三维模型在新疆梅岭铜矿勘探中的应用

余飞燕，王京彬

(1.昆明理工大学，云南昆明 650093；2.有色金属矿产地质调查中心，北京 100012)

Micromine软件在2003年已通过国土资源部权威认证，采用该软件评估资源量具有评估机构认可的资质[1]。该软件可应用于地质勘探、资源评估、储量计算等各项工作。本文以新疆梅岭铜多金属矿区M1和M2号似层状矿体为例，借助Micromine软件建立矿体三维实体模型、品位模型和储量估算，通过选取不同网度的钻孔数据，分别建立矿体三维模型并估算不同条件下M1号和M2号矿体的矿石储量和品位，通过对比研究，探讨在梅岭铜多金属矿区的主矿体勘探地段，布设勘探网度的合理性。

1 梅岭铜多金属矿床地质概况

梅岭铜多金属矿位于新疆哈密市城区西南方向约130公里处，属哈密市五堡乡管辖。矿区主要出露奥陶系荒草坡群大柳沟组第二、第三岩性段，第二岩性段(O2Hd2)：以安山岩为主，少量安山玢岩、安山质英安岩及安山质火山碎屑岩，在矿区大面积分布；第三岩性段(O2Hd3)：以英安岩、英安斑岩为主，含角砾凝灰熔岩夹流纹岩发育，少量安山质英安岩和流纹岩。铜多金属矿体主要分布在火山角砾岩、安山岩、英安岩以及凝灰岩、次火山岩等中—酸性火山岩系中。

铜矿体为受火山通道与断裂构造复合控制，矿体具穿层性，均为盲矿体，矿体埋深22m～40m及其以下，按产状的不同分为近水平似层状矿体和陡倾斜脉状矿体二类，铜矿石为细脉浸染状和块状矿石。矿床为高硫型中低温火山热液型铜矿。

区域大地构造单元划分见图1(据姬金生等，2001；芮宗瑶等，2002)。

矿区的区域变质作用微弱，仅达沸石相或低绿片岩相变质程度。与火山热液活动有关的热液接触交代变质作用比较明显，它们往往与本区的成矿作用关系密切。地表的硅化、黄铁矿化、黄钾铁矾化与青磐岩化带宽度达几十至几百米，是区内铜矿找矿标志之一。深部强烈的黄铁矿化、硅化是近矿标志之一。

根据2010年新疆哈密梅岭铜矿详查报告，本矿区共圈出近水平矿体12个，陡倾斜矿体9个。主矿体有M1和M2号2个，占梅岭矿床铜矿资源总量的59.7%[2]。本次研究选取M1和M2号近水平状铜矿体为研究对象。

图1 区域大地构造单元分布略图(据姬金生等，2001；芮宗瑶等，2002)

2 M1和M2号铜矿体地质特征

M1号铜矿体：分布在梅岭地段Fm1断裂以北，矿体埋深22m～74m。赋矿围岩为流纹斑岩、安山玢岩、英安岩。矿体赋存在次火山岩底界面附近近水平向层间破碎带中，呈似饼状。矿体长340m，宽322m，平均厚度4.86m，铜平均品位0.59ω%。矿体产状：走向北东，倾向335°，倾角14°。铜品位在矿体西南部最低而其它部位高，厚度在矿体西北部最薄而其它部位较厚。

M2号铜矿体：分布在梅岭矿段Fm1断裂以南，矿体(头—尾)埋深11.43m～4.85m，东端浅，中西部较深。矿体为赋存在“Γ”形火山角砾岩筒平缓上端顶部近水平状构造破碎带内，空间形状呈近似三角形的“饼状”。赋矿围岩为火山角砾岩、凝灰岩，少量次火山岩安山玢岩、流纹斑岩。矿体长205m，宽590m，平均厚度3.45m，铜矿体品位平均0.51ω%。矿体产状：走向北东，倾向277°～285°，倾角8°～10°。矿体变化特点：铜品位沿走向南部高而北部低，沿倾向中部高而上下部低，厚度沿走向跳跃式变化，沿倾向上部厚(大于10m)下部薄(小于3m)而中部M00线最厚。

3 矿体三维模型的构建

3.1 地质数据库的建立

收集矿区所有勘探工程数据，建立钻孔地质数据库。按Micromine数据表格式要求将钻孔数据分成4个表，分别为Collar(孔口信息表)、Survey(测斜信息表)、Geology(岩性信息表)和Assay(样品分析结果表)。

3.2 矿体圈定及生成实体模型

利用钻孔数据库可进行钻孔数据检查、钻孔轨迹三维显示及地质解释圈定矿体。

(1)工业指标的确定

本矿床主要为隐伏矿体，铜矿体主体为硫化物原生铜矿石，根据《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》(DZ/T0214-2002)推荐的铜矿床一般工业指标(见表1)圈定铜矿体。

图3 梅岭矿体及断层Fm1三维视化

按照矿床工业指标参数对所选择的勘探剖面逐个进行地质解译，运用等边三角形法创建矿体线框模型，矿体线框模型不但可以直观的反映矿体的几何空间形态，也为之后的块段品位估值和分析提供线框约束。所构建的梅岭矿区铜矿体模型如图3所示。

表1梅岭矿床铜工业指标

Tab.1CuCommercialIndicesofMeilingOreDeposit

(3)铜矿体品位模型的建立

矿产勘查的首要任务就是探明勘查区内的矿产储量，这也是勘查工作的最终目标和成果。Micromine软件中提供的品位估算方法有距离加权反比法、克里格法及封闭多边形法。各种估算方法都有各自的优缺点和适用范围，应根据采样情况及样品品位分布情况选用合适的估值方法。

鉴于研究区钻孔采样不连续，且样品较少，适宜采用距离平方反比加权法进行M1和M2号铜矿体资源量估算。本次储量估算所采用的矿块尺寸：E(东)X N(北)X RL(高)为4m×4m×2m。

3.3 储量估算

通过估算不同矿块内的品位，乘以该矿块内的平均密度和体积，即可估算出所要估算区间内的各区块的储量，报出模型储量报告，通过设置边界品位，求得矿块模型吨位品位报告，本次M1号和M2号铜矿体的矿石资源量、品位和铜金属量的估算结果见表2和表3。

通过绘制铜吨位品位曲线见图4，可以观察M1矿体和M2矿体内铜品位与吨位之间内部的变化关系。

图4a M1号矿石量与边界品位关系图

表2M1号矿体储量计算结果表

Tab.2ReservesCalculationofOreBodyM1

Cu品位区间/%体积/m3吨位/t平均品位 /ω%金属量/t≧1.057096163294.561.442345.730.8～1.01808151711.660.91469.540.5～0.856430161389.80.59947.520.2～0.5283653811247.580.342789.07总计矿量:1187643.60t 平均品位:0.55ω%

图4b M2号矿石量与边界品位关系图

表3M2号矿体储量计算结果表

Tab.3DifferenceofM1，M2OreBodyReservesbeforeandafterExplorationGridDensification

Cu品位区间/%体积/m3吨位/t平均品位 /ω%金属量/t≧1.0144364412881.041.445966.130.8～1.068144194891.840.891731.030.5～0.8152880437236.80.612688.130.2～0.5254704728453.440.382792.89总计矿量:1773463.12t 平均品位:0.74ω%

从图4a、图4b中可以发现，M1号矿体和M2号矿体矿石量随着边界品位的增大而逐渐减少。图4a显示M1号矿体在[0.2%～0.6%]品位期间，矿石量急剧减少；在[0.6%～1%]期间，矿石量缓慢减少。图4b显示M2号矿体在[0.2%～0.3%]和[0.6%～1.0%]品位期间，矿石量缓慢降低。边界品位的改变会引起矿体形态、平均品位、矿石量的变化，边界品位的设定具有经济意义，对未来矿床开发有指导意义。根据Micromine品位吨位报告结果，可以选择多个指标，应用多目标决策的方法可优先选出最优方案供矿山开采使用。

4 三维矿床模型在勘探评价中的应用

合理地确定勘查工程间距，是矿床勘查中的一个重要课题。它不仅是一个技术问题，而且也是一个重要的经济投资效益问题，其确定的合理与否，对勘查工作的进度、勘查成本以及效果都有重大的影响。运用Micromine软件，根据勘探工程数据，可迅速建立矿体的概略三维模型；随着勘探工程的增多，获得的勘探数据越多，地质解释更加符合地质实际情况，因此对矿体边界的圈定可信度更高。通过对比不同网度下矿体形态及资源量结果可为工程的合理布置提供参考依据。

本次研究中，通过选取不同的钻探数据，分别对M1和M2号矿体创建不同的三维模型，得到储量对比误差如下表：

表4 勘探网加密前后M1、M2号矿体储量对比误差

M1、M2号矿体埋藏较浅，可采用露天开采的方式采矿。从表中可以看出加密前后面积的重合率较高，矿体四周的边界已经基本控制了，M1号矿体加密后显示矿体厚度变化系数为：127%，品位变化系数为：133%，厚度及品位变化系数较加密前变化不大，矿体形态已基本控制；但是加密后矿体矿石量误差率及金属量误差率都较高，为了降低采矿设计的经济风险，应适当加几个浅钻。

M2号矿体加密后矿石量误差率及金属量误差率接近误差允许范围；矿体厚度变化系数为：96%，品位变化系数为：61%，虽然有明显变化，但稳定程度及均匀程度不变，说明原定的勘查网度是合理的，但是矿体底部边界没有被控制，加密后矿体采场底部边界已被控制。

5 结 语

合理的生产勘探网度在保证生产勘探资料质量的前提下，有助于缩短勘探周期，降低成本，生产勘探工程网度正确制定，是既保证质量又经济地进行生产勘探。从研究数据分析，梅岭铜矿现阶段的生产探矿，对矿体控制程度较好，现阶段生产探矿网度基本吻合，网度布置合理。但在矿体厚度变化大的地方还需加密少量钻孔，为采矿设计提供更可靠的依据，将Micromine应用于矿体资源量估算及勘探设计取得了较好的效果，为地质人员提供了一种科学而又高效快捷的工作手段。

参 考 文 献

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