巖金礦床資源量估算中大厚度工程處理方法

肖 紅，李小飛，于哲彬，唐一昂，劉國榮

(中國黃金集團地質有限公司)

引 言

特異值的廣泛存在是由于測量誤差、錯誤記錄或塊金效應等，形成一些偏離大部分樣本的值。巖金礦床中的特異值，主要從以下幾方面來定義：①比所研究的全部觀測值的算術平均值或中位數要高得多；②真 實存在于所研究的地質體中(如金品位特高值)，并非人為誤差所致；③在全部觀測值中只是少部分，但對全部觀測值的統計分布特征影響很大；④存在于研究礦體的某處或多處空間位置。

固體礦產中的特異值，一般主要關注特高品位，而在近幾年出版的相關規范中，開始提到大厚度概念。在許多已出版的標準[1-3]中未專門就大厚度工程的處理進行要求，但對特高品位處理有詳細要求[4-5]。

關于巖金礦床大厚度工程的處理，在實際執行過程中引起了一定范圍內較為激烈的討論，主要集中于以下幾方面：①在巖金礦床資源量估算中，究竟是否要執行大厚度的處理，按估算規程需要進行大厚度處理，而單礦種標準[4]中并未提及大厚度概念；②如果進行大厚度處理，采用何種方式，規范中提到的大厚度處理辦法較靈活，用到的字眼包括“可參照鋁土礦大厚度處理辦法處理”“比照對特高品位的處理原則”“通常用該工程所影響塊段的平均厚度代替該工程厚度，也可根據實際情況酌情處理”[2-3]。由此可見，規范中大厚度工程的處理方法不一而足，主要辦法都來源于“比照”或“參照”，最終仍需要體現處理方式及結果的合理性。

本文以廣西某巖金礦床為例，探討在巖金礦床中確定大厚度處理閾值及大厚度工程處理方法，以期為類似礦山提供參考。

1 常見大厚度工程處理方法

參照特高品位處理原則，對大厚度工程處理包含2個步驟：首先，判定大厚度工程處理閾值；其次，對大厚度工程進行處理。

1.1 大厚度工程的確定

關于大厚度工程的確定，在現有規范中的概念比較一致，認為“單工程礦體的厚度大于或等于礦體平均厚度的3倍者稱為大厚度工程”“出現大厚度工程(大于礦體平均厚度的3倍)，先進行大厚度工程的處理”。

大厚度工程確實存在，且不限于鋁土礦床，其他金屬礦產勘查中也廣泛存在，但要確確實實了解其存在背后的地質意義，不能僅局限于數字游戲(達到3倍 礦體平均厚度就是，而2.95倍就不是)，其地質意義在于：由于古侵蝕面、巖溶及構造節點等因素影響，致使礦體的厚度發生突變[2](見圖1)，如果不進行大厚度工程處理，就可能造成資源量估算的極大誤差。

a—報告內圈定剖面，大厚度工程與相鄰工程平滑過渡 b—采礦開采后修正剖面，大厚度工程與相鄰工程之間存在形態突變圖1 某鋁土礦床礦體勘探線剖面示意圖(據文獻[6]修改)

因此，在關于大厚度工程的判定上，現有的“3倍法”不盡合理。首先，3倍取值的來源并無確鑿依據，其應當是某一礦種在大量探采對比后的經驗成果，但并不一定適用于其他礦種。其次，國內傳統法估算資源量中，針對特異值(特高品位)的判別辦法是結合品位變化系數而采取的“6～8倍法”，那么針對大厚度工程的判別，不考慮其厚度穩定程度而統一采用3倍 法，也顯得有悖常理。在DZ/T 0338.1—2020 《固體礦產資源量估算規程 第1部分：通則》中提到：對任一礦種的礦體中出現的大厚度工程，可參照鋁土礦大厚度工程處理辦法處理。在DZ/T 0202—2020 《礦產地質勘查規范 鋁土礦》中提到:將大厚度工程率作為一個指標參與資源量估算，目的在于盡可能消除大厚度工程對資源量估算的影響。但是，大厚度工程率在鋁土礦大厚度工程處理中僅作為判別礦體厚度穩定程度的一項影響因子，而厚度穩定程度是否反作用于大厚度工程的確定，值得探索總結。

筆者認為，既然在大厚度工程的替代處理上比照或參照了特高品位，那么在大厚度工程的判定上也宜參考特高品位的判定辦法。在傳統法估算資源量中，可以根據礦體厚度穩定程度，選擇不同的倍數來確定大厚度工程處理閾值。此外，可以借鑒地質統計學判定特異值的辦法，以西舍爾估值來檢驗單工程礦體厚度中是否存在特異值：若單工程礦體平均厚度值低于西舍爾估值且數值接近，則不存在大厚度值；若西舍爾估值大幅偏離平均厚度，則存在大厚度值。

1.2 大厚度工程的處理方法

關于大厚度工程在固體礦產資源量估算過程中的具體處理方法討論，已有研究成果主要集中于鋁土礦的勘查中[6-7]，結合新發布的規范，處理方法主要有以下幾種：

1)對大厚度工程不做替代處理，直接使用。

2)對大厚度工程進行替代處理。以礦體平均厚度的3倍值代替大厚度工程，類似于地質統計學中對特高品位的“削峰”處理。

3)對大厚度工程進行替代處理。用大厚度工程影響塊段所有工程的平均厚度代替大厚度工程的厚度，并用其進行塊段平均厚度的計算；經1次處理后其值仍大于礦體平均厚度的3倍時，重復處理1次。

4)大厚度工程單獨圈定塊段：凡判定為大厚度的單工程，單獨圈定塊段，估算資源量。但是，在大厚度工程單獨圈定塊段過程中，有2種不同的意見：第一種，大厚度工程單獨圈定、外推工程間距的1/2作為大厚度工程的資源量估算邊界線(見圖2-a))；第二種，大厚度工程單獨圈定、外推工程間距的1/4作為大厚度工程的資源量估算邊界線(見圖2-b))。通過剖面上的幾何圖形對比可知，第一種方法估算的塊段面積與不處理大厚度工程估算的結果并無二致(見圖3-a)，可見面積S1=S1′、S2=S2′、S3=S3′、S4=S4′)。而采用第二種方法的剖面面積比第一種方法的要少37 %(見圖3-b))，如果對于類似圖1中的“雞窩狀”礦體，則采用第二種方法較為合理，這在豫西“雞窩狀鋁土礦”的開采實踐中更合乎實際[6]。

圖2 大厚度工程資源量估算投影圖

圖3 大厚度工程資源量估算縱剖面示意圖

2 不同大厚度工程處理方法估算結果對比

以廣西某巖金礦床為例，對采用不同大厚度工程處理方法的估算結果進行對比分析，探討處理方法的合理性。

2.1 礦體地質特征

礦體主要賦存于近東西向斷裂構造破碎帶及其頂底板硅化、黃(褐)鐵礦化砂巖、泥巖中，呈似層狀產出，產狀較穩定，總體為193°∠47°。礦體總體較連續，在走向和傾向上具有舒緩波狀、膨脹狹縮特征，局部出現無礦天窗。礦體由46條探槽、5個中段和115個鉆孔控制，走向延長2 600 m，傾向延伸82～730 m，其中淺地表部分已采空。

礦體單工程真厚度0.57～24.80 m，平均真厚度4.82 m，變化系數92.75 %，屬較穩定型；單樣金品位0.03～42.05 g/t，金平均品位2.86 g/t，變化系數118.67 %，屬較均勻型。單工程礦體真厚度分布直方圖(見圖4)顯示，真厚度在0～1 m的單工程數量最多，有45個；單工程真厚度主要分布在0～5 m，有136個，占比71.6 %。礦體總體厚度不大，但在局部地段有厚大礦體存在。

圖4 單工程礦體真厚度分布直方圖

2.2 大厚度工程的不同處理方法及結果對比

2.2.1 確定大厚度工程處理閾值

確定大厚度工程處理閾值的第一步是對礦體真厚度進行統計。提到統計，首先就是數據代表性問題[8-10]，控制礦體的工程通常稀疏不均，局部加密工程的厚度是否納入統計、采空區的厚度數據是否進行統計等類似問題需要引起注意。此外，統計過程中還有一些具體問題值得考慮：一是礦體真厚度的統計是否包含低品位礦體。依據最新規范，“凡單樣品位達到工業指標中邊界品位和最小可采厚度的要求或滿足采用米·(克/噸)或米·百分值的要求時，即可圈入礦體”，因此，作為圈入礦體的低品位工程，在進行礦體基本特征統計時，應當包含。但是，作為單獨圈出的厚大連片低品位礦體，則不建議加入統計(見圖5)。二是對于分支礦體，合并統計可能就成了大厚度工程礦體，分開統計則是一般礦體，原則上應以分開統計為宜。三是可能出現極端情形，大厚度工程所在位置剛好為低品位礦體，此時可能需要重新審視工業指標的合理性及圈礦中工業指標運用的正確性，根據實際情況進行分析解決。

圖5 礦體縱投影示意圖

采用2種方式確定大厚度工程處理閾值：一是按照傳統方法，礦體平均真厚度為4.82 m，其大厚度工程處理閾值為礦體平均真厚度的3倍，即14.46 m；二是按照西舍爾估值檢驗法，這是因為在大多數地質問題中，礦體的厚度或品位不服從正態分布，但其對數值趨于正態分布[1]。因此，借鑒特高品位的西舍爾估值檢驗法，來檢驗礦體是否存在大厚度工程。利用Surpac軟件中的地質統計功能，統計出礦體真厚度的西舍爾估值為4.85 m，比礦體平均真厚度略大。按此方法檢驗，礦體可不進行大厚度工程處理。

2.2.2 不同大厚度工程處理方法及結果對比

按照傳統法確定的大厚度工程處理閾值統計，超過14.46 m的工程共有6個，見圖5、圖6。其中，3個工程集中于區域1，可以參考特高品位處理的原則，單獨圈出大厚度工程的塊段，不做替代處理。為了便于對不同處理結果進行對比分析，分別對這6個工程按照5種方式進行處理：①不進行大厚度工程處理；②按照礦體平均真厚度的3倍進行“削峰”處理；③按照影響塊段的平均值進行替代處理；④按照大厚度工程單獨圈定塊段，以1/4外推處理；⑤按照大厚度工程單獨圈定塊段，以1/2外推處理。依據上述不同處理方式，其影響塊段涉及區域的估算結果見表1，與不進行大厚度處理的結果相比，其變化幅度見表2。

圖6 礦體勘探線剖面圖

表1 不同處理方法的金金屬量估算結果統計 kg

由表1、表2可知：均值替代和1/4單圈結果相當，較不處理的金金屬量減少約46 %。1/2單圈和不處理的結果相當，與證明關系圖(見圖3-a))一致，估算結果有一定差別的原因在于礦塊的形狀不規則。削峰處理的結果介于均值替代和不處理之間，較不處理的金金屬量減少約21 %。

表2 不同處理方式與不進行特高處理的估算結果相對偏差統計 %

3 討 論

由對比結果可看出，大厚度工程處理與否對礦體資源量的影響很大，如果按照傳統均值替代的方式，其金屬量幾乎減少一半。因此，在固體礦產資源量估算過程中，對礦體大厚度處理應當慎重。

在該巖金礦床的資源量估算過程中，一度引起了較為熱烈的討論。部分專家認為，應當嚴格依照最新出版的估算規程處理，超過礦體平均真厚度3倍的工程均應進行均值替代處理，這是屬于有據可依、無從辯駁的事實。從事現場勘查的地質技術人員認為，巖金礦床在以往的勘查實踐活動中從未執行過大厚度工程處理，現有的最新單礦種規范DZ/T 0205—2020 《礦產地質勘查規范 巖金》也未提到大厚度工程處理，大厚度工程是礦體穿礦厚度的真實反映，不像特高品位那樣，存在“明金效應”的地質解釋。此外，若進行大厚度工程處理，在相應圖、表上如何表示也是一個問題，目前無針對巖金礦床大厚度工程的成熟處理經驗。同時，依據勘查工程取得的地質規律的認識，地質技術人員也認為無需進行大厚度工程處理。

筆者認為，針對該巖金礦床無需進行大厚度工程處理，主要原因如下：①不存在特殊的地質意義，如古侵蝕面、巖溶及構造節點等控礦，礦體厚度非急劇性突變，而是隨著舒緩波狀壓扭性構造空間呈現膨脹狹縮特征。②由圖6-a)、c)可知，礦體在進行足夠間距的工程加密后，局部近似于囊狀，礦體形態得到較為準確的控制，基本接近真實的礦體形態，已經滿足了探明級別資源量的控制要求。而對于圖6-b)、d)來說，正是因為其傾向延伸的控制間距偏大，礦體形態、產狀還有可能發生變化，故其資源量級別也相應為控制或推斷級別。如果對其進行大厚度工程處理，是因為對該處礦體的形態和連續性還有懷疑，其資源量還有較大的不可靠性，不足以估算探明資源量，因此應當是對相應塊段確定為低級別資源量而非進行大厚度工程處理。若確實在已經達到規范要求的最小勘查間距，仍不能完全控制礦體形態，出現溶斗狀礦體(見圖1)時，則應當在礦體地質特征中詳述說明，在資源量估算中進行特殊處理，但由于其不確定性，難以估算探明資源量，最高資源量級別只宜到控制級別。

4 結 論

1)如何判定是否為大厚度工程，現有的“3倍法”不一定適用于全部礦種，因此不宜強制要求普遍使用，而應當尊重地質特征事實，給予資源量估算師一定的自由裁量權。

2)在進行大厚度工程統計時，首先應排除數據誤差，其次考慮控制礦體厚度工程的代表性，結合地質情況、賦礦規律，采用西舍爾估值檢驗法來檢驗礦體是否存在大厚度工程。

3)關于大厚度工程如何處理及圖表上的表示，建議采用大厚度工程單獨圈定礦塊，且外推工程間距的1/4作為大厚度工程的資源量估算邊界，此時，相應塊段的資源量類別宜確定為推斷或控制，不能是探明。此種表示方法，能真實地反映大厚度工程位置，一目了然，便于讀圖和指導生產。

4)建議在今后勘探和采礦過程中，就厚大工程涉及的塊段，多做探采對比，積累基礎數據，以不斷完善和改進大厚度工程的判別及處理方式，指導勘查階段的資源量估算，使之最大程度貼近開采實際情況。