動(dòng)態(tài)搜索估值在某銅鈷礦床中的應(yīng)用

〔摘 要〕以國外某銅鈷礦床為例，應(yīng)用動(dòng)態(tài)搜索估值方法對(duì)其褶皺發(fā)育的礦體進(jìn)行估值，并與定向估值法進(jìn)行比較。結(jié)果顯示固定搜索橢球體產(chǎn)狀唯一，僅適用于產(chǎn)狀單一穩(wěn)定的礦體估值;對(duì)于產(chǎn)狀復(fù)雜，尤其是褶皺發(fā)育及受地層控制的礦體，采用動(dòng)態(tài)搜索估值法得到的品位分布及礦體形態(tài)更加符合地質(zhì)規(guī)律。通過預(yù)先建立復(fù)雜礦體的近似產(chǎn)狀面，利用產(chǎn)狀面的每個(gè)三角面產(chǎn)狀屬性對(duì)橢球體搜索方向進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，動(dòng)態(tài)搜索估值可達(dá)到模擬復(fù)雜礦體形態(tài)的目的。

〔關(guān)鍵詞〕搜索橢球體;動(dòng)態(tài)搜索估值;銅鈷礦床;定向估值;品位分布

中圖分類號(hào)：P628? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? 文章編號(hào)：1004-4345（2024）03-0006-04

Application of Dynamic Search Valuation in a Copper-cobalt Deposit

XIONG Tao

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract? Taking a foreign copper-cobalt deposit as an example， the dynamic search valuation method is applied to value its fold-developed ore body， and compared with the targeted valuation method. The results show that the fixed searching for ellipsoids has a unique occurrence and is only applicable to the valuation of ore bodies with a single and stable occurrence. For ore bodies with complex occurrence， especially those developed by folds and controlled by strata， the grade distribution and ore body morphology obtained by the dynamic search valuation method are more in line with geological rules. By establishing an approximate occurrence surface of complex ore bodies in advance， and utilizing the occurrence attributes of each triangular plane of the occurrence surface to dynamically control the search direction of ellipsoids， dynamic search valuation can achieve the purpose of simulating the morphology of complex ore bodies.

Keywords? search for ellipsoids; dynamic search valuation; copper-cobalt deposit; targeted valuation; grade distribution

收稿日期：2023-08-23

基金項(xiàng)目：江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：20212BBG71009）

作者簡介：熊濤（1985—），男，高級(jí)工程師，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)設(shè)計(jì)及咨詢工作。

通常搜索橢球體根據(jù)礦體的產(chǎn)狀進(jìn)行定義，對(duì)于產(chǎn)狀單一穩(wěn)定的礦體可用單個(gè)橢球體近似代替礦體產(chǎn)狀進(jìn)行搜索估值。對(duì)于受地層、構(gòu)造影響，形態(tài)復(fù)雜的礦體，采用定向橢球體估值不僅不能反映品位的真實(shí)分布狀態(tài)，甚至?xí)贸鱿喾椿蝈e(cuò)誤的估值結(jié)果[1]。為了克服定向估值帶來的弊端，探求良好的的估值結(jié)果，本文采用動(dòng)態(tài)搜索估值方法對(duì)國外某銅鈷礦床典型的向斜形態(tài)礦體進(jìn)行估值，并與定向搜索估值進(jìn)行對(duì)比分析，以期探討更加適合產(chǎn)狀復(fù)雜，尤其是針對(duì)褶皺發(fā)育及受地層控制的礦體的搜索估值方法。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于贊比亞—加丹加弧形銅鈷成礦帶的中西部。區(qū)內(nèi)出露地層主要為中元古界加丹加群的羅安組、孔德龍古組和第四系。羅安組為1套河流海洋沉積物建造，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)粉砂巖和黑色頁巖，從上至下細(xì)分為CMN組、SDS組、SDB組、RSC組、RSF組和DIpeta組，其中RSC組為礦區(qū)主要含礦層位，見圖1。

CMN組—白云巖、白云質(zhì)頁巖;SDS組—白云質(zhì)頁巖;

SDB組—含碳質(zhì)白云巖、白云質(zhì)頁巖;RSC組—硅化白云巖;

RSF組—細(xì)粒層狀硅化白云質(zhì)頁巖;DIpeta組—砂質(zhì)頁巖

圖1? 礦區(qū)2#線地質(zhì)剖面示意

礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育，以褶皺構(gòu)造為主。區(qū)內(nèi)礦體嚴(yán)格受地層層位及巖性控制，礦體呈層狀產(chǎn)出，礦體產(chǎn)狀與地層形態(tài)基本一致。礦區(qū)距巖漿巖體較遠(yuǎn)，僅有少量巖漿活動(dòng)，區(qū)內(nèi)僅記錄有花崗巖侵入基底雜巖中，晚期侵入花崗巖的輝長巖巖床和煌斑巖巖墻等。礦區(qū)圍巖蝕變主要為大理巖化、方解石化、褐鐵礦化、絹云母化、孔雀石化、硅化、綠泥石化、滑石化、黃鐵礦化等，其中硅化、褐鐵礦化、孔雀石化與礦化最為密切。

2?? 礦床地質(zhì)特征分析

該礦床屬受構(gòu)造、變質(zhì)、熱液及變質(zhì)熱液作用疊加改造，并受風(fēng)化淋濾作用的層控型銅鈷礦床。礦體賦存于硅化白云巖層位中，礦體形態(tài)傾向上呈弧形層狀、板狀。礦體整體向東傾伏，傾伏角約35°。礦體走向近東西向，傾向北部向南傾、南部向北傾，傾角18°～62°。鉆孔控制范圍內(nèi)，礦體沿走向延長約650 m，沿傾向延深50～230 m;礦體厚度穩(wěn)定，厚度一般在5～23 m范圍內(nèi)，平均厚度約13 m。礦體賦存標(biāo)高1 470～1 150 m。工程控制范圍內(nèi)，礦體中間主體部分控制網(wǎng)度基本達(dá)50 m（走向）×50 m（傾向），兩端礦體控制網(wǎng)度達(dá)100 m（走向）×100 m（傾向）。礦體礦石量約3 400萬t，TCu、TCo平均品位分別為2.42%、0.43%，礦體礦化連續(xù)且品位較高，為礦床最大的優(yōu)勢資源。

礦石自然類型分為高氧化礦石、中氧化礦石、混合礦石、硫化礦石4種：礦石銅氧化率≥85%的為高氧化率礦石;銅氧化率<85%，但≥60%的為中氧化率礦石;銅氧化率<60%，但≥25%的為混合礦石;銅氧化率<25%的為硫化礦石。4種礦石占比分別為14%、16%、13%和57%。礦體近淺表上部氧化率高，往深部氧化率逐漸降低。礦石工業(yè)類型簡單劃分為氧化銅鈷礦石和硫化銅鈷礦石。

氧化礦石中銅礦物主要為孔雀石、假孔雀石，以及少量輝銅礦;鈷礦物主要為水鈷礦，以及少量硫銅鈷礦;鐵礦物主要為針鐵礦，以及少量赤鐵礦、磁鐵礦等?；旌系V石中銅礦物主要為孔雀石、輝銅礦、自然銅、赤銅礦等，鈷礦物主要為水鈷礦和硫銅鈷礦。硫化礦石中銅礦物主要為斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦等組成。脈石礦物主要為石英，以及鉀長石、白云母、綠泥石和黏土礦物等，另有少量斜長石、高嶺石、滑石、電氣石、菱鎂礦、石膏、磷灰石、金紅石等。

礦石中主要有用元素為Cu、Co，無其它伴生有用組分。礦石中伴生的有害元素極少，個(gè)別礦樣U含量超標(biāo)。

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀結(jié)構(gòu)、自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀、紋層狀、星點(diǎn)狀、角礫狀、條帶狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

3?? 動(dòng)態(tài)搜索估值實(shí)現(xiàn)過程

3.1? 概述

動(dòng)態(tài)搜索估值采用動(dòng)態(tài)的搜索橢球體對(duì)產(chǎn)狀復(fù)雜的礦體進(jìn)行動(dòng)態(tài)估值，讓合理空間位置的信息參與估值，避免了按給定的固定方向進(jìn)行搜索估值帶來的弊端，使估值結(jié)果更加合理準(zhǔn)確。其基本原理是根據(jù)礦體不同空間位置的產(chǎn)狀信息，使估值橢球體3個(gè)軸自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至與礦體的局部產(chǎn)狀—走向、傾向、厚度方向保持一致，以達(dá)到動(dòng)態(tài)地刻畫出礦體形態(tài)的目的。具體來說，首先建立復(fù)雜礦體的近似產(chǎn)狀面，生成產(chǎn)狀面趨勢概述文件，讀取產(chǎn)狀面的每個(gè)三角面產(chǎn)狀信息保存在該概述文件中。然后以該產(chǎn)狀面概述文件為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)塊體模型進(jìn)行局部產(chǎn)狀賦值，將其復(fù)雜的產(chǎn)狀信息寫入到塊模型產(chǎn)狀屬性中。最后在模型估值時(shí)，搜索橢球體參數(shù)直接調(diào)用塊屬性中的產(chǎn)狀信息[2]。

3.2? 實(shí)施過程

本文采用法國達(dá)索公司的GEOVIA Surpac 6.9礦業(yè)軟件建立起了礦床地質(zhì)數(shù)據(jù)庫及礦體實(shí)體模型，見圖2。礦體邊界按當(dāng)量銅邊際品位1.0%進(jìn)行圈定，礦體模型采用剖面法連接，礦體外推原則按《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范：銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬》（DZ/T

0214—2020）進(jìn)行。

從圖2可以看出，礦體呈顯著的向斜形態(tài)產(chǎn)出。

對(duì)建立的實(shí)體模型利用探礦工程的見礦中心點(diǎn)構(gòu)建礦體的近似產(chǎn)狀中心面（由一系列三角面組成），見圖3。該產(chǎn)狀面近似代表了礦體的產(chǎn)狀，其中的每個(gè)三角面中心點(diǎn)產(chǎn)狀表征了礦體不同空間位置的產(chǎn)狀特征，該產(chǎn)狀面是進(jìn)行動(dòng)態(tài)搜索估值的基礎(chǔ)。

產(chǎn)狀面建立后，利用Surpac軟件中“DTM文件功能”下的“從DTM三角形創(chuàng)建趨勢概述”功能，將上述產(chǎn)狀面每個(gè)三角面中心點(diǎn)產(chǎn)狀信息（傾角、傾向）讀取出來并保存為趨勢概述線文件。將獲得的趨勢概述線文件作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過“從多邊形賦值”功能，將線文件中的產(chǎn)狀屬性賦值到事先建立的塊體模型中。需要注意的是，塊體模型估值時(shí)直接調(diào)用的是橢球體方位信息，因此線文件產(chǎn)狀賦值前需將傾向換算為走向。

4?? 動(dòng)態(tài)估值與定向估值的對(duì)比分析

為了揭示和說明動(dòng)態(tài)搜索估值在工程實(shí)例中所體現(xiàn)出的科學(xué)性與合理性，對(duì)其與定向估值進(jìn)行對(duì)比分析。本次主要從估值效果和估值結(jié)果兩方面進(jìn)行對(duì)比分析。

4.1? 估值效果對(duì)比分析

對(duì)動(dòng)態(tài)搜索估值后的塊體模型中的產(chǎn)狀信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見圖4。

從圖4中可以看出，產(chǎn)狀信息的分布基本反映出該向斜礦體的形態(tài)變化。如傾角（軟件中傾角向上為正，向下為負(fù)）均為負(fù)值，且主要集中在-62°～-18°之間，反映出礦體主體部分的傾角分布特征;傾向集中在0°～100°和110°～190°兩個(gè)區(qū)間，反映出礦體兩翼的傾向分布特征。需要說明的是，礦業(yè)軟件不同于礦業(yè)界的一般概念認(rèn)知，由于認(rèn)可傾角向上，對(duì)同一產(chǎn)狀，與此對(duì)應(yīng)的傾向與礦業(yè)界傾向相差180°。

從估值后的品位分布進(jìn)行對(duì)比分析。本次估值方法均采用距離平方反比法，估值參數(shù)均保持一致，不同之處只在于搜索橢球體及其產(chǎn)狀參數(shù)。動(dòng)態(tài)搜索估值采用動(dòng)態(tài)的搜索橢球體及其估值鄰域進(jìn)行估值，定向估值采用一個(gè)或數(shù)個(gè)固定軸方向的橢球體及其估值鄰域進(jìn)行估值，采用一個(gè)或數(shù)個(gè)固定軸方向的橢球體是在不采用動(dòng)態(tài)搜索估值方法下對(duì)產(chǎn)狀復(fù)雜的礦體進(jìn)行估值的一般做法[3]。根據(jù)礦體的產(chǎn)狀特征，本次將礦體分為大致對(duì)稱的北翼和南翼兩個(gè)部分進(jìn)行定向估值，而動(dòng)態(tài)搜索估值則不需要依據(jù)礦體產(chǎn)狀進(jìn)行分區(qū)域估值。估值后，選取其中的3#線、5#線典型剖面進(jìn)行對(duì)比（本次只對(duì)比全銅品位的分布特征），見圖5;另選取1 350 m、1 300 m兩個(gè)中段平面圖進(jìn)行對(duì)比，見圖6。

從圖5、圖6可以看出，盡管定向估值采用了分區(qū)域估值，但其估值效果，即品位空間分布仍較動(dòng)態(tài)搜索估值的效果要差。動(dòng)態(tài)搜索估值后的品位分布始終與礦體形態(tài)保持一致，估值后的品位分布更加符合地質(zhì)規(guī)律和人們的認(rèn)識(shí)[4]。

4.2? 估值結(jié)果對(duì)比分析

對(duì)動(dòng)態(tài)搜索估值和定向估值兩種方法資源量估算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)對(duì)估算的平均品位與組合樣平均品位進(jìn)行對(duì)比，見表1。

從表1可以看出，由于估算范圍均局限于圈定的礦體內(nèi)部，不同估值方法下總的礦石量是一致的。動(dòng)態(tài)搜索估值平均品位介于組合樣平均品位和定向估值平均品位之間。動(dòng)態(tài)搜索估值能夠按礦體實(shí)際形態(tài)搜索估值信息，使參與估值的品位信息更加合理。因此，動(dòng)態(tài)搜索估值在估值的精細(xì)化和估算結(jié)果的可靠性上均較定向估值要高，不同空間位置的品位分布也更加符合礦化規(guī)律，這對(duì)于礦床的實(shí)際開采具有明確的指導(dǎo)作用[5]。

5?? 結(jié)論

通過以上對(duì)比分析，動(dòng)態(tài)搜索估值較一般的定向估值具有明顯的合理性。一般的定向估值采用固定的搜索橢球體進(jìn)行估值，估值后的品位空間分布與橢球體產(chǎn)狀一致，具有固定的方向，這對(duì)于產(chǎn)狀單一且變化穩(wěn)定的礦體是可以接受的。但對(duì)于產(chǎn)狀多變，尤其是受褶皺和地層控制的層狀、似層狀礦體，采用定向估值顯然是不合理的，即使進(jìn)行分區(qū)域估值也達(dá)不到預(yù)期效果。因此，動(dòng)態(tài)搜索估值在產(chǎn)狀復(fù)雜的地質(zhì)體估值中具有十分明顯的優(yōu)越性和合理性，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

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