數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)在某鉬礦資源儲量估算中的應(yīng)用

張 冰

1.中鐵資源地質(zhì)勘查有限公司，北京 100039

2.中鐵資源集團(tuán)有限公司，北京 100039

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）起源于20世紀(jì)60年代的北美，80年代進(jìn)入中國。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS的處理、分析手段日趨成熟，已成功應(yīng)用于資源、環(huán)境、土地、交通、軍事、災(zāi)害研究等領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著非常積極、重要的作用。中國的GIS產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但在很多領(lǐng)域仍較為薄弱，尤其以礦產(chǎn)勘查中資源儲量估算方面最為突出。

筆者在近幾年的地質(zhì)找礦工作中，所遇的多數(shù)正規(guī)礦產(chǎn)勘查單位在礦產(chǎn)資源儲量估算過程中，雖已充分運用計算機(jī)輔助（如MapGis），但仍存在以下不足。1）估算方式不靈活：估算過程主要是利用Office、MapGis等軟件的個別功能，沒有能將估算過程串為一個系統(tǒng)；2）工作過程繁瑣：對于小型礦床，簡單的運用計算機(jī)輔助即可，但對于中型以上的礦床，則需要一個系統(tǒng)的組織過程，僅簡單依靠計算機(jī)輔助進(jìn)行估算，過程繁瑣，且容易出錯；3）資源儲量估算與勘查工作脫節(jié)：在有的勘查工作中，資源儲量估算被分割為單獨的系統(tǒng)，由非地質(zhì)工作人員進(jìn)行，使得后期報告中資源儲量估算與礦體地質(zhì)銜接不佳，地質(zhì)圖件精度難以保證，儲量估算合理性存在問題。當(dāng)然，對于超大型礦床勘查過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，這些缺點更加突出，工作周期也更長。

對于以上缺點，國外在資源儲量估算軟件和理論方法上發(fā)展較快，如Micromine、Surpac等基于地質(zhì)統(tǒng)計的軟件，但這些軟件與國內(nèi)以傳統(tǒng)估算方法為主的工作流程脫節(jié)，不利于國內(nèi)資源儲量估算工作的開展。

針對以上問題，由中國地調(diào)局發(fā)展研究中心研發(fā)了一套貫穿整個地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查過程的軟件：數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)DGSS(Digital Geological Survey System)。其功能涵蓋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、固體礦產(chǎn)勘查、礦體模擬、品位估計、資源儲量估算、礦山開采系統(tǒng)優(yōu)化等內(nèi)容。同時該系統(tǒng)實現(xiàn)計算機(jī)人工智能、計算機(jī)圖形學(xué)和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)于一體，實現(xiàn)對海量地學(xué)信息數(shù)據(jù)的綜合處理。其中DGSS中資源儲量估算與礦體三維建模子系統(tǒng)提供了三種常用的資源儲量估算方法：地質(zhì)塊段法、平行剖面法和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)法，并具有繪制礦體三維的功能，很好的融合了國內(nèi)外資源評價方法。

本文通過國內(nèi)某超大型斑巖鉬礦詳查資源儲量估算的實例，介紹DGSS系統(tǒng)在該礦床勘查中的應(yīng)用。

1 礦體特征及參數(shù)確定

礦體為典型斑巖型鉬礦，呈鍋狀，核部中心夾石發(fā)育，礦區(qū)蝕變分帶明顯。礦石中金屬礦物主要為輝鉬礦，非金屬礦物主要為石英、長石。

本次資源儲量估算所用工業(yè)指標(biāo)參考一般鉬礦床露采標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)參數(shù)如下：1）礦石邊界品位：Mo0.03%；2）最低工業(yè)品位：Mo0.06%；3）礦床最低工業(yè)品位：Mo0.1%；4）最小可采厚度：4m；5）夾石剔除厚度：8m。礦體圈定原則參照規(guī)范。

2 探礦工程數(shù)據(jù)整理

DGSS系統(tǒng)需要將礦產(chǎn)勘查中探礦工程相關(guān)數(shù)據(jù)以一定格式錄入/導(dǎo)入系統(tǒng)，所需數(shù)據(jù)與日常勘查過程關(guān)系密切，故在日常勘查工作便可進(jìn)行數(shù)字化整理，減少紙張浪費。系統(tǒng)可綜合處理槽探、鉆探、平洞等工程數(shù)據(jù)，下面介紹本次工作涉及的數(shù)據(jù)及整理過程。

1）勘探線：測量人員對勘探線進(jìn)行測量過程中產(chǎn)生的勘探線端點信息和樁點信息，錄入/導(dǎo)入至礦區(qū)基本信息數(shù)據(jù)庫03Mine_Pro_BaseInfo（勘探線基本信息表）和04Exp_Pro_Survey（勘探線測量信息表）中；

2）槽探工程：將槽探工程投影至礦區(qū)，錄入/導(dǎo)入TC_Survey（導(dǎo)線表）、TC_Fluting（刻槽表）、TC_Slayer（分層表）、TC_Shape（輪廓表），同時可以根據(jù)這些表格自動生成槽探素描圖；

3）鉆探工程：將鉆探工程投影至礦區(qū)，錄入/導(dǎo)入ZK_Circle（回次表）、ZK_Fluting（樣品表）、ZK_Bending（彎曲表）、ZK_Slayer（分層表）、ZK_RockInfo和ZK_RockBase（巖性表），同時可根據(jù)這些表格自動生成鉆孔柱狀圖；

4）樣品分析結(jié)果：將槽探、鉆探工程樣品分析結(jié)果錄入/導(dǎo)入Sample_Result數(shù)據(jù)庫的TC_Sam_Analysis和ZK_Sam_Analysis表中。對于大于礦體平均品位六倍（Mo0.6%）的樣品，做特高品位處理，以單工程見礦平均品位代替。

3 數(shù)據(jù)的綜合處理

將前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完畢，可利用該系統(tǒng)中檢查工具進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性、有效性檢查。待無誤后，地質(zhì)人員即可根據(jù)實際情況對礦區(qū)進(jìn)行綜合處理。本次工作包括采樣平面圖、勘探線剖面圖、資源儲量估算和三維演示等。

1）采樣平面圖：礦區(qū)各槽探和點槽可自動投影至在平面上，并生成分層線和刻槽軌道。地質(zhì)人員根據(jù)槽探所見巖性，圈定地表地質(zhì)界線。同時根據(jù)已確定的工業(yè)指標(biāo)，系統(tǒng)可自動完成單工程（槽探）礦體圈定，地質(zhì)人員在綜合地質(zhì)資料分析基礎(chǔ)上人機(jī)交互式進(jìn)行地表礦體圈連；

2）勘探線剖面圖：根據(jù)勘探線基本信息和探礦工程，系統(tǒng)自動生成勘探線剖面圖和探礦工程的分層線、刻槽軌道等，地質(zhì)人員可圈定地質(zhì)界線。與采樣平面圖一樣，系統(tǒng)自動完成單工程礦體的圈定，地質(zhì)人員可較快的進(jìn)行剖面礦體圈連，并對各連接面積賦礦體編號；

3）資源儲量估算：本次主要使用了水平投影地質(zhì)塊段法和勘探線剖面法進(jìn)行資源儲量估算，兩種估算均基于先前已完成的勘探線剖面圖進(jìn)行。（1）水平投影地質(zhì)塊段法：可將單工程見礦信息自動投影至水平圖，地質(zhì)人員在綜合分析的基礎(chǔ)上人機(jī)交互式確定礦體邊界、劃分塊段并輸入礦體塊段編號，最后系統(tǒng)估算資源儲量，并以表格的形式輸出單工程見礦品位厚度表、塊段資源儲量估算表等；（2）勘探線剖面法：對相鄰勘探線剖面進(jìn)行二維或在三維可視化對比連接或外推，生成礦體塊段，剖面間連接完畢后系統(tǒng)進(jìn)行資源儲量估算，并以表格的形式輸出單工程品位厚度表、塊段相鄰勘探線剖面面積計算表、塊段加權(quán)平均品位計算表和塊段儲量估算表等。

值得一提的是，兩種方法所估算出的結(jié)果，從礦石量、金屬量和平均品位三個方面進(jìn)行比較，相對誤差均小于3%；為驗證該軟件估算可靠性，筆者利用Micromine軟件的距離反比法（IDW）進(jìn)行驗證，驗證結(jié)果與以上兩種方法得出結(jié)果的相對誤差均小于3%，說明DGSS軟件資源儲量估算的結(jié)果是比較可信的。

4）三維演示：DGSS新開發(fā)了三維功能，功能較強(qiáng)大，本次主要進(jìn)行三維演示操作，在成果匯報過程效果較好。

4 對DGSS資源儲量估算與礦體三維建模子系統(tǒng)的評述

通過對該鉬礦詳查數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用，DGSS的資源儲量估算與礦體三維建模子系統(tǒng)有以下優(yōu)缺點。

1）優(yōu)點：（1）數(shù)據(jù)的組織與地質(zhì)勘查工作結(jié)合緊密，可由計算機(jī)水平較好的地質(zhì)人員操作，容易理解，使得勘查工作不脫節(jié)；（2）數(shù)據(jù)的檢查功能完善，保證資源儲量估算的精度；（3）估算結(jié)果精確，工作效率高，可輸出一系列的相關(guān)圖件、表格，能較好配合評審工作；（4）具有三維功能，對演示及找礦指導(dǎo)有一定的幫助；（5）較好的融合了國內(nèi)外資源儲量估算方法。

2）缺點：（1）三維功能偏弱，還未能完全建立起空間坐標(biāo)概念，相比國外Micromine、Surpac等差距較大；（2）部分功能還有待優(yōu)化。

5 結(jié)論

現(xiàn)代社會是信息化社會，是競爭激烈的社會，數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)在礦產(chǎn)勘查方面的推廣和應(yīng)用，能從根本上改變以往傳統(tǒng)的礦產(chǎn)勘查工作模式，使整個礦產(chǎn)勘查工作系統(tǒng)化、一體化；能提高礦產(chǎn)勘查的質(zhì)量和精度，實現(xiàn)對地學(xué)數(shù)據(jù)的充分分析和利用；能明顯提高工作效率，對中大型礦床實現(xiàn)快速評價，第一時間掌握關(guān)鍵信息。

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