余飛燕，王京彬

(1.昆明理工大學(xué)，云南昆明 650093；2.有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，北京 100012)

Micromine軟件在2003年已通過國土資源部權(quán)威認(rèn)證，采用該軟件評估資源量具有評估機構(gòu)認(rèn)可的資質(zhì)[1]。該軟件可應(yīng)用于地質(zhì)勘探、資源評估、儲量計算等各項工作。本文以新疆梅嶺銅多金屬礦區(qū)M1和M2號似層狀礦體為例，借助Micromine軟件建立礦體三維實體模型、品位模型和儲量估算，通過選取不同網(wǎng)度的鉆孔數(shù)據(jù)，分別建立礦體三維模型并估算不同條件下M1號和M2號礦體的礦石儲量和品位，通過對比研究，探討在梅嶺銅多金屬礦區(qū)的主礦體勘探地段，布設(shè)勘探網(wǎng)度的合理性。

1 梅嶺銅多金屬礦床地質(zhì)概況

梅嶺銅多金屬礦位于新疆哈密市城區(qū)西南方向約130公里處，屬哈密市五堡鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)主要出露奧陶系荒草坡群大柳溝組第二、第三巖性段，第二巖性段(O2Hd2)：以安山巖為主，少量安山玢巖、安山質(zhì)英安巖及安山質(zhì)火山碎屑巖，在礦區(qū)大面積分布；第三巖性段(O2Hd3)：以英安巖、英安斑巖為主，含角礫凝灰熔巖夾流紋巖發(fā)育，少量安山質(zhì)英安巖和流紋巖。銅多金屬礦體主要分布在火山角礫巖、安山巖、英安巖以及凝灰?guī)r、次火山巖等中—酸性火山巖系中。

銅礦體為受火山通道與斷裂構(gòu)造復(fù)合控制，礦體具穿層性，均為盲礦體，礦體埋深22m～40m及其以下，按產(chǎn)狀的不同分為近水平似層狀礦體和陡傾斜脈狀礦體二類，銅礦石為細(xì)脈浸染狀和塊狀礦石。礦床為高硫型中低溫火山熱液型銅礦。

區(qū)域大地構(gòu)造單元劃分見圖1(據(jù)姬金生等，2001；芮宗瑤等，2002)。

礦區(qū)的區(qū)域變質(zhì)作用微弱，僅達(dá)沸石相或低綠片巖相變質(zhì)程度。與火山熱液活動有關(guān)的熱液接觸交代變質(zhì)作用比較明顯，它們往往與本區(qū)的成礦作用關(guān)系密切。地表的硅化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化與青磐巖化帶寬度達(dá)幾十至幾百米，是區(qū)內(nèi)銅礦找礦標(biāo)志之一。深部強烈的黃鐵礦化、硅化是近礦標(biāo)志之一。

根據(jù)2010年新疆哈密梅嶺銅礦詳查報告，本礦區(qū)共圈出近水平礦體12個，陡傾斜礦體9個。主礦體有M1和M2號2個，占梅嶺礦床銅礦資源總量的59.7%[2]。本次研究選取M1和M2號近水平狀銅礦體為研究對象。

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造單元分布略圖(據(jù)姬金生等，2001；芮宗瑤等，2002)

2 M1和M2號銅礦體地質(zhì)特征

M1號銅礦體：分布在梅嶺地段Fm1斷裂以北，礦體埋深22m～74m。賦礦圍巖為流紋斑巖、安山玢巖、英安巖。礦體賦存在次火山巖底界面附近近水平向?qū)娱g破碎帶中，呈似餅狀。礦體長340m，寬322m，平均厚度4.86m，銅平均品位0.59ω%。礦體產(chǎn)狀：走向北東，傾向335°，傾角14°。銅品位在礦體西南部最低而其它部位高，厚度在礦體西北部最薄而其它部位較厚。

M2號銅礦體：分布在梅嶺礦段Fm1斷裂以南，礦體(頭—尾)埋深11.43m～4.85m，東端淺，中西部較深。礦體為賦存在“?！毙位鹕浇堑[巖筒平緩上端頂部近水平狀構(gòu)造破碎帶內(nèi)，空間形狀呈近似三角形的“餅狀”。賦礦圍巖為火山角礫巖、凝灰?guī)r，少量次火山巖安山玢巖、流紋斑巖。礦體長205m，寬590m，平均厚度3.45m，銅礦體品位平均0.51ω%。礦體產(chǎn)狀：走向北東，傾向277°～285°，傾角8°～10°。礦體變化特點：銅品位沿走向南部高而北部低，沿傾向中部高而上下部低，厚度沿走向跳躍式變化，沿傾向上部厚(大于10m)下部薄(小于3m)而中部M00線最厚。

3 礦體三維模型的構(gòu)建

3.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立

收集礦區(qū)所有勘探工程數(shù)據(jù)，建立鉆孔地質(zhì)數(shù)據(jù)庫。按Micromine數(shù)據(jù)表格式要求將鉆孔數(shù)據(jù)分成4個表，分別為Collar(孔口信息表)、Survey(測斜信息表)、Geology(巖性信息表)和Assay(樣品分析結(jié)果表)。

3.2 礦體圈定及生成實體模型

利用鉆孔數(shù)據(jù)庫可進行鉆孔數(shù)據(jù)檢查、鉆孔軌跡三維顯示及地質(zhì)解釋圈定礦體。

(1)工業(yè)指標(biāo)的確定

本礦床主要為隱伏礦體，銅礦體主體為硫化物原生銅礦石，根據(jù)《銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ/T0214-2002)推薦的銅礦床一般工業(yè)指標(biāo)(見表1)圈定銅礦體。

圖3 梅嶺礦體及斷層Fm1三維視化

按照礦床工業(yè)指標(biāo)參數(shù)對所選擇的勘探剖面逐個進行地質(zhì)解譯，運用等邊三角形法創(chuàng)建礦體線框模型，礦體線框模型不但可以直觀的反映礦體的幾何空間形態(tài)，也為之后的塊段品位估值和分析提供線框約束。所構(gòu)建的梅嶺礦區(qū)銅礦體模型如圖3所示。

表1梅嶺礦床銅工業(yè)指標(biāo)

Tab.1CuCommercialIndicesofMeilingOreDeposit

(3)銅礦體品位模型的建立

礦產(chǎn)勘查的首要任務(wù)就是探明勘查區(qū)內(nèi)的礦產(chǎn)儲量，這也是勘查工作的最終目標(biāo)和成果。Micromine軟件中提供的品位估算方法有距離加權(quán)反比法、克里格法及封閉多邊形法。各種估算方法都有各自的優(yōu)缺點和適用范圍，應(yīng)根據(jù)采樣情況及樣品品位分布情況選用合適的估值方法。

鑒于研究區(qū)鉆孔采樣不連續(xù)，且樣品較少，適宜采用距離平方反比加權(quán)法進行M1和M2號銅礦體資源量估算。本次儲量估算所采用的礦塊尺寸：E(東)X N(北)X RL(高)為4m×4m×2m。

3.3 儲量估算

通過估算不同礦塊內(nèi)的品位，乘以該礦塊內(nèi)的平均密度和體積，即可估算出所要估算區(qū)間內(nèi)的各區(qū)塊的儲量，報出模型儲量報告，通過設(shè)置邊界品位，求得礦塊模型噸位品位報告，本次M1號和M2號銅礦體的礦石資源量、品位和銅金屬量的估算結(jié)果見表2和表3。

通過繪制銅噸位品位曲線見圖4，可以觀察M1礦體和M2礦體內(nèi)銅品位與噸位之間內(nèi)部的變化關(guān)系。

圖4a M1號礦石量與邊界品位關(guān)系圖

表2M1號礦體儲量計算結(jié)果表

Tab.2ReservesCalculationofOreBodyM1

Cu品位區(qū)間/%體積/m3噸位/t平均品位 /ω%金屬量/t≧1.057096163294.561.442345.730.8～1.01808151711.660.91469.540.5～0.856430161389.80.59947.520.2～0.5283653811247.580.342789.07總計礦量:1187643.60t 平均品位:0.55ω%

圖4b M2號礦石量與邊界品位關(guān)系圖

表3M2號礦體儲量計算結(jié)果表

Tab.3DifferenceofM1，M2OreBodyReservesbeforeandafterExplorationGridDensification

Cu品位區(qū)間/%體積/m3噸位/t平均品位 /ω%金屬量/t≧1.0144364412881.041.445966.130.8～1.068144194891.840.891731.030.5～0.8152880437236.80.612688.130.2～0.5254704728453.440.382792.89總計礦量:1773463.12t 平均品位:0.74ω%

從圖4a、圖4b中可以發(fā)現(xiàn)，M1號礦體和M2號礦體礦石量隨著邊界品位的增大而逐漸減少。圖4a顯示M1號礦體在[0.2%～0.6%]品位期間，礦石量急劇減少；在[0.6%～1%]期間，礦石量緩慢減少。圖4b顯示M2號礦體在[0.2%～0.3%]和[0.6%～1.0%]品位期間，礦石量緩慢降低。邊界品位的改變會引起礦體形態(tài)、平均品位、礦石量的變化，邊界品位的設(shè)定具有經(jīng)濟意義，對未來礦床開發(fā)有指導(dǎo)意義。根據(jù)Micromine品位噸位報告結(jié)果，可以選擇多個指標(biāo)，應(yīng)用多目標(biāo)決策的方法可優(yōu)先選出最優(yōu)方案供礦山開采使用。

4 三維礦床模型在勘探評價中的應(yīng)用

合理地確定勘查工程間距，是礦床勘查中的一個重要課題。它不僅是一個技術(shù)問題，而且也是一個重要的經(jīng)濟投資效益問題，其確定的合理與否，對勘查工作的進度、勘查成本以及效果都有重大的影響。運用Micromine軟件，根據(jù)勘探工程數(shù)據(jù)，可迅速建立礦體的概略三維模型；隨著勘探工程的增多，獲得的勘探數(shù)據(jù)越多，地質(zhì)解釋更加符合地質(zhì)實際情況，因此對礦體邊界的圈定可信度更高。通過對比不同網(wǎng)度下礦體形態(tài)及資源量結(jié)果可為工程的合理布置提供參考依據(jù)。

本次研究中，通過選取不同的鉆探數(shù)據(jù)，分別對M1和M2號礦體創(chuàng)建不同的三維模型，得到儲量對比誤差如下表：

表4 勘探網(wǎng)加密前后M1、M2號礦體儲量對比誤差

M1、M2號礦體埋藏較淺，可采用露天開采的方式采礦。從表中可以看出加密前后面積的重合率較高，礦體四周的邊界已經(jīng)基本控制了，M1號礦體加密后顯示礦體厚度變化系數(shù)為：127%，品位變化系數(shù)為：133%，厚度及品位變化系數(shù)較加密前變化不大，礦體形態(tài)已基本控制；但是加密后礦體礦石量誤差率及金屬量誤差率都較高，為了降低采礦設(shè)計的經(jīng)濟風(fēng)險，應(yīng)適當(dāng)加幾個淺鉆。

M2號礦體加密后礦石量誤差率及金屬量誤差率接近誤差允許范圍；礦體厚度變化系數(shù)為：96%，品位變化系數(shù)為：61%，雖然有明顯變化，但穩(wěn)定程度及均勻程度不變，說明原定的勘查網(wǎng)度是合理的，但是礦體底部邊界沒有被控制，加密后礦體采場底部邊界已被控制。

5 結(jié) 語

合理的生產(chǎn)勘探網(wǎng)度在保證生產(chǎn)勘探資料質(zhì)量的前提下，有助于縮短勘探周期，降低成本，生產(chǎn)勘探工程網(wǎng)度正確制定，是既保證質(zhì)量又經(jīng)濟地進行生產(chǎn)勘探。從研究數(shù)據(jù)分析，梅嶺銅礦現(xiàn)階段的生產(chǎn)探礦，對礦體控制程度較好，現(xiàn)階段生產(chǎn)探礦網(wǎng)度基本吻合，網(wǎng)度布置合理。但在礦體厚度變化大的地方還需加密少量鉆孔，為采礦設(shè)計提供更可靠的依據(jù)，將Micromine應(yīng)用于礦體資源量估算及勘探設(shè)計取得了較好的效果，為地質(zhì)人員提供了一種科學(xué)而又高效快捷的工作手段。

參 考 文 獻

[1]楊東來，張永波，王新春等.地質(zhì)體三維建模方法與技術(shù)指南[M].北京：地質(zhì)出版社，2007：22～25.

[2]新疆鑫匯地質(zhì)礦業(yè)有限責(zé)任公司.新疆哈密市梅嶺銅礦詳查報告[R].甘先平、王寧、曹西和等.2010.

[3]國土資源部.DZ/T0214-2002銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[4]盧大超，付有山.三維礦產(chǎn)資源評價軟件Micromine在金屬礦山資源儲量估算中的應(yīng)用—以吉林舒蘭季德鉬礦為例[J].世界地質(zhì)，2010，29(3)：450～458.

[5]楊云保，唐永虎，徐蕙長.固體礦產(chǎn)勘查技術(shù)[M].北京：地質(zhì)出版社，2007：68～82.

[6]朱海濱.基于Micromine軟件的固體礦產(chǎn)資源量估算原理與方法[J].地質(zhì)找礦叢論，2013，28(1)：106～110.

[7]尚曉明，王李管.地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)在某銅礦儲量計算中的應(yīng)用[J].中國鉬業(yè)，2007，31(6)：12～16.

[8]徐鐵軍，李云浩.Micromine礦山軟件在礦山采場管理中的應(yīng)用[J].礦山機械，2008，4：52～58.

[9]初道忠，王青.關(guān)于邊界品位影響因素的探討[J].黃金，2009，10(30)：21～23.

[10]胡新付.冬瓜山銅礦勘探網(wǎng)度的優(yōu)化[J].金屬礦山，2011，10：121～123.