SD法在幾內亞3650號礦區鋁土礦資源量估算中的應用

梁 貞, 劉正好

(河南省地質礦產勘查開發局 第二地質礦產調查院,河南 鄭州 450001)

SD法在幾內亞3650號礦區鋁土礦資源量估算中的應用

梁 貞, 劉正好

(河南省地質礦產勘查開發局 第二地質礦產調查院,河南 鄭州 450001)

運用SD法對幾內亞3650號礦區部分礦段鋁土礦資源量進行估算,并對其資源量的可靠性進行評價。SD法與地質塊段法計算結果對比顯示,礦體各主要參數的相對誤差均在合理范圍內,其差異產生的原因主要有單工程圏礦方式、礦體邊界的確定方法、礦體品位厚度計算方式等。

SD法;地質塊段法;SD可靠性評價

中電投3650號礦區位于西非幾內亞共和國境內,分為南北兩個礦段,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礦產調查院在3650號礦區開展鋁土礦勘探工作,探明了一處超大型風化殘余型鋁土礦礦床。為了礦山開發需要,采用SD儲量計算法對本區的部分礦段進行了資源量驗證,研究了礦體資源量可信度,并與傳統地質塊段法計算結果進行了對比,取得了良好的效果。

1 SD 法簡介

SD法是以動態分維幾何學為基礎發展起來的一種新型的礦產資源儲量計算和審定方法。與傳統地質塊段法、克里格法相比,SD法可以根據一定的勘查階段和工程控制程度,動態地確定任意框塊的資源量,并能對資源量的可靠程度及工程控制程度進行具體量化。SD法依托的軟件平臺為北京恩地公司開發的“SD礦產資源信息系統”,這套系統已通過國土資源部評審,成功應用于很多礦區的勘查及開發實踐中。

2 礦體簡要特征

本區鋁土礦賦存于鋁鐵風化殼(鐵帽、紅土)中,礦層單一,層位穩定。礦體主要分布在低緩山丘的中上部或山頂大的平臺內,其形態和產狀隨地形起伏而變化。所驗證的Al-21號礦體是3650號礦區南礦段最大的礦體,受地形切割影響,Al-21號礦體平面形態較為復雜,其邊界呈不規則的港灣狀、鋸齒狀。控制礦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%,加權平均品位40.15%。本次驗證的礦體范圍位于Al-21號礦體東南部(圖1),其工程控制程度全區最高。礦體平面形態規則,直接裸露地表,厚度較大且穩定,適宜采用SD法的C型數據組織方式驗證其資源量。

3 數據組織與計算過程

3.1 數據組織

驗證區位于Al-21號礦體東南部083-099勘探線之間,在300 m×300 m的工程網度基礎上進一步加密,共利用55個控礦鉆探工程的測量成果、編錄成果、樣品化驗分析結果,SD軟件依據計算點自動計算求取331和332資源量,并對該計算單元數據進行轉換接收、檢驗、計算、審定、繪圖。

計算單元是SD法資源量估算的基本單元,根據礦體(帶)、礦石類型、工程類型分布并結合計算目的和需求來劃分。根據礦區實際情況,結合SD法要求,現將此礦段計算單元命名為“S021”,并組織了基本情況表、勘探線參數表、工程數據表、測斜數據表、地形點數據表、工業指標表、單工程樣品分析結果表共7種數據格式。

3.2 計算方案

SD計算方案包括“計算類型”、“數據類型”、“定位系統”、“形質方案”四大基本參數。本礦區采用原始樣品數據參與礦體圈定及儲量計算,計算類型為“標準型”。本區以鉆孔控制為主,礦體產狀近似于水平,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,數據類型確定為C型數據。本區勘探采用鉆探工程的孔口地理坐標和勘探線首尾端點的測量坐標,因此定位系統選用“地理坐標”確定斷面線及計算點的位置,以提高資源量估算工作的精確程度。形質方案有框塊法、任意分塊法、臺階三種。根據本礦體具體特點和計算要求,將形質方案確定為“框塊法”,不劃分臺階,基點坐標SD軟件自動設定。各框塊大小和位置由系統根據工程間距及框塊網態效應自動劃分。

圖1 3650號礦區南礦段東北部地質及礦體分布簡圖

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—志留系粉砂質泥巖;5.地質界線;6.礦體及其編號;7.SD法驗證區;8.礦區邊界。

綜上所述,計算單元采用的計算方案為“標準型C型數據地理坐標框塊”方案。

3.3 計算原理

SD法是根據各計算點在斷面上的相對位置、平均品位和鉛直厚度礦體進行搜索連接,利用SD樣條函數擬合,并以預定步長插值后,用工業指標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規律,根據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法根據見礦厚度、品位和無礦工程中樣品的含量按工業指標自動搜索邊界圈定。

(3) 見礦工程以外的礦體,SD法根據控制點及外推點搜索邊界圈定。

3.4 計算過程

原始數據采用SD軟件的Excel二次轉換接口導入上述7個基本數據表,由SD程序自動接收和轉換。對提示出錯的信息逐一修正完善,通過系統校驗后,自動完成資源量計算、分類的過程。從SD系統 “查詢統計分析”模塊導出計算結果,進入“圖件繪制”模塊選擇“mapgis圖件繪制”,形成礦體水平投影圖。

4 SD法與地質塊段法計算結果對比

表1列出了SD法和地質塊段法計算的主要參數對比情況。地質塊段法共劃分了23個塊段,SD法選擇軟件自動劃分框塊,共劃分了17條142塊。從表中可知,兩種方法計算的資源量和其他各項指標的相對誤差均在10%以內,總資源量相對誤差<5%。 除礦體資源量外,SD法得出的各主要參數均略大于地質塊段法。

表1 資源量估算驗證結果對比表

圖2為經過修編后,SD法與傳統地質塊段法圈定的礦體水平投影對比簡圖,實曲線范圍為SD法圈定的礦體水平投影,虛線范圍為地質塊段法圈定的礦體水平投影。

圖2 SD法和地質塊段法圈定的礦體水平投影對比圖

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

經過分析,兩種方法計算結果產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邊界品位的工程時,地質塊段法一律視為無礦工程,不參與儲量計算,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量計算。

(2) 品位、厚度計算方式的差異。地質塊段法是將復雜礦體描繪成簡單的幾何體,以簡便的數學公式如加權法、算術平均法計算礦體的平均品位和平均厚度。SD法考慮了參與計算數據的空間結構性,其品位、厚度是按照工程所揭露的礦體變化規律,采用SD樣條函數搜索積分求得。

(3) 在確定礦體邊界時,地質塊段法是根據見礦工程采取“直線連接”的方式,而SD法是利用SD樣條函數擬合,并以預定步長插值后,用工業指標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法更符合礦體的實際情況。

5 資源量的可靠性評價

SD精度是SD系統根據礦體的形態、規模、復雜程度、工程數量等因素綜合計算而得,它是礦體工程控制程度和資源量精確程度的體現,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 地質可靠程度參數的確定

地質可靠程度分為探明的、控制的、推斷的、預測的四級。除明確確定的如探明的、控制的、推斷的、預測的區間外,還有待定區間。對于精度落入待定區間者,按待定區間歸屬原則歸入相應的地質可靠程度等級,簡單者歸屬高精度類,復雜者歸屬低精度類(圖3)。對于處于待定區間的地質可靠程度,需通過待定區間歸屬專家系統進一步定量確定。具體歸屬參數包括:礦體形態、勘查工程間距、構造、水工環、類比條件、礦體變量復雜程度。根據本礦區實際情況,以上各參數均為“簡單型”。

圖3 地質可靠程度分級圖

Fig.3 Geological reliability levels

1.基礎曲線;2.調節曲線;3.確定的地質可靠程度區間;4.待定的地質可靠程度區間。

5.2 驗證區地質可靠程度的確定

經SD地質可靠程度待定區間歸屬專家系統確定后,凡SD精度≥80%,說明現有工程對礦體的控制程度達探明的級別,SD精度位于65%～80%之間,說明現有工程對礦體的控制程度已超過控制的級別,但仍需增加一定工程數量(系統可以量化),方可達到探明的級別,其余以此類推。

根據SD法的計算結果,在驗證區300 m×300 m系統勘查工程加密之后控制礦體范圍的SD精度為81.32%,說明現有工程滿足本驗證區對Ⅰ勘查類型礦體的控制程度,達到了探明的級別。

6 結論

通過SD法在幾內亞3650號礦區的應用,快速計算核實了南礦段21號礦體東南部加密地段的鋁土礦資源量,與傳統地質塊段法計算結果相比,相對誤差均處于合理范圍內。由SD精度計算結果,判定礦體資源量的可靠性達到了探明資源量級別。

[1] 盧耀東,張成學,馬長水,等.中電投幾內亞共和國3650號礦區鋁土礦勘探報告[R].鄭州:河南省地礦局第二地質礦產調查院,2011.

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

(責任編輯：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,地球探測與信息技術專業,從事地質勘查工作。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

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161208.1424.022.html 數字出版日期:2016-12-08 14:24