動態搜索估值在某銅鈷礦床中的應用

〔摘 要〕以國外某銅鈷礦床為例，應用動態搜索估值方法對其褶皺發育的礦體進行估值，并與定向估值法進行比較。結果顯示固定搜索橢球體產狀唯一，僅適用于產狀單一穩定的礦體估值;對于產狀復雜，尤其是褶皺發育及受地層控制的礦體，采用動態搜索估值法得到的品位分布及礦體形態更加符合地質規律。通過預先建立復雜礦體的近似產狀面，利用產狀面的每個三角面產狀屬性對橢球體搜索方向進行動態控制，動態搜索估值可達到模擬復雜礦體形態的目的。

〔關鍵詞〕搜索橢球體;動態搜索估值;銅鈷礦床;定向估值;品位分布

中圖分類號：P628? ? 文獻標志碼：B? 文章編號：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

基金項目：江西省重點研發計劃項目（項目編號：20212BBG71009）

作者簡介：熊濤（1985—），男，高級工程師，主要從事礦產地質設計及咨詢工作。

通常搜索橢球體根據礦體的產狀進行定義，對于產狀單一穩定的礦體可用單個橢球體近似代替礦體產狀進行搜索估值。對于受地層、構造影響，形態復雜的礦體，采用定向橢球體估值不僅不能反映品位的真實分布狀態，甚至會得出相反或錯誤的估值結果[1]。為了克服定向估值帶來的弊端，探求良好的的估值結果，本文采用動態搜索估值方法對國外某銅鈷礦床典型的向斜形態礦體進行估值，并與定向搜索估值進行對比分析，以期探討更加適合產狀復雜，尤其是針對褶皺發育及受地層控制的礦體的搜索估值方法。

1 礦區地質概況

礦區位于贊比亞—加丹加弧形銅鈷成礦帶的中西部。區內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、白云質粉砂巖和黑色頁巖，從上至下細分為CMN組、SDS組、SDB組、RSC組、RSF組和DIpeta組，其中RSC組為礦區主要含礦層位，見圖1。

CMN組—白云巖、白云質頁巖;SDS組—白云質頁巖;

SDB組—含碳質白云巖、白云質頁巖;RSC組—硅化白云巖;

RSF組—細粒層狀硅化白云質頁巖;DIpeta組—砂質頁巖

圖1? 礦區2#線地質剖面示意

礦區構造發育，以褶皺構造為主。區內礦體嚴格受地層層位及巖性控制，礦體呈層狀產出，礦體產狀與地層形態基本一致。礦區距巖漿巖體較遠，僅有少量巖漿活動，區內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?? 礦床地質特征分析

該礦床屬受構造、變質、熱液及變質熱液作用疊加改造，并受風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，礦體沿走向延長約650 m，沿傾向延深50～230 m;礦體厚度穩定，厚度一般在5～23 m范圍內，平均厚度約13 m。礦體賦存標高1 470～1 150 m。工程控制范圍內，礦體中間主體部分控制網度基本達50 m（走向）×50 m（傾向），兩端礦體控制網度達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%，礦體礦化連續且品位較高，為礦床最大的優勢資源。

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，個別礦樣U含量超標。

礦石結構主要為他形粒狀結構、自形—半自形粒狀結構、交代溶蝕結構、包含結構等。礦石構造主要有浸染狀、紋層狀、星點狀、角礫狀、條帶狀、細脈狀、網脈狀構造。

3?? 動態搜索估值實現過程

3.1? 概述

動態搜索估值采用動態的搜索橢球體對產狀復雜的礦體進行動態估值，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行搜索估值帶來的弊端，使估值結果更加合理準確。其基本原理是根據礦體不同空間位置的產狀信息，使估值橢球體3個軸自動旋轉至與礦體的局部產狀—走向、傾向、厚度方向保持一致，以達到動態地刻畫出礦體形態的目的。具體來說，首先建立復雜礦體的近似產狀面，生成產狀面趨勢概述文件，讀取產狀面的每個三角面產狀信息保存在該概述文件中。然后以該產狀面概述文件為基礎數據對塊體模型進行局部產狀賦值，將其復雜的產狀信息寫入到塊模型產狀屬性中。最后在模型估值時，搜索橢球體參數直接調用塊屬性中的產狀信息[2]。

3.2? 實施過程

本文采用法國達索公司的GEOVIA Surpac 6.9礦業軟件建立起了礦床地質數據庫及礦體實體模型，見圖2。礦體邊界按當量銅邊際品位1.0%進行圈定，礦體模型采用剖面法連接，礦體外推原則按《礦產地質勘查規范：銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬》（DZ/T

0214—2020）進行。

從圖2可以看出，礦體呈顯著的向斜形態產出。

對建立的實體模型利用探礦工程的見礦中心點構建礦體的近似產狀中心面（由一系列三角面組成），見圖3。該產狀面近似代表了礦體的產狀，其中的每個三角面中心點產狀表征了礦體不同空間位置的產狀特征，該產狀面是進行動態搜索估值的基礎。

產狀面建立后，利用Surpac軟件中“DTM文件功能”下的“從DTM三角形創建趨勢概述”功能，將上述產狀面每個三角面中心點產狀信息（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數據，通過“從多邊形賦值”功能，將線文件中的產狀屬性賦值到事先建立的塊體模型中。需要注意的是，塊體模型估值時直接調用的是橢球體方位信息，因此線文件產狀賦值前需將傾向換算為走向。

4?? 動態估值與定向估值的對比分析

為了揭示和說明動態搜索估值在工程實例中所體現出的科學性與合理性，對其與定向估值進行對比分析。本次主要從估值效果和估值結果兩方面進行對比分析。

4.1? 估值效果對比分析

對動態搜索估值后的塊體模型中的產狀信息進行統計分析，見圖4。

從圖4中可以看出，產狀信息的分布基本反映出該向斜礦體的形態變化。如傾角（軟件中傾角向上為正，向下為負）均為負值，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°兩個區間，反映出礦體兩翼的傾向分布特征。需要說明的是，礦業軟件不同于礦業界的一般概念認知，由于認可傾角向上，對同一產狀，與此對應的傾向與礦業界傾向相差180°。

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

從圖5、圖6可以看出，盡管定向估值采用了分區域估值，但其估值效果，即品位空間分布仍較動態搜索估值的效果要差。動態搜索估值后的品位分布始終與礦體形態保持一致，估值后的品位分布更加符合地質規律和人們的認識[4]。

4.2? 估值結果對比分析

對動態搜索估值和定向估值兩種方法資源量估算結果進行對比分析，同時對估算的平均品位與組合樣平均品位進行對比，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部，不同估值方法下總的礦石量是一致的。動態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。動態搜索估值能夠按礦體實際形態搜索估值信息，使參與估值的品位信息更加合理。因此，動態搜索估值在估值的精細化和估算結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律，這對于礦床的實際開采具有明確的指導作用[5]。

5?? 結論

通過以上對比分析，動態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行估值，估值后的品位空間分布與橢球體產狀一致，具有固定的方向，這對于產狀單一且變化穩定的礦體是可以接受的。但對于產狀多變，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，即使進行分區域估值也達不到預期效果。因此，動態搜索估值在產狀復雜的地質體估值中具有十分明顯的優越性和合理性，具有廣泛的應用價值。

參考文獻

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[5] 侯景儒，黃競先.地質統計學及其在礦產儲量計算中的應用[M].北京：地質出版社，1982.