福建湖上矿区水泥用石灰岩矿资源储量评价

扶 伟

(福建省197地质大队，福建 泉州 362011)

石灰岩作为一种工业原料，广泛应用于建材、化工、冶金等行业，是工业中使用量最大的矿物原料之一[1-2]。为了最大限度地开采石灰岩矿，必须先对其资源储量进行综合评价。福建省安溪县湖上矿区水泥用石灰岩矿区面积4.07km2，区内赋存的地层主要有下石炭统林地组(C1l)、上石炭统船山组(C3c)；下二叠统栖霞组(P1q)、下二叠统文笔山组(P1w)、下二叠统童子岩组(P1t)、上二叠统翠屏山组(P2cp)；上侏罗统长林组(J3c)、上侏罗统南园组(J3n)。矿体赋存于船山组和栖霞组第二岩性段，共分四个矿体，其中Ⅲ、Ⅳ号矿体赋存于上石炭统船山组，Ⅴ、Ⅵ号矿体赋存于下二叠统栖霞组。矿体呈层状—透镜状，走向北东—南西，倾向南东，倾角20～45°，厚度8.12～116.89m[3]。为了进一步详细查明矿床地质特征，确定矿体的形态、产状、大小、沿走向和倾向变化规律、空间位置和矿石质量特征，确定矿体的连续性，查明矿体开采技术条件，在已有地质资料的基础上结合矿区钻孔勘探资料，对其资源储量进行了合理评价，以便为可行性研究或矿山建设设计等提供依据。

1 工业指标

矿区水泥用石灰岩矿根据《冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》DZ/T 0213-2002[4]、由苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司确定本次圈矿工业指标。结合本矿区实际矿床地质特征，采用其中Ⅰ级品矿石质量标准圈定矿层：CaO≥48%，MgO≤3%，K2O+Na2O≤0.6%，SO3≤l%，游离二氧化硅(f SiO2)：石英质≤6%，燧石质≤4%。矿石开采技术条件：矿体最小可采厚度≥4m，夹石剔除厚度≥2m。

2 资源储量类型和块段划分

2.1 资源储量类型

本区勘探类型属构造类型简单，矿层较稳定的第Ⅰ类型。根据《冶金、化工石灰岩及白云岩、水泥原料矿产地质勘查规范》和《固体矿产资源/储量分类》的规定[8-9]，结合本矿区矿体的形态、产状、规模和所圈矿体的工程控制程度及研究程度，矿床主矿体(Ⅴ、Ⅳ)的工程勘查类型，确定本矿区资源量类型为：

(1)331型——探明的内蕴经济资源量。

根据详查成果提出的勘探区，加密工程控制网度达100m×100m并形成一定面积的资源储量范围。

(2)332型——控制的内蕴经济资源量。

实际工程控制已达到200m×200m；而且至少有3个以上见矿点(钻孔)控制，形成一定面积的资源储量范围。

(3)333型——推断的内蕴经济资源量。

在矿界范围内，已有实际工程控制，网度已达到400m×400m并形成一定面积的资源储量范围，并以勘探线或见矿工程点外推100m或外推至其100m内的自然边界连线范围内的资源储量范围。

2.2 块段划分

本次资源量块段以勘探线为基础、以矿体为依据按顺序进行划分。由南往北、自西向东依次编号。Ⅵ号矿体：共分Ⅵ1、Ⅵ2矿体7个块段，资源量类别为333。其中Ⅵ1号矿体分4个块段(Ⅵ1-1～Ⅵ1-4)；Ⅵ2号矿体分3个块段(Ⅵ2-1～Ⅵ2-3)。Ⅴ号矿体(见图1)：共分32个块段，资源量类别为331、332和333，分布于-1～9线及其外推，块段编号为Ⅴ-1～Ⅴ-32，Ⅳ号矿体(见图2)：共分32个块段，资源量类别为331、332和333，分布于-1～9线及其外推，块段编号为Ⅳ-1～Ⅳ-32。Ⅲ号矿体：共分Ⅲ1～Ⅲ4矿体9个块段，资源量类别为333。其中Ⅲ1号矿体分为2个块段(Ⅲ1-1～Ⅲ1-2)；Ⅲ2号矿体分3个块段(Ⅲ2-1～Ⅲ2-3)；Ⅲ3号矿体分2个块段(Ⅲ3-1～Ⅲ3-2)；Ⅲ4号矿体为2个块段(Ⅲ4-1～Ⅲ4-2)。

图1 Ⅴ号矿体资源量估算平面投影

图2 Ⅳ号矿体资源量估算平面投影

3 矿体圈定原则及边界圈定

3.1 单工程中矿层边界的确定

根据样品基本分析成果并考虑相邻工程矿体的对应性，严格按照工业指标圈定矿体边界，确定样品厚度≥4m参与估算。

3.2 相邻工程间矿体的连接

将对应的矿层根据地层产状顺层对应连接，工程之间的矿层厚度不大于工程的控制厚度。

3.3 矿体平均品位的确定

(1)单工程平均品位。

分矿体采用单个样品长度加权平均，其公式为：

式中：C为单工程分矿体平均品位(%)；C1、C2…Cn为样品品位(%)；I1、I2…In为样品长度(m)。

(2)剖面平均品位。

根据剖面上分矿体见矿工程样品总长度加权平均，其公式为：

式中：CS为剖面上矿体平均品位(%)；Ca、Cb…Cn为单工程矿体平均品位(%)；Ia、Ib…In为单工程矿体样品总长度(m)。

(3)块段平均品位的确定。

根据剖面上矿体面积加权平均，其公式为：

式中：CV为块段平均品位(%)；C1、C2…Cn为剖面上矿体平均品位(%)；S1、S2…Sn：剖面上矿体面积(m2)。

(4)矿体平均品位的确定。

分矿体根据块段体积加权平均，其公式为：

式中：CI为矿体平均品位(%)；C1、C2…Cn为块段平均品位(%)；V1、V2…Vn为块段矿体体积(m3)。

(5)矿区平均品位的确定。

根据分矿体总体积加权平均，其公式为：

式中：CL为矿区平均品位(%)；C1、C2…Cn为矿体平均品位(%)；V1、V2…Vn为矿体体积(m3)。

3.4 矿体外推原则

见矿工程沿矿体走向和倾向外推1/4勘查间距的范围内探求333型资源量，外推部分的矿体厚度不大于邻近工程的见矿厚度。Ⅴ、Ⅳ号矿体332型资源量块段外推，按Ⅱ类333型资源量勘查间距400m的1/4(即100m)确定平推333型资源量；Ⅵ、Ⅲ号矿体按Ⅲ类333型资源量勘查间距200m平推1/4(即50m)探求333型资源量。

3.5 资源量估算边界的确定

平面图估算边界：矿体边界线在平面图上的投影连线。剖面图估算边界：以实际见矿工程控制或矿体推测界线做为估算顶、底界线的估算依据。

4 资源储量估算方法及其主要参数的确定

4.1 估算方法

本区矿床赋存于二叠系栖霞组、石炭系船山组地层中，属沉积矿床。矿体倾角较平缓，矿区构造简单、矿石质量稳定、夹石少，剖面线布设采用相互平行且基本垂直于矿体走向。控制矿体的钻孔工程基本分布于剖面线上，能比较准确地反映矿体的形态及分布规律，因此采用“垂直平行断面法”[5-7]进行矿体资源量估算。

式中：Q 为资源量(万t)；V 为矿体体积(m3)；D 为矿石体重(t/m3)。

4.2 主要参数的确定

4.2.1 矿体剖面面积(S)

根据矿体的形态特征、矿石的质量要求和开采技术指标，矿体在剖面上的面积采用CAD制图软件在剖面图上直接圈定求得。

4.2.2 剖面间距(L)

矿区从南到北布置-1～9线共14条相互平行的剖面线，两剖面间的间距为各实测勘探线的直距。两剖面间距200m的有：-1～0线、6～7线、7～8线、8～9线；间距185m的有：0～1线、1～2线、2～3线；间距100m的有： 4～4′线、4′～5线、5～5′线、5′～6线；间距90m的有：3～3′线、3′～4线。

4.2.3 矿体体积(V)

(1)当两相邻剖面对应面积之差≤40%时，(即(S1-S2)/S1≤40%，S1＞S2)，采用梯形体积公式：

(2)当两相邻剖面对应面积之差＞40%时，采用截锥体体积公式：

(3)当矿体作楔形尖灭或近楔形尖灭时，采用楔形公式：

(4)当矿体为板状或作平行外推时，采用板状公式：

式中：V 为块段矿体体积(m3)；S 为剖面的矿体面积(m2)；L为相邻两剖面间距或外推距离(m)。

4.2.4 矿石体重(D)

矿段共采集小体重样品236件，其中非矿小体重样品24件，一级品矿石小体重样品212件。Ⅵ号矿体小体重样品34件，Ⅴ号矿体小体重样品70件，Ⅳ号矿体小体重样品70件，Ⅲ号矿体小体重样品38件。本次确定以原矿化验之小体重的算术平均值为矿体小体重：Ⅵ为2.75t/m3、Ⅴ为2.74t/m3、Ⅵ为2.74 t/m3、Ⅳ为2.73t/m3。

4.3 资源量估算结果及说明

按照工业指标及开采技术条件要求，根据有关参数采用垂直平行断面法估算矿石资源量。求得矿区总资源量(331+332＋333)型30041万t。其中Ⅲ号矿体333型资源量1035万t；Ⅳ号矿体331型资源量1266万t，332型资源量3466万t，333型资源量9087万t；Ⅴ号矿体331型资源量952万t，332型资源量3480万t，333型资源量10116万t；Ⅵ号矿体333型资源量639万t。

上述所求的各级矿石中CaO含量比较高，最低50.23×10-2，最高53.80×10-2。平均52.61×10-2。MgO含量比较低，最低0.68×10-2，最高1.75×10-2，平均0.97×10-2，全部为Ⅰ级品矿石。

5 结语

根据湖上矿区实际情况，并结合其已有地质资料，采用“垂直平行断面法”估算矿体资源储量具有较大的优势，结果较为合理。因为在进行储量计算的过程中不仅考虑了矿体边界条件，而且还划分了资源储量类型与块段。此次勘探工作属简单构造类型，矿层属较稳定的第Ⅱ类型，所求得的矿区总资源量(331+332＋333)型为30041万t，且均为Ⅰ级品矿石。

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