方啟春， 羅建群， 朱鵬飛， 黨飛鵬， 孫會饒，魏 欣， 呂 川， 陶爾侃

(1．核工業(yè)二七〇研究所，江西 南昌 330200；2．核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029)

鄒家山鈾礦床是相山鈾礦田中已探明的3個(gè)大型鈾礦床之一，是國內(nèi)第一個(gè)具有工業(yè)價(jià)值的火山巖型鈾礦床，已探明儲量占整個(gè)相山鈾礦田近三分之一。鄒家山鈾礦床2、3號帶位于4號主礦帶北東側(cè)，勘查深度較淺，以往認(rèn)為該地礦體規(guī)模較小，礦體群向深部尖滅，找礦前景不大。近年來，核工業(yè)二七〇研究所在鄒家山鈾礦床2、3號帶近外圍開展鈾礦勘查工作，在深部發(fā)現(xiàn)了新的找礦空間，包括礦體(群)和礦化蝕變帶，以及特富品位礦體，取得了較好的找礦成果，擴(kuò)大了該區(qū)鈾礦資源量規(guī)模，顯示該區(qū)較好的找礦前景?？辈榻Y(jié)果顯示在鄒-石斷裂帶中的F1主斷裂下盤、火山巖組間界面及基底界面附近、火山巖組間界面陡變部位等區(qū)域都是成礦有利部位，具有進(jìn)一步找礦的空間。主斷裂與火山巖組間界面的交叉復(fù)合部位是尋找特富品位礦體的有利部位。因此鄒家山鈾礦床2、3號帶仍然具有較大的找礦潛力，值得進(jìn)一步開展鈾礦勘查工作。

國內(nèi)外三維地質(zhì)建模技術(shù)日趨成熟，三維可視化理論及技術(shù)方法逐漸應(yīng)用于礦山深部隱伏礦體勘查工作中，并取得了豐富的成果(盧鵬飛等，2017)。GOCAD軟件是國際上公認(rèn)的一款主流三維地學(xué)建模軟件，具有強(qiáng)大的三維建模、可視化、地質(zhì)解譯和分析的功能(張洋洋等，2013；王瑤等，2017)。根據(jù)礦區(qū)較為成熟的成礦、控礦理論，利用模型指導(dǎo)礦山深部及隱伏礦體的勘查及開采工作，是地質(zhì)大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(朱超等，2010)。在努力開辟新找礦靶區(qū)的同時(shí)，加強(qiáng)對已開采礦床的二次開發(fā)，挖掘老礦床的資源潛力，也是一種行之有效的找礦方法(羅建群等，2016a,2016b)。鄒家山地區(qū)勘查找礦工作已進(jìn)入攻深找盲階段，找礦難度增大。鄒家山鈾礦床2、3號帶的鉆探和坑探數(shù)據(jù)豐富，為構(gòu)建研究區(qū)精細(xì)三維地質(zhì)模型提供了豐富的資料。通過構(gòu)建研究區(qū)三維地質(zhì)模型，可以直觀地展示研究區(qū)-1 000 m以淺目標(biāo)地質(zhì)體的空間形態(tài)；對鄒家山地區(qū)深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)、控礦構(gòu)造、礦化蝕變分布規(guī)律等進(jìn)行綜合研究，可以精準(zhǔn)預(yù)測成礦有利部位，提高找礦效率，為進(jìn)一步增加深部鈾礦資源量提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造位置

鄒家山鈾礦床地處湘桂贛地塊北東緣、華南板塊與揚(yáng)子板塊的縫合部位(曾文樂等，2019)。礦床受貫穿整個(gè)研究區(qū)的北東向鄒-石斷裂帶和火山塌陷構(gòu)造聯(lián)合控制，其中鄒-石斷裂帶主要由呈北東向雁行排列的F1、F6、F7、F10等斷層構(gòu)成(圖1)，具多期活動的特點(diǎn)。鄒家山鈾礦床由1、2、3、4、14、15、19號共7條礦帶組成；4號帶為主礦帶，2、3號帶位于4號主礦帶北東側(cè)；3號帶賦存在F1北東段內(nèi)，2號帶處于F1與F6的夾持部位。

圖1 鄒家山鈾礦床地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map of Zoujiashan uranium deposit1.地表礦體；2.斷裂；3.火山塌陷構(gòu)造；4.露天采場邊界；5.灰色蝕變帶；6.研究區(qū)

1.2 地層

研究區(qū)出露的地層較為單一(表1)，地表僅出露下白堊統(tǒng)鵝湖嶺組上段碎斑熔巖(K1e2)，深部主要為下白堊統(tǒng)打鼓頂組上段流紋英安巖(K1d2)及基底青白口系變質(zhì)巖(Qb)。

表1 研究區(qū)地層簡表Table 1 The stratum of study area

1.3 構(gòu)造

鄒家山鈾礦床主要受區(qū)域性斷裂和相山盆地火山塌陷構(gòu)造聯(lián)合控制。礦床內(nèi)斷裂、火山塌陷構(gòu)造十分發(fā)育。鄒-石斷裂帶是貫穿鄒家山鈾礦床的主斷裂，走向?yàn)?0°～60°，傾向北西，傾角較陡，為70°～85°，長約為10 km，寬約為100～200 m(胡榮泉等，2013)。在2、3號帶范圍內(nèi)主要有F1、F6斷裂(表2)。斷裂兩側(cè)地層發(fā)生顯著位移，北西盤相對上升，局部見F1斷裂兩側(cè)地層垂直斷距約150 m。斷裂結(jié)構(gòu)面較為平直，走向呈舒緩波狀。斷裂中見有構(gòu)造透鏡體，構(gòu)造泥、斜沖擦痕、鏡面，平面上似右行排列。F6斷裂地表露頭的擦痕、階步顯示有順時(shí)針方向扭動，說明該斷裂經(jīng)受過多期次的活動，為一繼承性斷裂。除F1斷裂本身含礦外(3號礦帶)，其他僅在局部區(qū)段揭露到鈾礦化，主要表現(xiàn)為礦后構(gòu)造活動的形跡。

表2 鄒家山鈾礦床2、3號帶主要斷裂一覽表Table 2 The main faults of the No.2 and No.3 belt of Zoujiashan uranium deposit

1.4 礦體地質(zhì)特征

礦體在空間分布上具有成群、成帶、總體產(chǎn)狀近于一致，并呈側(cè)列展布的特點(diǎn)?？傮w上，礦體數(shù)量多，規(guī)模小；多數(shù)形態(tài)簡單，呈單脈狀、透鏡狀，少數(shù)礦體形態(tài)較復(fù)雜呈囊狀、折線形、弧形、“Y”形、“人”字形和樹杈狀等；品位和厚度變化系數(shù)較大，礦體富集部位明顯。單個(gè)礦體規(guī)模不大，而多個(gè)礦體平行側(cè)列所組成的礦帶往往可延伸上百米。礦體在空間分布上總體產(chǎn)狀近于一致，但不同礦帶間存在差異。2號帶呈北東向分布于主斷裂兩側(cè)的構(gòu)造裂隙中，3號帶呈主脈狀賦存于主斷裂破碎帶中，礦體賦礦標(biāo)高為-210～230 m，總體走向?yàn)?5°，傾向北西，傾角10°～63°；含礦巖性主要是碎斑熔巖和流紋英安巖。礦石礦物以瀝青鈾礦、含釷瀝青鈾礦為主。金屬礦物有赤鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦等。脈石礦物有絹云母、綠泥石、螢石等。根據(jù)礦物共生組合、近礦圍巖蝕變及其與礦化的相互關(guān)系，礦石可劃分為2種類型：鈾-赤鐵礦型、鈾釷-螢石型。

1.5 圍巖蝕變

礦床內(nèi)蝕變普遍發(fā)育，常見有水云母化、鈉長石化、赤鐵礦化、螢石化、碳酸鹽化等。蝕變具有多期多階段活動特征，往往沿同一構(gòu)造裂隙互相疊加，呈明顯的蝕變分帶特征。從礦前期到主成礦期，蝕變增強(qiáng)而寬幅逐漸變小，并形成以鈾釷-螢石、水云母化為中心的對稱中心式蝕變分帶，即中心往往是強(qiáng)螢石化或強(qiáng)水云母化蝕變帶，其旁側(cè)為早期形成的赤鐵礦化蝕變帶，而最外側(cè)為礦前形成的水云母化灰色蝕變帶。

2 控礦因素分析

2.1 構(gòu)造控礦

鄒家山鈾礦床2、3號帶鈾礦化主要受鄒-石斷裂帶北東向F1、F6斷裂控制。2號帶礦體產(chǎn)于F1斷裂上盤；3號帶礦體產(chǎn)于F1斷裂中。F1斷裂既為含礦構(gòu)造又為導(dǎo)礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)弧形火山塌陷構(gòu)造是盆地火山塌陷構(gòu)造的一個(gè)區(qū)段；陷落形成階梯狀塌陷陡坡(變陡部位)，造成塌陷部位巖層變陡和從打鼓頂組與鵝湖嶺組巖組界面附近到基底界面間的不同地層、巖石發(fā)生了不同程度的變形，在組間界面產(chǎn)生一系列的撓曲甚至倒轉(zhuǎn)。

鄒-石斷裂帶深切基底變質(zhì)巖，其多期次活動為成礦熱液的運(yùn)移提供了主要通道?；鹕剿輼?gòu)造與區(qū)域性斷裂構(gòu)造復(fù)合，導(dǎo)致了強(qiáng)烈的巖塊陷落，并相互擠壓牽引，使層間界面變陡，形成了一系列撓曲、褶皺及密集的裂隙群，為含礦熱液的沉淀、富集提供了有利場所。

2.2 界面控礦

2.2.1 火山巖組間界面控礦

火山巖組間界面為構(gòu)造薄弱帶，礦體多集中產(chǎn)于火山巖組間界面附近的裂隙密集帶中。鵝湖嶺組碎斑熔巖及打鼓頂組流紋英安巖同屬脆性巖石。在構(gòu)造應(yīng)力作用下，界面附近巖石由于脆性的物理性質(zhì)，易產(chǎn)生裂隙，使巖石破碎，這為含礦熱液的運(yùn)移及沉淀提供了有利場所，有利于含礦熱液在該界面附近富集成礦。火山巖組間界面陡變部位附近也是礦體賦存的有利場所，由于陡變部位物理、化學(xué)性質(zhì)變化較大，有利于鈾的富集。

2.2.2 構(gòu)造與火山巖組間界面聯(lián)合控礦

在F1斷裂與火山巖組間界面的復(fù)合部位，尤其是控礦斷裂與組間界面變陡的復(fù)合部位，裂隙密集發(fā)育，使得巖石破碎強(qiáng)烈。它既為含礦熱液的運(yùn)移提供通道，也為成礦物質(zhì)富集、沉淀提供儲存空間，是形成特富礦體的有利部位(周鄧等，2017)，又是尋找特富礦體的重要部位。

2.2.3 基底界面控礦

基底界面控制的礦體產(chǎn)狀較為平緩，界面多為打鼓頂組流紋英安巖與青白口系變質(zhì)巖巖性界面。由于該界面兩側(cè)巖石物理性質(zhì)、化學(xué)成分差異較大，使得界面附近巖石受應(yīng)力易產(chǎn)生裂隙密集帶，易成為構(gòu)造薄弱區(qū)，導(dǎo)致成礦物質(zhì)在此富集、沉淀。由于該界面埋藏較深，前人對其探索相對較少，所以該界面具有較大的找礦潛力。

2.3 蝕變控礦

研究區(qū)內(nèi)F1和F6斷裂旁側(cè)的次級構(gòu)造破碎帶、裂隙密集帶、火山巖巖性界面、基底界面附近，發(fā)育大面積強(qiáng)烈的熱液蝕變，改變了圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)，不僅使新生礦物與原生礦物體積發(fā)生了變化，也使巖石的孔隙度及微裂隙發(fā)生改變，導(dǎo)致巖石更易破碎，形成蝕變破碎帶。遭受蝕變的構(gòu)造破碎帶，一方面為成礦熱液的運(yùn)移和礦質(zhì)沉淀提供必要的通道和容礦空間，另一方面蝕變后的巖石鈾含量增加，產(chǎn)生預(yù)富集，為成礦創(chuàng)造了有利的物理化學(xué)條件(周玉龍等，2010)。

3 三維地質(zhì)模型的構(gòu)建

3.1 建模數(shù)據(jù)及流程

研究區(qū)面積約為0.85 km2，模型底板標(biāo)高設(shè)計(jì)為-1 000 m。主要建模資料有1∶1 000勘探線剖面圖共30幅，其中1線至45線有23幅、2線至14線有7幅；1∶2 000地形地質(zhì)圖有1幅；1∶1 000中段平面圖有11幅，標(biāo)高從150 m至-250 m，間隔-40 m。各地質(zhì)圖件導(dǎo)入GOCAD軟件前需統(tǒng)一比例尺并進(jìn)行幾何校正來消除圖形誤差，以此提高數(shù)據(jù)的可靠性。模型的構(gòu)建采用勘探線剖面建模方法，步驟如圖2。

圖2 剖面建模流程圖Fig.2 The flow chart of profile modeling

3.2 數(shù)字高程模型(DEM)的構(gòu)建

在MAPGIS軟件中矢量化地形地質(zhì)圖中的等高線并附上高程屬性，等高線范圍應(yīng)大于建模范圍，便于后期裁剪拼接，將其轉(zhuǎn)化為DXF數(shù)據(jù)格式后導(dǎo)入GOCAD軟件中。將導(dǎo)入后的等高線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為散點(diǎn)群數(shù)據(jù)，利用構(gòu)造建模流程法(簡稱SMW)構(gòu)建DEM，網(wǎng)格密度設(shè)置為10 m×10 m。構(gòu)造建模流程法運(yùn)用了GOCAD軟件中的離散光滑插值(DSI)功能，曲面中的三角網(wǎng)格大都細(xì)分成了等邊三角形(孟小紅等，2001；張聚興，2006)。DSI具有較強(qiáng)的局部編輯功能，能校正模型中因克里金插值而引發(fā)的局部幾何形變，使得構(gòu)建的模型更接近實(shí)際情況(張燕飛等，2011；趙增玉等，2014；吳志春等，2015)。將構(gòu)建好的DEM貼上地形地質(zhì)圖的紋理，最終得到賦有地質(zhì)屬性的DEM(圖3)。

圖3 鄒家山鈾礦床2、3號帶DEMFig.3 The DEM of the No.2 and No.3 belt of Zoujiashan uranium deposit

3.3 井巷工程的構(gòu)建

鄒家山鈾礦床經(jīng)過多年的采掘，有著復(fù)雜的巷道系統(tǒng)。收集到的中段采掘工程平面圖共11幅，中段標(biāo)高從-250至-150 m，各中段間隔為40 m。水平巷道有較多分支，在建立水平巷道的過程中，先構(gòu)建每一個(gè)中段的主巷道，在此基礎(chǔ)上建立其他較小的分支巷道。確定各平巷軸線，通過平巷軸線構(gòu)建平巷，應(yīng)遵循先構(gòu)建主巷道再構(gòu)建分支巷道的原則(羅建群等，2016a)。構(gòu)建完的平巷中各巷道相互穿插但不連通，與實(shí)際情況不符，因此需要將其相互切割，刪除兩巷道穿插處其內(nèi)部多余的面，最后得到相通的水平巷道模型(圖4)。

圖4 巷道及模擬鉆孔模型Fig.4 The model of laneway and virtual drill 1.巷道；2.模擬鉆孔及編號

3.4 地質(zhì)界面的構(gòu)建

地質(zhì)界面主要為斷層面、地層界面等。構(gòu)建斷層面，應(yīng)先建立研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造框架模型后再構(gòu)建其他類型界面。構(gòu)建斷層面時(shí)，由于斷層的數(shù)據(jù)量相對較少且局部產(chǎn)狀存在突變情況，有限的數(shù)據(jù)難以控制其深部形態(tài)，所以在斷層面的構(gòu)建過程中需要做一些輔助線來控制其形態(tài)。先復(fù)制兩端的斷層線，分別順勢移動至兩端外，以便后期對斷層面進(jìn)行裁剪。然后用200 m間隔的水平面裁剪斷層線，得到各水平面與斷層線之間的交點(diǎn)。將交點(diǎn)設(shè)置為控制節(jié)點(diǎn)并連接成一條折線，對折線進(jìn)行加密節(jié)點(diǎn)并平滑處理，使得控制節(jié)點(diǎn)之間能夠平滑過渡，最終得到各水平標(biāo)高的平滑曲線。根據(jù)SMW方法利用這些曲線構(gòu)建出初始斷層面，然后將勘探線剖面上的斷層線及地質(zhì)圖中對應(yīng)斷層線作為約束條件對初始斷層面進(jìn)行約束、平滑處理，得到最終符合實(shí)際情況的斷層面(圖5)。

圖5 斷層面的構(gòu)建過程Fig.5 The establishment process of fault planea.矢量化勘探線剖面中的斷層線；b.添加兩端輔助線；c.利用水平面裁剪得到的輔助線構(gòu)建的初始斷層面；d.裁剪后的斷層面

在地層界面的構(gòu)建過程中，先矢量化勘探線剖面圖上的地層界線，將其按巖性進(jìn)行分類。若地層界線形態(tài)較為復(fù)雜，則需在復(fù)雜地層界線兩側(cè)進(jìn)行插值處理，計(jì)算機(jī)插值的輔助線形態(tài)介于其兩側(cè)地層界線之間，這使得地層界面能在形態(tài)復(fù)雜部位平緩過渡。按需求對有限數(shù)據(jù)內(nèi)插輔助線，根據(jù)SMW方法生成各目標(biāo)地質(zhì)體的界面，然后利用勘探線剖面上的地層界線對其進(jìn)行約束、離散平滑處理。

根據(jù)新、老地層的切割規(guī)律，用新地層對老地層進(jìn)行切割處理，除去多余部分后便得到研究區(qū)內(nèi)的目標(biāo)地質(zhì)界面，然后利用與各地質(zhì)單元相關(guān)聯(lián)的界面進(jìn)行組裝，并賦予其對應(yīng)的地質(zhì)顏色屬性，最終得到各地質(zhì)單元的面模型。

3.5 三維地質(zhì)面模型的組合

矢量化勘探線剖面中的礦體邊界線，以此對礦體進(jìn)行標(biāo)記。以DEM面、-1 000 m水平標(biāo)高面分別作為模型的頂、底板，根據(jù)研究區(qū)范圍構(gòu)建模型外邊框，然后將各建模地質(zhì)單元的面模型進(jìn)行組裝，最終得到鄒家山鈾礦床2、3號帶三維地質(zhì)面模型(圖6)。該模型包含了碎斑熔巖、凝灰?guī)r、流紋英安巖、砂巖、變質(zhì)巖、構(gòu)造、巷道、礦體共8個(gè)模型單元，可以對單個(gè)模型單元進(jìn)行三維展示，也可以根據(jù)需求對多個(gè)模型單元進(jìn)行疊加展示。

圖6 鄒家山鈾礦床2、3號帶三維地質(zhì)模型Fig.6 The 3D geological model of No.2 and No.3 belt of Zoujiashan uranium deposit1.鵝湖嶺組上段碎斑熔巖；2.鵝湖嶺組下段凝灰?guī)r；3.打鼓頂組上段流紋英安巖；4.打鼓頂組下段砂巖；5.青白口系變質(zhì)巖；6.構(gòu)造；7.巷道；8.礦體

4 模型的應(yīng)用

4.1 深部成礦特征及成礦預(yù)測

根據(jù)在模型中標(biāo)記的鈾礦體空間展布情況，鈾礦體在空間上富集部位清楚，具有分布集中、成群、成帶、總體走向近乎北東向的特點(diǎn)，垂向上鈾礦化主要集中在-130 m至150 m范圍內(nèi)。北東向F1、F6斷裂構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造，在F1和F6斷裂旁側(cè)、斷裂夾持部位和火山巖組間界面(碎斑熔巖與流紋英安巖界面)陡變部位的交匯部位鈾礦化較為集中(圖7a)，多呈群脈狀產(chǎn)出，且品位較高。含礦巖性主要為碎斑熔巖及流紋英安巖，組間界面北西段埋深較淺、南東段埋深較深。空間上大致以F1為界線，在F1東側(cè)組間界面整體往南西向傾斜，北東段組間界面陡變部位礦體分布較為集中(圖7b)；南東段靠近1號帶附近，組間界面急劇變深，由于該區(qū)段碎斑熔巖厚度大于700 m，施工難度較大，所以由鉆孔揭露到的組間界面信息有限，該區(qū)段的組間界面是深部探索的重點(diǎn)部位。

圖7 鈾礦化與組間界面的空間關(guān)系Fig.7 The spatial relationship between uranium mineralization and the interface of intergroupa.鈾礦化空間分布圖；b.鈾礦化與組間界面的空間關(guān)系圖

研究區(qū)內(nèi)的基底界面(流紋英安巖與青白口系變質(zhì)巖界面)的空間展布形態(tài)與組間界面類似，整體呈南東向傾斜，且在南東段形態(tài)陡變(圖8)。在研究區(qū)的北東段，基底界面埋深較淺，在基底界面突變部位揭露到了多段礦體，顯示基底界面也是鈾礦化富集的有利部位。所以在空間上，研究區(qū)礦化特征大致符合前人總結(jié)的“三界面”賦礦規(guī)律，即主干斷裂構(gòu)造面、基底界面、火山巖體組間界面的突變部位是成礦的有利部位(張萬良等，2005；張萬良，2005；黃振等，2014)。由于控礦構(gòu)造和界面組合形式的多樣性，導(dǎo)致礦床(體)具多相位、多部位、多層位的產(chǎn)出特點(diǎn)。

圖8 基底界面與鈾礦化的空間關(guān)系Fig.8 The spatial relationship between uranium mineralization and the basement interface

以前人總結(jié)的“三界面”賦礦規(guī)律為主導(dǎo)找礦思路，根據(jù)模型的三維空間特征，對模型進(jìn)行了定性分析，除去一些工作程度很高的地段外，發(fā)現(xiàn)在研究區(qū)西南段第27號勘探線至37號勘探線之間，存在1處成礦有利部位。該部位位于北東向主干斷裂F1與F6的夾持區(qū)域，空間上處于火山巖組間界面往南東向陡傾部位，深部地質(zhì)控制程度較低，符合組間界面與構(gòu)造界面復(fù)合控礦理論。在地質(zhì)圖上圈閉出了1個(gè)成礦有利部位(圖9a)，并在空間上對該部位進(jìn)行了圈定(圖9b)。該區(qū)域地表地勢相對平緩，便于鉆探施工，平均海拔約210 m，預(yù)測成礦標(biāo)高在-100～-330 m，預(yù)計(jì)鉆孔見礦深度為310～540 m。

圖9 模型中圈定的鈾成礦有利部位Fig.9 The favorable position for uranium mineralization in the modela.成礦有利部位在地表投影位置；b.成礦有利部位在空間上的位置

4.2 輔助鉆孔設(shè)計(jì)

利用初步構(gòu)建的三維地質(zhì)模型，為2017年度鄒家山鈾礦床2、3號帶普查項(xiàng)目及2018年度鄒家山-如意亭普查項(xiàng)目布設(shè)的鉆孔提出了參考及優(yōu)化建議。具體內(nèi)容包括鉆孔與巷道是否保持在安全距離、鉆孔設(shè)計(jì)書中各界面深度與模型中各界面揭露深度是否一致、鉆孔設(shè)計(jì)能否達(dá)到相應(yīng)地質(zhì)目的等。

研究區(qū)內(nèi)共有11層中段，水平標(biāo)高為150 m至-250 m，中段間隔-40 m，每層中段沿礦體走向均布滿了巷道。在2017—2018年設(shè)計(jì)的鉆孔中，有6個(gè)鉆孔靠近地下巷道。為了查證鉆孔軌跡是否與地下巷道保持安全距離，通常需用幾何學(xué)方法計(jì)算出設(shè)計(jì)鉆孔在每個(gè)中段平面上的揭穿點(diǎn)坐標(biāo)，然后將該點(diǎn)坐標(biāo)投影到每個(gè)中段平面圖上，通過量算每個(gè)中段平面圖內(nèi)揭穿點(diǎn)與巷道之間的距離，并結(jié)合施工鉆機(jī)在鉆進(jìn)施工中的最大偏斜距來衡量鉆孔與巷道的距離是否在施工安全范圍內(nèi)。該方法計(jì)算復(fù)雜且工作量大，不能快速掌握鉆孔空間軌跡。如果計(jì)算結(jié)果不在施工安全范圍內(nèi)，則需要在不影響地質(zhì)設(shè)計(jì)目的的前提下重新設(shè)計(jì)鉆孔，調(diào)整孔位、方位或傾角等，重新對各中段揭穿點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并逐個(gè)中段進(jìn)行投影。構(gòu)建虛擬鉆孔能直觀地展示鉆孔與各層巷道的空間位置關(guān)系，鉆孔軌跡調(diào)整也較為簡單，為快速而準(zhǔn)確地布孔提供了空間依據(jù)，提高了工作效率。

2018年度為了探索F1下盤深部流紋英安巖中的鈾礦化信息，在研究區(qū)5號勘探線東側(cè)外圍附近設(shè)計(jì)了鉆孔ZK7R-1。依據(jù)小區(qū)塊靈活建模思路，單獨(dú)構(gòu)建了研究區(qū)5號勘探線至13號勘探線剖面的精細(xì)三維地質(zhì)模型。根據(jù)模型，最初設(shè)計(jì)的鉆孔在150 m中段和110 m中段離最近坑道分別為2.5 m和9.5 m，未達(dá)到鉆孔施工安全要求，后將孔位向北西挪50 m以避開底部巷道。設(shè)計(jì)的鉆孔與組間界面的揭穿點(diǎn)在組間界面的陡變部位，滿足地質(zhì)設(shè)計(jì)需要。鉆孔ZK7R-1設(shè)計(jì)方位245°，傾角80°，孔深500 m，根據(jù)模型預(yù)計(jì)該鉆孔在水平標(biāo)高-12 m處揭穿組間界面，在水平標(biāo)高為-220 m處揭穿基底界面(圖10)，預(yù)計(jì)主要見礦位置在鵝湖嶺組與打鼓頂組組間界面附近的裂隙密集帶中。

圖10 鉆孔ZK7R-1模型Fig.10 The model of drilling hole ZK7R-1

經(jīng)后期鉆探施工驗(yàn)證，該孔揭露的組間界面水平標(biāo)高為-13.2 m，與模型基本一致，但未揭露到基底界面。后經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該區(qū)段深部地質(zhì)情況較為復(fù)雜，處于基底界面的陡變部位，深部地層形態(tài)在小范圍內(nèi)變化較大，而且周圍沒有足夠鉆孔數(shù)據(jù)對基底界面進(jìn)行有效控制；誤差來源于地質(zhì)變量的隨機(jī)性，是在對深部稀疏數(shù)據(jù)插值處理時(shí)由已知點(diǎn)加密到未知點(diǎn)的不確定性所產(chǎn)生的。

5 結(jié)論

(1)根據(jù)勘探線剖面及地質(zhì)圖等資料構(gòu)建了鄒家山鈾礦床2、3號三維地質(zhì)模型，確定了各目標(biāo)地質(zhì)單元的空間形態(tài)，直觀展現(xiàn)了地下-1 000 m以淺三維地質(zhì)體、各個(gè)地質(zhì)體之間的接觸關(guān)系、構(gòu)造與巖體的空間關(guān)系，為研究區(qū)內(nèi)成礦預(yù)測提供了直觀的地質(zhì)依據(jù)。

(2)綜合分析、總結(jié)研究區(qū)內(nèi)鈾礦化富集規(guī)律，提取了該區(qū)斷裂、界面及蝕變等成礦要素；根據(jù)模型中標(biāo)記的鈾礦化信息，在F1和F6主干斷裂及其與火山巖巖性界面的復(fù)合、陡變部位均發(fā)現(xiàn)了鈾礦化富集現(xiàn)象，這與前人總結(jié)研究區(qū)的鈾礦化規(guī)律一致，可作為該區(qū)重要的鈾礦化空間定位條件來指導(dǎo)后期的找礦工作。

(3)通過虛擬鉆孔可以快速查證設(shè)計(jì)鉆孔的可靠性與合理性，并為鉆孔調(diào)整提供空間依據(jù)。

(4)綜合成礦要素對鄒家山鈾礦床2、3號帶三維地質(zhì)模型進(jìn)行了定性分析，在F1與F6南西段夾持部位圈定1處鈾成礦有利部位。