西藏白容—岗讲铜(钼)矿三维地质建模及储量估算

坚润堂 杨 帆 王岩梅 韩艳韦

(1.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院，云南昆明650051;2.中国科学院广州地球化学研究所，广东 广州510640)

白容—岗讲铜( 钼) 矿区位于西藏东南部、拉萨市西部的雅鲁藏布江中游北岸尼木县境内，区域上位于冈底斯斑岩铜矿带的中段，属雅鲁藏布江缝合带北侧冈底斯火山—岩浆弧EW 向构造带与念青唐古拉NE—近SN 向构造带的交汇部位［1-4］，为一座具大型—超大型远景规模的斑岩型铜( 钼) 矿床［5］。三维地质建模技术可真实、形象地展现各地质体之间的三维空间关系，在资源储量估算方面得到了广泛的应用研究［6-8］。为此，采用DIMINE 软件［9-16］构建了该矿区三维地质模型，并采用距离幂次反比法对矿床资源储量进行估算，为实现矿山资源动态管理提供参考。

1 矿区地质概况

白容—岗讲铜( 钼) 矿区位于雅鲁藏布江板块缝合带以北帕古—热堆脆韧性剪切带附近，为冈底斯成矿带中段斑岩型铜多金属典型矿床，区内以大面积出露喜马拉雅期酸性浅成—超浅成侵入岩和多期次脉岩穿插为特征。区内出露地层主要为白垩系上统设兴组一段( K2S1) 和第四系( Q) 。构造以近EW 向和SN 向2 组断裂为主，次为派生的NW 向和部分NE向断裂。岩浆岩体为复式岩体，主要出露含矿二长花岗斑岩、含巨斑角闪黑云二长花岗岩、花岗闪长斑岩，次为流纹斑岩、英云闪长玢岩、英安斑岩，及少量安山玢岩、煌斑岩。

2 地质数据库及三维地表模型

2.1 地质数据库建立

西藏白容—岗讲铜( 钼) 矿地质数据库的数据源主要包括空间数据和二维矢量图件( 平面图、剖面图) 。首先在Excel 软件中分别录入钻孔孔口文件、钻孔测斜文件和钻孔样品文件，以“. xls”或“. csv”格式保存;然后将其导入到DIMINE 软件中对样品数据进行校验和修正; 最后将其合并完成地质数据库构建。

2.2 三维地表模型构建

白容—岗讲铜( 钼) 矿区地表模型由1∶ 10 000及1∶ 2 000 矿区地形图组合而成，并在矿区DTM 的基础上建立了构筑物、自然水系等模型，形成了较为完整的地表三维模型，见图1。

图1 矿区三维地表模型Fig.1 Three-dimensional surface model of mining area

3 矿体模型与岩体模型

3.1 矿体模型构建

3.1.1 矿体初期圈定

将已有的矿区28 条勘探剖面进行矢量化，导入DIMINE 软件中与三维地质钻孔数据库对照，按照Cu含量≥0.2%、Mo 含量≥0.03%的圈矿指标重新解译剖面矿体线，共解译出矿区内39 条勘探线，建立了铜矿体模型279 个( 称为0.2Cu 矿体) ( 见图2) ，钼矿体模型280 个( 称为0.03Mo 矿体) ( 见图3) ，2 种矿种三维模型复合结果见图4。

图2 0.2Cu 矿体三维模型Fig.2 Three-dimensional model of the 0.2-copper ore-body

图3 0.03Mo 矿体三维模型Fig.3 Three-dimensional model of the 0.03-molybdenum ore-body

3.1.2 矿体重新圈定

以Cu 含量≥0.1%为圈矿指标，对照空间地质钻孔数据库对各剖面重新解译圈定矿体线，建立铜矿体模型238 个( 称为0.1Cu 矿体) ，矿体体积约6.82亿m3，0.1Cu 矿体三维模型见图5。

图5 0.1Cu 矿体三维模型Fig.5 Three-dimensional model of the 0.1-copper ore-body in mining area

3.1.3 矿体模型调整

由于0.2Cu 矿体模型在空间形态上与0.1Cu 矿体存在交叉、且矿体走向不一致，为此，在0.1Cu 矿体空间形态的基础上，对0.2Cu 矿体进行了相应调整，调整后的模型称为0.2Cu 矿体，其与0.1Cu 矿体模型的复合结果见图6。由图6 可知，调整后的0.2Cu 矿体模型已包含在0.1Cu 矿体模型中。

图6 0.1Cu 矿体与0.2Cu 矿体的三维复合模型Fig.6 Three-dimensional composition model of the 0.1-copper and 0.2-copper ore-body

3.2 岩体模型创建

在已有的勘探线剖面上提取岩体线，主要包括二长花岗斑岩、英云闪长玢岩、花岗闪长斑岩、第四系各岩体或地层的轮廓线。白容矿区5 条勘探线以及岗讲矿区6 条勘探线无勘探线剖面，则根据钻孔数据库所提供的岩性信息进行风格显示，在此基础上解译出岩体线。有勘探线剖面的岩体线可根据钻孔数据库岩性风格显示的情况进行检核和调整。岩体线解译出后，综合运用线编辑的点、线清理、区域划分等功能，创建该矿区完整的岩体模型，如图7 所示。

4 资源储量估算

4.1 空白块段模型

在综合分析白容—岗讲铜矿体形态和特征的基础上，确定了以20 m×20 m ×12 m 的为基础块尺寸以及白容—岗讲铜矿空白块段模型参数，见表1。

4.2 品位估值

品位估值方法主要有距离幂反比法、趋势面法、地质统计学法( 普通克里格法、对数克里格法、泛克里格法等) ，该类方法都是根据单元块周围一定范围( 搜索半径) 内的已知样品点，对该单元块进行估值［17-20］。距离幂次反比法是一种与空间距离有关的插值方法，按距离越近权重值越大的原则计算插值点值，用若干临近点的线性加权来拟合估计点的值，具有应用简单、计算结果可靠、准确等特征，因而，本研究采用该方法对Cu、Mo 品位进行估值。

表1 块段模型参数Table 1 Parameters of the block model m

4.2.1 估值参数、约束条件设置

根据白容—岗讲铜矿矿体形态特点，确定椭球体三轴的半径比( 东方向∶ 北方向∶ 高程方向) 为1∶ 1∶0.5。距离幂估值过程中需要设置的参数见表2。

表2 距离幂估值部分参数设置Table 2 Part of the parameters of the distance power inverse ratio method

在设置约束条件时，可通过设置不同的边界级数和内部级数，使边部块段更好地与实体模型拟合。通常情况下，一般边界级数可设置较大，如此边界上细分的块较多，更能够有效拟合矿体边界。本研究中，边界级数设置为11，对应的细分最小块段尺寸为5 m×5 m ×3 m; 内部级数设置为9，对应的细分最小块段尺寸为20 m×20 m×12 m。

4.2.2 距离幂估值

首先以0.2Cu 矿体为块段模型估值范围的约束条件进行0.2Cu 矿体内块段估值，然后以0.1Cu 矿体为块段模型估值范围的约束条件进行0.1Cu ～0.2Cu 矿体内块段估值，最后以0.03Mo 矿体为块段模型估值范围的约束条件进行0.1Cu 矿体以外0.03Mo 矿体以内块段估值。模型估值约束分别为0.1Cu 矿体、0.2Cu 矿体、0.03Mo 矿体，在每一模型估值约束条件下，对应不同的样品组合文件，分别估值3 次，3 次椭球体搜索半径成倍放大，选用的椭球搜索参数分别为100 m ×100 m ×50 m、200 m ×200 m×100 m、400 m×400 m ×200 m，至矿体范围内块段全部估值完成，共需9 次估值。

4.2.3 其他属性赋值

通过距离幂估值后，块段模型内已被赋予了Cu品位、距离Cu、Mo 品位等属性值。根据实际生产情况，通常还需要赋予矿岩类型、矿体类型等属性值，步骤是:①在数据管理窗口右击“块段模型”，添加“矿岩类型”、“矿体类型”等属性值; ②点击“常量赋值”对块段模型进行约束，对矿岩类型赋值时，可采用“0.1Cu 矿体模型内部∪0.03Mo 矿体模型内部”进行约束，再进行赋值;③对矿体类型进行赋值时，可分别采用“矿体类型模型上部”、“矿体类型模型下部”进行约束，再进行赋值。

4.2.4 矿体模型品位分布

品位赋值后，可按Cu、Mo 的不同品位级别分矿种显示矿体模型品位的分布情况，如图8 所示。

图8 矿体模型品位分布Fig.8 Grade distribution of the ore-body model

4.3 资源储量估算结果

采用距离幂次反比法估算0.1Cu 矿体模型、0.2Cu 矿体模型，0.03Mo 矿体模型的资源储量，结果如表3 ～表5 所示。

表3 0.1Cu 矿体模型内资源储量Table 3 Reserve estimation results of the 0.1-copper ore-body model

表4 0.2Cu 矿体模型内资储源量Table 4 Reserve estimation results of the 0.1-copper ore-body model

表5 0.03Mo 矿体模型内资源储量Table 5 Reserve estimation results of the 0.1-copper ore-body model

由表3 ～表5 可知，白容—岗讲矿区Cu( ≥0.1%) 资源量约1.533 ×109t，金属量约2.743 ×106t，Mo( ≥0.03%) 资源量约2.86×108t，金属量约1.39×105t，与四川冶金设计勘査院资源储量估算结果误差较小，说明本研究估算的资源储量具有较高的精度。

5 结 语

采用DIMINE 软件构建了西藏白容—岗讲铜( 钼) 矿区地质数据库以及矿床三维实体模型，从三维空间角度形象、真实地展示了整个矿区的构造形态、矿体的产状以及变化特征。基于该三维地质模型，采用距离幂次反比法对矿体进行品位推估及储量估算，估算结果具有较高的精度，可为矿山资源动态管理提供依据。

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