一种风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法

1.本发明涉及地质模型构造技术领域，针对花岗岩风化带重稀土矿地质资源地下结构及储量，提出一种风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法。


背景技术：

2.随着矿产资源匮乏，环境保护意识的提高，为充分利用品位低、组成复杂、难开采、战略地位高的三稀资源，原地浸出技术为资源综合化利用提供了技术支持。但由于对地下资源储量分布、结构等认识还不够清晰，传统基于钻孔数据存在采集费用高昂，钻孔分布稀疏导致三维建模精细程度不足。为此，开展三维可视化矿山地质构造仿真，能较准确地预测地下矿产资源边界范围，制定可靠的处理方案和技术措施，降低施工成本，同时为制定合理的地质灾害预防手段与应急预案提供数据保障，确保矿体中有价金属量能够高效回收与利用。
3.三维地质建模技术是在三维虚拟环境下，利用空间信息管理、地质解译、空间分析与预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来用于地质分析的新型技术，克服了传统二维环境下不能解决的复杂地质问题，在精确的估算矿体储量、地质平面图与剖面图所表达的地质构造形态、地质三维空间分析、地质构造与地质体的空间形态、矿体的形态结构、准确圈定矿体等方面具有广泛的应用价值。但目前针对面积大、数据资料少、建模困难的风化层花岗岩矿体利用分块剖面三维建模在模块划分、数据集成等发面存在不足。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法，针对在风化层花岗岩中三维建模难以有效利用已有多学科数据，利用nosql数据库通过数据整合与文件格式转换，利用交叉-分块-分层建模思路，提高成矿带大区域三维地质建模效率与真实度，为风化层花岗岩稀土矿圈定可采范围，为实现稀土矿原位浸出提供良好的区域环境，实现资源综合化利用。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法，包括对多种金属矿山地质勘探三维可视化成像，具体步骤如下：
6.(1)获取多个勘探孔的勘探数据，从所述勘探数据中提取钻孔数据，根据钻孔数据进行数据整合成建模数据；
7.(2)通过建模数据进行地质编图，根据二维地质平面图数据建立三维地质图；
8.(3)通过交叉-分块-分层建立稀土矿主要三维地质结构设计剖面，揭示剖面域的地下地质情况；
9.(4)通过所述地层剖面生成地层实体，从所述勘探数据中提取地层数据，将所述地层数据作为所述地层实体的项目参数，通过所述地层实体生成三维地质模型。
10.所述获取多个勘探孔数据，从勘探数据中提取钻孔数据后，包括：
11.整理相关数据，包括地理数据、地质资料基础数据、遥感数据、地球物理数据、风化层花岗岩物理/化学分析与测试数据、矿床钻孔勘探数据；
12.利用上述基础数据，利用nosql型数据库，建立三维地质基础数据库，包括点、线、面数据库，通过mongodb非关系型数据库，建立三维矿体地质模型。
13.步骤(3)所述通过交叉-分块-分层建立稀土矿主要剖面域地下地质情况，包括：
14.根据稀土矿周边区域特点，基于地质数据库数据，通过交叉-分块-分层建模思想进行分块-分层建立地质剖面建模，包括主干剖面、约束剖面和建模剖面，利用重磁联合反演，使剖面图符合地下地质规律；
15.对模块进行筛选，同时分块、分层、分区域进行格网建模，包括岩体和非岩体，将所有岩体及非岩体组合构建模块集合；
16.以建模块为单位，建立交叉约束剖面，在约束剖面的约束下，建立平行于约束剖面的建模剖面。
17.步骤(4)所述通过地层实体生成三维地质模型，包括：
18.(1)地表模型构建：数字高程模型数据获取、遥感影像叠加；
19.(2)建立三维地质模型。
20.所述的三维地质模型是利用所述地下地质体模型生成，包括：利用delaunay三角剖面算法生成tin三角网，形成地下地质模型。
21.所述利用delaunay三角剖面算法生成tin三角网，包括：
22.(1)图切地质剖面，通过确定图切地质剖面类型、深度、布局，对图切剖面进行编制，绘制交叉剖面布局及其反应深部地质结构的2/2.5维图；
23.(2)基于delaunay三角剖面算法对三维图进行重磁联合反演，主要通过计算2维剖面tin三角网，确定二维和三维对应关系，生成三维数据点tin三角网，包括：利用数字高程模型数据将高线网格化，利用surfer软件读取后形成点对象，利用delaunay三角剖面算法生成tin三角网；
24.(3)将遥感影像和数字高程模型数据同一区域、同样大小的数据以图片方式进行叠加，实现数据可视化；
25.(4)提取数据结构相同属性的点数据，形成地层点数据，利用delaunay三角剖分算法生成tin三角网。
26.本发明的有益效果在于：
27.针对在风化层花岗岩中三维建模难以有效利用已有多学科数据，利用nosql数据库通过数据整合与文件格式转换，利用交叉-分块-分层建模思路，提高成矿带大区域三维地质建模效率与真实度，为风化层花岗岩稀土矿圈定可采范围，为实现稀土矿原位浸出提供良好的区域环境，实现资源综合化利用。
28.开展风化层花岗岩中三维建模，能较准确地预测地下矿产资源边界范围，制定可靠的处理方案和技术措施，降低施工成本，同时为制定合理的地质灾害预防手段与应急预案提供数据保障，确保矿体中有价金属量能够高效回收与利用。
附图说明
29.图1本发明所述的风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法的流程图。
30.图2交叉剖面布局。
31.图3三维地质剖面生成流程图。
32.图4本发明所述的风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法的建模流程图。
具体实施方式
33.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
34.参照图1，本发明所述的风化层花岗岩稀土矿三维地质构造方法，包括以下步骤：
35.(1)获取多个勘探孔的勘探数据，从所述勘探数据中提取钻孔数据，根据地理数据、地质资料基础数据、遥感数据、地球物理数据、风化层花岗岩物理/化学分析与测试数据、矿床钻孔勘探数据整合成建模数据。
36.(2)通过建模数据进行地质编图，根据二维地质平面图数据建立三维地质图。
37.(3)通过交叉-分块-分层建立稀土矿主要三维地质结构设计剖面，揭示剖面域的地下地质情况；根据稀土矿周边区域特点，基于地质数据库数据，通过交叉-分块-分层建模思想进行分块-分层建立地质剖面建模，包括主干剖面、约束剖面和建模剖面，利用重磁联合反演，使剖面图符合地下地质规律；
38.对模块进行筛选，同时分块、分层、分区域进行格网建模，包括岩体和非岩体，将所有岩体及非岩体组合构建模块集合；
39.以建模块为单位，建立交叉约束剖面，在约束剖面的约束下，建立平行于约束剖面的建模剖面。
40.(4)通过所述地层剖面生成地层实体，从所述勘探数据中提取地层数据，将所述地层数据作为所述地层实体的项目参数，通过所述地层实体生成三维地质模型。
41.利用上述基础数据，，建立三维地质基础nosql型数据库，包括点、线、面数据库，通过mongodb非关系型数据库，建立三维矿体地质模型。
42.如图1所示，获取原始数据，包括：
43.地理数据用于构建三维地表模型。
44.地理资料基础数据用于实现地质界面在深度延伸的准确性。
45.遥感数据对区域地质数据主要是地表美化。
46.地球物理数据用于分析地下地质信息。
47.岩石物理/化学与测试数据为提供真实地下地质数据提供原始信息。
48.矿床钻孔勘探数据为建立三维地质模型提供可靠的地下探测数据。
49.如图2-3所示，地质剖面图，包括：
50.利用原始数据建立三维剖面数据与gm-sys之间进行格式转换。
51.利用nosql数据库中的mongodb建立三维地质模型数据库组成的点、线、面几何数据及其属性数据。
52.如图4所示，区域三维地质模型，包括：
53.对岩体进行筛选作为岩体建模块，非岩体区域使用固定格网的方式进行分块获得若干格网建模块。
54.将所有岩体建模块与格网建模块组合构成建模快集合。
55.以建模块为单位，建立交叉约束剖面。在约束剖面的约束下，建立平行于约束剖面
的建模剖面，包括主干剖面、约束剖面、建模剖面。
56.在对建模剖面进行重磁反演验证后，将剖面二维数据转换为三维数据，然后利用delaunay三角剖分算法建立当前建模块的三维地质模型。
57.基于钻孔等可靠数据进行模型验证。