數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)軟件在某金礦床資源評(píng)估中的應(yīng)用*

譚洪旗　鄧祖林　張　迥

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所；2.核工業(yè)280研究所)

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數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)軟件在某金礦床資源評(píng)估中的應(yīng)用*

譚洪旗1鄧祖林2張迥1

(1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所；2.核工業(yè)280研究所)

摘要數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)(Digital geological survey system,DGSS)是貫穿全部數(shù)字化成果的軟件，可有效復(fù)用前一輪的成果資料，在數(shù)據(jù)采集方法與精度、存儲(chǔ)方式、可利用性、使用效率和數(shù)據(jù)共享方面與傳統(tǒng)地質(zhì)勘查方法存在較大差別。以某金礦為例，利用該軟件進(jìn)行資料整合內(nèi)生成各類剖面圖，并進(jìn)行相應(yīng)的儲(chǔ)量估算和評(píng)價(jià)，成效顯著，可為礦山資源動(dòng)態(tài)管理提供參考。

關(guān)鍵詞數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)地質(zhì)勘查剖面圖儲(chǔ)量估算礦山資源動(dòng)態(tài)管理

礦山數(shù)字化勘查軟件可為礦產(chǎn)資源評(píng)估、礦山規(guī)劃、開(kāi)拓設(shè)計(jì)、安全生產(chǎn)和決策管理進(jìn)行模擬分析[1]。目前，國(guó)內(nèi)礦山勘查技術(shù)人員和管理人員大多應(yīng)用QuantyMine[2]、Surpac[3]等軟件進(jìn)行研究，該類軟件不僅價(jià)格昂貴，而且軟件間的技術(shù)不耦合性導(dǎo)致資源極大浪費(fèi)，加大礦山運(yùn)營(yíng)成本。近年來(lái)，中小型金屬礦山礦權(quán)轉(zhuǎn)讓和融資已成為常態(tài)，亟需一款貫穿全部數(shù)字化成果的軟件，使地質(zhì)勘查工作成果得到進(jìn)一步的繼承，最大限度地減少重復(fù)勞動(dòng)。特別是隨著礦山后期勘探和開(kāi)采工作的深入，產(chǎn)生了新的勘探與開(kāi)采數(shù)據(jù)，資源儲(chǔ)量往往會(huì)隨著社會(huì)需求量和金屬價(jià)格的變化而變化，促使礦床的邊界品位和平均品位持續(xù)發(fā)生變化，資源量的再次估算往往難于有效復(fù)用前一輪的估算成果，極大降低了工作效率。為此，以某金礦為例，采用由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)發(fā)的數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)(DGSS)軟件對(duì)該金礦進(jìn)行資源量估算和評(píng)價(jià)。

1數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)軟件

DGSS軟件是在MapGIS軟件的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，存儲(chǔ)容量大，與多款國(guó)內(nèi)軟件兼容，改變了目前傳統(tǒng)地質(zhì)數(shù)據(jù)分散、非動(dòng)態(tài)管理的模式，可進(jìn)行多人分類、分組同時(shí)進(jìn)行操作，徹底改變了傳統(tǒng)手工制圖的工作模式，極大減輕了地質(zhì)和礦山人員的工作量，可在短時(shí)間內(nèi)生成地質(zhì)剖面圖、工程平面圖、單孔柱狀圖等各類圖件，便于進(jìn)行儲(chǔ)量估算、三維礦體模型構(gòu)建、模型切割、特定剖面和平面圖繪制。該軟件的儲(chǔ)量估算精度與手工及其余礦業(yè)軟件基本一致，其優(yōu)點(diǎn)有：①與國(guó)內(nèi)地調(diào)系統(tǒng)采用的MapGIS軟件兼容，無(wú)需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；②可將地質(zhì)填圖、礦產(chǎn)預(yù)查、普查、詳查、勘探和開(kāi)采等各階段進(jìn)行緊密聯(lián)系；③適用于不同比例尺之間的圖件轉(zhuǎn)換，在成果共享和利用方面具有獨(dú)特性；④采用野外數(shù)據(jù)采集、勘查數(shù)據(jù)的整理與綜合分析、資源儲(chǔ)量估算及礦體三維建模等各階段的集成管理模式；⑤礦山初始階段(預(yù)查或普查)可貫穿整個(gè)礦山的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)量變化、采空區(qū)等變化情況，為礦山管理和經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)；⑥軟件自帶的動(dòng)態(tài)品位估算模塊可及時(shí)調(diào)整礦床的工業(yè)品位和邊界品位，及時(shí)監(jiān)控礦體傾向和傾角，為礦山開(kāi)采提供可靠依據(jù)。

DGSS軟件集GPS、GIS、RS技術(shù)為一體，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)礦產(chǎn)資源調(diào)查野外數(shù)據(jù)采集、地質(zhì)成圖、礦體圈定、儲(chǔ)量估算全過(guò)程數(shù)字化。該軟件體系由數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)(RGMap)、探礦工程數(shù)據(jù)編錄系統(tǒng)(PEData)、數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息綜合平臺(tái)(DGSInfo)、資源儲(chǔ)量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)(REInfo)構(gòu)成[4]。

(1)數(shù)字地質(zhì)調(diào)查信息綜合平臺(tái)。RGMap數(shù)字填圖系統(tǒng)野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有整合地理、地質(zhì)、遙感、物探、化探等地學(xué)數(shù)據(jù)的功能，可滿足完成野外手圖、PRB圖幅庫(kù)、實(shí)際材料圖、編稿原圖及空間數(shù)據(jù)庫(kù)整個(gè)過(guò)程的要求[5]。MEMap礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)探礦工程數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可進(jìn)行探槽、淺井、坑道、鉆孔探礦工程野外數(shù)據(jù)采集與原始地質(zhì)編錄，并現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)形成探槽、淺井、坑道、鉆孔探礦工程圖件。

(2)資源量估算與礦體三維建模信息系統(tǒng)(REInfo)。功能有：基于條件表達(dá)式設(shè)置工業(yè)指標(biāo)，勘探線剖面圖生成與編輯，單工程(單指標(biāo)、多指標(biāo))礦體圈定與人機(jī)交互編輯，規(guī)則與交互式剖面礦體連接(直線、曲線模式)，地質(zhì)塊段法、剖面法、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)法(含距離加權(quán)反比法)資源儲(chǔ)量估算，采空區(qū)動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量管理，礦體三維顯示與分析，各類表格與圖件輸出等[4,6-7]。

2應(yīng)用實(shí)例

2.1礦床概況

某金礦床位于揚(yáng)子陸塊西緣的松潘—甘孜造山帶之金湯弧形推覆帶內(nèi)，南接康滇基底隆起帶交接地帶，北、西分別與小金弧形推覆帶和雅江滑脫推覆帶相鄰，東為龍門(mén)山逆沖推覆帶。該礦床位于大渡河金礦聚集地，區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造較復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，客觀上為金礦的聚集提供了地質(zhì)條件。20世紀(jì)70年代開(kāi)展的1∶20萬(wàn)區(qū)調(diào)和化探工作發(fā)現(xiàn)了該礦床，該礦山從亂采亂開(kāi)逐步進(jìn)入有序化生產(chǎn)階段，但原始地質(zhì)資料較零散，在礦權(quán)轉(zhuǎn)讓過(guò)程中，資料極易缺失，因此借助DGSS軟件將以往資料進(jìn)行進(jìn)一步整合管理，并對(duì)該礦山進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、儲(chǔ)量核實(shí)及不同勘查階段的儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)管理，不但提高了工作效率，而且也為礦山管理者提供決策依據(jù)。

2.2背景圖層和字典庫(kù)構(gòu)建

該過(guò)程包括了野外PRB過(guò)程最基本的背景圖層，即地理地形圖層制作、遙感數(shù)據(jù)圖層制作，參考地質(zhì)圖層和物化探資料等背景層的數(shù)字化與疊加。礦區(qū)工作大多采用大比例尺，且與MapGIS軟件自帶的標(biāo)準(zhǔn)圖框不一致，需間接生成大比例尺的非標(biāo)準(zhǔn)圖框，該礦區(qū)選用1∶2 000背景圖層。

2.3數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集包括地質(zhì)填圖、物化探工作、坑道和鉆孔等工程現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)編錄，特別是基于便攜機(jī)和掌上機(jī)的野外地質(zhì)數(shù)據(jù)、測(cè)繪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成了關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)RDBS、GIS、RS和GPS，改變了野外數(shù)據(jù)手工采集方式。區(qū)內(nèi)選定4個(gè)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行手持掌上機(jī)GPS校正之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。該礦區(qū)數(shù)據(jù)采集工作包括1∶2 000地質(zhì)填圖、坑道編錄、探槽編錄、物探數(shù)據(jù)采集、化學(xué)分析和標(biāo)本采集等。物探數(shù)據(jù)采集和1∶2 000地質(zhì)填圖可同步進(jìn)行，在確認(rèn)礦致異常的情況下，實(shí)施探槽和坑道內(nèi)施工鉆孔，經(jīng)鉆孔編錄，在化學(xué)分析結(jié)果較理想的情況下，根據(jù)深部地質(zhì)情況進(jìn)行下一中段的坑道施工，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行坑道編錄。

2.4數(shù)據(jù)處理

2.4.1金礦床工業(yè)指標(biāo)優(yōu)化

金礦床工業(yè)指標(biāo)是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下應(yīng)達(dá)到工業(yè)規(guī)模利用的綜合標(biāo)準(zhǔn)，是經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益共同作用的結(jié)果，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)指標(biāo)應(yīng)體現(xiàn)動(dòng)態(tài)性和及時(shí)性的原則，生產(chǎn)成本、產(chǎn)品價(jià)格、生產(chǎn)技術(shù)等有較大變化時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，確保合理開(kāi)發(fā)利用礦產(chǎn)資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8-10]。根據(jù)《巖金礦勘查規(guī)范》(DZ/T 0205—2002)，該金礦工業(yè)指標(biāo)亟需優(yōu)化。DGSS軟件自帶的動(dòng)態(tài)指標(biāo)管理模塊計(jì)算的邊界品位和工業(yè)品位(表1)與相關(guān)機(jī)構(gòu)論證的指標(biāo)基本一致。

表1　金礦品位指標(biāo)

2.4.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

數(shù)據(jù)采集完畢后，利用DGSS系統(tǒng)繪制1∶2 000地質(zhì)礦產(chǎn)圖、物探異常推斷圖等圖件。樣品單元素(Au、Ag、Cu)和組合元素測(cè)試分析結(jié)果、剖面線和勘探線的坐標(biāo)需錄入DGSS系統(tǒng)中，并進(jìn)行檢查(圖1)，若有誤則返回繼續(xù)修改，無(wú)誤后，方可進(jìn)行礦體圈定及采樣平面圖、勘探線剖面圖繪制。

2.4.3儲(chǔ)量估算

該金礦床中礦體受斷裂帶控制，形態(tài)較復(fù)雜，傾角大于60°，厚度變化較大，Au品位中等，因此采用地質(zhì)塊段法和剖面法進(jìn)行儲(chǔ)量估算，采用垂直縱投影法計(jì)算礦體塊斷面積。該礦床從動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)建立DGSS原始資料、儲(chǔ)量核實(shí)、直至詳查勘探階段均利用DGSS軟件監(jiān)測(cè)和管理儲(chǔ)量變化情況，擴(kuò)大資源量和提高資源量級(jí)別。該礦床某年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和儲(chǔ)量核實(shí)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　礦山動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與儲(chǔ)量核實(shí)結(jié)果

2.5儲(chǔ)量變化原因

①工業(yè)指標(biāo)改變，礦體圈定的邊界品位由1×10-6下降至0.8×10-6，礦石平均品位由2×10-6下降至1.5×10-6，故對(duì)原始地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析并重新圈定了礦體，增加了資源儲(chǔ)量；②原儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告中累計(jì)查明資源儲(chǔ)量按原勘探劃分塊段直接估算，本研究將采空區(qū)的原塊段分割為2個(gè)子塊段，分別估算儲(chǔ)量并進(jìn)行匯總，塊段分割后估算結(jié)果存在一定的誤差，但誤差較??；③礦業(yè)企業(yè)主為提高資源級(jí)別和擴(kuò)大資源量，積極新增探礦工程，見(jiàn)礦效果較好，是本研究?jī)?chǔ)量核實(shí)變化的最主要原因。

圖1　礦區(qū)數(shù)據(jù)檢查

3結(jié)語(yǔ)

以某金礦為例，采用DGSS軟件進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和儲(chǔ)量核實(shí)，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的挖掘和地質(zhì)資料的二次利用，并對(duì)儲(chǔ)量變化的原因進(jìn)行了分析，該軟件自帶的圖表便于編輯、變換和完善，顯著提高了工作效率，對(duì)于提高礦山資源動(dòng)態(tài)管理的工作效率有一定的參考價(jià)值。

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(收稿日期2015-07-06)

*中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào)：12120114005101)。

譚洪旗(1984—)，男，工程師，碩士，610041 四川省成都市二環(huán)路南三段5號(hào)。