艾爾肯·吐爾孫，胡希加瑪爾·卡生木

新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701 隊(duì), 新疆昌吉 831100

0 引言

數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)Digital Geological Survey System（DGSS）是中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)的是貫穿整個地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查過程的GIS 軟件，由數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)、探礦工程編錄系統(tǒng)、數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息平臺和資源量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)等四個子系統(tǒng)組成[1]實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集與管理、礦床地質(zhì)建模、品位估計和資源量估算、三維礦體建模和成果圖表輸出的全過程數(shù)字化，為礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目全過程數(shù)字化提供了有效的工具和平臺。

切列克其鐵礦區(qū)由2 個采礦權(quán)組成，2 個采礦權(quán)采礦標(biāo)高不一致，中間還存在隔離帶；礦區(qū)共有6 個脈群58 條礦脈組成，有些礦體橫跨2 個采礦權(quán)，還有部分礦體甚至延伸出采礦權(quán)范圍之外；礦區(qū)經(jīng)歷多年的地質(zhì)勘查工作，數(shù)據(jù)量龐大，本次參加資源量估算的工作量和原始資料有1:2 千地測量8Km2，槽探4965.35m3，鉆探20774.65m（126 個孔），各類樣品3500 件，勘探線47 條共長14.44km。根據(jù)項(xiàng)目的要求，對各采礦權(quán)內(nèi)外資源量、每個采礦權(quán)采礦標(biāo)高以上與以下的資源量和隔離帶內(nèi)的資源量進(jìn)行分別估算。本文正是從固體礦產(chǎn)資源量估算的實(shí)際操作出發(fā)，探討利用DGSS 解決切列克其鐵礦資源量估算中的難題。

1 概述

切列克其鐵礦位于新疆阿克陶縣城西偏南約110km，帕米爾高原北東側(cè)，總體地勢西高東低，地形陡峻，山體坡度在20°～40°之間，海拔高度4000m ～4800m，相對比高500m ～800m，屬中深切割區(qū)。切列克其鐵礦1959 年新疆冶金局702 隊(duì)發(fā)現(xiàn)的，經(jīng)過多年的勘查工作，基本查明是一個中型的變質(zhì)海相沉積型菱鐵礦礦床。

切列克其鐵礦大地構(gòu)造位置處于西昆侖中間地塊及顯生宙巖漿弧帶上，具體位于沙里闊勒復(fù)背斜次一級之阿克貝利背斜的北翼,木吉-阿克賽欽Au、Cu（Fe）三級成礦區(qū)帶內(nèi)。礦區(qū)內(nèi)出露地層為奧陶-志留系下亞組和第四系堆積物。奧陶-志留系下亞組（O-S）1 根據(jù)礦區(qū)巖性特征，由南部向北又劃分為三個巖性段，各巖性段相互呈連續(xù)沉積接觸。礦區(qū)構(gòu)造較簡單，區(qū)內(nèi)地層呈單斜層，沒有褶皺，斷裂亦不發(fā)育，偶有層間滑動，滑動規(guī)模均很小，僅有數(shù)米左右，對礦層無明顯破壞作用。礦區(qū)內(nèi)侵入巖為求庫臺巖體，巖體從南、西兩面環(huán)繞礦區(qū)，侵入巖約占礦區(qū)面積的1/3，具分異現(xiàn)象，但不夠明顯。

切列克其鐵礦劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ號等6 個脈群，由58 條礦脈組成，礦體所處海拔高程4200m ～4750m，其中Ⅰ號脈群處于4500m ～4600m 的山坡，Ⅱ號脈群處于4700 余米的山脊上，Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ號脈群處于4200m ～4350m 的山坡上。Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號脈群賦存于第二巖性段（O-S）12 的灰白色含石英含白云母大理巖中，Ⅱ號脈群賦存于第一巖性段（O-S）11的灰黑色黑云母石英片巖中，Ⅲ號脈群賦存于該段第三巖性段（O—S）13 片巖及大理巖中（圖1）。

圖1 切列克其鐵礦地質(zhì)略圖

2 礦區(qū)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與組織管理

對礦區(qū)所有的資料（地質(zhì)圖、地形圖、所有勘探工程基本資料和測試數(shù)據(jù)等）的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理。將數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)在野外采集獲取的數(shù)據(jù)直接調(diào)入到資源量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)，歷年的其他數(shù)據(jù)根據(jù)礦區(qū)特征按系統(tǒng)的要求的格式組織數(shù)據(jù)表后通過本系統(tǒng)提供的礦區(qū)數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入導(dǎo)出工具導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫（圖2）。用于資源量估算的主要有勘探線基本信息、勘探線測量數(shù)據(jù)、鉆孔基本信息、鉆孔測斜數(shù)據(jù)、巖心樣品基本信息、鉆孔樣品分析結(jié)果、槽探基本信息、槽探導(dǎo)線信息、刻槽樣品基本信息、刻槽樣分析結(jié)果、工程施工位置圖等，施工位置圖采用人機(jī)對話方式輸入信息[1]。數(shù)據(jù)導(dǎo)入由數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息平臺來完成。數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息平臺子系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、管理、檢查、生成工程素描圖和生成實(shí)際材料圖等功能。

為避免手工錄入錯誤等原因一些錯誤的信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，兩個子系統(tǒng)都提供了檢查工具。數(shù)據(jù)檢查工具可有效的檢查數(shù)據(jù)庫的正確性和完整性（圖3）。

圖2 數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入導(dǎo)出

圖3 數(shù)據(jù)檢查

3 礦體圈定及資源儲量估算

勘探線剖面生成、單工程礦體圈定與人機(jī)交互編輯、人機(jī)交互礦體連接、采樣平面圖、儲量計算、礦體三維顯示與分析、輸出各種與儲量計算有關(guān)的表格和圖件等工作用資源量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)來完成。

3.1 資源量估算工業(yè)指標(biāo)及參數(shù)設(shè)置

資源量估算根據(jù)《鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范》和《固體礦產(chǎn)推斷的內(nèi)藴經(jīng)濟(jì)資源量和經(jīng)工程驗(yàn)證的預(yù)測資源量估算技術(shù)要求》進(jìn)行。切列克其鐵礦主要礦石礦物是菱鐵礦，工業(yè)品位TFe ≥25%；邊界品位TFe ≥20%；最小可采厚度≥1m；夾石剔除厚度≥2m；。根據(jù)項(xiàng)目要求我們只對TFe 的工業(yè)品位來圈礦體了，上下盤如有大于或等于邊界品位的樣品則帶入總長度不大于夾石剔除厚度的1 個樣品參加計算所以通過簡單條件方式設(shè)定了指標(biāo)。

根椐礦體特征和綜合考慮切列克其鐵礦各礦體以上特征要素，將Ⅱ號脈群Ⅱ-1 和Ⅱ-2 號礦脈定為第Ⅱ類勘查類型，將其詳查勘查網(wǎng)度確定為200m×200m；其它脈群脈群勘查類型確定為第Ⅲ勘查類型，將其詳查勘查網(wǎng)度確定為100m×100m。礦石體重隨礦石類型和全鐵含量的不同而有所變化，因此采取了44 個小體重樣品，樣品經(jīng)物理測試之后進(jìn)行了化學(xué)分析全鐵，然后將所測試的體重值與品位值（TFe）結(jié)果通過回歸方程統(tǒng)計后，生成了一個能反應(yīng)品位和礦石體重的方程式。d=c×0.0148+2.8147，其中：d 為比重，單位“噸/立方米”；c 為品位值（TFe），單位“×10-2”。

3.2 圈定礦體

數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息平臺系統(tǒng)提供了基于條件表達(dá)式的方式，圈定礦體指標(biāo)設(shè)定后系統(tǒng)自動生成剖面圖，并對單工程進(jìn)行自動圈定礦體，穿靴戴帽、計算單工程礦體厚度、單工程平均品位等系統(tǒng)自動完成。根據(jù)實(shí)際情況可以對單工程圈定結(jié)果進(jìn)行修正和完善。勘探線剖面圖上的樣品、分析結(jié)果、單工程圈定結(jié)果、厚度和平均品位、責(zé)任攬、等等所有內(nèi)容完全利用軟件自動生成。每次修改后，系統(tǒng)自動更新數(shù)據(jù)庫（圖4）。

剖面礦體圈定是在單工程圈定礦體的基礎(chǔ)上，人—機(jī)交互方式進(jìn)行工程和工程之間的礦體連接（圖5），外推部分利用系統(tǒng)提供的約束條件規(guī)則進(jìn)行外推。根據(jù)實(shí)際情況可以對礦體和夾石進(jìn)行修正和完善，并輸入礦體編號。剖面礦體圈定后，系統(tǒng)自動計算礦體的面積和品位。

3.3 資源儲量估算

切列克其鐵礦各礦脈多呈緩傾斜的似層狀或脈狀，礦體傾角小于45°，且形態(tài)以中等為主，所以選擇了資源量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)的地質(zhì)塊段法，水平投影法估算資源儲量。

選擇比較有代表性的Ⅱ-2 礦脈的儲量估算過程，探討利用數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)解決切列克其鐵礦資源量估算中的難題。因Ⅱ-2 礦脈規(guī)模較大分布在2 個采礦權(quán)的和隔離帶，礦脈在東邊的采礦權(quán)范圍內(nèi)存在采礦標(biāo)高上下的問題（圖6）。

對礦體進(jìn)行水平投影，系統(tǒng)自動投影礦體見礦工程的位置，礦體垂厚、單工程平均品位。人機(jī)交互完成確定礦體邊界、劃分塊段及輸入編號等工作。然后利用系統(tǒng)提供的礦石體重計算換算與更新功能，輸入計算式計算更新每個礦體體重和塊段儲量。最后由系統(tǒng)自動估算出資源量，并以表格的方式輸出計算結(jié)果。

系統(tǒng)提供了統(tǒng)計某個范圍內(nèi)或者某個高程區(qū)間的資源儲量功能，可以對投影圖進(jìn)行邊界線約束，輸出邊界線范圍內(nèi)的估算結(jié)果。每個采礦權(quán)范圍和隔離帶范圍可以做一個約束線統(tǒng)計

它范圍資源儲量。最后合計對比礦脈總資源儲量（表1）。

表1 Ⅱ-2 號礦脈資源儲量估算對比

估算結(jié)果對比表中可看出自動估算總量小于個約束范圍內(nèi)資源儲量的合計，這個誤差是人工合計過程中產(chǎn)生的計算誤差。

4 礦體三維顯示

資源儲量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)中，圈定礦體后即可進(jìn)入到三維視圖中進(jìn)行礦體的三維顯示[2]。通過礦體三維顯示，可以更加直觀了解礦體形狀、形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模，也可直接了解各礦體之間關(guān)系，指導(dǎo)下一步勘查工作（圖7）。

圖7 Ⅱ-2 號礦脈三維示意圖

5 結(jié)論

切列克其鐵礦詳查項(xiàng)目運(yùn)用數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)很短時間完成了龐大數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、管理、檢查工作，并利用系統(tǒng)完成了鉆孔柱狀圖、勘探線剖面圖、采樣平面圖、資源量估算水平投影圖、礦體三維模型等圖件和資源量估算有關(guān)的所有表格。系統(tǒng)提供的條件表達(dá)式的方式功能輕松解決了單工程平均品位與厚度、穿鞋帶帽、塊段平均品位與厚度等繁瑣計算過程；系統(tǒng)提供的礦石體重計算換算與更新功能輕松解決了不同品位的塊段用不同體重估算的繁瑣計算過程；利用邊界約束統(tǒng)計功能在切列克其鐵礦資源量估算過程中解決了資源量估算同時受高程與范圍的約束的復(fù)雜統(tǒng)計問題。這不僅大大降低了地質(zhì)工作人員的勞動強(qiáng)度，而且方便了地質(zhì)勘探資料的數(shù)字化管理；提高了估算結(jié)果的精確型，保證了成果精度。還有系統(tǒng)礦體三維顯示功能對我們的演示和指導(dǎo)下一步工作有一定的幫助。

[1]李超嶺，李楓丹，劉暢.數(shù)字地質(zhì)調(diào)查技術(shù)理論研究與應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：地質(zhì)出版社，2012.

[2]李超嶺，于慶文，李楓丹，劉暢.數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)操作指南(中下冊)[S].北京：地質(zhì)出版社，2011.