Micromine軟件在境外某礦區資源量估算中的應用

冀建軍，時培哲，梁慧斌

（天津華北地質勘查總院，天津 300170）

Micromine軟件是澳大利亞Micromine軟件集團開發的三維礦業軟件系統，該軟件已通過國土資源部權威認證，在礦產勘查、資源儲量估算等領域得到廣泛應用。本文借助Micromine軟件，結合境外某大型礦區數據資料，建立礦區地質數據庫，在此基礎上，構建含礦地質體三維立體模型以及品位塊體模型。針對塊體模型運用普通克里格法進行品位估值，估算的結果與運用距離冪次反比法估值估算的結果進行對比[1]。

1 礦床地質概況及礦體地質特征

礦床大地構造位置位于西非克拉通南部的太古代基底內，巖性主要由花崗質片麻巖、角閃質片麻巖及局部混合巖構成。區內構造總體呈南北向和北東向，區域巖漿巖侵入活動僅在北部發育[2]。

礦區地層為太古界地層。依據巖性組合特征將其劃分為片巖建造、千枚巖建造和鐵英巖建造，礦區主要產在鐵英巖建造內。礦區構造復雜，總體以近南北向褶皺和東西向、北東-北北東向斷層為主。礦區內未見明顯的巖漿侵入活動。

礦體賦存在鐵英巖建造內，礦體長約7公里，寬500m～700m，延深超過300m，TFe品位35%～69.1%，平均52%。其中高品位礦體以赤鐵礦體為主，礦體產狀主要受褶皺構造控制。

2 含礦地質體三維立體模型的建立

2.1 建立地質數據庫

在Micromine軟件中，在礦區實測地形、鉆孔施工、巖心編錄、化學取樣分析等成果的基礎上，創建井口文件、測斜文件、樣品分析文件和巖性分層文件，數據校驗通過后，建立地質數據庫（圖1），為下一步工作做準備[3]。

圖1 境外某礦區地形+鉆孔三維模型圖

2.2 建立地質實體模型

2.2.1 生成礦區鉆孔平面分布圖

由于礦區以鉆孔數據為主，因此首先通過數據庫生成礦區鉆孔平面分布圖。在此基礎上，確定礦區勘查線[4]。

2.2.2 地質剖面圖解譯

根據數據庫，生成一系列勘查線地質剖面圖。在勘查線剖面上，根據數據庫內巖性資料，用直線將區內含礦地質體——鐵英巖建造解譯。

2.2.3 建立三維含礦地質實體模型

根據勘查線地質剖面圖上解譯的鐵英巖建造界線，將相鄰剖面線串依次用三角面連接起來，形成由系列三角面圍成的復雜曲面，從而建立三維含礦地質實體模型（圖2）。

圖2 礦區含礦地質體三維立體模型示意圖（西北視圖）

3 資源量估算

3.1 資源量估算采用的工業指標

本次資源量估算采用礦塊指標體系，其一般步驟為：

a）先圈定礦化域，再確立礦化域中實驗變異函數模型，然后按照適當的規格劃分單元塊建立塊模型，采用地質統計學、距離冪次反比等方法對單元塊進行估值。

b）選取某種成本估算方法，根據盈虧平衡點法確定邊際品位。也可以采用不同的盈虧平衡點法圈定礦體，結合地質方案法確定邊際品位。根據不同的邊際品位圈定礦體，統計大于等于邊際品位的塊計算出資源儲量。

3.1.1 礦化域邊界品位的確定

圖3 某礦區鐵品位直方圖

礦化域邊界品位根據礦區TFe品位分布的直方圖求得。根據從（圖3），呈現雙峰分布，清楚地分辨出含鐵千枚巖和含鐵石英巖建造的界限為35%左右。因此礦床的礦化域邊界品位定為35%。

3.1.2 邊際品位的確定

考慮到本區為獲得大于62%基準高品位粉的目的，根據礦區噸位-品位曲線確定的邊際品位TFe品位52%（圖4）。

圖4 某礦區礦區噸位-品位曲線圖

其余指標，根據中國相關規范要求。

3.2 建立含礦地質體的塊體模型

塊體模型是礦床品位估計及資源儲量估算的基礎。建立塊體模型的基本思想是將礦床在三維空間內按照一定的尺寸劃分為一定的單元塊，然后對整個礦床范圍內的單元塊的品位根據已知的樣品進行估計，并在此基礎上進行資源儲量估算。塊段大小的選取應當依據以下參數：勘探工程間距的大小、品位變化程度、采礦設計的最小開采單元、最終模型大小。本次估算塊的尺寸采用東30m×北30m×垂向10m。

3.3 變異函數的結構分析

本次計算了某礦區區的TFe品位試驗變異函數,并用球狀模型的理論曲線進行擬合。按照估值搜索橢球體的要求，每個礦體應給出主軸、次軸和最小軸三個方向的變異函數，擬合的結果如圖5所示。

圖5 某礦區三軸方向變異函數

由于礦化在不同的方向上有不同的變化性,因此無法只用一個變異函數理論模型來擬合它，就必須進行結構套合。所謂套合結構，就是把分別出現在不同距離上和不同方向上同時起作用的變異性組合起來。套合結構表示為多個變異函數之和，把不同距離上和不同方向上的變異性組合起來代表整個礦體的變異結構。

某礦區的TFe品位變異函數，表現出幾何異向性，因此變異函數的套合結構是用搜索橢球體中變程最大、連續性最好的主軸方向的球狀模型來代表其他2個軸向的變異性，這樣三個軸的變異函數結構具有相同的塊金值和基臺值而具有不同的變程值。根據變異函數再建立估算搜索橢球體。最終該礦區搜索橢球體三個軸向變異函數結構如表1所示。

在得到TFe變異函數套合結構模型后，還需要做交叉驗證。交叉驗證的目的是檢驗所得到的搜索橢球體參數和變異函數套合結構模型各參數是否正確、是否符合實際。

交叉驗證的過程是移除一個已知原始樣品數據并使用周圍的原始樣品數據來估算這個已知的值，即假設這個樣品不存在。然后將該真值同估算值進行比較得出估計誤差，依次對所有數據重復這一操作，計算出誤差的均值和方差以及克立格估計方差。

通過不斷地調整搜索橢球體參數和變異函數套合結構參數，重新計算誤差的均值和方差以及克立格估計方差。直到誤差的均值最趨近于“0”，以及誤差方差/克立格估計方差趨近于“1”，對應的搜索橢球體參數和變異函數套合結構參數才是最優的。

經過交叉驗證得到：

某礦區區誤差的均值∶-0.0008，

誤差方差/克立格估計方差：1.0081。

達到比較滿意的結果。

表1 某礦區區搜索橢球體結構參數表

表2 某礦區搜索橢球體估值參數

3.4 塊模型估值

國外應用地質統計學進行資源儲量分類一般根據搜索橢球體的半徑和估算所用的工程數，但在實際應用中，容易產生“孤島”現象，即在高級別的礦塊中含有低級別的礦塊。而中國的資源儲量分類，依照勘探類型、工程控制程度和地質可靠程度進行，通常在礦體剖面圖上勾畫出探明的、控制的和推斷的等類別的輪廓界限，然后將各輪廓線連成體，對各分類體界限內的礦塊進行統計分類，消除“孤島”現象。

因此本次估算，由于礦體屬于超大型礦體，因此主要依據工程控制間距圈定不同類型的礦塊：即采用60m×60m工程間距控制的資源量探求探明的內蘊經濟的資源量（331），采用120m×120m工程間距控制的資源量探求控制的內蘊經濟的資源量（332）；采用240m～360m平面工程間距及礦體外推部分探求推斷的內蘊經濟的資源量（333）。此外，鑒于工程布置不規則，采用搜索橢球體的半徑和估算所用的工程數對其進行約束（表2）。

3.5 資源量估算可靠性驗證

完成對空塊的品位估值后，根據塊模型中TFe的插值結果進行資源量估算，可計算出礦體不同級別、品級的資源量。本次資源量估算采用距離冪次反比法與普通克里格法估算結果進行對比，發現兩者相對誤差2.48%?？煽啃则炞C結果顯示，本次資源量估算結果可靠。

4 討論

境外某礦區床資源量估算中，用Micromine軟件建立了礦床地質數據庫，采用普通克里格法對TFe進行估值，并對資源量進行估算，估算結果與采用距離冪次反比法估算結果對比，相對誤差在允許范圍內，估算結果可靠。

所建立的三維礦床模型為研究礦體地質特征、分析找礦前景和礦山開發建設等工作提供很好的依據，使人們對勘查工程和礦體等礦床要素的空間關系有了更加清晰的認識。品位塊體模型，形象直觀地展示了礦體品位在三維空間的分布位置及變化趨勢，可根據不同邊界品位實現動態計算分析，為后續工作提供一定的指導作用。

[1]Micromine（北京）國際軟件有限公司．2013．Micromine培訓手冊[CP]．

[2]李麗,王策,江少卿．青海省抗得弄舍金多金屬礦床模型構建及礦體資源量估算．世界有色金屬,2017,14：170-172．

[3]李亮．MicroMine軟件在資源儲量估算中的應用．西部資源,2017,4：75-78．

[4]任超,冉麗,朱喜久,鄒陳．地質統計學在境外某銅礦資源量估算中的應用．礦產與地質,2017,31(4)：826-832．