铜矿作为我国紧缺战略性矿产资源,对外依存度长期居高不下。近些年来,随着工业的蓬勃发展,对铜矿资源的需求不断增加。因此,进一步加快境内铜矿资源的勘查工作进程,对全面提升我国铜矿资源的保障程度具有重要的现实意义。普朗斑岩铜矿床位于云南迪庆藏族自治州的东部,其大地构造位于义敦岛弧带南端的中甸岛弧,是我国目前发现的规模最大的印支期斑岩型铜多金属矿床。随着勘查和研究工作的不断深入,矿床资源量不断增加,已达到超大型规模。然而,依据已知资料可知,普朗斑岩铜矿床已经发现的7个矿体并没有被工程全部控制,根据现在的勘查效果来看,可知普朗矿床的深边部仍然有较大的找矿前景。因此,采用三维建模技术手段和空间分析方法对矿区进行成矿预测的工作具有重要意义。本文在区域地质背景研究的基础上,对普朗矿床地质、物探、化探及勘探等资料数据进行全面的搜集整理,利用Geovia Surpac三维数字化矿山建模软件,建立了矿床各地质对象的三维模型,构建了矿区地质空间数据库,实现了在三维可视化环境下对多源地质空间数据的集成管理;利用地质体距离场和形态特征分析方法等三维空间分析方法对矿区岩体、断裂以及蚀变带的控矿地质体进行特征分析,确定各控矿要素与矿体之间的空间距离和形态关联关系,获取定量指标,建立找矿指标体系;利用序贯高斯模拟(Sequential Gaussian Simulation,SGS)和浓度-体积(Concentration-Volume,C-V)多重分形模型对矿床不同蚀变带的强度进行了定量模拟,采用分形与多重分形定量刻画了铜三维空间展布特征,为深入理解铜的矿化蚀变分带及富集机理提供了新的依据;构建了三维地质找矿信息模型,定量提取了找矿指标,应用地理加权回归模型对多源找矿信息进行了集成融合,圈定了矿床两处深部矿体远景地段,从而对矿床三维成矿定量预测进行了研究;利用预测能力这一指标参数分析评价了各三维预测变量对三维成矿预测结果不确定性的影响,为下一步的找矿勘查工作提供了依据。本文系统研究了普朗铜矿地质数据的分类与特点,结合实际工作,对多源三维地质空间数据的数字化以及普朗铜矿地质空间数据库建设进行研究,以三维地质空间数据库为基础,探讨了三维空间建模的组织结构,构建了研究区地层、岩体、断裂以及蚀变带等三维地质模型。由于岩浆成矿作用具有奇异性特征,可以用分形模型来研究成矿元素的富集和矿体的空间分布。本文利用浓度-体积(Concentration-Volume,C-V)分形模型以及钻孔岩芯中的Cu含量数据对普朗铜矿首采区不同的矿化区带进行插值、表征和划分。研究结果表明:整体来看,铜元素在斑岩体内部呈不均匀分布。非矿化区域主体围绕着斑岩和角岩分布,中等强度和高品位的矿化(富矿化区)主要分布在斑岩体中,主要位于矿床的中部和南部。为了更好地反映普朗铜矿床中的不均匀矿化特征,本文应用奇异性指数α和多重分形谱f(α)来定量地描述成矿元素的富集分布特征。选取了普朗矿区19条勘探线上的Cu元素品位进行多重分形谱的计算。研究结果表明:不同勘探线的多重分形谱在图形谱宽和高差特征方面都呈现出了很大的不同,说明了成矿元素在空间上的不均匀分布特征,这种性质可能与成矿系统内部的结构差异性有关。通过比较各勘探线多重分形谱的谱宽与高差特征可知,03线~28号勘探线的高品位的矿化较为富集。而在07线、24线、32线、36线和40线中,低品位区域占主导地位,矿化富集程度相对较弱。在地质背景分析的基础上,运用地质体距离场和形态特征分析方法等三维空间分析方法对矿区岩体、断裂以及蚀变带的控矿地质体进行特征分析,通过分析计算断层面距离场因素、岩体与矿体Z轴高差因素、岩体顶面隆起凹陷程度形态因素、蚀变强度因素以及地球化学异常等因素,确定各控矿要素与矿体之间隐藏的空间距离和形态关联关系,获取定量指标,提高找矿指标体系建立的科学性。在普朗斑岩铜矿三维建模的基础上,利用序贯高斯模拟(Sequential Gaussian Simulation,SGS)和浓度-体积(Concentration-Volume,C-V)多重分形模型对钻孔数据进行有效拟合,对矿床蚀变带的蚀变强度进行了定量模拟,结果表明:由序贯高斯模拟和分形模型确定的Cu<0.218%的范围与青磐岩化蚀变带有着更好的空间对应关系;由模拟确定的0.631%1.412%的范围与钾化硅化蚀变带有着更好的空间相关关系。通过对矿床不同蚀变带的定量模拟,降低了由于有限工程控制等造成的矿床深部蚀变分带在空间位置、边界等方面存在的不确定性。构建了普朗铜矿三维地质找矿信息模型,定量提取了找矿指标,采用地理加权回归模型对多源找矿信息进行了集成融合,从而对矿床三维成矿定量预测进行了研究。根据统计得到的各控矿因素的回归系数可知:每个立体单元都有一组局部的参数估计,不同的控矿地质要素对铜品位的影响表现出明显的空间差异特征。对比分析矿化变量的多元线性回归模型和三维地理加权回归预测模型,发现三维地理加权回归模型的调整R~2比多元线性回归模型的调整R~2有了显著的提高,其拟合效果和估计精度都显著优于多元线性回归模型,可知三维地理加权回归模型能够获得更为可靠的三维成矿预测成果。基于列出的各种找矿信息变量,以单项要素缺失为规则,构建了5组缺失不同预测要素的数据集,采用地理加权回归方法对不同的数据集进行了成矿有利度的计算,以预测能力这一指标,对普朗矿床内已知成矿事实的预测能力进行计算,对多种找矿信息变量对预测结果不确定性的影响进行度量和评价。研究结果表明:缺失不同三维预测变量对预测结果不确定性的影响程度各不相同。其中,当缺失蚀变带、岩体与矿体Z轴高差和断层面距离场这三种预测要素时,预测能力呈显著降低,表明这三种预测变量对成矿预测结果有很强的影响。故增强这三种预测变量的可靠程度,对降低各预测变量的不确定性具有非常重要的作用。其中,蚀变带(钾化硅化蚀变带和黄铁绢英岩化蚀变带)对矿体远景地段核心部位的确定有着非常大的影响,因此需要更加深入的对蚀变强度特征进行研究,从而提高预测成果的准确性。根据三维地理加权回归预测模型得到的预测成果数据库,结合研究区地质特征以及已有找矿事实,以预测成果数据为基础,进行了深部矿体远景地段的圈定,并利用三维地质建模软件进行预测成果的可视化表达。在此基础上同时考虑成矿地质条件的有利性,在研究区内圈定了两处深部矿体远景地段。远景地段1位于研究区的中部偏西侧一带,03~20号勘探线之间,南北长约875 m,东西宽约为310 m,标高范围为3210~3780 m,共计14910个预测含矿单元,预测铜平均品位约为0.325%,铜资源量约119684.60 t。远景地段2位于主矿体KT1偏东侧一带,0~4号勘探线之间,南北长约195 m,东西宽约180 m,标高范围为3550~3985 m,共计1226个预测含矿单元,预测铜平均品位约为0.325%,铜资源量约9841.27 t。