數字地質調查系統在切列克其鐵礦資源量估算中的應用

艾爾肯·吐爾孫，胡希加瑪爾·卡生木

新疆維吾爾自治區有色地質勘查局701 隊, 新疆昌吉 831100

0 引言

數字地質調查系統Digital Geological Survey System（DGSS）是中國地質調查局發展研究中心研發的是貫穿整個地質礦產資源調查過程的GIS 軟件，由數字地質填圖系統、探礦工程編錄系統、數字地質調查信息平臺和資源量估算與礦體三維建模信息系統等四個子系統組成[1]實現了從數據采集與管理、礦床地質建模、品位估計和資源量估算、三維礦體建模和成果圖表輸出的全過程數字化，為礦產勘查項目全過程數字化提供了有效的工具和平臺。

切列克其鐵礦區由2 個采礦權組成，2 個采礦權采礦標高不一致，中間還存在隔離帶；礦區共有6 個脈群58 條礦脈組成，有些礦體橫跨2 個采礦權，還有部分礦體甚至延伸出采礦權范圍之外；礦區經歷多年的地質勘查工作，數據量龐大，本次參加資源量估算的工作量和原始資料有1:2 千地測量8Km2，槽探4965.35m3，鉆探20774.65m（126 個孔），各類樣品3500 件，勘探線47 條共長14.44km。根據項目的要求，對各采礦權內外資源量、每個采礦權采礦標高以上與以下的資源量和隔離帶內的資源量進行分別估算。本文正是從固體礦產資源量估算的實際操作出發，探討利用DGSS 解決切列克其鐵礦資源量估算中的難題。

1 概述

切列克其鐵礦位于新疆阿克陶縣城西偏南約110km，帕米爾高原北東側，總體地勢西高東低，地形陡峻，山體坡度在20°～40°之間，海拔高度4000m ～4800m，相對比高500m ～800m，屬中深切割區。切列克其鐵礦1959 年新疆冶金局702 隊發現的，經過多年的勘查工作，基本查明是一個中型的變質海相沉積型菱鐵礦礦床。

切列克其鐵礦大地構造位置處于西昆侖中間地塊及顯生宙巖漿弧帶上，具體位于沙里闊勒復背斜次一級之阿克貝利背斜的北翼,木吉-阿克賽欽Au、Cu（Fe）三級成礦區帶內。礦區內出露地層為奧陶-志留系下亞組和第四系堆積物。奧陶-志留系下亞組（O-S）1 根據礦區巖性特征，由南部向北又劃分為三個巖性段，各巖性段相互呈連續沉積接觸。礦區構造較簡單，區內地層呈單斜層，沒有褶皺，斷裂亦不發育，偶有層間滑動，滑動規模均很小，僅有數米左右，對礦層無明顯破壞作用。礦區內侵入巖為求庫臺巖體，巖體從南、西兩面環繞礦區，侵入巖約占礦區面積的1/3，具分異現象，但不夠明顯。

切列克其鐵礦劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ號等6 個脈群，由58 條礦脈組成，礦體所處海拔高程4200m ～4750m，其中Ⅰ號脈群處于4500m ～4600m 的山坡，Ⅱ號脈群處于4700 余米的山脊上，Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ號脈群處于4200m ～4350m 的山坡上。Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號脈群賦存于第二巖性段（O-S）12 的灰白色含石英含白云母大理巖中，Ⅱ號脈群賦存于第一巖性段（O-S）11的灰黑色黑云母石英片巖中，Ⅲ號脈群賦存于該段第三巖性段（O—S）13 片巖及大理巖中（圖1）。

圖1 切列克其鐵礦地質略圖

2 礦區數據準備與組織管理

對礦區所有的資料（地質圖、地形圖、所有勘探工程基本資料和測試數據等）的數據進行收集整理。將數字地質調查系統在野外采集獲取的數據直接調入到資源量估算與礦體三維建模信息系統，歷年的其他數據根據礦區特征按系統的要求的格式組織數據表后通過本系統提供的礦區數據批量導入導出工具導入到數據庫（圖2）。用于資源量估算的主要有勘探線基本信息、勘探線測量數據、鉆孔基本信息、鉆孔測斜數據、巖心樣品基本信息、鉆孔樣品分析結果、槽探基本信息、槽探導線信息、刻槽樣品基本信息、刻槽樣分析結果、工程施工位置圖等，施工位置圖采用人機對話方式輸入信息[1]。數據導入由數字地質調查信息平臺來完成。數字地質調查信息平臺子系統具備數據的導入、管理、檢查、生成工程素描圖和生成實際材料圖等功能。

為避免手工錄入錯誤等原因一些錯誤的信息記錄到數據庫中，兩個子系統都提供了檢查工具。數據檢查工具可有效的檢查數據庫的正確性和完整性（圖3）。

圖2 數據批量導入導出

圖3 數據檢查

3 礦體圈定及資源儲量估算

勘探線剖面生成、單工程礦體圈定與人機交互編輯、人機交互礦體連接、采樣平面圖、儲量計算、礦體三維顯示與分析、輸出各種與儲量計算有關的表格和圖件等工作用資源量估算與礦體三維建模信息系統來完成。

3.1 資源量估算工業指標及參數設置

資源量估算根據《鐵、錳、鉻礦地質勘查規范》和《固體礦產推斷的內藴經濟資源量和經工程驗證的預測資源量估算技術要求》進行。切列克其鐵礦主要礦石礦物是菱鐵礦，工業品位TFe ≥25%；邊界品位TFe ≥20%；最小可采厚度≥1m；夾石剔除厚度≥2m；。根據項目要求我們只對TFe 的工業品位來圈礦體了，上下盤如有大于或等于邊界品位的樣品則帶入總長度不大于夾石剔除厚度的1 個樣品參加計算所以通過簡單條件方式設定了指標。

根椐礦體特征和綜合考慮切列克其鐵礦各礦體以上特征要素，將Ⅱ號脈群Ⅱ-1 和Ⅱ-2 號礦脈定為第Ⅱ類勘查類型，將其詳查勘查網度確定為200m×200m；其它脈群脈群勘查類型確定為第Ⅲ勘查類型，將其詳查勘查網度確定為100m×100m。礦石體重隨礦石類型和全鐵含量的不同而有所變化，因此采取了44 個小體重樣品，樣品經物理測試之后進行了化學分析全鐵，然后將所測試的體重值與品位值（TFe）結果通過回歸方程統計后，生成了一個能反應品位和礦石體重的方程式。d=c×0.0148+2.8147，其中：d 為比重，單位“噸/立方米”；c 為品位值（TFe），單位“×10-2”。

3.2 圈定礦體

數字地質調查信息平臺系統提供了基于條件表達式的方式，圈定礦體指標設定后系統自動生成剖面圖，并對單工程進行自動圈定礦體，穿靴戴帽、計算單工程礦體厚度、單工程平均品位等系統自動完成。根據實際情況可以對單工程圈定結果進行修正和完善。勘探線剖面圖上的樣品、分析結果、單工程圈定結果、厚度和平均品位、責任攬、等等所有內容完全利用軟件自動生成。每次修改后，系統自動更新數據庫（圖4）。

剖面礦體圈定是在單工程圈定礦體的基礎上，人—機交互方式進行工程和工程之間的礦體連接（圖5），外推部分利用系統提供的約束條件規則進行外推。根據實際情況可以對礦體和夾石進行修正和完善，并輸入礦體編號。剖面礦體圈定后，系統自動計算礦體的面積和品位。

3.3 資源儲量估算

切列克其鐵礦各礦脈多呈緩傾斜的似層狀或脈狀，礦體傾角小于45°，且形態以中等為主，所以選擇了資源量估算與礦體三維建模信息系統的地質塊段法，水平投影法估算資源儲量。

選擇比較有代表性的Ⅱ-2 礦脈的儲量估算過程，探討利用數字地質調查系統解決切列克其鐵礦資源量估算中的難題。因Ⅱ-2 礦脈規模較大分布在2 個采礦權的和隔離帶，礦脈在東邊的采礦權范圍內存在采礦標高上下的問題（圖6）。

對礦體進行水平投影，系統自動投影礦體見礦工程的位置，礦體垂厚、單工程平均品位。人機交互完成確定礦體邊界、劃分塊段及輸入編號等工作。然后利用系統提供的礦石體重計算換算與更新功能，輸入計算式計算更新每個礦體體重和塊段儲量。最后由系統自動估算出資源量，并以表格的方式輸出計算結果。

系統提供了統計某個范圍內或者某個高程區間的資源儲量功能，可以對投影圖進行邊界線約束，輸出邊界線范圍內的估算結果。每個采礦權范圍和隔離帶范圍可以做一個約束線統計

它范圍資源儲量。最后合計對比礦脈總資源儲量（表1）。

表1 Ⅱ-2 號礦脈資源儲量估算對比

估算結果對比表中可看出自動估算總量小于個約束范圍內資源儲量的合計，這個誤差是人工合計過程中產生的計算誤差。

4 礦體三維顯示

資源儲量估算與礦體三維建模信息系統中，圈定礦體后即可進入到三維視圖中進行礦體的三維顯示[2]。通過礦體三維顯示，可以更加直觀了解礦體形狀、形態、產狀及規模，也可直接了解各礦體之間關系，指導下一步勘查工作（圖7）。

圖7 Ⅱ-2 號礦脈三維示意圖

5 結論

切列克其鐵礦詳查項目運用數字地質調查系統很短時間完成了龐大數據的導入、管理、檢查工作，并利用系統完成了鉆孔柱狀圖、勘探線剖面圖、采樣平面圖、資源量估算水平投影圖、礦體三維模型等圖件和資源量估算有關的所有表格。系統提供的條件表達式的方式功能輕松解決了單工程平均品位與厚度、穿鞋帶帽、塊段平均品位與厚度等繁瑣計算過程；系統提供的礦石體重計算換算與更新功能輕松解決了不同品位的塊段用不同體重估算的繁瑣計算過程；利用邊界約束統計功能在切列克其鐵礦資源量估算過程中解決了資源量估算同時受高程與范圍的約束的復雜統計問題。這不僅大大降低了地質工作人員的勞動強度，而且方便了地質勘探資料的數字化管理；提高了估算結果的精確型，保證了成果精度。還有系統礦體三維顯示功能對我們的演示和指導下一步工作有一定的幫助。

[1]李超嶺，李楓丹，劉暢.數字地質調查技術理論研究與應用實踐[M].北京：地質出版社，2012.

[2]李超嶺，于慶文，李楓丹，劉暢.數字地質調查系統操作指南(中下冊)[S].北京：地質出版社，2011.