某鐵礦儲量估算傳統(tǒng)算法與Micromine軟件算法對比

許衛(wèi)江

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110032）

1 礦區(qū)概況

1.1 大地構(gòu)造位置

1.2 礦體地質(zhì)

礦床屬于隱伏盲礦床，蓋層厚度1085m～1594m，礦體頂部埋深1085m～1594.59m（標高-846～-1414.29m）。礦床賦存于太古宇鞍山群櫻桃園巖組中，呈單斜厚板狀。礦石自然類型為赤鐵礦石、復(fù)合礦石、磁鐵礦石，工業(yè)類型屬需選的貧鐵礦石[1]。礦床成因類型為“鞍山式”變質(zhì)火山-沉積鐵礦。

本鐵礦床為隱伏的單一礦體，自第8勘探線至第23勘探線（8線、4線、0線、3線、7線、11線、15線、23線），控制礦體延長3200m；礦體總體走向北西315°～325°，礦體邊界上部傾向南西，下部轉(zhuǎn)向北東傾，但傾角較陡，礦體下部邊界傾向北東（侵入體侵入邊界）。礦體厚度巨大，平均水平厚度725.28m；控制礦體最低標高-2077m。垂向上，在-1400m～-1500m標高，礦體平均水平厚度最大，在801.3m～792.5m。

2 礦體圈定原則

根據(jù)工業(yè)指標、化學(xué)分析結(jié)果、礦體產(chǎn)出特征、勘查類型、工程控制程度等因素綜合考慮，礦體圈定原則如下。

2.1 單工程礦體圈定

采用雙指標圈定礦體，主要考慮TFe、mFe，按礦石類型劃分原則ω（mFe）/ω（TFe）≤15%為赤鐵礦石，ω（mFe）/ω）TFe）≥85%為磁鐵礦石、85%＞ω（mFe）/ω（TFe）＞15%為復(fù)合礦石分別圈定礦體，用Micromine軟件在屏幕上進行交互式圈定。

（1）首先依據(jù)樣品分析結(jié)果，按不同礦石類型分別圈定赤鐵礦體、磁鐵礦體、及復(fù)合礦體。

（2）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作為夾石，并在軟件中形成夾石實體模型。

2.2 礦體的圈定及資源量估算邊界的確定

根據(jù)礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、自然類型及其變化特點和工程控制情況等因素，全面綜合分析的基礎(chǔ)上圈連礦體及確定資源量估算邊界。

近日，中國知網(wǎng)發(fā)布了中國學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(自然科學(xué)與工程技術(shù)·2018版)，據(jù)悉，《中國鉬業(yè)》期刊的重要學(xué)術(shù)指標較2017年均有明顯提升。其中，期刊影響力指數(shù)學(xué)科排序位居全國81種期刊的第26位(2017年為第30位)，排序提升4位；影響因子為0.358(2017年為0.335)，增幅為6.87%；基金論文比為0.18(2017年為0.14)，增幅為28%。

剖面上礦體的圈定。在單工程圈定的基礎(chǔ)上，以礦體空間分布規(guī)律為主導(dǎo)，重點考慮礦體的產(chǎn)出位置及三維空間上的對應(yīng)關(guān)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(shù)據(jù)類型）。礦體連接時，工程之間的礦體推測厚度不大于工程控制的實際厚度。礦體及夾石的連接，為直線連接。礦體見礦工程之間被脈巖切割，則礦體按地質(zhì)規(guī)律進行圈連。

3 儲量估算方法

本次儲量計算兩種方法為：Micromine三維礦產(chǎn)資源評價軟件采用距離反比加權(quán)法（IDW）和傳統(tǒng)垂直平行斷面法。

3.1 距離反比法

3.1.1 方法和原理

距離反比加權(quán)插值法（Inverse Distance Weighting）[2]首先由氣象學(xué)家和地質(zhì)工作者提出的，后來由于D.Shepard的工作被稱為謝別德法（Shepard）方法。它的基本原理是設(shè)平面上分布一系列的離散點，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(wǎng)點，根據(jù)周圍離散點的屬性值，通過距離反比加權(quán)插值求P點屬性值。周圍點與P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(quán)函數(shù)Wi（x，y），方次參數(shù)控制著權(quán)系數(shù)如何隨著離開一個格網(wǎng)結(jié)點距離的增加而下降。當計算一個格網(wǎng)結(jié)點時，配給的權(quán)重是一個分數(shù)，所有權(quán)重的總和等于1.0。當一個觀測點與一個格網(wǎng)結(jié)點重合時，該觀測點被給予一個實際為1.0的權(quán)重，所有其它觀測點被給予一個幾乎為0的權(quán)重。權(quán)函數(shù)主要與距離有關(guān)，有時也與方向有關(guān)，若在P點周圍四個方向上均勻取點，那么可不考慮方向因素

3.1.2 Micromine模型建立

礦體的實體模型是建立在三維實體中，模型中實體的殼實際上是由多個面集合形成的實體輪廓，給礦體實體模型下一個定義，它其實是一個空心體，是多個三角面的集合體。進行建模過程主要分為以下幾個步驟：首先整理隱伏單一礦體的鉆孔數(shù)據(jù)，將這些分散數(shù)據(jù)進行收集形成一個數(shù)據(jù)庫[3]；其次，赤鐵礦體的圈定遵循能源儲存的指標和能源劃分的基本原則，根據(jù)隱伏礦體的地質(zhì)變化情況、礦物種類劃分情況、產(chǎn)出的形態(tài)、礦集區(qū)所處的位置等，將可能產(chǎn)出礦產(chǎn)資源的部位用線進行連接；再次，先渲染出一個線框?qū)嶓w模型，將礦層圈定線框在三維界面中將其與之相鄰的部分進行連接，最終完成模型的建立。

3.1.3 實體模型

本礦區(qū)根據(jù)礦石類型建立三種礦體實體模型，分別為：赤鐵礦體實體模型，復(fù)合礦體實體模型和磁鐵礦體實體模型。

夾石模型的圈定與礦體建模原則一樣，根據(jù)在剖面上圈定的夾石輪廓線生成礦體和夾石的實體模型，見圖1，然后在進行儲量計算時，利用軟件的布爾運算功能,從礦體中把夾石剔除。

圖1 礦體和夾石實體模型

3.1.4 礦塊模型

本礦區(qū)勘探線間距為400m，礦體形態(tài)簡單，產(chǎn)狀陡，根據(jù)Micromine軟件礦塊劃分經(jīng)驗值為勘探線間距1/5～1/10間，本次取值勘探線間距1/8劃分礦塊，礦塊尺寸確定為50m×50m×50m（東×北×高），如圖2所示。此次劃分礦塊為更好地與礦體邊界擬合，利用了次分塊，劃分次級分塊是為了礦塊在礦體實體模型邊界處，以確保塊體模型能夠真實的反映礦體幾何形態(tài)[4]。劃分子塊尺寸為25m×25m×25m。

3.1.5 品位插值

本礦床的勘查類型為Ⅰ類型，根據(jù)礦床的地質(zhì)特征和礦體的空間分布規(guī)律，控制的工程勘查間距為400m×400m。對礦體用距離反比加權(quán)法進行估值，所使用的搜索橢球體方位角和傾角參數(shù)主要根據(jù)礦體的實際產(chǎn)狀和控制程度進行設(shè)定.搜索橢球體參數(shù)為：搜索半徑500m，扇區(qū)數(shù)8個，每一個面最多點位數(shù)6個，最小點數(shù)3，方位角315傾伏角0°，傾角85°軸1比例系數(shù)1，軸2比例系數(shù)0.5，軸3比例系數(shù)0.5。

表1 資源/儲量估算結(jié)果表

3.2 垂直平行斷面法

垂直平行斷面之間出現(xiàn)了平行現(xiàn)象，礦區(qū)儲量基本單元主要以兩個斷面之間的塊段進行區(qū)分，從模型圖上可以看出礦山工業(yè)指標，圈定好礦體的邊界，使用mapgis軟件對礦體的面積進行測量，依照礦體邊界剖面形態(tài)和面積插值計算所得的結(jié)果，結(jié)合不同礦段品位參數(shù)，算出不同礦段的礦物質(zhì)量[5]。

3.3 兩種方法計算結(jié)果對比

根據(jù)兩種儲量計算方法得出的結(jié)果進行比較，詳見下表1。

4 結(jié)論

（1）通過計算結(jié)果得出赤鐵礦相對偏差10.34%，復(fù)合礦相對偏差5.78%，磁鐵礦相對偏差20.13%；距離反比法相比垂直平行斷面法，赤鐵礦石量和混合礦石相對增加，磁鐵礦石量相對減少。

（2）造成礦石類型之間資源量存在差異的主要原因是：傳統(tǒng)算法利用各剖面和剖面上的工程將礦體分成塊段，塊段內(nèi)的所有樣品進行加權(quán)平均得出塊段品位和塊段礦石類型；距離反比法將礦體分成50m×50m小塊，每小塊利用搜索橢球體進行品位插值得出每小塊的品位和礦石類型。礦體分塊方法不同造成二者存在差異。

（3）采用距離反比法求得的資源量比采用平行斷面法估算法求得的資源量多23490.75kt，相對偏差0.45%，雖然兩種方法計算結(jié)果各礦石類型之間存在差異，但兩種方法塊體的總體積很接近，所以總資源量很接近。

（4）利用Mriromine軟件的距離反比方法比傳統(tǒng)平行斷面法分塊更合理，更接近自然情況。