隐伏金属矿体三维地质建模与资源量预测

一、引言

隐伏金属矿体因埋藏深、赋存复杂，勘探难度远超出露矿体。传统二维地质图件难以准确反映其三维形态及与构造、岩性的关系，导致资源量预测误差较大。三维地质建模技术通过整合多源数据，构建可视化三维模型，直观呈现矿体空间特征，为资源量预测提供精准基础。研究其理论与方法，对提高勘探效率、降低开发风险意义重大，是矿产勘查领域的研究热点。

二、隐伏金属矿体三维地质建模的理论基础与技术流程

（一）理论基础

隐伏金属矿体三维地质建模以地质体空间分布规律为核心理论支撑，包括地层学的层序叠置原理、构造地质学的断裂控矿理论、矿床学的矿化分带规律等。地层学原理指导不同岩性层的三维划分，确保模型中岩性界面与实际地质层位一致；构造地质学为断裂、褶皱等构造对矿体的控制作用提供解释，使模型能准确反映构造与矿体的空间关联；矿床学理论则帮助识别矿体与围岩的矿化边界，为矿体三维形态的圈定提供依据。三者共同构成三维建模的理论框架，确保模型的地质合理性。

（二）技术流程

三维地质建模的技术流程可分为数据准备、模型构建、模型验证三个阶段。数据准备阶段需整合多源勘探数据，包括钻探数据（岩心编录、分析测试结果）、物探数据（重力、磁法、地震剖面）、化探数据（土壤地球化学异常）及遥感解译成果，通过数据标准化处理消除格式差异，建立统一的空间数据库。模型构建阶段以三维建模软件为工具，先建立地层、构造等基础地质框架，再依据矿化信息圈定矿体三维边界，通过插值算法（如克里金法、反距离加权法）生成矿体厚度、品位等属性模型。模型验证阶段通过对比新钻探数据与模型预测结果，修正模型参数，确保模型精度满足资源量预测要求。

三、隐伏金属矿体三维地质建模的核心环节

（一）多源地质数据的整合与融合

隐伏矿体的勘探数据具有多源性和异构性，数据整合是建模的前提。钻探数据提供矿体直接赋存信息，需准确标注钻孔坐标、岩性分层、矿化深度及品位数据；物探数据通过物性差异反映地下地质体分布，如磁法数据可圈定磁性矿体的大致范围，需通过反演转化为三维物性模型 [1] ；化探数据指示矿化异常的空间分布，可作为矿体边界圈定的辅助依据。通过数据融合技术，将不同尺度、不同精度的数据纳入统一空间坐标系，实现 “钻探控制、物探约束、化探佐证”的协同建模，提高模型对隐伏矿体的表征能力。

（二）构造约束下的矿体形态建模

构造运动是控制隐伏金属矿体空间分布的关键因素，断裂、褶皱常构成矿体的赋存空间或运移通道。建模过程中需优先构建构造模型，通过解析断层产状、褶皱轴面等参数，确定构造对矿体的控制方式：对于断裂控矿的矿体，需在模型中准确刻画断裂面的三维形态，将矿体边界限定在断裂带及其影响范围内；对于褶皱控矿的矿体，需依据褶皱形态预测矿体在背斜核部或向斜翼部的富集规律。通过构造约束，使矿体模型摆脱单纯的几何插值，更贴合地质成矿规律，提升模型的科学性。

（三）矿体边界与属性的三维圈定

隐伏矿体的边界圈定需结合地质、物探、化探多方面证据，采用 “逐步逼近”法确定。在平面上，依据化探异常浓集中心和物探异常边界划定矿体可能分布范围；在垂向上，根据钻孔见矿深度和矿体延深规律，结合矿体侧伏角预测深部边界。对于矿体内部属性（如品位、厚度），需基于已知钻孔数据进行空间插值，同时参考矿化分带理论，在模型中体现品位从矿体中心向边缘的渐变规律。对于钻孔控制稀疏区域，需通过地质推断合理外推，避免过度依赖数学插值导致的模型失真。

四、基于三维地质模型的资源量预测方法

（一）模型驱动的资源量估算

三维地质模型为资源量预测提供了精确的几何基础，可采用 “块段法” 进行估算：将矿体模型划分为若干规则块段，根据块段内钻孔控制的品位数据，结合块段体积计算单块段资源量，累计得到矿体总资源量。与传统二维块段法相比，三维模型可实现块段的立体划分，准确反映矿体在三维空间的形态变化，避免二维投影导致的体积误差。同时，通过模型的可操作性，可快速计算不同边界条件下的资源量，为资源储量分类（如探明的、控制的、推断的）提供依据。

（二）地质统计学方法的应用

地质统计学方法通过分析矿化属性的空间相关性，提高资源量预测的精度。基于三维模型，可计算矿体品位的变异函数，确定矿化的空间变程和各向异性特征，为克里金插值提供参数；通过变差函数分析识别矿化的方向性，使资源量预测更符合矿体实际分布规律 [2]。此外，可利用三维模型进行模拟计算，生成多个等概率的矿体实现模型，通过统计分析确定资源量的置信区间，量化预测不确定性，为矿产开发决策提供更全面的参考。

（三）成矿规律约束的资源潜力评价

三维地质模型不仅是资源量计算的工具，更是成矿规律研究的载体。通过叠加构造、岩性、蚀变等地质要素模型，可分析各因素与矿化的空间关联，建立成矿模式：如识别特定岩性与矿体的伴生关系，或断裂交汇部位对矿体富集的控制作用。基于成矿模式，可在三维模型中圈定具有相似地质条件的靶区，预测未发现矿体的资源潜力，指导后续勘探工作，实现从 “已知矿体资源量计算”到 “未知资源潜力预测” 的延伸。

五、结论

隐伏金属矿体三维地质建模通过整合多源数据、刻画构造约束下的矿体形态，为资源量预测提供了精准的三维载体。其核心价值在于将抽象的地质信息转化为可视化模型，提升了对隐伏矿体空间分布规律的认知。基于三维模型的资源量预测方法，结合了几何精确性与地质规律性，既提高了资源量估算精度，又能指导深部资源潜力评价。未来，随着人工智能、物联网技术的融入，三维地质建模将向动态更新、智能预测方向发展，为隐伏金属矿体的绿色勘探与高效开发提供更强有力的技术支撑。

参考文献

[1] 李琳 . 三维地质建模与金属富集区划综合方法的研究 [J]. 有色金属工程 ,2022,12(10):157.

[2] 韩江伟 , 云辉 , 胡红雷 , 何玉良 , 谭和勇 , 郭波 , 张伟 , 张荣臻 , 杜保峰 , 裴中朝 . 河南栾川矿集区深部钨钼矿体特征及资源预测 [J]. 金属矿山 ,2020,(11):141-151.