關于傳統固體礦產資源儲量估算流程及估算參數選擇的探討

梁景利

(華北地質勘查局五一四地質大隊，河北 承德 067000)

礦產資源儲量估算方法，是指礦產資源埋藏量估算過程中，各種參數及資源儲量的計算方法及相應軟件的統稱[1]。固定礦產資源儲量估算方法主要分三類，包括傳統估算方法(幾何圖形法)、地質統計學方法、SD法。傳統估算方法中又可以根據計算單元劃分方式的不同，具體分為斷面法、塊段法[2]。這二者雖有不同，但相關參數選擇的依據和計算過程基本一致[3]。資源儲量估算又是固體礦產報告的重要環節[4-12]，通常是第八章，卻是對全報告的成果總結：既顯示了礦床地質特征、礦體地質特征等研究程度，又反饋了主要完成工作量、勘查工作質量等內容，因此要求也相對較高。目前涉及到資源儲量估算方向的文獻和研究相對較少。作者認為造成這種現狀主要是由于資源儲量估算屬于基礎地質中“表面上”比較淺顯易懂的儲量計算知識，按照規范和課本即可上手操作。殊不知，具體計算中問題頗多：1)資源儲量估算流程模糊、理解錯誤；2)估算過程中相關數據之間引用關系及計算錯誤，圖、文、表不對應；3)特高品位的確定不合理、處理方法不規范；4)厚度變化系數、品位變化系數計算不規范；5)忽略了單礦層平均品位、厚度計算；等。作者近十年接觸了大大小小的勘查報告、核實報告的編制和內審工作，尤其是先后主持編制的接替資源勘查報告、詳查、勘探地質報告，得到了河北省國土資源廳礦產資源儲量評審中心、國土資源部礦產資源儲量評審中心專家的指導，最終得以對傳統固體礦產資源儲量估算方法有了較系統的理解和應用心得。本文中作者對傳統固體礦產資源儲量估算流程、幾個重要參數的選擇進行了探討，尤其是圈礦流程、特高品位處理、品位變化系數、厚度變化系數等內容，并以撒岱溝門鉬礦、柴家溝鉬礦為例進行了解釋和說明，目的在于讓大家面對同類型或者相似類型的礦床時有參考借鑒之處，切勿本末倒置，同時倡導呼吁大家加深對資源儲量估算的重視和理解。

1 固體礦產勘查與評價的基本流程

以中型以上規模的勘查報告為例，礦區內測試分析數據量大、工程控制數量較多、礦床研究程度相對較高，按照《固體礦產勘查/礦山閉坑地質報告編寫規范》(DZ/T 0033—2002)編制報告初稿一般會將主要章節分配至項目組不同人員編寫，其中資源儲量估算章節編制由2～3人完成，1人為主要負責，全程參與圈礦和計算過程。經自、互檢完成后，由報告主編人員統一校稿，并經自、互檢完成后報至總工辦進行編制單位內審。整體流程參照圖1。

1)野外工作：嚴格執行勘查規范、項目施工設計方案，完成對應勘查程度的野外地質工作，包括地質測量、工程控制、測試分析、測量測繪等工作；野外要執行自互檢和三級質量檢查制度；野外驗收合格后轉入室內進行資料整理。

2)室內資料整理：一般情況下，野外工作過程中已基本將地質原始資料、測試分析數據、測量結果及相關研究工作的資料矢量化，并將研究成果利用到野外設計施工中。需要注意的是資料整理過程中要嚴格執行《固體礦產勘查地質資料綜合整理、綜合研究技術要求》(DZ/T 0079—2015)，完成自互檢工作、鉆孔方位測斜矯正及工程點測量數據的核對工作。

3)報告編制：在完成前期工作基礎上，開始編制地質報告。正文按照固體礦產地質勘查報告編寫提綱要求，安排到個人，逐步編制各章節。尤其是區域地質、礦區地質、礦體地質，要研判清楚后下筆，對成礦、控礦、賦礦、富礦、破礦信息總結清楚，以達到對應的勘查程度。同時，安排專人開始第一次圈礦。

①第一次圈礦：按照確定的工業指標、圈礦原則，在符合地質規律和賦礦情況下進行圈礦，不涉及特高品位處理等問題。地質特征相對復雜，地質剖面和資源儲量估算剖面可分開制作；如相對簡單，則可合二為一制作資源儲量估算地質剖面圖；注意三維空間圈定礦體的對應性、合理性，如不使用三維處理軟件(Petrel、RMS、EVS、3DMine、MicroMine等)，則需要剖面圖、縱剖面圖、不同標高中段平面圖相互對應。

②第二次圈礦：第一次圈礦完成并經過自互檢確認無誤后，開始第二次“正式”圈礦工作，其與第一次圈礦的實質區別在于需要結合本區實際情況進行特高品位處理。第二次圈礦完成并經過自互檢確認無誤后，即鎖定剖面，編制完善報告內的有關章節內容。

4)初稿內審、修改：項目組編制完成報告初稿后，經各章節主要編制人員的自互檢確認后，送交至總工辦，由各專業方向的專家組進行內審。項目組根據內審意見修改報告初稿。

5)報告送審、修改：內審報告經總工辦簽字確認通過后可報卷至國土資源礦產資源儲量評審部門進行評審，編制單位根據專家評審意見進行修正，經專家組復核簽字通過后終稿。

2 第一次圈礦

根據《固體礦產地質勘查規范總則》(GB/T 13908—2002)，由于對礦床評價需要提供勘查類型確定的指標，即礦體規模、礦體形體復雜程度、厚度穩定程度、構造和脈巖影響程度、有用組分分布均勻程度五個指標。而礦體規模和礦體形態復雜程度和構造和脈巖影響程度的完全確定需要依靠最終的地質剖面圖、縱剖面圖和中段平面圖進行總結歸納，厚度穩定程度和有用組分均勻程度需要根據礦體厚度變化系數和礦體品位變化系數大小判斷。因此作者認為，只有完成第一次圈定礦體，對應的地質剖面圖、縱剖面圖和中段平面圖才能較準確地顯示出礦床特征、礦體特征，才能準確地判定礦床勘查類型參數、計算礦體厚度變化系數和品位變化系數、特高品位處理上下限和特高品位處理值，從而完成報告必要章節、內容的編制。因此，強調第一次圈礦十分必要，而且第二次圈礦必不可少。

第一次圈定礦體時要遵循圖表吻合、對應的原則。根據圖1的流程，第一次圈定礦體，在不考慮特高品位處理的前提下，對全區剖面依據地質規律和成礦規律圈定，不能簡單的“就礦圈礦”；相關參數選擇依據和確定原則參考各礦種勘查規范。第一次圈礦過程中也要正規完成相關附表的制作，基于Excel表格制作時，統一至一個表格文件中(見圖2)。其中基本分析結果登記表，其制作時需要根據礦區實際，一般以勘查線、施工工程位置順序統計制作；以基本分析結果登記表為基礎，制作單工程(礦層)平均品位、厚度計算表。

3 平均品位、厚度計算

根據現行工業指標圈定礦體時，極易出現同一礦體內工業礦石和低品位礦石互層現象，有時會連續交替出現，不僅限于單脈型、復脈型礦床，斑巖型、沉積巖型礦床也普遍存在。而一般圈礦原則和順序是在遵循地質規律的前提下，先在單工程中從等于或大于邊界品位的樣品圈起，相當于先圈出整個“低品位礦”，再從中找出連續、較厚大、小于最低工業品位的地段直接劃為低品位礦層，剩余則為工業礦(見圖3)。勘查規范總則和各勘查規范中通常直接表述為單工程礦體圈定、單工程平均厚度和單工程平均品位，未細化明確平均品位、厚度計算過程。作者認為需要強調和細化平均品位、厚度的計算過程。即要求分別計算每一單礦層平均品位、厚度，并使其分別達到對應的工業指標要求。形成的不同品級的單礦層平均品位(厚度)數據并參與到單工程平均品位(厚度)、面平面品位、塊段平均品位(厚度)計算之中，有必要單獨統計制表(見圖2、表1)。

表1 撒岱溝門鉬礦單工程品位、厚度計算表Table 1 Single project grade and thickness calculation table of Sadaigoumen molybdenum mine

3.1 平均品位計算

3.1.1 單礦層平均品位計算

在單礦層中，采用樣長加權法計算單礦層的平均品位。大量數據計算時，基于Excel表格使用函數公式極為方便(見表1)；單礦層計算過程中的精度可統一四舍六入、逢五單進雙舍后保留三位小數，單工程及塊段、礦體計算時可根據不同礦種要求四舍六入、逢五單進雙舍后保留相應小數位；分析結果中品位低于檢測線可使用“0”代替，如柴家溝鉬礦勘探報告、撒岱溝門鉬礦核實報告中使用“0”代替“<0.005%”和“<0.001%”參與到品位加權計算中。

3.1.2 單工程平均品位計算

由該工程中相同品級的單礦層的平均品位與其穿礦厚度進行加權求得。一般情況下，單工程涵蓋了鉆探工程、槽探工程、坑探工程，礦體產狀和工程方位等實際情況較為復雜，真厚度值存在無法參與計算的情況，因此選擇其穿礦厚度(單礦層內樣品樣長之和)參與加權計算。

3.1.3 特高品位處理

特高品位對礦產資源儲量估算的影響很大，特別是一些貴金屬、有色金屬礦產[1]。特高品位隨機出現，造成了相鄰樣品加權品位值過大；如果不予以處理，使得該礦段品位與實際不符，造成礦產資源儲量估算結果出現偏差，嚴重者造成業主和國家的經濟損失。

根據原國家儲量管理局下發的國儲[1991]164號文件規定：對于有色和貴金屬礦產，處理特高品位時，其下限值一般取礦體平均品位(包括特高品位在內)值的6～8倍。當礦體品位變化系數大時，采用上限值；變化系數小時，采用下限值。而處理前需要對被視為特高品位的樣品的副樣進行第二次內檢分析；確定需要處理后，一般以用特高品位所影響的塊段平均品位代替為宜；當礦體厚大時，可以使用特高品位所在的單工程平均品位代替；處理完畢后，單工程平均品位、塊段平均品位以及礦體平均品位需要重新計算。

因此，特高品位處理是建立在礦體平均品位、品位變化系數確定基礎上進行的，這與在圖1流程中表述的“兩次圈礦”過程相對應：第一次圈礦不涉及特高品位處理，第二次圈礦結合礦區實際情況進行特高品位處理。由于強調單礦層這一參數屬性，單工程的平均品位代替低品位礦層中的特高品位參與到低品位礦層的加權計算中，勢必造成低品位礦層的加權數據更高于其實際平均數值；同理，如果使用單工程平均品位代替工業礦層中的特高品位參與到工業礦層品位值的計算，勢必造成工業礦層的加權數據更低于其實際平均數值。因此作者建議特高品位處理時應始終圍繞單礦層進行。

具體特高品位處理流程、處理方法如下：

1)野外施工階段，本著“寧多勿少”的原則，初步根據經驗值，即6倍的一般工業指標中礦床最低品位作為特高品位處理值，對測試分析數據大于該“標準”的樣品進行第二次內檢分析，并確保滿足分析誤差；

2)進行第一次圈礦流程時，暫不考慮特高品位處理事宜。完成礦體的第一次圈定后，形成了初步的資源儲量估算表格，利用“基本分析結果統計表”和“單工程(礦層)平均品位、厚度計算表”統計參與礦體計算的全部單樣品的品位和全部完全穿透礦體的單工程厚度，依據礦體品位/厚度變化系數公式計算礦體品位變化系數和厚度變化系數；

礦體品位變化系數的計算公式：

(1)

3)依據品位、厚度變化系數和圈定的地質剖面圖，分別敘述評價礦體規模、礦體形體復雜程度、厚度穩定程度、構造和脈巖影響程度、有用組分分布均勻程度五個指標，從而準確判定勘查類型；

4)依據品位變化系數確定本次“真正的”特高品位處理上下限，結合“礦床資源儲量計算表”中礦床平均品位，確定本次“真正的”特高品位處理值。

5)特高品位處理：在“單工程(礦層)平均品位、厚度計算表”中，使用特高品位樣品參與的單礦層平均品位的值代替，重新進行單礦層平均品位、厚度計算。需要注意的是往往經過特高品位處理后，局部工業礦層、低品位礦層會不滿足工業指標的要求，這時需要依據圈礦原則(“穿鞋戴帽”)對少量單工程(單礦層)邊樣進行剔除，工業礦層邊樣一般劃至低品位礦層，低品位礦層一般劃至廢石或夾石，從而確保單工程(單礦層)品位、厚度仍滿足工業指標的要求。

以撒岱溝門鉬礦為例，野外開展勘探工作時判定大于礦床0.059%(詳查評價報告)6倍(0.345 9%)為特高品位進行二次內檢。確認無誤差后于室內編制勘探報告重新圈定礦體，基本確保單工程滿足工業指標；統計參加鉬礦體圈定的所有樣品，取其平均值作為礦體的初步平均品位，并利用礦體品位變化系數計算公式計算其品位變化系數。基于Excel 2003軟件使用函數公式計算，初步圈定鉬礦體共計9 541件樣品，平均品位0.061%，品位變化系數63.88%。因此取上限6倍，單樣品位值大于0.366%(0.061%×6)的樣品即為特高品位。特高品位確定以后，需要對其進行處理。常用方法是用特高品位參加計算的單工程平均品位代替該樣品品位參與單工程平均品位的正常計算。需要注意的是在初步圈定礦體的單工程礦層計算表格基礎上進行的特高品位處理，往往處理后會不滿足工業指標的要求，需要再對少量單工程(單礦層)邊樣進行剔除，確保單工程(單礦層)品位滿足工業指標的要求(見表2)。

表2 撒岱溝門鉬礦特高品位樣品處理統計表Table 2 Statistics table of extra high grade sample treatment of Sadaigoumen molybdenum mine

3.2 平均厚度計算

平均厚度的計算通常與平均品位同時進行(見表1)。傳統固體礦產資源儲量估算方法中，平均厚度的權重不同。一般平行斷面法中厚度值參與對礦體厚度變化情況的評價和描述，對資源儲量估算的參與度較小；水平斷面法中，垂直厚度值全程參與資源儲量估算；地質塊段法中，真厚度值全程參與資源儲量估算。柴家溝鉬礦勘探報告、撒岱溝門鉬礦核實報告編制過程中，穿礦厚度只參與到單工程(礦層)、面平均品位的計算之中，真厚度值只計算單礦層、單工程厚度，最終計算礦體厚度變化系數，用于評價礦體厚度變化穩定程度[4]。

3.2.1 單樣品、單礦層厚度計算

鉆探工程計算真厚度值時可采用如下公式：

(2)

M=∑m

式中：M—單礦層真厚度，m；m—單樣真厚度，m；l—鉆孔單樣礦芯長度，m；n—礦芯采取率，%；α—鉆孔切穿單礦層時的礦體傾角，(°)；β—鉆孔切穿礦層時的天頂角，(°)；γ—鉆孔切穿礦體時的傾向方位與礦體傾向方位的夾角，(°)。

槽探、坑探工程計算真厚度值時通常采用如下公式：

m=l(sinαcosβcosγ±cosαsinβ)

(3)

M=∑m

式中：M—單礦層真厚度，m；m—單樣真厚度，m；l—槽探、坑探單樣樣長，m；α—單礦層礦體傾角，(°)；β—采樣線坡角，(°)；γ—采樣線方位與礦體傾向方位的夾角，(°)。

計算厚度時精度為四舍六入、逢五單進雙舍后保留兩位小數，單位為m。在資源儲量估算剖面圖中應標示單礦層、單工程品位和厚度值。當采樣線方位與礦體傾向一致時，公式中為“+”；當采樣線方位與礦體傾向相反時，公式中為“-”。傾角需要根據實際情況進行確定，如圖3中，斑巖型礦體剖面顯示整體產狀平緩，近似0°[8]；但獨立的分層礦體則顯示出明顯的傾斜。因此獨立的單礦層傾角可以層中線為準；工業礦層和低品位礦層交疊出現的厚大礦體中，則以礦體整體傾斜趨勢為準。

3.2.2 單工程平均厚度計算

由該工程中相同品級的單礦層平均厚度直接進行求和。

3.2.3 礦體平均厚度計算

通常，礦體平均厚度應由對所有完全穿透礦體工程的單工程平均厚度值進行算術平均法求得。在第一次圈礦結束后，對完全穿透礦體工程的單工程平均厚度進行統計，根據厚度變化系數的計算公式，可得到該礦體的厚度變化系數，從而判斷礦體厚度變化程度，用于評價礦體和判定礦床勘查類型。

厚度變化系數的計算公式：

(4)

以柴家溝鉬礦勘探報告為例，經統計全區共66個見礦鉆孔穿透Ⅰ號鉬礦體(見表3)，對其真厚度值進行算術平均求得礦體平均厚度。使用厚度變化系數的計算公式，基于Excel 2003函數公式計算厚度變化系數為62.36%，表明礦體厚度變化情況屬較穩定(見表4)。

表3 柴家溝鉬礦單工程厚度統計表Table 3 Statistics table of single project thickness of Chaijiagou molybdenum mine /m

表4 柴家溝鉬礦單工程厚度計算結果Table 4 Single project thickness calculation of Chaijiagou molybdenum mine

一般來說，傳統資源儲量估算方法中礦體的厚度變化系數可以較準確地對礦體的形態和厚度變化情況進行評價。需要注意的是，計算過程中要統計完全揭露礦體的單工程厚度，包括單工程穿透的工業礦層厚度和低品位礦層厚度，未完成揭露礦體的單工程厚度值不參與到厚度變化系數和礦體平均厚度計算之中。同時，礦體形態與工程控制揭露關系十分密切[9]，規范合理的工程控制網度計算得來的礦體平均厚度和厚度變化系數更接近于礦區實際。

4 資源儲量分類

目前國內執行的資源儲量分類標準是由國土資源部儲量司等相關部門起草，國家技術監督局頒發的《固體礦產資源/儲量分類》(GB/T 17766—1999)，采用三維的結構形式來表示地質可靠程度、可行性評價和經濟意義。反映在勘查報告中則應在圈定礦體的基礎上，根據勘查工程的控制程度(2020年初仍為探明的、控制的、推斷的和預測的，規范征求意見稿有修改)和對礦床的研究程度(如礦石質量、選冶性能、礦床開采技術條件等)，并結合可行性評價和經濟意義分析，詳細劃分并圈定資源儲量類型；同時要說明各類型資源儲量的具體劃分條件，并在資源儲量估算圖上標明各類型資源儲量在空間上的屬性和分布情況。

因此，資源儲量類型不能簡單依據工程間距確定，且不應超越對應勘查階段和勘查程度[10]。目前，“探明的”是勘探階段必須具有的地質可靠程度資源儲量類別，必須在“控制的”工程間距基礎上由加密工程實際圈定，不得外推[3]；“控制的”是詳查階段應具有的地質可靠程度資源儲量類別，必須由基本工程間距的控制工程實際圈定，不得外推；“推斷的”一般是普查階段具有的地質可靠程度資源儲量類別，通常是由基本工程間距放稀一倍的探礦工程所圈定或其外推部分。需要注意“推斷的”資源量類別要根據礦床實際的地質規律和工程控制程度確定，不能“一刀切”，即有限、無限外推的資源量不能全部劃為推斷的資源量。原則上系統控制網度內的有限外推、控制網度內的有限外推、稀疏控制網度內的有限外推和無限外推可分別視為同級別資源儲量。例如系統工程控制網度內有限外推的資源儲量，其外推距離參考高級別資源量工程控制間距，因此可視為同級別資源儲量。同樣，若某一礦塊控制程度降低、研究程度不足或可行性評價和經濟意義評價不佳，資源儲量類型應作降級處理。現行的規范標準中強調了礦床評價以經濟效益為中心的觀點，即各勘查階段勘查程度以符合礦山實際開發利用為目標，貫徹“總體控制，分段勘探，保證首期，準備中期，滾動開發，以礦養礦”的原則[11]。通常，最終資源儲量劃分后要求相對高級別資源儲量占比較多，現行規范已取消原比例要求，作者認為仍可參考(見表5)。

表5 固體礦產各勘查階段探求的資源量及其比例的參考要求Table 5 Reference requirements for quantity and proportion of resources explored in each exploration stage of solid mineral resources

5 結論

1)資源儲量估算規范性較強，應遵從對應流程，強化第一次圈礦和第二次圈礦。

2)利用第一次圈礦確定礦床平均品位、礦體品位變化系數、厚度變化系數等參數，用于特高品位的確定、礦床勘查類型的確定及礦體評價。

3)計算單工程平均品位、厚度時，重視單礦層平均品位、厚度，使其也滿足工業指標和圈礦原則。

4)特高品位確定后，在單礦層基礎上對特高品位進行處理。

5)礦體平均厚度計算應統計完全揭露礦體的單工程厚度，未完成揭露礦體的單工程厚度值不參與到厚度變化系數和礦體平均厚度計算之中。