面向矿床勘探数据增量更新的三维地质体快速建模与修正方法

Along with the gradual development of mine geological exploration work and geological exploration network density increases, various geological data obtained increases accordingly. How to establish a 3D geological model quickly, or how to carry out dynamic modification of the 3D geological model on the basis of incremental updating of the exploration data, at present，is a difficult problem for 3D geological modeling technology application in the field of prospecting exploration for the mineral deposit. Therefore, we are going to take Hutouya mineral deposit in Qimantag area， Qinghai Province and the Fenghuangshan ore field in Tongling, Anhui Province as the experimental ore deposits ,in which there are the incremental updates of deposit exploration data for many times in the different periods of geological exploration. Based on the spatial interpolation by Yang Chizhong estimation method and the 3D implicit simulation algorithms, a method for 3D geological rapid modeling and dynamic modification, is proposed in this project. The research contents include:(1) the method for establishing and testing Yang Chizhong filtering and estimation mathematical models in the different geological space partition;(2)the automatic calculation method for updating interpolation of 3D grid in geological spatial data field based on Yang Chizhong filtering and estimation models;(3)the quick 3D geological model reconstruction algorithms;(4)the partial dynamic modification method for the 3D geological model. This study can not only further improve and promote Yang Chizhong filtering and estimation theory, so as to adapt to the calculation of updating dynamic interpolation for 3D geological space partition, but also provide the quick 3D geological modeling and modification methods, support models and experiment software for further orebody location and exploration research in the ore deposits.

随着矿山地质勘探工作的逐阶段开展和勘探工程加密，获取的各种地质数据逐步增加，如何快速建立三维地质体模型并在勘探数据增量更新基础上进行动态修正，是目前三维地质建模技术在找矿勘探领域应用中的难点问题。为此，本项目以青海祁漫塔格虎头崖矿床和安徽铜陵凤凰山矿田为实验矿床，针对多期次矿床勘探数据增量更新，以杨赤中滤波与推估法空间插值为基础，结合计算机三维隐式模拟算法发展一种三维地质体快速建模与动态修正方法，内容包括：（1）分区杨赤中滤波与推估数学模型的建立与验证方法；（2）基于分区杨赤中空间插值的三维栅格地质空间数据场动态插值更新计算方法；（3）三维地质体快速重构算法；（4）三维地质体模型局部动态修正方法。该研究不仅可以进一步完善和推广杨赤中滤波与推估理论方法，以适应三维地质空间分区动态插值更新计算，也为矿床矿体空间定位研究和进一步勘探与开采提供快速三维地质建模与修正的技术方法、支撑模型和实验软件。

项目针对矿床找矿过程中地质勘探数据增加和动态三维地质建模需要，结合计算机三维隐式模拟技术发展了一套三维地质体快速建模与修正方法。主要研究内容和成果包括：（1）以安徽铜陵凤凰山矿田、青海祁漫塔格铅锌矿床、山东焦西北多个金矿床为实验矿床, 在收集整理不同实例矿床地质勘探资料和数字化基础上，提出了一种基于版本管理的矿床地质勘探数据库增量更新方法，建立了基于版本的实例专题数据库；（2）针对多期次矿床地质勘探数据，进一步研究和发展了分区杨赤中滤波与推估的空间插值方法，实例研究和验证了基于杨赤中空间插值的三维地质建模增量更新实现过程；（3）提出并研究了基于钻孔数据和序列剖面地质轮廓线数据的三维地质体隐式建模方法，详细设计了技术流程与相应算法，开展了多个实例矿体、岩体、断层以及地层的三维地质体隐式建模实现，并与三维显式建模结果进行了对比分析与验证；（4）面向地质勘探数据增量更新以及附加的地质约束信息，开展了三维地质隐式模型更新与修正方法研究。研究了基于矢量或栅格地质约束信息融入基于隐函数的三维地质隐式建模方法的转换机制，提出了相应的算法并进行了实例实现；针对地质体之间穿插、切割等地质现象，研究了基于布尔运算的三维地质体模型局部动态更新方法与实例实现过程；（5）在Visual studio 2010集成开发环境中，使用图形界面框架MFC与跨平台三维可视化图形库OpenGL，融入提出的各种算法集成开发了三维地质隐式建模与修正的原型系统，系统具有通用的数据接口，实现了基于钻孔数据和地质轮廓线数据空间插值的三维地质体快速建模与修正功能。结合项目成果，目前我们正面向实例成矿过程数值模拟开展地质体形态演化建模的应用研究。项目取得的技术方法、模型和实验软件可进一步发展应用于矿床深部找矿勘探与开采过程中的三维地质体动态建模和定量研究。