隐伏矿体三维可视化预测

作者简介

《隐伏矿体三维可视化预测》系统地介绍了矿山深部找矿预测的一种新理论与新方法——隐伏矿体三维可视化预测。内容包括：地质资料数字化与综合地质数据库建立、矿田控矿规律总结与矿体定位模型建立、地质体三维建模与可视化、物化探技术有效性评价与三维地质推断、控矿地质因素三维建模、隐伏矿体立体定量预测模型建立、预测成果与可视化表达。

专著可供从事找矿勘探、矿床建模与成矿预测、矿产开发、地学信息技术等方面的科技工作者使用，也可作为高等院校地学类高年级学生和研究生的教学参考用书。

书籍目录

第1章　绪论
　1.1　研究背景
　　1.1.1研究意义
　　1.1.2国内外研究现状
　1.2研究目标与工作内容
　　1.2.1研究目标
　 1.2.2工作内容
　1.3技术路线与工作流程
第2章　地质资料数字化与综合地质数据库建立
　2.1　资料现状与数据需求
　2.2　综合地质数据模型与地质勘探工程数据模型
　　2.2.1综合地质数据模型
　　2.2.2地质勘探工程数据模型
　2.3地质矿产资料数字化
　 2.3.1　地质矿产资料数字化与原始数据构建流程
　　2.3.2地质资料的扫描数字化
　　2.3.3编码数字化方案
　2.4勘探工程原始地质编录数字化软件开发
　　2.4.1软件开发思路
　　2.4.2软件体系结构
　　2.4.3软件主要功能实现
　2.5结合地质数据的逻辑结构设计
　　2.5.1　资料分类体系的关系模式
　　2.5.2编码数字化数据的关系模式
　2.6综合地质数据库的建立
　　……
第3章　　凤凰山矿田控矿规律与矿体定位模型
第4章　　地质体三维建模与可视化
第5章　　物化探技术有效性评价与三维地质推断
第6章　　成矿信息三维定量分析与提取
第7章　　隐伏矿体立体定量预测与可视化
参考文献

编辑推荐

《隐伏矿体三维可视化预测》编辑推荐：当今有色金属已成为决定一个国家经济、科学技术、国防建设等发展的重要物质基础，是提升国家综合实力和保障国家安全的关键性战略资源。作为有色金属生产第一大国，我国在有色金属研究领域，特别是在复杂低品位有色金属资源的开发与利用上取得了长足进展。我国有色金属工业近30年来发展迅速，产量连年来居世界首位，有色金属科技在国民经济建设和现代化国防建设中发挥着越来越重要的作用。与此同时，有色金属资源短缺与国民经济发展需求之间的矛盾也日益突出，对国外资源的依赖程度逐年增加，严重影响我国国民经济的健康发展。随着经济的发展，已探明的优质矿产资源接近枯竭，不仅使我国面临有色金属材料总量供应严重短缺的危机，而且因为“难探、难采、难选、难冶”的复杂低品位矿石资源或二次资源逐步成为主体原料后，对传统的地质、采矿、选矿、冶金、材料、加工、环境等科学技术提出了巨大挑战。资源的低质化将会使我国有色金属工业及相关产业面临生存竞争的危机。我国有色金属工业的发展迫切需要适应我国资源特点的新理论、新技术。系统完整、水平领先和相互融合的有色金属科技图书的出版，对于提高我国有色金属工业的自主创新能力，促进高效、低耗、无污染、综合利用有色金属资源的新理论与新技术的应用，确保我国有色金属产业的可持续发展，具有重大的推动作用。作为国家出版基金资助的国家重大出版项目，《有色金属理论与技术前沿丛书》计划出版100种图书，涵盖材料、冶金、矿业、地学和机电等学科。丛书的作者荟萃了有色金属研究领域的院士、国家重大科研计划项目的首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、全国优秀博士论文奖获得者、国家重大人才计划入选者、有色金属大型研究院所及骨干企业的顶尖专家。国家出版基金由国家设立，用于鼓励和支持优秀公益性出版项目，代表我国学术出版的最高水平。《有色金属理论与技术前沿丛书》瞄准有色金属研究发展前沿，把握国内外有色金属学科的最新动态，全面、及时、准确地反映有色金属科学与工程技术方面的新理论、新技术和新应用，发掘与采集极富价值的研究成果，具有很高的学术价值。中南大学出版社长期倾力服务有色金属的图书出版，在《有色金属理论与技术前沿丛书》的策划与出版过程中做了大量极富成效的工作，大力推动了我国有色金属行业优秀科技著作的出版，对高等院校、研究院所及大中型企业的有色金属学科人才培养具有直接而重大的促进作用。

前言

国内外已有矿山的勘探开发经验表明，矿山深部存在巨大的资源潜力，但是深部潜在资源的寻找仍然面临着巨大的困难和风险，这是由老矿山具有勘探开发程度高、预测评价及找矿向深部三维空间发展、矿山生产对物化探异常信息产生干扰等固有特点所决定的。作者针对危机矿山及老矿山深部找矿预测的问题，在多年开展隐伏矿体立体定量预测探索性研究的基础上，结合由中南大学负责承担的国家“十一五”科技支撑计划课题“铜陵地区危机铜矿山大比例尺定位预测技术开发”(课题编号: 2006BAB01B07)、国家973计划前期研究专项课题“危机矿山接替资源大比例尺定位预测基础研究”(课题编号: 2007CB416608)和铜陵有色金属集团股份有限公司校企合作科研课题“铜陵地区凤凰山铜矿深边部隐伏矿体立体定量预测”，以安徽铜陵铜多金属矿集区内资源紧缺的凤凰山矿田为研究对象，引入三维地质建模(3DGM)及三维可视化技术，研究探索隐伏矿体预测的三维化、定量化及可视化技术，重点突破了复杂地质体三维形态分析、控矿地质因素场模拟、成矿信息三维定量提取等关键技术，初步形成了隐伏矿体三维可视化预测的理论与方法体系。该研究采用经验模型(数据驱动)与概念模型(知识驱动)相结合的技术思路，追求预测评价过程及成果的三维化、定位化、定量化、精细化和可视化。研究以安徽铜陵凤凰山矿田为例，通过综合地质分析和成矿规律总结，构建了矿体定位预测概念模型。在地质勘探数据和物化探数据集成的基础上，采用三维地质建模技术，对地层、构造、岩浆岩、矿体等地质体进行了推断和圈定，构建了地质体的线框模型与块体模型。基于定位预测概念模型和地质体三维块体模型，通过地质空间定义和立体单元划分，建立了岩体及其表面形态起伏、接触带、地层及褶皱构造、断层等控矿地质因素的三维栅格场模型。在定量分析控矿地质因素与矿化分布的关联关系的基础上，建立了反映这种关联关系的矿体立体定量预测模型。利用预测模型，得到了矿田深部立体单元的品位、金属量和含矿概率的预测结果，并建立了预测成果数据库。采用科学计算可视化技术，实现了预测成果的三维可视化呈现，建立了预测成果的三维栅格模型，开发了预测成果三维可视化查询系统，绘制了分层单元矿化指标预测成果图及等值线图。基于预测成果数据库，圈定了深部找矿立体靶区，为深部找矿工程的设计布置提供未知矿体的位置、品位和金属量等信息的指导。本专著即是上述研究成果的归纳和总结，按照“地质信息集成—成矿信息定量提取—立体定量预测”的主线攥写，涵盖了著者开展隐伏矿体三维可视化预测研究的基本思路、技术路线、工作过程、工作内容和研究成果等。隐伏矿体三维可视化预测技术在危机矿山深部找矿工作中的应用和推广，可有效地提高危机矿山隐伏矿体预测的精度和成功率，大幅度地降低危机矿山深部找矿勘探的成本，对于解决我国当前面临的危机矿山可接替资源问题具有重要的现实意义。我们期待，该专著的出版能够帮助地质找矿领域的广大地质科研工作者、教育工作者和生产第一线的地质人员掌握隐伏矿体三维可视化预测技术，促进我国隐伏矿体定位定量预测理论与方法的研究和实践，推动矿山深部找矿工作。同时，书中提供了大量的隐伏矿体三维可视化预测研究相关的大量插图和表格，可作为原始素材供相关研究和教学工作直接使用，具有一定的实用和参考价值。本专著由毛先成主笔，邹艳红、陈进、赖健清、彭省临参加共同攥写完成，最后由毛先成统稿、修改和定稿。参加研究工作的主要人员还有: 邓浩、周胜、陈春、唐艳华、曾文波、汪凡云、潘勇、赵莹、胡超。中南大学邵拥军为本研究提供了热情的帮助和指导，杨斌、胡斌、杨牧、王雄军、席振铢、彭先定为本研究提供了帮助。铜陵有色金属集团股份有限公司在课题立项、资料收集、野外工作、研究经费、技术人员等方面提供了全面的支持和帮助。在研究工作整个过程中，得到了铜陵公司吕才玉、吕俊武、疏志明、王勇、俞沧海、王建青、袁新洪、汪宏等提供的各种帮助。在现场、野外和坑道地质调查工作中，得到了铜陵公司凤凰山铜矿詹德光、汪齐全、杨文、毛荐新、魏代焕、唐树平的大力支持和协助。在原始资料的收集与整理工作过程中，铜陵公司凤凰山铜矿唐树平、魏代焕等提供了全方位的协调、指导和帮助。本研究还利用了铜陵凤凰山铜矿二轮找矿项目的部分资料。中南大学出版社及陈海波、唐少军、汪凡云为本专著的出版提供了选题申报、出版基金申请、审稿编辑等方面的支持和帮助。中南大学戴塔根教授仔细地审阅了全文，并提出了宝贵的修改意见。在此一并向以上为本研究及专著出版提供支持和帮助的单位及个人表示衷心的感谢。本书为国家出版基金项目和“十二五”国家重点图书出版规划项目图书。由于研究深度和水平所限，书中难免存在疏漏、不足和错误之处，敬请广大读者批评和指正。

章节摘录

第1章 绪论1.1 研究背景1.1.1 危机矿及老矿山深部找矿研究意义1.1.1 危机矿及老矿山深部找矿研究意义 国内外已有矿山的勘探开发经验表明，已有矿山深边部存在巨大的资源潜力，历来都是矿业公司找矿勘探的重要目标区，是新增资源量的主要途径(彭省临，2004)。尽管危机矿山及老矿山深边部具有巨大的资源潜力，但必须看到，深部潜在资源的寻找面临着巨大的困难和风险，这是由老矿山具有勘探开发程度高、预测评价及找矿向深部三维空间发展、矿山生产对物化探异常信息产生干扰等固有特点所决定的: (1)危机矿山及老矿山的研究、勘探和开发程度较高，地表和浅部易于发现的矿产资源已基本被开发完毕，预测评价对象以深部和外围隐伏矿及难识别矿为主，同时，矿山生产对物化探方法及异常(如矿山生产电力和巷道设施对电法探矿的干扰、土壤和水污染对地化探测的干扰等)，传统预测评价缺少可供有效利用的地表指示标志及直接利用的找矿信息; (2)预测评价工作的范围相对狭小，预测必须在三维空间范围内展开，这与传统的以二维平面延伸为主的区域性评价的工作空间有很大的差别，传统的预测评价技术与方法不能适 应向三维空间展开的要求; (3)危机矿山及老矿山在历年的勘探和开发过程中，积累了大量甚至海量的与地质矿产相关的矿床勘探、生产地质等基础资料，这些资料是矿山多年积累的宝贵的数据财富，是开展进一步预测评价和二轮找矿工作的基础，但传统预测评价方法对历史地质资料尤其是对历年的地质勘探与生产地质资料利用不充分，难以满足危机矿山深边部找矿的精密空间定位的要求。因此，采用适合危机矿山找矿特点的预测评价新方法，是老矿山深边部资源评价找矿取得突破的关键。自20世纪80年代以来，通过面向危机矿山深边部找矿的预测评价新方法的研究与实践(彭省临等，2004)，发展出了适合于危机矿山深边部找矿的“隐伏矿体立体定量预测”新方法(毛先成、陈国珖，1988a，1988b; Mao，1991; 毛先成、戴塔根等，2006，2009，2010)。该方法属于数据驱动与知识驱动相结合的三维定量评价方法，它强调预测评价的客观化、精细化、三维化和定量化，以数据驱动的三维、定量、非线性建模为核心技术，追求矿化定位机制内在规律的探寻和三维空间中精细的定量预测评价。隐伏矿体立体定量预测把矿山历年积累的地质、勘探和生产方面的地质资料及以这些地质数据为内涵的综合地质数据库作为预测评价的数据前提，可充分挖掘和提取隐含在综合地质资料与数据中的成矿信息，保证建立的预测模型是客观的、定量的和三维的。隐伏矿体立体定量预测较好地解决了直接指示信息少、干扰大、向三维空间发展、资料挖掘不充分等固有问题，适应危机矿山及老矿山深边部找矿的新需要，是老矿山深边部找矿取得突破的有效方法。本研究针对危机矿山及老矿山深部找矿预测的上述问题，在多年开展隐伏矿体立体定量预测探索性研究的基础上，结合国家“十一五”科技支撑计划课题“铜陵地区危机铜矿山大比例尺定位预测技术示范研究”(课题编号: 2006BAB01B07)、国家973计划前期研究专项课题“危机矿山接替资源大比例尺定位预测基础研究”(课题编号: 2007CB416608)和铜陵有色金属集团股份有限公司校企合作科研课题“铜陵地区凤凰山铜矿深边部隐伏矿体立体定量预测”，以安徽铜陵铜多金属矿集区内资源紧缺的凤凰山矿田为研究基地，通过三维地质建模(3DGM)及三维可视化技术的引入，研究探索隐伏矿体立体定量预测的三维化和可视化技术，重点突破成矿信息三维提取等关键技术，形成隐伏矿体三维可视化预测的理论与方法体系，实现危机矿山深边部资源的三维可视化预测评价(毛先成、邹艳红、陈进等，2010)。在找矿实践上，本研究的实施，完成了凤凰山铜矿深边部资源的三维可视化定位定量预测评价工作，不仅可以帮助准确地查明凤凰山铜矿深边部的资源潜力和实现深边部找矿的快速有效突破，还可为铜陵地区其他矿山的资源评价与找矿工作提供示范，对铜陵有色公司资源控制战略的实施具有重要的意义。1.1.2 危机矿及老矿山深部找矿国内外研究现状随着人类社会对矿产资源需求的不断发展，找矿工作已由地表矿、浅部矿、易识别矿转向寻找隐伏矿、难识别矿，找矿勘探的难度日益增大，矿产勘查的成功率越来越依赖于深入的成矿规律研究和科学的矿产资源预测评价理论与方法。矿产资源预测与评价经过约50年的发展，经历了起步、发展和成熟等阶段后，目前已进入科学化、定量化和数字化阶段。在起步和发展阶段，许多地质学家主要从资源总量评价、远景区评价、评价方法、计算机程序等方面进行了开创性的理论研究和应用工作(Allais et al.，1957; Slicher et al.，1960; Harris et al.，1970; Barry et al.，1970; Sincair et al.，1970; Agterberg et al.，1971; Griffiths，1975; Singer，1976; McCammon，1976)，在此基础上，逐步形成了较完善的矿产资源定量评价系列理论和方法，突出的代表性成果是国际地科联IGCP 98专题推出的6种矿产资源定量预测评价方法: 国际国内广泛推广应用的矿床统计预测理论及方法(Agterberg，1974; Zhao 1992; 赵鹏大等，1994)、美国地质调查局倡导的“三部式”资源评价法(Singer，1993)、我国学者提出的综合信息预测(王世称等，1989，2000)和致矿地质异常预测方法(赵鹏大等，1991，1993)。自20世纪90年代开始，随着GIS空间信息技术的发展，矿产资源预测与评价进入数字化阶段，形成了以空间数据库和GIS空间分析为技术支撑、以“多元地学空间数据集成—多元成矿信息提取与融合—矿产资源潜力制图”为核心流程的矿产资源数字化预测评价方法体系(Bonham-Carter et al.，1990; Katz et al.，1991; Rencz et al.，1994; Knox-Robinson et al.，1997; Cheng et al.，1999; Harris et al.，2000，2006; Asadi et al.，2001; Chen et al.，2004; Zhou et al.，2007; Carranza et al.，2008; Cassard et al.，2008; 池顺都等，1999; 肖克炎等，2000; 王全明等，2001; 叶天竺等，2007)，其理论和方法日趋完善和实用。上述理论和方法，尤其是基于GIS技术的矿产资源定量评价方法，已成为目前开展矿产资源与评价的主流方法而广泛应用于区域矿产资源远景预测评价工作中。但上述方法在应用于危机矿山深部找矿预测时，由于需要向深部三度空间发展，会遇到矿产资源预测评价的三维空间问题，即无论是预测评价范围，还是评价模型及评价结果等，都不得不考虑真三维空间的要求。上述矿产资源定量评价方法形成和发展主要源于中小比例尺的全球性和区域性矿产预测评价，且其赖以依靠的GIS技术及软件仍然属于2维或2.5维的，因而，尚不能完全适应和满足危机矿山和老矿山可接替资源找矿向深边部三度空间发展的要求。为了将矿产资源定量评价理论和方法有效地应用于危机矿山和老矿山深部找矿预测，需要对上述理论和方法进行三维空间扩展或改造，以便满足矿山真三维空间下的隐伏矿体立体定位定量预测要求。

图书封面

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