地层的时空因特征。主要研究内容与重要成果：（1）研发了GeoCube2.0矿产资源三维定量预测评价软件，提升了十二五期间GeoCube1.0空间模块计算能力和兼容水平；（2）自主研发的Geosift1.0（2019）地球物理解译软件，结合UBC-GIF、Encom15.0以及Geomodeller商业软件，利用正反演技术方法二次挖掘了研究区地质-地球物理综合解译与三维找矿变量，并获得了栾川矿集区岩基-岩株分异成矿的新认识；（3）开展了C-V分形等三维多元信息分析与靶区优选的地学信息集成与不确定性分析，在此基础上，优选了研究区2.5km以浅找矿有利靶区Mo-W、Pb-Zn共计23处，为栾川矿集区深部普查项目的>1000m钻孔设计提供了科学依据；（4）获取了研究区Mo-W钻孔的高光谱测试分析数据；扎子沟Mo-W矿种白钨矿的原位分析LA-mapping制图；主要岩体的磷灰石副矿物成矿特征。主要成果还包括出版了“大型-超大型矿床成矿动力学背景、过程与定量评价”技术手册（地质出版社，2019）。.科学意义：较系统地获得了栾川矿集区多元地学信息资料，尤其岩基-岩株分异成矿的新认识及其地学多元数据的获取，有利于开展成矿系统与成矿预测评价关联的定量化研究，也有利于开展大数据挖掘和该区深部（5km以浅）Mo-W多金属的资源定量定位预测评价；GeoCube2.0软件应用于本研究团队负责的国家十三五国家重点研发计划项目关于胶东、辽东金矿集区30000m透明化研究之中，并取得了较好的实践效果。