数字地质调查系统在切列克其铁矿资源量估算中的应用

艾尔肯·吐尔孙，胡希加玛尔·卡生木

新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701 队, 新疆昌吉 831100

0 引言

数字地质调查系统Digital Geological Survey System（DGSS）是中国地质调查局发展研究中心研发的是贯穿整个地质矿产资源调查过程的GIS 软件，由数字地质填图系统、探矿工程编录系统、数字地质调查信息平台和资源量估算与矿体三维建模信息系统等四个子系统组成[1]实现了从数据采集与管理、矿床地质建模、品位估计和资源量估算、三维矿体建模和成果图表输出的全过程数字化，为矿产勘查项目全过程数字化提供了有效的工具和平台。

切列克其铁矿区由2 个采矿权组成，2 个采矿权采矿标高不一致，中间还存在隔离带；矿区共有6 个脉群58 条矿脉组成，有些矿体横跨2 个采矿权，还有部分矿体甚至延伸出采矿权范围之外；矿区经历多年的地质勘查工作，数据量庞大，本次参加资源量估算的工作量和原始资料有1:2 千地测量8Km2，槽探4965.35m³，钻探20774.65m（126 个孔），各类样品3500 件，勘探线47 条共长14.44km。根据项目的要求，对各采矿权内外资源量、每个采矿权采矿标高以上与以下的资源量和隔离带内的资源量进行分别估算。本文正是从固体矿产资源量估算的实际操作出发，探讨利用DGSS 解决切列克其铁矿资源量估算中的难题。

1 概述

切列克其铁矿位于新疆阿克陶县城西偏南约110km，帕米尔高原北东侧，总体地势西高东低，地形陡峻，山体坡度在20°～40°之间，海拔高度4000m ～4800m，相对比高500m ～800m，属中深切割区。切列克其铁矿1959 年新疆冶金局702 队发现的，经过多年的勘查工作，基本查明是一个中型的变质海相沉积型菱铁矿矿床。

切列克其铁矿大地构造位置处于西昆仑中间地块及显生宙岩浆弧带上，具体位于沙里阔勒复背斜次一级之阿克贝利背斜的北翼,木吉-阿克赛钦Au、Cu（Fe）三级成矿区带内。矿区内出露地层为奥陶-志留系下亚组和第四系堆积物。奥陶-志留系下亚组（O-S）1 根据矿区岩性特征，由南部向北又划分为三个岩性段，各岩性段相互呈连续沉积接触。矿区构造较简单，区内地层呈单斜层，没有褶皱，断裂亦不发育，偶有层间滑动，滑动规模均很小，仅有数米左右，对矿层无明显破坏作用。矿区内侵入岩为求库台岩体，岩体从南、西两面环绕矿区，侵入岩约占矿区面积的1/3，具分异现象，但不够明显。

切列克其铁矿划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ号等6 个脉群，由58 条矿脉组成，矿体所处海拔高程4200m ～4750m，其中Ⅰ号脉群处于4500m ～4600m 的山坡，Ⅱ号脉群处于4700 余米的山脊上，Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ号脉群处于4200m ～4350m 的山坡上。Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ号脉群赋存于第二岩性段（O-S）12 的灰白色含石英含白云母大理岩中，Ⅱ号脉群赋存于第一岩性段（O-S）11的灰黑色黑云母石英片岩中，Ⅲ号脉群赋存于该段第三岩性段（O—S）13 片岩及大理岩中（图1）。

图1 切列克其铁矿地质略图

2 矿区数据准备与组织管理

对矿区所有的资料（地质图、地形图、所有勘探工程基本资料和测试数据等）的数据进行收集整理。将数字地质调查系统在野外采集获取的数据直接调入到资源量估算与矿体三维建模信息系统，历年的其他数据根据矿区特征按系统的要求的格式组织数据表后通过本系统提供的矿区数据批量导入导出工具导入到数据库（图2）。用于资源量估算的主要有勘探线基本信息、勘探线测量数据、钻孔基本信息、钻孔测斜数据、岩心样品基本信息、钻孔样品分析结果、槽探基本信息、槽探导线信息、刻槽样品基本信息、刻槽样分析结果、工程施工位置图等，施工位置图采用人机对话方式输入信息[1]。数据导入由数字地质调查信息平台来完成。数字地质调查信息平台子系统具备数据的导入、管理、检查、生成工程素描图和生成实际材料图等功能。

为避免手工录入错误等原因一些错误的信息记录到数据库中，两个子系统都提供了检查工具。数据检查工具可有效的检查数据库的正确性和完整性（图3）。

图2 数据批量导入导出

图3 数据检查

3 矿体圈定及资源储量估算

勘探线剖面生成、单工程矿体圈定与人机交互编辑、人机交互矿体连接、采样平面图、储量计算、矿体三维显示与分析、输出各种与储量计算有关的表格和图件等工作用资源量估算与矿体三维建模信息系统来完成。

3.1 资源量估算工业指标及参数设置

资源量估算根据《铁、锰、铬矿地质勘查规范》和《固体矿产推断的内藴经济资源量和经工程验证的预测资源量估算技术要求》进行。切列克其铁矿主要矿石矿物是菱铁矿，工业品位TFe ≥25%；边界品位TFe ≥20%；最小可采厚度≥1m；夹石剔除厚度≥2m；。根据项目要求我们只对TFe 的工业品位来圈矿体了，上下盘如有大于或等于边界品位的样品则带入总长度不大于夹石剔除厚度的1 个样品参加计算所以通过简单条件方式设定了指标。

根椐矿体特征和综合考虑切列克其铁矿各矿体以上特征要素，将Ⅱ号脉群Ⅱ-1 和Ⅱ-2 号矿脉定为第Ⅱ类勘查类型，将其详查勘查网度确定为200m×200m；其它脉群脉群勘查类型确定为第Ⅲ勘查类型，将其详查勘查网度确定为100m×100m。矿石体重随矿石类型和全铁含量的不同而有所变化，因此采取了44 个小体重样品，样品经物理测试之后进行了化学分析全铁，然后将所测试的体重值与品位值（TFe）结果通过回归方程统计后，生成了一个能反应品位和矿石体重的方程式。d=c×0.0148+2.8147，其中：d 为比重，单位“吨/立方米”；c 为品位值（TFe），单位“×10-2”。

3.2 圈定矿体

数字地质调查信息平台系统提供了基于条件表达式的方式，圈定矿体指标设定后系统自动生成剖面图，并对单工程进行自动圈定矿体，穿靴戴帽、计算单工程矿体厚度、单工程平均品位等系统自动完成。根据实际情况可以对单工程圈定结果进行修正和完善。勘探线剖面图上的样品、分析结果、单工程圈定结果、厚度和平均品位、责任揽、等等所有内容完全利用软件自动生成。每次修改后，系统自动更新数据库（图4）。

剖面矿体圈定是在单工程圈定矿体的基础上，人—机交互方式进行工程和工程之间的矿体连接（图5），外推部分利用系统提供的约束条件规则进行外推。根据实际情况可以对矿体和夹石进行修正和完善，并输入矿体编号。剖面矿体圈定后，系统自动计算矿体的面积和品位。

3.3 资源储量估算

切列克其铁矿各矿脉多呈缓倾斜的似层状或脉状，矿体倾角小于45°，且形态以中等为主，所以选择了资源量估算与矿体三维建模信息系统的地质块段法，水平投影法估算资源储量。

选择比较有代表性的Ⅱ-2 矿脉的储量估算过程，探讨利用数字地质调查系统解决切列克其铁矿资源量估算中的难题。因Ⅱ-2 矿脉规模较大分布在2 个采矿权的和隔离带，矿脉在东边的采矿权范围内存在采矿标高上下的问题（图6）。

对矿体进行水平投影，系统自动投影矿体见矿工程的位置，矿体垂厚、单工程平均品位。人机交互完成确定矿体边界、划分块段及输入编号等工作。然后利用系统提供的矿石体重计算换算与更新功能，输入计算式计算更新每个矿体体重和块段储量。最后由系统自动估算出资源量，并以表格的方式输出计算结果。

系统提供了统计某个范围内或者某个高程区间的资源储量功能，可以对投影图进行边界线约束，输出边界线范围内的估算结果。每个采矿权范围和隔离带范围可以做一个约束线统计

它范围资源储量。最后合计对比矿脉总资源储量（表1）。

表1 Ⅱ-2 号矿脉资源储量估算对比

估算结果对比表中可看出自动估算总量小于个约束范围内资源储量的合计，这个误差是人工合计过程中产生的计算误差。

4 矿体三维显示

资源储量估算与矿体三维建模信息系统中，圈定矿体后即可进入到三维视图中进行矿体的三维显示[2]。通过矿体三维显示，可以更加直观了解矿体形状、形态、产状及规模，也可直接了解各矿体之间关系，指导下一步勘查工作（图7）。

图7 Ⅱ-2 号矿脉三维示意图

5 结论

切列克其铁矿详查项目运用数字地质调查系统很短时间完成了庞大数据的导入、管理、检查工作，并利用系统完成了钻孔柱状图、勘探线剖面图、采样平面图、资源量估算水平投影图、矿体三维模型等图件和资源量估算有关的所有表格。系统提供的条件表达式的方式功能轻松解决了单工程平均品位与厚度、穿鞋带帽、块段平均品位与厚度等繁琐计算过程；系统提供的矿石体重计算换算与更新功能轻松解决了不同品位的块段用不同体重估算的繁琐计算过程；利用边界约束统计功能在切列克其铁矿资源量估算过程中解决了资源量估算同时受高程与范围的约束的复杂统计问题。这不仅大大降低了地质工作人员的劳动强度，而且方便了地质勘探资料的数字化管理；提高了估算结果的精确型，保证了成果精度。还有系统矿体三维显示功能对我们的演示和指导下一步工作有一定的帮助。

[1]李超岭，李枫丹，刘畅.数字地质调查技术理论研究与应用实践[M].北京：地质出版社，2012.

[2]李超岭，于庆文，李枫丹，刘畅.数字地质调查系统操作指南(中下册)[S].北京：地质出版社，2011.