陸 海，孫喜新

（遼寧省冶金地質勘查局四〇二隊，遼寧 鞍山 114000）

0 引言

隨著計算機技術、地質三維建模技術和空間信息技術的發(fā)展，隱伏礦三維可視化經過多年的發(fā)展已日趨成熟，逐漸成為地學領域的熱點，應用 Micromine，MineSight，Surpac，Map Engine和 Map GIS等軟件建立的空間數據庫系統(tǒng)在礦業(yè)上得到的推廣和應用［1］。

Micromine強大的數據庫系統(tǒng)，可以將礦山各種相關信息快速、全面、精確采集、存儲、處理、分析和表達，快速將數字信息轉化為可視的圖形圖像信息，構成信息圖譜，給出工作區(qū)內任意空間位置的資源信息，這不但為地質人員應用高新技術降低了門坎，而且極大地提高了研究精度和效率，豐富了成果的表現形式和服務形式［2］。Micromine軟件針對復雜地質體及礦體的圈定有著不可比擬的優(yōu)勢。

本文將以黑龍江爭光金礦為例，在簡述三維礦產資源評價軟件Micromine 12.5版工作原理及流程基礎上，采用距離反比加權法對該礦床進行了資源量估算，并對估算結果用地質斷塊法估算及三角網多邊形估算法進行驗證。

1 地質概況

1.1 礦區(qū)地質概況

爭光金礦區(qū)位于黑龍江省黑河市西部多寶山銅礦東南約8km處。地處大興安嶺地槽褶皺系罕達氣優(yōu)地槽褶皺帶罕達氣褶斷束的中西部，三礦溝—多寶山—銅山—爭光NW向銅金多金屬成礦帶南東部位［3］。

區(qū)內出露地層以古生界奧陶系、志留系、泥盆系為主，此外零星出露石炭系和下白堊統(tǒng)。銅、鉬、鉛、鋅、金礦化大多賦存于中奧陶統(tǒng)多寶山組層位中。

區(qū)內侵入巖有奧陶紀花崗閃長巖、石炭紀輝長巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖，二疊紀斜長花崗巖、更長花崗巖，侏羅紀花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖、閃長玢巖、斜長花崗斑巖。其中，多寶山、銅山銅礦床與奧陶紀花崗閃長巖、花崗閃長斑巖關系密切；爭光巖金礦床則與侏羅紀閃長巖、閃長玢巖關系極為密切。

圖1 黑龍江爭光金礦區(qū)域地質簡圖Fig.1 Sketch of regional geology of Zhengguang gold deposit

區(qū)內構造以加里東期形成的NW向和NE向構造組成了區(qū)內的基本構造格架，后期發(fā)生的繼承性活動，形成由NNE－NE向、NWW－NW向、少量EW向和SN向構造所組成的構造格局。多寶山花崗巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖巖體，躍進和雞冠山花崗閃長巖、石英閃長巖巖體，爭光閃長巖巖體則多沿NW向和NE向斷裂交匯處侵入（圖1）。

1.2 礦床地質特征

爭光金礦礦床分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個礦帶，其中Ⅱ號礦帶共圈出金礦體138條，Ⅰ號礦帶共圈出金礦體77條，Ⅲ、Ⅳ 兩個礦帶未做詳細的勘查工作。控制礦帶分布的構造裂隙系統(tǒng)，主要是侵入接觸構造系統(tǒng)和垂直于NW向復背斜軸部的NE向橫張裂隙系統(tǒng)以及它們的交叉復合部位。分布在內接觸帶的主礦體和與其平行的小礦體群，嚴格受接觸帶和不規(guī)則地層懸垂體（實際也是接觸帶）及其所產生的裂隙系統(tǒng)控制。礦體傾向為NWW向、NW向和SW向；NWW向傾斜者傾角小于35°，向其他方向傾斜者傾角在50°左右變化。分布在外接觸帶地層中的呈NE向分布的小礦體群，礦體沿走向長度較短，規(guī)模較小，明顯受倒轉向斜核部倒轉翼的橫張裂隙系統(tǒng)控制。受橫張裂隙系統(tǒng)控制的礦體傾向為NW 向，傾角60°～85°。

礦體主要分布在中奧陶統(tǒng)多寶山組一段、二段和銅山組三段安山巖、安山質凝灰?guī)r構造破碎帶內。礦體圍巖熱液蝕變主要為青磐巖化和黃鐵絹英巖化，其中黃鐵絹英巖化為近礦圍巖蝕變，基本分布于礦體內和兩側中。青磐巖化往往遠離礦體，呈大面積分布。地表的黃鐵礦均氧化成褐鐵礦。

礦體形態(tài)多為脈狀和透鏡狀，有分支復合、尖滅再現、膨脹收縮特征，受張性裂隙單礦體長度介于28～652m之間，延深5～524m，真厚度0.13～25.71m，平均品位w（Au）＝3.2×10－6。

礦石主要分為氧化礦和原生礦，氧化礦石結構主要是原生礦石的殘留結構。主要是通過黃鐵礦的變化表現出來的，主要有殘余結構 、假象結構、環(huán)帶狀結構和土狀結構等，有時見包含結構。氧化礦石的構造主要是由褐鐵礦和一定數量黏土礦物所構成的土狀構造。在礦石碎塊表面或風化節(jié)理裂隙中充填有薄殼狀的褐鐵礦、鈣華，有時有孔雀石和銅藍等組成的脈狀構造、皮殼狀構造或薄膜狀構造。還有由硫化物淋失后所保留的孔洞構造，蜂窩狀構造和網格狀構造，偶而見塊狀構造。原生礦礦石結構主要為賦礦巖石黃鐵絹英巖、安山質凝灰?guī)r、安山巖所具有結構，主要有斑狀結構、凝灰結構、半自形粒狀結構，他形粒狀結構、溶蝕結構，壓碎結構。礦石構造以塊狀構造為主，可見浸染狀構造、細脈狀、條帶狀構造。

2 工業(yè)指標的確定

因Ⅰ號、Ⅳ號礦帶與Ⅱ號相鄰，成礦地質條件、礦體的地質特征基本相同，經過論證和推薦結果，考慮到資料、數據的一致性，工業(yè)技術指標參照2009年《黑龍江省黑河市爭光金礦勘探報告》［4］。

2.1 原生礦

邊界品位：w（Au）≥0.5×10－6。

塊段最低工業(yè)品位：w（Au）≥1.3×10－6。

礦區(qū)最低工業(yè)品位：w（Au）≥2.6×10－6。

最小可采厚度：1m。

夾石剔除厚度：2m。

當礦體厚度小于最小可采厚度時，可采用相應的“m·10－6值”計算。

2.2 氧化礦

邊界品位：w（Au）≥0.5×10－6。

塊段最低工業(yè)品位：w（Au）≥0.8×10－6。

最小可采厚度：1m。

夾石剔除厚度：2m。

當礦體厚度小于最小可采厚度時，可采用相應的“m·10－6值”計算。

3 資源儲量估算

本次采用澳大利亞Micromine公司的三維礦產資源評價KANTAN 3D軟件Micromine12.5版進行資源儲量估算。

3.1 方法和原理

基本原理是設平面上分布一系列離散點，己知其位置坐標（xi，yi）和屬性值zi（i＝ 1，2，…，n）；P（x，y）為任一格網點，根據周圍離散點的屬性值，通過距離反比加權插值求P（x，y）點屬性值P（z）。

距離反比加權插值法綜合了泰森多邊形鄰近點法和多元回歸法的長處，它假設P（x，y）點的屬性值是在局部鄰域內中所有數據點的距離反比加權平均值，可以進行確切的或者圓滑的方式插值。周圍點與P（x，y）點因分布位置的差異，對P（z）影響不同，我們把這種影響稱為權函數Wi（x，y），方次參數控制著權系數如何隨著離開一個格網結點距離的增加而下降。對于一個較大的方次，較近的數據點被給定一個較高的權重份額；對于一個較小的方次，權重比較均勻地分配給各數據點。計算一個格網結點時，給予一個特定數據點的權值，與指定方次的結點到觀測點的距離倒數成比例。當計算一個格網結點時，配給的權重是一個分數，所有權重的總和等于1.0。當一個觀測點與一個格網結點重合時，該觀測點被給予一個實際為1.0的權重，所有其他觀測點被給予一個幾乎為0.0的權重。換言之，該結點被賦給與觀測點一致的值，這就是一個準確插值。權函數主要與距離有關，有時也與方向有關，若在P點周圍四個方向均勻取點，那么可不考慮方向因素，這時的P（z）為：

3.2 軟件工作原理及流程

應用Micromine進行進行礦體的圈定和資源量估算，需要至少三種基本數據：工程定位文件、工程測斜文件、樣品分析文件。

工作流程見圖2所述。

3.3 資源／儲量估算參數的確定及實體模型建立

3.3.1 資源／儲量估算參數的確定

（1）單個工程礦體厚度。根據樣品長度、鉆孔方位、礦體產狀，用鉆孔穿過礦體處的真厚度計算公式：L＝l×（sinα·sinβ·cosγ±cosα·cosβ）來計算單樣品的真厚度，單個樣品真厚度之和為單工程礦體真厚度個礦體厚度變化系數的厚度值，亦采用此公式計算得到。其中，L為真厚度；l為樣長；α為工程戳穿礦體時的天頂角；β為礦體傾角；γ為鉆孔方位角與礦體傾向之差。“±”的取舍，當鉆孔傾斜方向與礦體傾向相反時式中取“＋”，反之取“－”。

（2）平均品位。本次采用適于計算機估算的距離反比加權法，該方法將礦體劃分為若干個立方體塊，根據各立方體塊的估值結果，對各小立方體塊進行統(tǒng)計分析，以各小立方體的體積加權求得礦體的平均品位。

圖2 資源儲量估算工作流程Fig.2 Flow sheet of the mineral resources volume estimation

圖3 品位累積頻率圖Fig.3 Diagram of frequency of grade accumulation

（3）特高品位的確定與處理。根據《巖金礦地質勘查規(guī)范》（DZ／T0205－2002）［5－6］，將單樣品位值高于礦床（體）平均品位6至8倍的樣品確定為特高品位樣。但本次儲量估算未采用上述方法，而是采用風暴品位值替代特高品位。從圖3中品位統(tǒng)計的累積頻率可以看出，品位出現最平穩(wěn)的拐點為32.00×10－6，因此本次儲量估算采用32.00×10－6作為風暴品位的下限，來確定特高品位。由于礦區(qū)所有樣品樣長為1.0～1.5m的占90%以上，因此等長分割加權組合樣長選擇為1.0m，以便盡量使用樣品的原始信息。

（4）礦石體重。參考礦床平均品位，剔除小于邊界品位的體重數據，采用算數平均法計算小體重，原生礦平均小體重3.00t／m3，氧化礦小體重為2.52 t／m3。

（5）礦體的圈定。根據工業(yè)指標、化學分析結果、礦體產出特征、勘查類型、工程控制程度等因素綜合考慮，本次采用單指標圈定礦體，以Au元素圈定礦體，凡是樣品w（Au）等于或大于邊界品位者（符合工業(yè)指標要求的）均視為礦體，應用 Micromine軟件在屏幕上進行交互式圈定。當單工程礦體內部有大于與小于邊界品位的樣品相間分布，但其厚度小于夾石剔除厚度時也作為礦體一并圈入。夾石剔除厚度按工業(yè)指標的規(guī)定執(zhí)行即礦體中連續(xù)厚度≥2.0m，金品位w（Au）＜0.5×10－6部分作夾石，并在軟件中形成夾石實體模型。另外，尚有一部分為軟件估算的夾石（即各礦塊金的估值品位小于礦體邊界品位的礦塊）的集合。在單工程圈定的基礎上，主要以礦體空間分布規(guī)律、控礦條件為主導因素，重點考慮礦體的產出位置及三度空間上的對應關系進行圈定。在軟件中礦體圈定形成的邊界為輪廓線（軟件中一種線的數據類型）。圖4為爭光金礦Ⅰ號礦帶在三維視圖中圈連礦體地質域。

（6）資源／資源量估算邊界的確定。本次在機內圈定的礦體邊界與資源量估算邊界為同一邊界。見礦工程邊緣有未見礦工程控制，尖推兩工程間距的二分之一為礦體邊界。見礦工程邊緣無工程控制，走向外推相鄰勘探線距的一半，Ⅰ號礦帶最多40m為礦體邊界，即平行勘探線方向外推40m為礦體邊界；Ⅳ號礦帶最多50m為礦體邊界，即平行勘探線方向外推50m為礦體邊界；外推均采用尖推。以“m·10－6值”圈礦的，原則上不允許外推。

3.3.2 建立實體模型

（1）地面模型。在軟件中建立礦區(qū)DTM地面模型，主要用于剖面地形測繪，確定剝采地面邊界。

（2）礦塊模型。把礦體分布的空間范圍劃分為小的矩形塊以進行品位插值，根據勘探線距、開采段高及礦體形態(tài)的復雜程度確定塊尺寸的大小，以勘探線距、開采段高為塊大小的整數倍。Ⅰ號礦帶勘探線距20～40m，段高為10m，礦體的形態(tài)較復雜，產狀中等，根據工業(yè)指標礦體可采厚度較薄，因此選擇塊尺寸為4m×4m×5m（北×東×高程），（塊邊緣）劃分子塊尺寸為1m×1m×1m，以保證實體模型邊界的精確度。品位插值的搜索空間分為8個扇區(qū)，并限定每個扇區(qū)最多6個點，總點數至少1個點，防止某一方向過多的樣品對一個點估值產生過多影響。

（3）品位插值。在礦體的塊模型中對中心位用距離平方反比法進行插值，金元素用處理特高品位后的品位進行插值。

（4）搜索橢球的定義。礦床的勘查類型是Ⅱ類型，控制的工程勘查間距確定為40m×50m。根據礦體的總體走向、傾向、傾角確定搜索橢球的半徑、方位角、傾角、傾伏角和長度因子，將礦床的控制最小工程勘間距40m確定為搜索橢球半徑上限值；332資源量搜索橢球的長軸因子（工程間距）定義為最小間距的1.25倍，即為50m；333資源量搜索橢球的長軸因子（工程間距）定義為332資源量的2倍，即為100m；估算中根據具體情況，最大為200 m。由于礦體形態(tài)較復雜，對不滿足基本搜索橢球條件的塊，通過改變搜索橢球為基本搜索半徑4倍的方法使所有的塊都能估算出金的品位值。

（5）距離平方反比插值。對礦體塊模型用距離平方反比法按基本搜索橢球參數對金元素品位進行估值，如礦塊的金品位值為空時，依次改變搜索半徑為50m，100m，200m進行搜索，直至所有塊的金品位都估算出結果。在估值時對每一個塊都記錄估值次數、參與估值的工程數、樣品數和樣品品位的標準離差進行計算。

圖5為爭光金礦全部礦體的實體模型。Ⅰ號礦帶共圈定礦體77條，以Ⅰ－2－2礦體的規(guī)模較大。

3.4 資源儲量估算結果

3.4.1 資源儲量分類

圖5 爭光金礦全部礦體的實體模型Fig.5 Real model of each ore body in zhenggunang gold deposit

本次儲量估算是依據塊模型品位估值時的估算次數和參與估值的工程數對塊模型的地質可靠程度進行分類的，其資源類別分類與我國目前的分類有差異。

3.4.2 資源／資源量估算結果

根據勘探類型，以及礦體控制工程的疏密，將礦體儲量劃分不同的資源儲量類別（如332，333，低品位等），分別進行資源儲量估算，并對塊模型中金的噸位、品位和金屬量進行了統(tǒng)計。

爭光金礦區(qū)Ⅰ號礦帶共發(fā)現146條礦體，位于礦區(qū)內的礦體有77條，估算（332）＋（333）＋低品位類金金屬量9 646.62kg，平均品位為w（Au）＝2.02×10－6。氧化礦金金屬量865.30kg，平均品位為w（Au）＝2.41×10－6；原生礦金金屬量8 781.32 kg，平均品位為 w（Au）＝1.99×10－6。（332）＋（333）金金屬量7 917.45kg，平均品位為w（Au）＝2.82×10－6；控制的內蘊經濟資源量（332）金金屬量1 307.80kg，平均品位為w（Au）＝2.59×10－6；推斷的內蘊經濟資源量（333）金金屬量6 609.65kg，平均品位為w（Au）＝2.87×10－6。伴生組分銀金屬量41 171.70kg，平均品位為 w（Ag）＝8.89×10－6；鋅金屬量2 759.36t，平均品位為 w（Zn）＝0.75%。低品位金金屬量1 729.17kg，平均品位為w（Au）＝0.88×10－6。

3.5 資源量可靠性驗證

為了驗證本次資源量計算的可靠性，選擇了具有代表性的礦體采用地質斷塊法估算及Micromine軟件中三角網多邊形估算法進行驗算，其結果見表1。

從表1可以看出，礦體的塊模型的礦石量和礦體的空間實體的礦石量最大偏差11.18%，插值得到的品位基本低于用原始數據加權平均得到的品位，金屬量偏差最大9.60%，由此可見資源量估算結果是準確可靠的。

表1 塊模型估算結果與地質斷塊法估算結果比較Table 1 Comparison of results estimated with ore block model and geological block methods

4 結語

通過地質斷塊法估算及Micromine軟件中三角網多邊形估算法進行驗算，結果表明用三維礦產資源評價軟件Micromine中距離反比加權法進行資源量估算，方法合理，相對誤差較小，其結果真實可靠。

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