SD法在幾內(nèi)亞3650號(hào)礦區(qū)鋁土礦資源量估算中的應(yīng)用

梁 貞, 劉正好

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 鄭州 450001)

SD法在幾內(nèi)亞3650號(hào)礦區(qū)鋁土礦資源量估算中的應(yīng)用

梁 貞, 劉正好

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南 鄭州 450001)

運(yùn)用SD法對(duì)幾內(nèi)亞3650號(hào)礦區(qū)部分礦段鋁土礦資源量進(jìn)行估算,并對(duì)其資源量的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)。SD法與地質(zhì)塊段法計(jì)算結(jié)果對(duì)比顯示,礦體各主要參數(shù)的相對(duì)誤差均在合理范圍內(nèi),其差異產(chǎn)生的原因主要有單工程圏礦方式、礦體邊界的確定方法、礦體品位厚度計(jì)算方式等。

SD法;地質(zhì)塊段法;SD可靠性評(píng)價(jià)

中電投3650號(hào)礦區(qū)位于西非幾內(nèi)亞共和國境內(nèi),分為南北兩個(gè)礦段,其中南礦段位于Boke、Boffa兩省交界處。2009—2011年,河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院在3650號(hào)礦區(qū)開展鋁土礦勘探工作,探明了一處超大型風(fēng)化殘余型鋁土礦礦床。為了礦山開發(fā)需要,采用SD儲(chǔ)量計(jì)算法對(duì)本區(qū)的部分礦段進(jìn)行了資源量驗(yàn)證,研究了礦體資源量可信度,并與傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,取得了良好的效果。

1 SD 法簡(jiǎn)介

SD法是以動(dòng)態(tài)分維幾何學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種新型的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量計(jì)算和審定方法。與傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法、克里格法相比,SD法可以根據(jù)一定的勘查階段和工程控制程度,動(dòng)態(tài)地確定任意框塊的資源量,并能對(duì)資源量的可靠程度及工程控制程度進(jìn)行具體量化。SD法依托的軟件平臺(tái)為北京恩地公司開發(fā)的“SD礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)”,這套系統(tǒng)已通過國土資源部評(píng)審,成功應(yīng)用于很多礦區(qū)的勘查及開發(fā)實(shí)踐中。

2 礦體簡(jiǎn)要特征

本區(qū)鋁土礦賦存于鋁鐵風(fēng)化殼(鐵帽、紅土)中,礦層單一,層位穩(wěn)定。礦體主要分布在低緩山丘的中上部或山頂大的平臺(tái)內(nèi),其形態(tài)和產(chǎn)狀隨地形起伏而變化。所驗(yàn)證的Al-21號(hào)礦體是3650號(hào)礦區(qū)南礦段最大的礦體,受地形切割影響,Al-21號(hào)礦體平面形態(tài)較為復(fù)雜,其邊界呈不規(guī)則的港灣狀、鋸齒狀?？刂频V體的單工程礦層厚度為2.00～15.00 m,礦體平均厚度為6.70 m,厚度變化系數(shù)49.64%。礦體的主要成分為塊狀鋁土礦和賦存于鐵紅土中的土狀鋁土礦,Al2O3品位35.31%～47.08%,加權(quán)平均品位40.15%。本次驗(yàn)證的礦體范圍位于Al-21號(hào)礦體東南部(圖1),其工程控制程度全區(qū)最高。礦體平面形態(tài)規(guī)則,直接裸露地表,厚度較大且穩(wěn)定,適宜采用SD法的C型數(shù)據(jù)組織方式驗(yàn)證其資源量。

3 數(shù)據(jù)組織與計(jì)算過程

3.1 數(shù)據(jù)組織

驗(yàn)證區(qū)位于Al-21號(hào)礦體東南部083-099勘探線之間,在300 m×300 m的工程網(wǎng)度基礎(chǔ)上進(jìn)一步加密,共利用55個(gè)控礦鉆探工程的測(cè)量成果、編錄成果、樣品化驗(yàn)分析結(jié)果,SD軟件依據(jù)計(jì)算點(diǎn)自動(dòng)計(jì)算求取331和332資源量,并對(duì)該計(jì)算單元數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換接收、檢驗(yàn)、計(jì)算、審定、繪圖。

計(jì)算單元是SD法資源量估算的基本單元,根據(jù)礦體(帶)、礦石類型、工程類型分布并結(jié)合計(jì)算目的和需求來劃分。根據(jù)礦區(qū)實(shí)際情況,結(jié)合SD法要求,現(xiàn)將此礦段計(jì)算單元命名為“S021”,并組織了基本情況表、勘探線參數(shù)表、工程數(shù)據(jù)表、測(cè)斜數(shù)據(jù)表、地形點(diǎn)數(shù)據(jù)表、工業(yè)指標(biāo)表、單工程樣品分析結(jié)果表共7種數(shù)據(jù)格式。

3.2 計(jì)算方案

SD計(jì)算方案包括“計(jì)算類型”、“數(shù)據(jù)類型”、“定位系統(tǒng)”、“形質(zhì)方案”四大基本參數(shù)。本礦區(qū)采用原始樣品數(shù)據(jù)參與礦體圈定及儲(chǔ)量計(jì)算,計(jì)算類型為“標(biāo)準(zhǔn)型”。本區(qū)以鉆孔控制為主,礦體產(chǎn)狀近似于水平,施工鉆孔均為直孔并揭穿礦體,適合用鉛直厚度估算資源量,數(shù)據(jù)類型確定為C型數(shù)據(jù)。本區(qū)勘探采用鉆探工程的孔口地理坐標(biāo)和勘探線首尾端點(diǎn)的測(cè)量坐標(biāo),因此定位系統(tǒng)選用“地理坐標(biāo)”確定斷面線及計(jì)算點(diǎn)的位置,以提高資源量估算工作的精確程度。形質(zhì)方案有框塊法、任意分塊法、臺(tái)階三種。根據(jù)本礦體具體特點(diǎn)和計(jì)算要求,將形質(zhì)方案確定為“框塊法”,不劃分臺(tái)階,基點(diǎn)坐標(biāo)SD軟件自動(dòng)設(shè)定。各框塊大小和位置由系統(tǒng)根據(jù)工程間距及框塊網(wǎng)態(tài)效應(yīng)自動(dòng)劃分。

圖1 3650號(hào)礦區(qū)南礦段東北部地質(zhì)及礦體分布簡(jiǎn)圖

Fig.1 Geology and orebodies distribution sketch map in northeast zone of south section of No.3650 bauxite deposit

1.第四系;2.鐵帽;3.粒玄巖;4.奧陶系—志留系粉砂質(zhì)泥巖;5.地質(zhì)界線;6.礦體及其編號(hào);7.SD法驗(yàn)證區(qū);8.礦區(qū)邊界。

綜上所述,計(jì)算單元采用的計(jì)算方案為“標(biāo)準(zhǔn)型C型數(shù)據(jù)地理坐標(biāo)框塊”方案。

3.3 計(jì)算原理

SD法是根據(jù)各計(jì)算點(diǎn)在斷面上的相對(duì)位置、平均品位和鉛直厚度礦體進(jìn)行搜索連接,利用SD樣條函數(shù)擬合,并以預(yù)定步長(zhǎng)插值后,用工業(yè)指標(biāo)搜索確定礦域或非礦域,從而劃定曲線狀封閉的礦域邊界。具體有:

(1) 見礦工程之間的礦體遵循地質(zhì)規(guī)律,根據(jù)SD法搜索的邊界圈定。

(2) 見礦工程與無礦工程之間的礦體,由SD法根據(jù)見礦厚度、品位和無礦工程中樣品的含量按工業(yè)指標(biāo)自動(dòng)搜索邊界圈定。

(3) 見礦工程以外的礦體,SD法根據(jù)控制點(diǎn)及外推點(diǎn)搜索邊界圈定。

3.4 計(jì)算過程

原始數(shù)據(jù)采用SD軟件的Excel二次轉(zhuǎn)換接口導(dǎo)入上述7個(gè)基本數(shù)據(jù)表,由SD程序自動(dòng)接收和轉(zhuǎn)換。對(duì)提示出錯(cuò)的信息逐一修正完善,通過系統(tǒng)校驗(yàn)后,自動(dòng)完成資源量計(jì)算、分類的過程。從SD系統(tǒng) “查詢統(tǒng)計(jì)分析”模塊導(dǎo)出計(jì)算結(jié)果,進(jìn)入“圖件繪制”模塊選擇“mapgis圖件繪制”,形成礦體水平投影圖。

4 SD法與地質(zhì)塊段法計(jì)算結(jié)果對(duì)比

表1列出了SD法和地質(zhì)塊段法計(jì)算的主要參數(shù)對(duì)比情況。地質(zhì)塊段法共劃分了23個(gè)塊段,SD法選擇軟件自動(dòng)劃分框塊,共劃分了17條142塊。從表中可知,兩種方法計(jì)算的資源量和其他各項(xiàng)指標(biāo)的相對(duì)誤差均在10%以內(nèi),總資源量相對(duì)誤差<5%。 除礦體資源量外,SD法得出的各主要參數(shù)均略大于地質(zhì)塊段法。

表1 資源量估算驗(yàn)證結(jié)果對(duì)比表

圖2為經(jīng)過修編后,SD法與傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法圈定的礦體水平投影對(duì)比簡(jiǎn)圖,實(shí)曲線范圍為SD法圈定的礦體水平投影,虛線范圍為地質(zhì)塊段法圈定的礦體水平投影。

圖2 SD法和地質(zhì)塊段法圈定的礦體水平投影對(duì)比圖

Fig.2 Contrast of orebody horizontal projection of SD method and block method

經(jīng)過分析,兩種方法計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生的差異主要來自于:

(1) 單工程礦體圈定方式的差異。在處理見礦厚度小于可采厚度和未達(dá)邊界品位的工程時(shí),地質(zhì)塊段法一律視為無礦工程,不參與儲(chǔ)量計(jì)算,而SD法則綜合考慮其樣品的品位和厚度,從而決定其是否參與儲(chǔ)量計(jì)算。

(2) 品位、厚度計(jì)算方式的差異。地質(zhì)塊段法是將復(fù)雜礦體描繪成簡(jiǎn)單的幾何體,以簡(jiǎn)便的數(shù)學(xué)公式如加權(quán)法、算術(shù)平均法計(jì)算礦體的平均品位和平均厚度。SD法考慮了參與計(jì)算數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)性,其品位、厚度是按照工程所揭露的礦體變化規(guī)律,采用SD樣條函數(shù)搜索積分求得。

(3) 在確定礦體邊界時(shí),地質(zhì)塊段法是根據(jù)見礦工程采取“直線連接”的方式,而SD法是利用SD樣條函數(shù)擬合,并以預(yù)定步長(zhǎng)插值后,用工業(yè)指標(biāo)搜索出曲線狀封閉的礦域邊界,因此,兩種方法確定的礦體水平投影面積有一定的差異。總體而言,SD法更符合礦體的實(shí)際情況。

5 資源量的可靠性評(píng)價(jià)

SD精度是SD系統(tǒng)根據(jù)礦體的形態(tài)、規(guī)模、復(fù)雜程度、工程數(shù)量等因素綜合計(jì)算而得,它是礦體工程控制程度和資源量精確程度的體現(xiàn),精度越高,說明工程控制程度越高,求取的資源量越可靠。

5.1 地質(zhì)可靠程度參數(shù)的確定

地質(zhì)可靠程度分為探明的、控制的、推斷的、預(yù)測(cè)的四級(jí)。除明確確定的如探明的、控制的、推斷的、預(yù)測(cè)的區(qū)間外,還有待定區(qū)間。對(duì)于精度落入待定區(qū)間者,按待定區(qū)間歸屬原則歸入相應(yīng)的地質(zhì)可靠程度等級(jí),簡(jiǎn)單者歸屬高精度類,復(fù)雜者歸屬低精度類(圖3)。對(duì)于處于待定區(qū)間的地質(zhì)可靠程度,需通過待定區(qū)間歸屬專家系統(tǒng)進(jìn)一步定量確定。具體歸屬參數(shù)包括:礦體形態(tài)、勘查工程間距、構(gòu)造、水工環(huán)、類比條件、礦體變量復(fù)雜程度。根據(jù)本礦區(qū)實(shí)際情況,以上各參數(shù)均為“簡(jiǎn)單型”。

圖3 地質(zhì)可靠程度分級(jí)圖

Fig.3 Geological reliability levels

1.基礎(chǔ)曲線;2.調(diào)節(jié)曲線;3.確定的地質(zhì)可靠程度區(qū)間;4.待定的地質(zhì)可靠程度區(qū)間。

5.2 驗(yàn)證區(qū)地質(zhì)可靠程度的確定

經(jīng)SD地質(zhì)可靠程度待定區(qū)間歸屬專家系統(tǒng)確定后,凡SD精度≥80%,說明現(xiàn)有工程對(duì)礦體的控制程度達(dá)探明的級(jí)別,SD精度位于65%～80%之間,說明現(xiàn)有工程對(duì)礦體的控制程度已超過控制的級(jí)別,但仍需增加一定工程數(shù)量(系統(tǒng)可以量化),方可達(dá)到探明的級(jí)別,其余以此類推。

根據(jù)SD法的計(jì)算結(jié)果,在驗(yàn)證區(qū)300 m×300 m系統(tǒng)勘查工程加密之后控制礦體范圍的SD精度為81.32%,說明現(xiàn)有工程滿足本驗(yàn)證區(qū)對(duì)Ⅰ勘查類型礦體的控制程度,達(dá)到了探明的級(jí)別。

6 結(jié)論

通過SD法在幾內(nèi)亞3650號(hào)礦區(qū)的應(yīng)用,快速計(jì)算核實(shí)了南礦段21號(hào)礦體東南部加密地段的鋁土礦資源量,與傳統(tǒng)地質(zhì)塊段法計(jì)算結(jié)果相比,相對(duì)誤差均處于合理范圍內(nèi)。由SD精度計(jì)算結(jié)果,判定礦體資源量的可靠性達(dá)到了探明資源量級(jí)別。

[1] 盧耀東,張成學(xué),馬長(zhǎng)水,等.中電投幾內(nèi)亞共和國3650號(hào)礦區(qū)鋁土礦勘探報(bào)告[R].鄭州:河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,2011.

[2] 王增濤,孫延光.SD法在寨上金礦北礦段的初步應(yīng)用[J].礦產(chǎn)勘查,2012,3(2):247-253.

(責(zé)任編輯：陳姣霞)

Application of SD Method in No.3650 Bauxite in Guinea

LIANG Zhen, LIU Zhenghao

(No.2Geo-explorationSurvey,HenanBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment,Zhengzhou,Henan450001)

In this paper,the authors estimate part of reserves of orebody in No.3650 bauxite in Guinea by SD method,and evaluate the reliability of SD resource.According to the calculation results of SD method and geological block method,the relative errors of major parameters of orebody vary in a reasonable scope.The differences mainly reason from three aspects of a single engineering confirming orebody,ore boundary determination and the grade and thickness calculation of orebody.

SD method; geological block method; reliability of SD method

2016-04-20;改回日期:2016-06-15

梁貞(1982-),女,工程師,地球探測(cè)與信息技術(shù)專業(yè),從事地質(zhì)勘查工作。E-mail:471942159@qq.com

P618.45; P624.7

A

1671-1211(2017)01-0098-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.01.018

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161208.1424.022.html 數(shù)字出版日期:2016-12-08 14:24