基于剖面法的資源儲(chǔ)量估算易忽視問(wèn)題淺析

余牛奔

(江西省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，江西 九江 332000)

資源儲(chǔ)量數(shù)據(jù)是地質(zhì)勘查成果的集中體現(xiàn)，是衡量礦床預(yù)期經(jīng)濟(jì)價(jià)值和礦山開(kāi)發(fā)建設(shè)的直接依據(jù)，其可靠性對(duì)礦山建設(shè)設(shè)計(jì)與資源開(kāi)發(fā)利用具有深遠(yuǎn)影響[1]。而資源儲(chǔ)量估算過(guò)程的準(zhǔn)確與否和工作精度如何，對(duì)估算結(jié)果的可靠性至關(guān)重要，資源儲(chǔ)量估算各階段需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，因而資源儲(chǔ)量估算的全過(guò)程必須具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度以及應(yīng)用科學(xué)的方法[2]。

目前，我國(guó)傳統(tǒng)的資源儲(chǔ)量估算方法主要為幾何法(剖面法、塊段法、等值線(xiàn)法、算術(shù)平均法等)，隨著 GIS軟件 (3Dmine、Datamine、Dimine等 )、三維可視化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化建設(shè)的飛速發(fā)展和日趨成熟，數(shù)學(xué)地質(zhì)法(地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法、SD法和距離平方反比法等)逐漸成為資源儲(chǔ)量估算方法的新趨勢(shì)[3-5]。但在我國(guó)大部分儲(chǔ)量報(bào)告評(píng)審過(guò)程中，儲(chǔ)量評(píng)審中心與地勘單位應(yīng)用傳統(tǒng)方法審查、編寫(xiě)資源儲(chǔ)量勘查或核實(shí)報(bào)告仍然為現(xiàn)階段的主流[6-10]，其中剖面法在地質(zhì)勘查和礦山開(kāi)發(fā)工作中因能保持礦體斷面的真實(shí)形態(tài)和地質(zhì)構(gòu)造特征，反映礦體在三維地質(zhì)空間沿走向及傾向的變化規(guī)律，并且具有足夠的準(zhǔn)確性與相當(dāng)大的靈活性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用[11-14]。筆者將近年來(lái)勘查工作中遇到的一些易忽視的非常規(guī)性問(wèn)題進(jìn)行了歸納總結(jié)，以期為提高資源儲(chǔ)量估算工作的效率和質(zhì)量提供些許幫助與思路。

1 勘探線(xiàn)的布設(shè)

1.1 勘查設(shè)計(jì)階段

在勘查設(shè)計(jì)階段，勘探線(xiàn)的布設(shè)應(yīng)避免機(jī)械化思維，需綜合考慮、發(fā)揮主觀能動(dòng)性[15]，特別是采用剖面法估算近地表大面積出露的礦體(如瓷土、飾面石材、建筑石料等非金屬礦)按一定勘查網(wǎng)度布設(shè)勘探線(xiàn)時(shí)應(yīng)充分考慮地形因素和礦權(quán)界線(xiàn)形態(tài)。

地形因素主要應(yīng)考慮勘探線(xiàn)對(duì)礦權(quán)內(nèi)地形落差較大的高山(或深谷)的控制(圖1)：如圖1a中可以看到3線(xiàn)與5線(xiàn)正好布設(shè)在制高點(diǎn)313m的兩側(cè)，且該制高點(diǎn)與兩側(cè)勘探線(xiàn)高程(約270m)高差可達(dá)40余米，根據(jù)剖面法進(jìn)行該塊段資源量估算時(shí)明顯會(huì)丟失高山(+270m～+313m)賦存的資源量。調(diào)整方式為將一條勘探線(xiàn)布置在制高點(diǎn)313m附近，并以此為基線(xiàn)布置其它勘探線(xiàn)，即可提高估算的準(zhǔn)確性。

礦權(quán)界線(xiàn)形態(tài)主要應(yīng)考慮礦權(quán)界線(xiàn)拐角對(duì)估算的影響：如圖1b中，勘探線(xiàn)7線(xiàn)與9線(xiàn)布設(shè)在礦權(quán)界線(xiàn)拐角處兩側(cè)，在利用剖面面積(S1與S2內(nèi)對(duì)應(yīng))估算塊段資源量時(shí)，通常容易丟失圖中礦權(quán)界線(xiàn)拐角處的資源量。通常的解決方法為：以礦權(quán)拐角處界線(xiàn)向9線(xiàn)做輔助線(xiàn)，在9線(xiàn)剖面圖上量得礦權(quán)外礦體面積S2外，采用S1與S2內(nèi)+S2外對(duì)應(yīng)計(jì)算，再扣減礦權(quán)外S2外*h/2部分，即為礦權(quán)內(nèi)塊段資源量。但由于礦權(quán)外沒(méi)有工程控制，圖切剖面過(guò)程中的人為誤差較大。故筆者認(rèn)為最優(yōu)的布設(shè)方式如圖1c所示，將勘探線(xiàn)7線(xiàn)與9線(xiàn)移動(dòng)至正好與礦權(quán)界線(xiàn)拐角處相交，人為避免少算風(fēng)險(xiǎn)和減少計(jì)算的工作量。

圖1 勘探線(xiàn)布設(shè)示意圖

1.2 核實(shí)設(shè)計(jì)階段

在核實(shí)設(shè)計(jì)階段，由于核實(shí)需與最近報(bào)告形成對(duì)比，一般不調(diào)整原勘探線(xiàn)位置，原勘探線(xiàn)對(duì)地形起伏較大區(qū)域控制不夠時(shí)，必要時(shí)可采取加密勘探線(xiàn)控制或工作量限制時(shí)采取切輔助線(xiàn)等方式解決上述問(wèn)題；對(duì)于相對(duì)規(guī)則的山體或深谷，還可采取構(gòu)建數(shù)學(xué)模型或?qū)Φ匦挝募扇apgisDTM分析(空間分析)等方式計(jì)算。

2 礦體的圈連與投影

2.1 礦體的圈連

礦體圈連的正確與否，直接影響資源儲(chǔ)量估算結(jié)果的可靠性[16]。主要易忽視問(wèn)題如下：

(1)根據(jù)鉆孔見(jiàn)礦位置直接圈連而不考慮地質(zhì)規(guī)律或控礦因素，如褶皺構(gòu)造控礦(圖2a)、沉積作用控礦(圖2b)與矽卡巖型接觸帶控礦(圖2c)中兩種不同的圈連方式等。

圖2 不同控礦因素的礦體圈連示意圖

(2)礦體的無(wú)限外推未把握“傾斜走平”的原則，即在傾向上(一般與剖面方向一致)，采用1/2尖推或1/4平推時(shí)，外推距離是指礦體在剖面圖上的斜距而非平距；但在走向上，外推距離多以平距顯示。部分勘查報(bào)告在進(jìn)行資源儲(chǔ)量估算時(shí)，礦體傾向方向的外推不是在剖面上進(jìn)行，而是在投影圖上進(jìn)行，夸大了外推的距離，造成資源儲(chǔ)量估算誤差。

(3)外推距離的確定均應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的資源量類(lèi)型的工程間距來(lái)確定，而不是根據(jù)當(dāng)前的勘查工程間距來(lái)確定。如控制的資源量外推推斷的資源量時(shí)，采用的1/4工程間距是指“推斷的”工程間距，而不是依據(jù)“控制的”工程間距外推1/4(理論上所有礦種均可按推斷的工程間距外推，但在一些貴金屬勘查中外推應(yīng)格外謹(jǐn)慎和保守，為使推斷的資源量可靠程度更高，降低業(yè)主評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，可以調(diào)整為更高級(jí)別資源量類(lèi)型的勘查間距進(jìn)行外推，并在報(bào)告中“礦體圈定的原則”章節(jié)中說(shuō)明且保持一致性；但有些地質(zhì)工作者將金屬礦外推思維代入部分非金屬礦外推思維是不合適的)。

(4)需特別強(qiáng)調(diào)的是，夾石的圈連與礦體具有相同“待遇”，圈定夾石邊界及其外推原則應(yīng)與圈礦一致。如在兩個(gè)見(jiàn)礦的對(duì)應(yīng)剖面中，剖面中均有對(duì)應(yīng)的夾石或單剖面存在夾石時(shí)，夾石圈連和外推同礦體的圈連和外推原則，在計(jì)算兩剖面間礦體體積時(shí)，一般應(yīng)作體積扣除，而不能作面積扣除；即一般所說(shuō)的“加面積、減體積”。

2.2 礦體的投影

礦體的投影包括礦體的平面分布范圍投影和估算范圍投影兩部分，礦體的平面分布范圍≥資源量估算范圍，原因如下：

(1)1/2尖推和1/4平推兩者的計(jì)算結(jié)果一致。多數(shù)情況下，1/4平推是為了簡(jiǎn)化計(jì)算而采用的方法，它不適用于剖面圖上對(duì)礦體的圈連(剖面上礦體必須是圈閉狀態(tài)，層狀礦體外推逼近礦權(quán)界線(xiàn)除外)，容易造成對(duì)礦體形態(tài)的歪曲[17]。在計(jì)算礦體出露標(biāo)高和礦體坐標(biāo)時(shí)，均應(yīng)按尖推點(diǎn)連線(xiàn)的范圍計(jì)算并在投影圖上圈連形成礦體的平面分布投影圖。

(2)在剖面上1/2尖推更符合地質(zhì)規(guī)律的情況下，必然導(dǎo)致尖推部分礦段與礦體的開(kāi)采技術(shù)條件(最小可采厚度)相矛盾，故應(yīng)將與其計(jì)算結(jié)果一致的1/4平推點(diǎn)在剖面圖上的礦體中部(礦體較厚時(shí))或底部(礦體較薄時(shí))標(biāo)出，并將連線(xiàn)范圍投影形成儲(chǔ)量估算范圍圖(圖3)。(注：實(shí)際編寫(xiě)過(guò)程中，礦權(quán)人為了保留更大的礦權(quán)范圍，勘查單位多以1/2尖推點(diǎn)作為儲(chǔ)量估算范圍，故該問(wèn)題作者只做理論討論，實(shí)際報(bào)告編寫(xiě)過(guò)程仍以當(dāng)?shù)鼐帉徚?xí)慣為主。)

圖3 礦體平面分布范圍與儲(chǔ)量估算范圍示意圖

3 邊坡與資源量轉(zhuǎn)換

3.1 預(yù)設(shè)邊坡問(wèn)題

地勘單位在編制剖面中經(jīng)常遇到此類(lèi)問(wèn)題，不同市域的編審單位對(duì)于明顯為露采的礦床是否應(yīng)預(yù)設(shè)邊坡計(jì)算資源量具有截然不同的態(tài)度：一些地勘單位認(rèn)為地質(zhì)報(bào)告應(yīng)按礦權(quán)界線(xiàn)計(jì)算資源量，考慮邊坡應(yīng)屬“三合一方案”的內(nèi)容；部分主管部門(mén)認(rèn)為在地質(zhì)報(bào)告中應(yīng)預(yù)設(shè)邊坡，避免地質(zhì)資源量與“三合一方案”資源量偏差過(guò)大，提高資源儲(chǔ)量的可靠程度；作者認(rèn)為是否應(yīng)設(shè)邊坡，不能模式化、固定化，應(yīng)充分考慮各方面因素，如地表礦則應(yīng)按一般工業(yè)指標(biāo)預(yù)設(shè)邊坡計(jì)算資源量。對(duì)于剝采比經(jīng)濟(jì)的淺表礦(圖4)，還應(yīng)考慮勘查階段及勘查目的：以找礦或提供下一步勘查范圍為目的的普查、詳查階段，可以不設(shè)邊坡計(jì)算資源量，如圖4中礦體2在此階段則應(yīng)計(jì)算相應(yīng)資源量，因?yàn)樵撾A段尚未確定開(kāi)采方式，可能通過(guò)坑采的方式采出礦體2；為礦山提供設(shè)計(jì)依據(jù)的詳查、勘探階段則應(yīng)預(yù)設(shè)邊坡計(jì)算資源量，故將礦體2剔除出去比較合理；已進(jìn)入采礦階段的資源儲(chǔ)量核實(shí)是必須預(yù)設(shè)邊坡計(jì)算資源量的，且需與上一次核實(shí)時(shí)采用的指標(biāo)保持一致性，如需變化則應(yīng)進(jìn)行論證。

圖4 預(yù)設(shè)邊坡與否與估算礦體示意圖

3.2 資源量轉(zhuǎn)換

最新規(guī)范GB/T 17766-2020《 固體礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分類(lèi)》中，對(duì)資源量的劃分依據(jù)為地質(zhì)可靠程度，儲(chǔ)量則在上述基礎(chǔ)上依據(jù)轉(zhuǎn)換因素的可靠程度劃分，轉(zhuǎn)換因素主要包括采礦、加工選冶、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、法律、環(huán)境、社區(qū)及政策等。令作者疑惑的是：部分地質(zhì)報(bào)告提交的資源量在經(jīng)過(guò)“三合一設(shè)計(jì)方案”后即轉(zhuǎn)換成了儲(chǔ)量，并連同推斷的資源量也一起轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)量，而“三合一設(shè)計(jì)方案”僅僅考慮了采礦因素。儲(chǔ)量劃分的首要依據(jù)即為地質(zhì)的可靠程度，即推斷的資源量即使經(jīng)過(guò)了預(yù)可行性研究、可行性研究或與之相當(dāng)?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，也無(wú)法轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)量，因其地質(zhì)可靠程度較低，設(shè)計(jì)階段無(wú)法確定其是否為真實(shí)礦體，除非增加工程提高其地質(zhì)可靠程度并開(kāi)展相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)或在采礦階段采出方可轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)量。故多數(shù)情況下，資源量轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)量一定要避免將推斷的資源量納入，這也是新規(guī)范想要解決的一個(gè)歷史矛盾。

4 結(jié)論

(1)勘探線(xiàn)的布設(shè)應(yīng)在滿(mǎn)足規(guī)范及不增加勘查投入的情況下充分考慮地形因素及礦權(quán)界線(xiàn)形態(tài)，并充分發(fā)揮布設(shè)的主觀能動(dòng)性，以提高工作效率及估算精度。

(2)礦體的圈連與投影應(yīng)充分考慮地質(zhì)規(guī)律與控礦因素、把握“傾斜走平”的外推原則、“加面積、減體積”的夾石剔除原則以及充分理解平、剖面1/2尖推和1/4平推應(yīng)用的含義。

(3)淺表、地表礦是否預(yù)設(shè)邊坡不能過(guò)于機(jī)械化、模式化，應(yīng)充分考慮礦床的開(kāi)采技術(shù)條件、勘查目的及勘查階段等因素。推斷資源量無(wú)法直接轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)量，可通過(guò)提高地質(zhì)可靠程度并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)或采礦活動(dòng)后轉(zhuǎn)換。