三維模型在新疆梅嶺銅礦勘探中的應用

余飛燕，王京彬

(1.昆明理工大學，云南昆明 650093；2.有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012)

Micromine軟件在2003年已通過國土資源部權威認證，采用該軟件評估資源量具有評估機構認可的資質[1]。該軟件可應用于地質勘探、資源評估、儲量計算等各項工作。本文以新疆梅嶺銅多金屬礦區M1和M2號似層狀礦體為例，借助Micromine軟件建立礦體三維實體模型、品位模型和儲量估算，通過選取不同網度的鉆孔數據，分別建立礦體三維模型并估算不同條件下M1號和M2號礦體的礦石儲量和品位，通過對比研究，探討在梅嶺銅多金屬礦區的主礦體勘探地段，布設勘探網度的合理性。

1 梅嶺銅多金屬礦床地質概況

梅嶺銅多金屬礦位于新疆哈密市城區西南方向約130公里處，屬哈密市五堡鄉管轄。礦區主要出露奧陶系荒草坡群大柳溝組第二、第三巖性段，第二巖性段(O2Hd2)：以安山巖為主，少量安山玢巖、安山質英安巖及安山質火山碎屑巖，在礦區大面積分布；第三巖性段(O2Hd3)：以英安巖、英安斑巖為主，含角礫凝灰熔巖夾流紋巖發育，少量安山質英安巖和流紋巖。銅多金屬礦體主要分布在火山角礫巖、安山巖、英安巖以及凝灰巖、次火山巖等中—酸性火山巖系中。

銅礦體為受火山通道與斷裂構造復合控制，礦體具穿層性，均為盲礦體，礦體埋深22m～40m及其以下，按產狀的不同分為近水平似層狀礦體和陡傾斜脈狀礦體二類，銅礦石為細脈浸染狀和塊狀礦石。礦床為高硫型中低溫火山熱液型銅礦。

區域大地構造單元劃分見圖1(據姬金生等，2001；芮宗瑤等，2002)。

礦區的區域變質作用微弱，僅達沸石相或低綠片巖相變質程度。與火山熱液活動有關的熱液接觸交代變質作用比較明顯，它們往往與本區的成礦作用關系密切。地表的硅化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化與青磐巖化帶寬度達幾十至幾百米，是區內銅礦找礦標志之一。深部強烈的黃鐵礦化、硅化是近礦標志之一。

根據2010年新疆哈密梅嶺銅礦詳查報告，本礦區共圈出近水平礦體12個，陡傾斜礦體9個。主礦體有M1和M2號2個，占梅嶺礦床銅礦資源總量的59.7%[2]。本次研究選取M1和M2號近水平狀銅礦體為研究對象。

圖1 區域大地構造單元分布略圖(據姬金生等，2001；芮宗瑤等，2002)

2 M1和M2號銅礦體地質特征

M1號銅礦體：分布在梅嶺地段Fm1斷裂以北，礦體埋深22m～74m。賦礦圍巖為流紋斑巖、安山玢巖、英安巖。礦體賦存在次火山巖底界面附近近水平向層間破碎帶中，呈似餅狀。礦體長340m，寬322m，平均厚度4.86m，銅平均品位0.59ω%。礦體產狀：走向北東，傾向335°，傾角14°。銅品位在礦體西南部最低而其它部位高，厚度在礦體西北部最薄而其它部位較厚。

M2號銅礦體：分布在梅嶺礦段Fm1斷裂以南，礦體(頭—尾)埋深11.43m～4.85m，東端淺，中西部較深。礦體為賦存在“?！毙位鹕浇堑[巖筒平緩上端頂部近水平狀構造破碎帶內，空間形狀呈近似三角形的“餅狀”。賦礦圍巖為火山角礫巖、凝灰巖，少量次火山巖安山玢巖、流紋斑巖。礦體長205m，寬590m，平均厚度3.45m，銅礦體品位平均0.51ω%。礦體產狀：走向北東，傾向277°～285°，傾角8°～10°。礦體變化特點：銅品位沿走向南部高而北部低，沿傾向中部高而上下部低，厚度沿走向跳躍式變化，沿傾向上部厚(大于10m)下部薄(小于3m)而中部M00線最厚。

3 礦體三維模型的構建

3.1 地質數據庫的建立

收集礦區所有勘探工程數據，建立鉆孔地質數據庫。按Micromine數據表格式要求將鉆孔數據分成4個表，分別為Collar(孔口信息表)、Survey(測斜信息表)、Geology(巖性信息表)和Assay(樣品分析結果表)。

3.2 礦體圈定及生成實體模型

利用鉆孔數據庫可進行鉆孔數據檢查、鉆孔軌跡三維顯示及地質解釋圈定礦體。

(1)工業指標的確定

本礦床主要為隱伏礦體，銅礦體主體為硫化物原生銅礦石，根據《銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范》(DZ/T0214-2002)推薦的銅礦床一般工業指標(見表1)圈定銅礦體。

圖3 梅嶺礦體及斷層Fm1三維視化

按照礦床工業指標參數對所選擇的勘探剖面逐個進行地質解譯，運用等邊三角形法創建礦體線框模型，礦體線框模型不但可以直觀的反映礦體的幾何空間形態，也為之后的塊段品位估值和分析提供線框約束。所構建的梅嶺礦區銅礦體模型如圖3所示。

表1梅嶺礦床銅工業指標

Tab.1CuCommercialIndicesofMeilingOreDeposit

(3)銅礦體品位模型的建立

礦產勘查的首要任務就是探明勘查區內的礦產儲量，這也是勘查工作的最終目標和成果。Micromine軟件中提供的品位估算方法有距離加權反比法、克里格法及封閉多邊形法。各種估算方法都有各自的優缺點和適用范圍，應根據采樣情況及樣品品位分布情況選用合適的估值方法。

鑒于研究區鉆孔采樣不連續，且樣品較少，適宜采用距離平方反比加權法進行M1和M2號銅礦體資源量估算。本次儲量估算所采用的礦塊尺寸：E(東)X N(北)X RL(高)為4m×4m×2m。

3.3 儲量估算

通過估算不同礦塊內的品位，乘以該礦塊內的平均密度和體積，即可估算出所要估算區間內的各區塊的儲量，報出模型儲量報告，通過設置邊界品位，求得礦塊模型噸位品位報告，本次M1號和M2號銅礦體的礦石資源量、品位和銅金屬量的估算結果見表2和表3。

通過繪制銅噸位品位曲線見圖4，可以觀察M1礦體和M2礦體內銅品位與噸位之間內部的變化關系。

圖4a M1號礦石量與邊界品位關系圖

表2M1號礦體儲量計算結果表

Tab.2ReservesCalculationofOreBodyM1

Cu品位區間/%體積/m3噸位/t平均品位 /ω%金屬量/t≧1.057096163294.561.442345.730.8～1.01808151711.660.91469.540.5～0.856430161389.80.59947.520.2～0.5283653811247.580.342789.07總計礦量:1187643.60t 平均品位:0.55ω%

圖4b M2號礦石量與邊界品位關系圖

表3M2號礦體儲量計算結果表

Tab.3DifferenceofM1，M2OreBodyReservesbeforeandafterExplorationGridDensification

Cu品位區間/%體積/m3噸位/t平均品位 /ω%金屬量/t≧1.0144364412881.041.445966.130.8～1.068144194891.840.891731.030.5～0.8152880437236.80.612688.130.2～0.5254704728453.440.382792.89總計礦量:1773463.12t 平均品位:0.74ω%

從圖4a、圖4b中可以發現，M1號礦體和M2號礦體礦石量隨著邊界品位的增大而逐漸減少。圖4a顯示M1號礦體在[0.2%～0.6%]品位期間，礦石量急劇減少；在[0.6%～1%]期間，礦石量緩慢減少。圖4b顯示M2號礦體在[0.2%～0.3%]和[0.6%～1.0%]品位期間，礦石量緩慢降低。邊界品位的改變會引起礦體形態、平均品位、礦石量的變化，邊界品位的設定具有經濟意義，對未來礦床開發有指導意義。根據Micromine品位噸位報告結果，可以選擇多個指標，應用多目標決策的方法可優先選出最優方案供礦山開采使用。

4 三維礦床模型在勘探評價中的應用

合理地確定勘查工程間距，是礦床勘查中的一個重要課題。它不僅是一個技術問題，而且也是一個重要的經濟投資效益問題，其確定的合理與否，對勘查工作的進度、勘查成本以及效果都有重大的影響。運用Micromine軟件，根據勘探工程數據，可迅速建立礦體的概略三維模型；隨著勘探工程的增多，獲得的勘探數據越多，地質解釋更加符合地質實際情況，因此對礦體邊界的圈定可信度更高。通過對比不同網度下礦體形態及資源量結果可為工程的合理布置提供參考依據。

本次研究中，通過選取不同的鉆探數據，分別對M1和M2號礦體創建不同的三維模型，得到儲量對比誤差如下表：

表4 勘探網加密前后M1、M2號礦體儲量對比誤差

M1、M2號礦體埋藏較淺，可采用露天開采的方式采礦。從表中可以看出加密前后面積的重合率較高，礦體四周的邊界已經基本控制了，M1號礦體加密后顯示礦體厚度變化系數為：127%，品位變化系數為：133%，厚度及品位變化系數較加密前變化不大，礦體形態已基本控制；但是加密后礦體礦石量誤差率及金屬量誤差率都較高，為了降低采礦設計的經濟風險，應適當加幾個淺鉆。

M2號礦體加密后礦石量誤差率及金屬量誤差率接近誤差允許范圍；礦體厚度變化系數為：96%，品位變化系數為：61%，雖然有明顯變化，但穩定程度及均勻程度不變，說明原定的勘查網度是合理的，但是礦體底部邊界沒有被控制，加密后礦體采場底部邊界已被控制。

5 結 語

合理的生產勘探網度在保證生產勘探資料質量的前提下，有助于縮短勘探周期，降低成本，生產勘探工程網度正確制定，是既保證質量又經濟地進行生產勘探。從研究數據分析，梅嶺銅礦現階段的生產探礦，對礦體控制程度較好，現階段生產探礦網度基本吻合，網度布置合理。但在礦體厚度變化大的地方還需加密少量鉆孔，為采礦設計提供更可靠的依據，將Micromine應用于礦體資源量估算及勘探設計取得了較好的效果，為地質人員提供了一種科學而又高效快捷的工作手段。

參 考 文 獻

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