三维建模及数值模拟技术在矿床研究中的应用——以刁泉银铜矿为例

摘要

刁泉银铜矿是岩浆热液接触交代作用为主的矽卡岩型矿床，矿体绝大部分分布在形态复杂的岩体接触带上。本文选择刁泉银铜矿矿床为研究对象，在研究分析地质特征和控矿因素的综合基础上，以Surpac软件为建模工具，采用三维地质建模技术研究刁泉银铜矿矿区内矿体、岩体、围岩的三维空间展布规律。基于FLAC3D平台运用数值模拟方法探讨刁泉银铜矿矿床的成矿过程。
　　 主要取得的成果与认识如下:
　　 1)分析了已有的地质资料，总结了刁泉矿区地质背景、矿床特征。
　　 2)通过Surpac软件三维建模及可视化，展示了矿体、岩体的三维空间形态特征及控矿地质因素之间的空间关系，发现矿体主要受岩体“裙边”构造影响，确定了岩体凹部是找矿的有效切入点。
　　 3)应用Java语言编制了从Surpac软件的块体模型转换成FLAC3D的六面体剖分网格接口程序，实现了复杂地质体模型向FLAC3D网格模型的转换，并将此方法成功应用于刁泉银铜矿矿床的动力学建模。
　　 4)以FLAC3D为平台进行刁泉银铜矿热液成矿过程的热-力-流耦合数值模拟，计算结果显示，刁泉银铜矿矿床的形成与岩体冷却过程相关，热-力-流耦合作用在岩体凹部或大理岩凸起部位形成汇流带，为矿体的形成创造了有利的条件。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题来源、研究目的及内容

1．1．1 选题来源

1．1．2 研究目的及内容

1．1．3 研究意义

1．2 刁泉银铜矿床研究状况

1．2．1 刁泉银铜矿矿床研究状况

1．2．2 存在问题

1．3 研究领域国内外研究现状分析

1．3．1 三维地质建模技术

1．3．2 数值模拟技术

1．4 研究方法与技术路线

1．5 完成的工作量

1．5．1 野外工作阶段

1．5．2 资料收集

1．5．3 数据处理

1．5．4 地质体三维实体建模

1．5．5 数值模拟分析

1．5．6 综合分析研究和论文编写

1．6 主要成果和认识

第二章 区域地质背景

2．1 区域地层

2．2 区域构造

2．3 区域岩浆岩

第三章 矿床地质特征

3．1 矿区地层

3．1．1 元古宇蓟县系雾迷山组(Jxw)

3．1．2 元古宇青白口系长龙山-景儿峪组(Qnc-j)

3．1．3 古生界寒武系(∈)

3．1．4 古生界奥陶系(O)

3．1．5 中生界侏罗系(J3)

3．1．6 新生界第四系(Q)

3．2 矿区构造

3．2．1 褶皱构造

3．2．2 断裂构造

3．2．3 接触带构造

3．3 矿区岩浆岩

3．4 矿体特征

3．5 矿石特征和类型

3．5．1 矿石矿物成分

3．5．2 矿石结构与构造

3．5．3 矿石类型

3．6 围岩蚀变

第四章 地质体三维空间分布规律

4．1 三维建模平台

4．2 数据处理

4．2．1 数据收集

4．2．2 钻孔数据处理

4．2．3 坑探数据处理

4．2．4 剖面、平面图处理

4．3 构建地质数据库

4．4 构建地质体三维实体模型

4．4．1 实体模型概述

4．4．2 数据格式转换及坐标校正

4．4．3 地质体三维实体建模

4．4．4 巷道三维实体模型

4．5 基于三维实体模型地质体分析

4．5．1 黑云母石英二长岩空间分布特征

4．5．2 矿体与控矿地质因素空间分析

4．5．3 黑云母石英二长岩与矽卡岩的空间分布特征分析

第五章 热液成矿过程数值模拟

5．1 FLAC3D数值模拟求解问题的流程

5．2 基于Surpac平台的复杂地质体系动力学建模

5．2．1 建立复杂网格模型的流程

5．2．2 基于Surpac平台的三维实体建模和块体建模

5．2．3 编制Surpac与FLAC3D格式转换的接口程序

5．3 模型条件及参数确定

5．3．1 热-力-流耦合过程的理论基础

5．3．2 模型条件及参数

5．3．3 边界条件及初始条件确定

5．4 模拟结果及分析

第六章 结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间的主要成果