基于三维地质建模和大数据挖掘的黔西北猪拱塘地区铅锌矿找矿预测研究.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW543一基于三维地质建模和大数据挖掘的黔西北猪拱塘地区铅锌矿找矿预测研究瞿岚1,2,3)，谢小峰1,3,4)，徐凯3,5,6)，张夏林3,5,6)，蔡国荣1,3)，吴应值1,3)，吴成鹏1)，刘明民1,3)1)贵州省地质矿产勘查开发局一三地质大队，贵州铜仁，554300；2)中国地质大学（武汉）资源学院，武汉，430074；3)自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心，贵阳，550004；4)贵州大学资源与环境工程学院，贵阳，550025；5)中国地质大学（武汉）计算机学院，武汉，430074；6)武汉地大坤迪科技有限公司，武汉，430205注：本文为贵州省科技厅项目（编号：黔科合平台人才20185618、黔科中引地20214027、科合支撑2023一般 172）；毕节试验区优势矿产资源大普查项目（编号：黔自然资函20211360 号、黔自然资函2022427 号、黔自然资函2023152 号）；贵州省地质矿产勘查开发局地质科研项目（编号：黔地矿科合202003 号）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.240作者简介：瞿岚，女，1997 年生，助理工程师，主要从事矿产勘查及数字勘查研究；Email：。通讯作者：谢小峰，男，1986年生，博士，高级工程师，主要从事锰、铅锌等矿产勘查与成矿规律研究；Email：。关键词：关键词：大数据挖掘；三维地质建模；找矿预测；猪拱塘地区铅锌矿我国“十四个五年规划”和二三五年远景目标的建议中，作出了加快数字化发展和数字化转型的决策，要求发展数字经济，推进数字产业化和产业数字化。猪拱塘铅锌矿是国家和贵州十分重要的超大型的铅锌战略矿产地，其外围和深部基础调查资料、科研和勘查成果十分丰富，据研究该矿床的深部和外围仍具有较好的成矿条件。然而，由于这里的矿床构造十分复杂，亟待通过三维地质建模来揭示其深部和外围的地质结构，形成多尺度、多层级模型体系，为其外围和深部地质三维空间分析和资源潜力评价、找矿预测靶区圈定提供信息支持和技术支持，圈定矿区深部及外围铅锌矿找矿靶区。1地质背景猪拱塘铅锌矿床大地构造位于扬子地块西南缘，地处特提斯喜马拉雅构造域与滨太平洋构造域两大构造单元结合部位，小江、弥勒师宗、紫云垭都三条深大断裂围限的三角地带北东缘（韩润生等，2014）。东南部为右江造山带，西部为三江复杂变形区，其北为四川盆地，属扬子陆块构造单元。基底为“三层式”结构，即下层为太古代早元古代的中深变质杂岩，中层是中元古代的变质火山沉积岩系，上层则是由晚元古代浅变质岩组成（王军等，2020）。2研究方法在已知的成矿系列、成矿系统、成矿模式和成矿预测模型的正确性、针对性和适应性均受限的情况下，为了合理继承理论模型的成果又不为理论模型所约束，只能走无模型和有模型结合、数据驱动与模型驱动结合、关联关系与成因关系结合的技术路线（吴冲龙等，2022）。结合毕节试验区区域成矿地质背景、以往找矿经验，确定以求异理论、成矿系统理论为基础，一是对试验区进行基于大数据的多尺度多要素的挖掘，获取成矿条件和控矿因素；二是基于机器学习方法在三维地质模型支持下开展成矿预测研究，为圈定靶区提供支撑（图 1）。3数据库及三维模型建立3.1数据库建设猪拱塘地区所涉及的数据包括地、物、化、遥地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1544等各类数据，数据来源广、类型多、数据量大、关系复杂，包括各种格式的矢量和栅格图件、文档、照片、视频数据，其中既有大量结构化数据，也有许多半结构化、非结构化数据。数据库建设采用的软件是geo_3dmode，先将收集到的数据源划分为原始数据和成果数据两大类，具体的分类标准采用ED-maker地质资料汇交标准，并将其中的一些资料进行更细致的划分之后再入库。3.2多尺度地质模型建立三维地质模型是地质大数据的有效载体，构建三维地质模型有利于分析空间中地层与矿体、矿体与断层、断层与地层之间的相互关系。构建三维地质模型需要利用 QuantyPES 的三维建模软件，将地质界线投影至数字高程模型，基于断层划分建模区块，结合剖面地层数据，生成地层底板数据，依次以地层线形成面切割格架体，形成地层体模型最终构建了区域地上地下一体化的三维地质模型。本项目的调查区三维模型包括二种比例尺，一是对猪拱塘典型矿床的 1:5000 比例尺建模，通过区内详实的钻孔、勘探线剖面、物化探数据等信息，建立区内的各种类型地质模型，用于展示地质构造、矿床分布特征，分析成矿机理、总结成矿规律。二是在典型矿床及外围的调查区范围内，按照1:25000 比例尺建立三维地质模型，以此为基础，综合地物化遥等大数据信息，分析可能的成矿区域，为大数据成矿预测服务。4大数据挖掘与找矿预测结合“5P”找矿方法，利用多尺度数据对矿体从大范围到小范围实现 1P 到 5P 的围捕（赵鹏大等，2000）。通过 1:50 万，1:20 万化探、重力异常挖掘出隐伏东西向震旦寒武纪裂谷带，确定东西裂谷带为铅锌矿可能地段（1P）；根据 1:20 万化探、重力异常挖掘出泥盆石炭纪威水北西小裂谷，与东西向裂谷带叠加造成热液富集，两大裂谷基底喷流分别提供深源铅锌和铁质，交叉处提供后期热液通道，确定找矿可行地段（2P）；利用所建立找矿预测数据集，通过已知矿点以及属性数据构建训练卷积神经网络预测模型和基于信息量法预测模型，并进行找矿预测，根据计算格点含矿信息量大小确定找矿有利地段（3P）；结合 1:5 万大比例尺地表高精度磁测、化探数据、大地电磁在找矿有利地段基础上进一步综合预测分析，可得猪拱塘地区铅锌矿潜在资源地段（4P）；利用 1:5000 尺度较完整数据进行挖掘模型的构建和训练，进而在 1:25000 较大范围上利用挖掘模型进行成矿系统结构挖掘，以确定远景矿体地段（5P）。基于 1:5000 和 1:25000 尺度地质三维模型，在铅锌矿潜在资源地段基础上，在“源运储盖”成矿系统理论支持下，通过铅锌矿潜在资源地段的1:1 万地质剖面上开展成矿系统结构挖掘，进一步圈定猪拱塘深部及外围的铅锌矿找矿预测靶区。5成果与认识（1）在系统收集和分析猪拱塘超大型铅锌矿床及区域相关资料的基础上，利用 QuantyView 软件，构建了 1:5000 和 1:25000 两个尺度的三维地质模型，实现了矿区地质三维建模可视化和三维空间分析；并通过大数据挖掘，结合地质要素，综合圈定了铅锌矿找矿靶区。（2）运用“固体矿产勘查信息系统”软件，构建以原始数据库、基础数据库和成果数据库为核心的工作区点源地质信息系统，成功的实现了数据存储管理、勘查图件编绘、三维矿床地质建模、大数据挖掘、成矿预测、成果保存应用的全过程数字化、信息化、智能化及网络化，实现了矿产勘查开发工作从传统工作模式向数字化转型的全新格局。参考文献/References韩润生,王峰,胡煜,王学焜,任涛,邱文龙,钟康惠.2014.会泽型(HZT)富锗银铅锌矿床成矿构造动力学研究及年代学约束.大地构造与成矿学,38(4):758771.王彪,吕绍玉,黄庆等.2021.贵州省平桥萤石矿数字勘查技术C中国地球物理学会.首届全国矿产勘查大会论文集,10881090.王军,雷林洋,严成磊.2020.贵州省水槽堡铅锌矿床地质特征及找矿潜力分析.世界有色金属,(14):7374.吴冲龙,周琦,徐凯,张夏林,孔春芳,李岩,杨炳南,张遂,袁良军.2022.用于大数据预测的大塘坡式锰矿找矿过程复盘研究.贵州地质,39(3):189204.赵鹏大,陈永清,金友渔.2000.基于地质异常的“5P”找矿地段的定量圈定与评价.地质论评,46(S1):616.QU Lan，XIE Xiaofeng，XU Kai，ZHANG Xialin，CAIGuorong，WU Yingzhi，WU Chengpeng，LIU Mingmin：Prospecting prediction of lead-zinc deposit in Zhugongtang地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1545AreaofNorthwestGuizhouProvincebasedon3Dgeological modeling and big data miningKeywords:big data mining；3D geological modeling；oreprediction；lead-zinc mine in Zhugongtang area图 1猪拱塘铅锌矿找矿预测技术方法