基于勘探工程位置建模方法和储量估算
[唐子剑1, 2 
, 康明1 , 李军2 ]
, 康明引用本文
唐子剑, 康明, 李军. 基于勘探工程位置建模方法和储量估算. 地球科学进展, 2017, 32(8): 839-849
Tang Zijian, Kang Ming, Li Jun. Exploration Project Location Methods Base on 3D Geological Model and Resource Reserves Estimation. Advances in Earth Science, 2017, 32(8): 839-849
Doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2017.08.0839Tang Zijian, Kang Ming, Li Jun. Exploration Project Location Methods Base on 3D Geological Model and Resource Reserves Estimation. Advances in Earth Science, 2017, 32(8): 839-849
Permissions
Copyright©2017, 地球科学进展 编辑部
基于勘探工程位置建模方法和储量估算
作者简介:唐子剑 (1992-),男,河南郑州人,助理工程师,主要从事矿产普查与勘探研究.E-mail:tangzj261@163.com
摘要
三维地质模型的精细描述是相关三维成矿预测和储量估算的前提和保证,更有利于发挥计算机三维可视化技术和地质统计学等在工程建设领域的作用。以河南省某铝土矿床为例,针对三维地质建模过程中存在的难点问题,在传统建模方法基础上提出了一种基于勘探工程实际空间位置建模方法,在野外勘探工程密度较小的情况下也能准确圈定矿体。首先以地质勘查资料为基础,对建模的过程进行了阐述,构建了三维矿体模型、三维地层模型,然后采用普通克里格法和距离幂次反比法估算了资源储量,并对矿体的品位分布和储量类别进行了表达,最后使用3种不同的验证方法进行了精度检验。实现了资源量类别、资源量品位区间、资源量估算动态可视化管理。通过对该矿区的矿体建模和资源量计算,验证了方法的有效性,对于同类型矿床有一定的借鉴意义。
关键词:
三维地质建模; 资源储量估算; 普通克里格法; 距离幂次反比法; 精度检验
中图分类号:P624.7
文献标志码:A
文章编号:1001-8166(2017)08-0839-11
Exploration Project Location Methods Base on 3D Geological Model and Resource Reserves Estimation
First author:Tang Zijian(1992-), male, Zhengzhou City, He’nan Province, Assistant Engineer. Research areas include mineral prospecting and exploration.E-mail:tangzj261@163.com
Abstract
More attentions have been paid to 3D geological modeling by earth science experts and scholars, which gradually becomes a research hotspot in the fields of mine geology, oil and gas exploration, etc. The detailed description of the 3D geological model is the prerequisite and guarantee for metallogenic prediction and reserve estimation,which is more favorable to play an important role in 3D visualization technology and geostatistics. A bauxite deposit in Henan Province was provided as an example and a series of difficult problems were dealt with in the 3D geological modeling. First of all, we used multiple vertical profiles to build ore body contour line. Based on the geological exploration data, the modeling process was discussed. The geometric database raw data format was revised. The auxiliary coil was used to build 3D model. Then, terrain surface model, the 3D ore body model, 3D stratum model and 3D structure model were successfully established. Based on the accurate 3D models, the L1 reserve was estimated by the Distance Power Inverse Ratio method and Ordinary Kriging. Ore bodie distribution and the reserves category were expressed. Finally, three different verification methods were used to verify the accuracy. Based on the traditional modeling method, a method based on the actual spatial location modeling of exploration engineering was improved, which can be modeled by any exploration project location. The accuracy and reliability of modeling were improved. It achieved the goals of the reserves category, reserve grade interval and reserve estimation dynamic visualization. The errors were within the controllable range.
Keyword:
3D geological modeling; Reserves category; Ordinary Kriging; Inverse distance squared distance power; Accuracy test.
1 引言
长久以来, 地质勘探和矿业开发一直在二维平面上进行控制和管理, 而地质矿体往往是不规则的抽象几何体, 传统的二维平面图件资料难以进行有效表达和储量快速估算, 三维可视化技术的应用和推广将会带来极大的益处, 将成为中国资源勘查与开发信息化发展的必然趋势。三维可视化技术在早期的地质普查、详查阶段的实践应用研究较少, 需要一种新的三维地质建模方法在野外勘探工程密度不大等情况下也能够尽量科学准确地圈定矿体, 应用于储量估算和深部隐伏矿体的预测中。
目前在三维可视化和资源储量估算已有多方面的研究, 如尝试多种软件进行三维地质建模[1~5], 基于不同空间位置建模[6~10], 传统储量估算方法在三维模型中的应用[11~13]与基于地质统计学方法的动态储量估算[14~17]。
近年来在三维地质建模方法上一般采用地质剖面的方式构建模型[1~4, 9, 10], 但这种建模方法受计算机算法的制约, 地质剖面之间的模型部分生成具有一定的随意性。本文以河南某铝土矿区为例收集了“ 平面+剖面” 图件, 在原有建模方法的基础上改进了一种可应用于低勘探工程量的三维地质建模方法, 并可利用任意剖面位置进行三维建模, 是一种基于勘探工程实际空间位置的建模方法。然后运用了西方主要矿业国家常采用的地质统计学方法对矿区L1铝土矿体进行储量估算, 最后进行了精度验证。
2 矿区地质概况
研究区位于河南省登封市与新密市之间, 矿区面积约为140 km2。矿区内出露地层主要为下古生界寒武系、奥陶系, 上古生界石炭系、二叠系, 中生界三叠系和新生界古近系、新近系和第四系。其中石炭系上统本溪组(C2b)为铝土矿赋矿地层[18](图1)。矿区以西地层总体走向北东, 倾向北西, 以东地层走向总体近东西, 局部由于褶皱作用地层倾向变化较大。
矿区是以铝土矿为主的多矿种共存的矿床。铝土矿、耐火黏土矿、硫铁矿均赋存于本溪组(C2b)中, 具有明显的层控性。
区内因受多期构造运动的影响, 褶皱和断裂均较发育。中岳运动是本区的主要构造运动, 它不但奠定了区内稳定的褶皱基底, 同时使前震旦纪地层产生紧密的向斜线状褶皱, 并发生变质。以后的少林、加里东运动主要表现为地壳的不平衡升降, 燕山运动则为本区又一次主要造山运动, 使区内中生代及其以前的地层产生了开阔的复式背向斜褶皱, 同时伴生各组断裂, 破坏了褶皱的完整性[19, 20]。
区内含铝岩系明显可分为上、下2个岩性段。下段:岩性由灰白、暗灰、暗紫、黄褐等色的含铁黏土岩、铁质黏土岩组成。该段顶部和底部多见团块状黄铁矿, 中间则多见鲕状菱铁矿、褐铁矿, 局部夹有碎屑状铝土矿(下层矿)、耐火黏土矿。上段:岩性由深灰、灰黑色铝土矿、铝质岩、黏土矿组成, 是区内的主要工业矿层(上层矿)。
 | 图1 登封— 新密地区地质简图(据河南省五勘院修编, 2015年) 1.全新统; 2.上更新统; 3.中更新统; 4.新近系洛阳组; 5.下三叠统圈门组; 6.上二叠统石千峰组; 7 .上二叠统上石盒子组上段; 8.上二叠统上石盒子组下段; 9.二叠系下统; 10.石炭系上统; 11.中奥陶统马家沟组; 12.上寒武统凤山组; 13.上寒武统长山组; 14.上统崮山组; 15.上寒武统并层; 16.中寒武统张夏组; 17.中寒武统徐庄组; 18.中寒武统毛庄组; 19.寒武系中统并层; 20.下寒武统辛集组; 21.震旦系中统马鞍山组; 22.震旦系花峪组; 23.震旦系庙坡组; 24.L1矿区范围Fig.1 Geological sketch map of the Dengfeng-Xinmi area(modified from No.5 Institute of Geo-Exploration of He’ nan, 2015) 1.Holocene; 2.Pleistocene; 3.Middle Pleistocene; 4.Neogene Luoyang Formation; 5.Lower Triassic Quan-men Formation; 6.Permian Shiqianfeng ormation; 7.Permian Upper Shihezi Formation; 8.Permian Lower Shihezi Formation; 9.Lower Permian; 10.Upper Carboniferous; 11.Ordovician ajiagou Formation; 12.Cambrian Fengshan Formation; 13.Cambrian Changshan Formation; 14.Cambrian Gushan Formation; 15.Upper Cambrian; 16.Cambrian Zhangxia Formation; 17.Cambrian Xuzhuang Formation; 18 Cambrian Maozhuang Formation; 19.Middle Cambrian; 20.Cambrian Xinji Formation; 21.Sinian Ma-anshan Formation; 22.Sinian Huayu Formation; 23.Sinian Miaopo Formation; 24.L1 mining area |
3 矿床地质
不同特征的矿床地质体应采取不同的建模分析方法, 并且根据研究目的的不同需要对地质体的属性进行描述与分析[21]。随着时间的推移, 地质体会随着外界或内部的地质环境变化发生改变, 在不同时期的地质勘探调查(或者开采过程)中, 对地质体的认识也会随之改变。因此需要对地质体作出详细描述, 需要从地质体的几何特征、空间关系特征和属性特征等方面对地质对象进行描述, 以便建立动态模型(图2)。
 | 图2 L1矿区地质简图Fig.2 Geological sketch map of the mining area |
3.1 矿体形态特征
本溪组地层在全区煤系地层下均有分布, 厚1.39~27.44 m, 平均9.01 m。矿体呈似层状产出, 形态受向斜控制, 整体呈“ S” 形, 倾角相对平缓, 为8° ~23° , 平均13° 。矿体主要位于向斜北翼, 矿体北翼倾向240° ~280° , 倾角8° ~18° , 矿体南翼倾向290° ~310° , 倾角8° ~13° 。矿体内部结构比较简单, 夹石及分叉现象不发育, 矿体外部边界有工程控制, 无无矿天窗。区内铝土矿体长150~1 800 m, 延伸190~1 060 m, 厚1.10~5.03 m, 平均3.93 m, 矿床品位Al2O3含量为42.54%~69.57%, 平均为60.62%, 铝硅比1.8~10.3, 平均3.7。矿体赋存标高-208~270 m, 埋深106~438 m, 平均274 m。各矿体规模、厚度、品位等差别较大。
矿体形态特征是本文建模过程中主要讨论的地质体特征对象, 通过对勘探线剖面、钻孔数据、地球物理数据等多源数据进行分析, 从剖面上和剖面间分析矿体的形态特征。
(1) 在勘探线剖面上, 矿体的形态特征呈现完整的似层状、条带状分布, 矿体分布较均匀, 由一层或多层矿体构成, 常常在某些部位呈现出巨厚层状矿体, 受构造活动控制明显。
(2) 在勘探剖面间, 矿体连续性较好, 但也会出现分叉、尖灭等情况; 基本相邻勘探线的矿体轮廊形态差异不算很大, 相邻剖面之间的矿体形态基本相互对应(图3)。
 | 图3 相邻勘探剖面上的矿体形态特征 红色:铝土矿; 黄色:硫铁矿Fig.3 Compassion of orebody features on the exploration profiles Red: Bauxite; Yellow: Pyrite |
3.2 矿体空间展布特征
矿体的空间关系特征是指成矿岩体与其他地质体之间的相互联系。通过对矿体空间展布特征的综合分析, 可以得出有利于成矿的空间指标参数, 对于矿体的空间属性模型建造具有重要意义[22, 23]。通过对本区勘探工程数据的分析, 得出与成矿有关的主要空间特征有:地层特征和断层控制特征。
(1) 地层特征:石炭系本溪组的层控矿床, 具有上铝土矿、中耐火黏土矿、下硫铁矿的矿床组合特点。
(2) 构造控制特征:矿床明显受断层控制, 地层增厚或变薄部位, 次级褶皱、顺层滑褶部位等构造破碎带对矿床控制影响因子较大。
3.3 矿体属性特征
铝土矿矿石矿物成分较为简单, 主要矿物成分为一水硬铝石, 占60%~90%, 次要矿物为黏土矿物、铁质。一水硬铝石一般为灰白— 浅灰色, 以碎屑颗粒和胶结物赋存。
本文主要的地质体属性特征为铝矿石品位分布特点。为构建层状三维地质模型与储量估算, 选择研究对象为矿石的密度和铝品位。经样品小体重样、地球物理资料测试, 采用铝矿石平均密度3.02 g/cm3, 作为本文储量计算参数。
全区共圈定大小铝土矿体8个, 以找矿效果较好的L1矿体地质资料为依据进行三维地质建模并快速估算储量。
地质数据库是管理钻探、坑探、槽探的数据库。它是矿床三维地质建模的前提, 为地质建模提供基础资料。尽可能多地收集勘查过程中的钻探、槽探、坑探数据。对原始数据处理格式进行了修正, 保存在4个独立的EXCEL表中(表1~4)。
 | 表1 地质数据库孔口表 Table 1 Collar table of geological database |
| 表2 地质数据库测斜表 Table 2 Survey table of geological database |
| 表3 地质数据库岩性表 Table 3 Stratum table of geological database |
| 表4 地质数据库样品表 Table 4 Sample table of geological database |
4 地质数据库
铝土矿测斜表中坡度向下时设为负值。铝土矿岩性表中需要建立地层层序, 对每一个钻孔进行地层层位的划分。4个表中的工程编号同一工程名称需相同, 它是计算机识别的依据。4个表填写完整后另存为.csv格式, 作为地质数据库的基础数据源, 完成原始数据的处理[24]。
接着按流程新建4个表文件, 逐次检查钻孔文件的格式, 使之与上面表中文件格式保持一致, 用逗号分隔, 同时剔除掉逻辑错误。然后导入数据, 会弹出来一个检查报告, 对数据导入工作详细说明, 如有错误将指出发生错误的原因和位置, 提示用户修改, 直至没有错误, 完全导入。
5 基于勘探工程空间位置建模
5.1 剖面图数据的处理与编辑
数据库中具有的信息都能在三维空间中真实反映出来。我们可以利用地质数据库的信息进行三维展示, 包括孔号、钻孔深度、地层岩性和样品数据等。
地质解译是三维地质建模的前提, 地质解译的精确度决定了三维地质建模的精确度, 同时也为后面一系列的地质统计、块体模型和资源储量估算奠定了基础[23]。地质解译运用轮廊线重构技术构建二维平面图形, 即由勘探线剖面上的实体截面形态来构建三维实体表面, 其中各剖面的地质解译是准确构建矿体实体模型的关键(图4)。
本区普查阶段钻探工程沿着矿体走向和倾向布置, 工程间距200 m× 400 m。收集各种地质资料进行分析和整理, 先考虑地质现象, 然后考虑主要的控矿地质特征, 铝土矿体总体呈似层状展布, 厚度不一, 产状较缓(8° ~23° )。因此, 本文沿着矿体走向方向解译所有边界线, 其中蓝色线为矿体轮廊线, 红色线为剖面控制线(图5)。在实际操作中, 首先根据实际的勘探线剖面位置定位到多个钻孔进入“ 剖面编辑器” 模式, 可以在二维平面范围内对剖面进行编辑和删改, 然后根据地质勘查资料划分出地层或岩石分界线, 方便根据数据库中的相关控制点插值构建三维模型。
 | 图4 基于勘探工程实际位置建模流程图Fig.4 Chart of 3D modeling process based on the actual location of exploration engineering |
 | 图5 矿体轮廊与控制线Fig.5 Ore body boundary line and control line |
5.2 相交剖面线钻孔的连接
地质体建模的剖面一般是平行的序列剖面, 并且在建模过程中大多进行地质体的表面自动生成, 这是不够准确的。这里我们提出布置一系列纵横交错的剖面, 应用该方法选择了纵向或横向等多方向剖面来构建三维地质模型。由于勘探工程费用昂贵, 难度较大, 应该要充分利用已掌握的深部勘探工程数据资料, 除了勘探线剖面之外, 相邻剖面的次相邻钻孔也可进行延伸, 可增加模型的精确度和可信度。
5.3 剖面重构建模
相比较以前的三维地质建模方法, 剖面与剖面之间的距离较大时存在“ 空白区域” , 模型比较随机, 不一定能反映实际地质情况。基于勘探工程实际空间位置构建三维矿体模型, 以实际勘探剖面或工程为基础, 剖面之间的矿体连接根据其他方式获得数据, 但还需充分考虑矿床的地质特征, 使构建的矿体模型能够反映真实矿体形态。剖面之间的模型构建要连接辅助线, 将矿体轮廊线按照矿体的产状趋势进行修改、优化。利用三角网化工具的手动建模功能, 对于矿体的复杂块段有极好的效果。
工业品位是随着经济发展动态变化的, 而国外一般采用边界品位单指标来圈定矿体。本文结合国外圈定矿体的依据和现行的勘查规范[25], 以铝土矿的边界品位为 Al2O3≥ 40%; 铝硅比≥ 1.8, 最低可采厚度为0.80 m, 夹石剔除厚度0.80 m, 将同一勘探线上达到边界品位以上的样品点相连, 同时外推100 m(工程间距的1/4), 拟圈出矿体的边界。根据(图5)中的矿体轮廊线构建矿体模型(图6)。
地质体是单一性与复杂性的统一。三维地质建模过程中还需对地层和构造建模。三维地层建模需根据地层层位和岩石属性划分, 按照从新到老自上到下的顺序构建, 结合构造特征信息, 以避免重复建模。构造面的建模可利用自身的位置功能和剖面间的地质状况来综合分析, 对断层、褶皱、滑动构造等构造特征进行合理推断和延伸。
依据建立的三维矿体模型和三维地层模型综合分析, 首先矿体主要受XS-1向斜控制, ZS-1逆断层和LD-1滑动构造对矿体展布形态影响较大。然后石炭系上统本溪组与奥陶系马家沟组为平行不整合, 这说明在地台上升过程中经历了多期的沉积间断, 使其具备丰富的铝质来源。最后东南部铝土矿厚度较好, 品位较好, 产于一岩溶凹斗内(图6和图7)。
 | 图6 三维矿体模型图Fig.6 Three-dimensional orebody model |
 | 图7 三维地层模型图 1.上二叠统石千峰组; 2.上二叠统石盒子组; 3.下二叠统山西组; 4.上石炭统太原组; 5.中奥陶统马家沟组; 6.断层面; 7.钻孔位置Fig.7 Three-dimensional stratum model 1.Permian Shifeng Formation; 2.Permian Shihezi Formation; 3.Permian Shanxi Formation; 4.Carboniferous Taiyuan Formation; 5.Ordovician Majiagou Formation; 6.Fault model; 7.Drill location |
6 块体模型及储量估算
矿产资源储量估算是地质矿产工作的重要组成部分, 是地质勘查报告的核心内容, 也是衡量地质矿产工作价值的重要依据[11]。三维矿体储量估算需要建立矿体的块体模型, 而块体模型要对矿体进行离散化处理后变成一个个块体网格单元, 最后可在离散的块体网格单元进行分析、计算和插值等。三维储量计算过程中不仅会受到块体尺寸大小的影响, 还会受到搜索椭球体的影响。在三维空间中, 由于不同方向上地形地层和地质构造特征的不同矿体品位值受到的影响程度也不尽相同, 一般采用变异函数拟合来表达矿体的各向异性特征, 变异函数可采用椭球体模型进行结构套合, 可得出椭球体的相关设置参数(图8)。
传统三维搜索体只是一个球体, 故其三维搜索距离只有一个, 代表在三维空间中不同方向上对待估点的影响相同, 这显然是不太符合实际情况的。搜索椭球体可以在邻域内限制参与估值的样品数, 对块体进行估值时, 估值的样品应限定在一定的范围内, 这是因为块体品位的相似相关性在三维空间中随着与待估值块体距离的增大而越来越小, 防止距离较远、相关性较小的异常样品对估值产生较大影响。
地质统计学的各种方法主要为未知点估值时, 将搜索此周围未知点一定范围内的已知样品, 依据其相似相关性已知样品值加权平均后可以赋值给未知点的。本文拟采用以地质统计学为基础的空间插值方法:普通克里格法(Ordinary kriging)和距离幂次反比法(Inverse Distance Squared)。
 | 图8 储量估算与精度检验流程图Fig.8 Process chart of reserve estimation and accuracy verification |
6.1 样品统计分析
在生成块体模型和储量估算之前, 首先需要对样品进行统计分析发现铝土矿样品品位分布较均匀, 变化系数较小。资源储量估算中异常品位应根据实际地质情况进行查证, 在样品组合前剔除特高品位。
作为估算资源量的基础性工作, 将原始样品进行组合, 使Al品位具有相同的承载, 即所有的样品段长度应该相同, 选取1.5 m作为组合样品的平均长度对数据库内样品进行组合(图9)。
 | 图9 铝矿石样品统计组合后品位直方图Fig.9 Histogram of ore grade based on statistical combinations of Aluminum samples |
6.2 对矿体品位插值
将矿体划分为若干块体单元, 根据地质统计学方法用等长样品数据对未知区域的块体单元进行品位插值。首先, 建立新的空块体模型, 然后用三维地质模型进行约束, 形成还没有实值的块体模型。块体模型是由规则的小块或单元(称为体元)集合对地质体实体进行描述的模型, 每一个块体单元都可以赋予特征属性, 相当于是矿体的“ 字典” , 比如样品品位、岩石类型等[21]。模型区在一个东西长约2 950 m, 南北长约2 300 m, 垂高1 000 m的立方体内, 并且将该范围进行三维立方块化, 单元块行× 列× 层最小块尺寸为16 m× 16 m× 8 m(图10)。
 | 图10 不同储量估算方法的矿体品位分布图 图例为样品中铝含量; (a)普通克里格法; (b)距离幂次反比法Fig.10 The block model of different reserve estimation method The content of aluminum; (a)Ordinary kriging; (b)Inverse Distance Squared |
搜索椭球体既是变异函数拟合的表达工具, 又是地质统计学法进行三维资源储量估算的常用工具。采用三维椭球体来拟合待估点的邻域数据, 相比搜索球体能够表达出矿体在三维空间的各向异向性, 通过拟合变异函数曲线来计算各向异性系数(表5和表6)。搜索椭球体的形状和方位均需要进行测量, 使椭球体搜索已知数据点时可以把相邻的探矿工程包括在椭球体半径之内, 参与到插值计算过程中。搜索椭球体的形状和方位应与矿体的形状和方位保持近似, 倾角、倾伏角也应与之对应。一般椭球体的短轴方向应与矿体倾向一致, 椭球体的长轴方向应与矿体走向一致, 椭球体的高对应矿体的垂直轴方向。当搜索椭球体的直径小于或等于2个相邻勘探线剖面间距时, 且待估点也在两相邻勘探线剖面之间椭球体无法搜索到样品数据点或与探矿工程“ 相切” , 这样搜索不到有效数据。搜索椭球体能将至少2个相邻工程数据利用上, 因此, 结合变异函数拟合得到变程数据并考虑到本矿区实际地质概况, 以220 m(实测为工程间距1.1倍)为最大搜索半径进行空间品位插值, 一个搜索邻域很难将所有空块体单元全部插值完, 可将最大搜索半径顺次扩大数倍。对于本矿体来说, 存在着200和400 m等不同的工程间距, 所以我们可设置不同级别的搜索椭球体。不同的椭球体最大搜索半径代表了不同的地质可靠程度, 表达了不同的资源储量类别。
| 表5 变异函数模型参数表 Table 5 The model of variation function parameter table |
| 表6 椭球体参数表 Table 6 Ellipsoid parameter table |
6.3 储量估算
结合《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》中的相关规范要求, 采用普通克里格法和距离幂次反比法分别估算L1铝土矿体的资源储量, 计算其金属量和矿石量(表7)。由于储量估算是通过累加不同品位区间的估算结果替代的, 相比传统方法中不会因为最低工业品位的变化而引发重新圈定矿体边界的问题[26~28], 且每一个品位区间内的资源储量完全可任意获取, 满足资源储量的动态可视化要求, 实现了资源量类别、资源量品位区间、动态资源量估算的控制和管理(图11), 并可依据不同的经济工业指标得到储量估算结果参与经济评价。
| 表7 资源储量类别 Table7 Resource category table |
 | 图11 不同估算方法的铝品位— 资源量对比 mfe.平均品位— 矿石资源量; 1.距离幂次反比法; 2.普通克里格法; 3.距离幂次反比法累计; 4.普通克里格法累计Fig.11 Resources curve of aluminum mfe grade-tonnage mfe.Average grade-the ore reserves; 1.Ordinary kriging; 2.InverseDistance Squared; 3.IDS total reserves; 4.Kriging total reserves |
7 精度检验
在矿产储量估算过程中, 容易出现估算误差较大、估值分布不符合实际矿体分布等问题, 为规避以上问题, 在中、低勘探工程中降低三维储量估算的不确定性。本文采用了3种资源储量估算精度检验的方法。
7.1 基于椭球体设置参数的检验
首先, 应用地质统计学方法进行资源储量估算时矿块模型的参数设置、椭球体搜索半径的设置均有可能会对资源储量估算的最终结果产生影响(表8)。假如地质人员在进行资源储量估算时均是按照上述要求和规则进行, 但估算出来的结果差别较大或不尽相同时, 则说明此种资源储量估算方法设计存在问题, 估算结果也无法采纳。但是, 如果同一批数据在不同的设置参数条件下, 储量结果相近或差别在可控的范围内, 则可以从侧面说明此种估算方法是科学可用的。
| 表8 资源储量估算结果对比表 Table 8 Table of estimated resources |
7.2 地质统计学法检验
用地质统计学方法进行资源量估算, 在进行品位插值时可能会存在系统误差, 这时我们可以进行反复检验。前人大量实践证明同一对象进行多次插值后, 插值的结果会变得平滑。本文拟采用第一次插值的结果当做已知数据对整个矿体再次进行插值, 同时保证采用相同设置参数的地质统计学方法估算储量, 比较结果的不同(表9)。
| 表9 资源储量结果对比表 Table 9 Comparison of amount of metal ore analysis |
7.3 3种储量估算方法结果对比
对3种不同资源储量估算方法得出的结果进行对比, 可以对比验证方法的准确性。结果表明本次应用三维资源储量估算的精度符合要求, 误差在允许的范围内, 效果较好(表10)。
| 表10 储量估算结果分析表 Table 10 Resource estimation result table |
8 结 论
本文提出了基于勘探工程空间位置三维建模方法, 可适用于野外勘探工程密度较小的情况。以地质勘查资料为基础, 建立了三维矿体模型和三维地层模型, 并对建模的过程进行了阐述。与传统建模方法相比有了较大改进, 提高了模型表面和轮廊线的建模精细度。
根据三维模型约束, 建立了矿体的块体模型。采用了2种估算方法进行资源储量估算, 其中普通克里格法估算的铝土矿资源量约为1 505万t, 金属量约为866万t, 距离幂次反比法估算的铝土矿资源量约为1 489万t, 铝金属量约为860万t, 可实现储量类别、储量品位区间、储量估算结果的动态管理。并对储量估算结果进行了精度检验, 基于椭球体设置参数、地质统计学法检验、3种资源储量估算结果对比, 3种方法对比误差均小于10%, 误差在可控的范围内。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
|
| [4] |
|
| [5] |
|
| [6] |
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
|
| [10] |
|
| [11] |
|
| [12] |
|
| [13] |
|
| [14] |
|
| [15] |
|
| [16] |
|
| [17] |
|
| [18] |
|
| [19] |
|
| [20] |
|
| [21] |
|
| [22] |
|
| [23] |
|
| [24] |
|
| [25] |
|
| [26] |
|
| [27] |
|
| [28] |
|