SD法在几内亚3650号矿区铝土矿资源量估算中的应用

梁 贞, 刘正好

(河南省地质矿产勘查开发局 第二地质矿产调查院,河南 郑州 450001)

SD法在几内亚3650号矿区铝土矿资源量估算中的应用

梁 贞, 刘正好

(河南省地质矿产勘查开发局 第二地质矿产调查院,河南 郑州 450001)

运用SD法对几内亚3650号矿区部分矿段铝土矿资源量进行估算,并对其资源量的可靠性进行评价。SD法与地质块段法计算结果对比显示,矿体各主要参数的相对误差均在合理范围内,其差异产生的原因主要有单工程圏矿方式、矿体边界的确定方法、矿体品位厚度计算方式等。

SD法;地质块段法;SD可靠性评价

中电投3650号矿区位于西非几内亚共和国境内,分为南北两个矿段,其中南矿段位于Boke、Boffa两省交界处。2009—2011年,河南省地矿局第二地质矿产调查院在3650号矿区开展铝土矿勘探工作,探明了一处超大型风化残余型铝土矿矿床。为了矿山开发需要,采用SD储量计算法对本区的部分矿段进行了资源量验证,研究了矿体资源量可信度,并与传统地质块段法计算结果进行了对比,取得了良好的效果。

1 SD 法简介

SD法是以动态分维几何学为基础发展起来的一种新型的矿产资源储量计算和审定方法。与传统地质块段法、克里格法相比,SD法可以根据一定的勘查阶段和工程控制程度,动态地确定任意框块的资源量,并能对资源量的可靠程度及工程控制程度进行具体量化。SD法依托的软件平台为北京恩地公司开发的“SD矿产资源信息系统”,这套系统已通过国土资源部评审,成功应用于很多矿区的勘查及开发实践中。

2 矿体简要特征

本区铝土矿赋存于铝铁风化壳(铁帽、红土)中,矿层单一,层位稳定。矿体主要分布在低缓山丘的中上部或山顶大的平台内,其形态和产状随地形起伏而变化。所验证的Al-21号矿体是3650号矿区南矿段最大的矿体,受地形切割影响,Al-21号矿体平面形态较为复杂,其边界呈不规则的港湾状、锯齿状。控制矿体的单工程矿层厚度为2.00～15.00 m,矿体平均厚度为6.70 m,厚度变化系数49.64%。矿体的主要成分为块状铝土矿和赋存于铁红土中的土状铝土矿,Al2O3品位35.31%～47.08%,加权平均品位40.15%。本次验证的矿体范围位于Al-21号矿体东南部(图1),其工程控制程度全区最高。矿体平面形态规则,直接裸露地表,厚度较大且稳定,适宜采用SD法的C型数据组织方式验证其资源量。

3 数据组织与计算过程

3.1 数据组织

验证区位于Al-21号矿体东南部083-099勘探线之间,在300 m×300 m的工程网度基础上进一步加密,共利用55个控矿钻探工程的测量成果、编录成果、样品化验分析结果,SD软件依据计算点自动计算求取331和332资源量,并对该计算单元数据进行转换接收、检验、计算、审定、绘图。

计算单元是SD法资源量估算的基本单元,根据矿体(带)、矿石类型、工程类型分布并结合计算目的和需求来划分。根据矿区实际情况,结合SD法要求,现将此矿段计算单元命名为“S021”,并组织了基本情况表、勘探线参数表、工程数据表、测斜数据表、地形点数据表、工业指标表、单工程样品分析结果表共7种数据格式。

3.2 计算方案

SD计算方案包括“计算类型”、“数据类型”、“定位系统”、“形质方案”四大基本参数。本矿区采用原始样品数据参与矿体圈定及储量计算,计算类型为“标准型”。本区以钻孔控制为主,矿体产状近似于水平,施工钻孔均为直孔并揭穿矿体,适合用铅直厚度估算资源量,数据类型确定为C型数据。本区勘探采用钻探工程的孔口地理坐标和勘探线首尾端点的测量坐标,因此定位系统选用“地理坐标”确定断面线及计算点的位置,以提高资源量估算工作的精确程度。形质方案有框块法、任意分块法、台阶三种。根据本矿体具体特点和计算要求,将形质方案确定为“框块法”,不划分台阶,基点坐标SD软件自动设定。各框块大小和位置由系统根据工程间距及框块网态效应自动划分。

图1 3650号矿区南矿段东北部地质及矿体分布简图

Fig.1 Geology and orebodies distribution sketch map in northeast zone of south section of No.3650 bauxite deposit

1.第四系;2.铁帽;3.粒玄岩;4.奥陶系—志留系粉砂质泥岩;5.地质界线;6.矿体及其编号;7.SD法验证区;8.矿区边界。

综上所述,计算单元采用的计算方案为“标准型C型数据地理坐标框块”方案。

3.3 计算原理

SD法是根据各计算点在断面上的相对位置、平均品位和铅直厚度矿体进行搜索连接,利用SD样条函数拟合,并以预定步长插值后,用工业指标搜索确定矿域或非矿域,从而划定曲线状封闭的矿域边界。具体有:

(1) 见矿工程之间的矿体遵循地质规律,根据SD法搜索的边界圈定。

(2) 见矿工程与无矿工程之间的矿体,由SD法根据见矿厚度、品位和无矿工程中样品的含量按工业指标自动搜索边界圈定。

(3) 见矿工程以外的矿体,SD法根据控制点及外推点搜索边界圈定。

3.4 计算过程

原始数据采用SD软件的Excel二次转换接口导入上述7个基本数据表,由SD程序自动接收和转换。对提示出错的信息逐一修正完善,通过系统校验后,自动完成资源量计算、分类的过程。从SD系统 “查询统计分析”模块导出计算结果,进入“图件绘制”模块选择“mapgis图件绘制”,形成矿体水平投影图。

4 SD法与地质块段法计算结果对比

表1列出了SD法和地质块段法计算的主要参数对比情况。地质块段法共划分了23个块段,SD法选择软件自动划分框块,共划分了17条142块。从表中可知,两种方法计算的资源量和其他各项指标的相对误差均在10%以内,总资源量相对误差<5%。 除矿体资源量外,SD法得出的各主要参数均略大于地质块段法。

表1 资源量估算验证结果对比表

图2为经过修编后,SD法与传统地质块段法圈定的矿体水平投影对比简图,实曲线范围为SD法圈定的矿体水平投影,虚线范围为地质块段法圈定的矿体水平投影。

图2 SD法和地质块段法圈定的矿体水平投影对比图

Fig.2 Contrast of orebody horizontal projection of SD method and block method

经过分析,两种方法计算结果产生的差异主要来自于:

(1) 单工程矿体圈定方式的差异。在处理见矿厚度小于可采厚度和未达边界品位的工程时,地质块段法一律视为无矿工程,不参与储量计算,而SD法则综合考虑其样品的品位和厚度,从而决定其是否参与储量计算。

(2) 品位、厚度计算方式的差异。地质块段法是将复杂矿体描绘成简单的几何体,以简便的数学公式如加权法、算术平均法计算矿体的平均品位和平均厚度。SD法考虑了参与计算数据的空间结构性,其品位、厚度是按照工程所揭露的矿体变化规律,采用SD样条函数搜索积分求得。

(3) 在确定矿体边界时,地质块段法是根据见矿工程采取“直线连接”的方式,而SD法是利用SD样条函数拟合,并以预定步长插值后,用工业指标搜索出曲线状封闭的矿域边界,因此,两种方法确定的矿体水平投影面积有一定的差异。总体而言,SD法更符合矿体的实际情况。

5 资源量的可靠性评价

SD精度是SD系统根据矿体的形态、规模、复杂程度、工程数量等因素综合计算而得,它是矿体工程控制程度和资源量精确程度的体现,精度越高,说明工程控制程度越高,求取的资源量越可靠。

5.1 地质可靠程度参数的确定

地质可靠程度分为探明的、控制的、推断的、预测的四级。除明确确定的如探明的、控制的、推断的、预测的区间外,还有待定区间。对于精度落入待定区间者,按待定区间归属原则归入相应的地质可靠程度等级,简单者归属高精度类,复杂者归属低精度类(图3)。对于处于待定区间的地质可靠程度,需通过待定区间归属专家系统进一步定量确定。具体归属参数包括:矿体形态、勘查工程间距、构造、水工环、类比条件、矿体变量复杂程度。根据本矿区实际情况,以上各参数均为“简单型”。

图3 地质可靠程度分级图

Fig.3 Geological reliability levels

1.基础曲线;2.调节曲线;3.确定的地质可靠程度区间;4.待定的地质可靠程度区间。

5.2 验证区地质可靠程度的确定

经SD地质可靠程度待定区间归属专家系统确定后,凡SD精度≥80%,说明现有工程对矿体的控制程度达探明的级别,SD精度位于65%～80%之间,说明现有工程对矿体的控制程度已超过控制的级别,但仍需增加一定工程数量(系统可以量化),方可达到探明的级别,其余以此类推。

根据SD法的计算结果,在验证区300 m×300 m系统勘查工程加密之后控制矿体范围的SD精度为81.32%,说明现有工程满足本验证区对Ⅰ勘查类型矿体的控制程度,达到了探明的级别。

6 结论

通过SD法在几内亚3650号矿区的应用,快速计算核实了南矿段21号矿体东南部加密地段的铝土矿资源量,与传统地质块段法计算结果相比,相对误差均处于合理范围内。由SD精度计算结果,判定矿体资源量的可靠性达到了探明资源量级别。

[1] 卢耀东,张成学,马长水,等.中电投几内亚共和国3650号矿区铝土矿勘探报告[R].郑州:河南省地矿局第二地质矿产调查院,2011.

[2] 王增涛,孙延光.SD法在寨上金矿北矿段的初步应用[J].矿产勘查,2012,3(2):247-253.

(责任编辑：陈姣霞)

Application of SD Method in No.3650 Bauxite in Guinea

LIANG Zhen, LIU Zhenghao

(No.2Geo-explorationSurvey,HenanBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment,Zhengzhou,Henan450001)

In this paper,the authors estimate part of reserves of orebody in No.3650 bauxite in Guinea by SD method,and evaluate the reliability of SD resource.According to the calculation results of SD method and geological block method,the relative errors of major parameters of orebody vary in a reasonable scope.The differences mainly reason from three aspects of a single engineering confirming orebody,ore boundary determination and the grade and thickness calculation of orebody.

SD method; geological block method; reliability of SD method

2016-04-20;改回日期:2016-06-15

梁贞(1982-),女,工程师,地球探测与信息技术专业,从事地质勘查工作。E-mail:471942159@qq.com

P618.45; P624.7

A

1671-1211(2017)01-0098-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.01.018

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161208.1424.022.html 数字出版日期:2016-12-08 14:24