岩金矿床资源量估算中大厚度工程处理方法

肖 红，李小飞，于哲彬，唐一昂，刘国荣

(中国黄金集团地质有限公司)

引 言

特异值的广泛存在是由于测量误差、错误记录或块金效应等，形成一些偏离大部分样本的值。岩金矿床中的特异值，主要从以下几方面来定义：①比所研究的全部观测值的算术平均值或中位数要高得多；②真 实存在于所研究的地质体中(如金品位特高值)，并非人为误差所致；③在全部观测值中只是少部分，但对全部观测值的统计分布特征影响很大；④存在于研究矿体的某处或多处空间位置。

固体矿产中的特异值，一般主要关注特高品位，而在近几年出版的相关规范中，开始提到大厚度概念。在许多已出版的标准[1-3]中未专门就大厚度工程的处理进行要求，但对特高品位处理有详细要求[4-5]。

关于岩金矿床大厚度工程的处理，在实际执行过程中引起了一定范围内较为激烈的讨论，主要集中于以下几方面：①在岩金矿床资源量估算中，究竟是否要执行大厚度的处理，按估算规程需要进行大厚度处理，而单矿种标准[4]中并未提及大厚度概念；②如果进行大厚度处理，采用何种方式，规范中提到的大厚度处理办法较灵活，用到的字眼包括“可参照铝土矿大厚度处理办法处理”“比照对特高品位的处理原则”“通常用该工程所影响块段的平均厚度代替该工程厚度，也可根据实际情况酌情处理”[2-3]。由此可见，规范中大厚度工程的处理方法不一而足，主要办法都来源于“比照”或“参照”，最终仍需要体现处理方式及结果的合理性。

本文以广西某岩金矿床为例，探讨在岩金矿床中确定大厚度处理阈值及大厚度工程处理方法，以期为类似矿山提供参考。

1 常见大厚度工程处理方法

参照特高品位处理原则，对大厚度工程处理包含2个步骤：首先，判定大厚度工程处理阈值；其次，对大厚度工程进行处理。

1.1 大厚度工程的确定

关于大厚度工程的确定，在现有规范中的概念比较一致，认为“单工程矿体的厚度大于或等于矿体平均厚度的3倍者称为大厚度工程”“出现大厚度工程(大于矿体平均厚度的3倍)，先进行大厚度工程的处理”。

大厚度工程确实存在，且不限于铝土矿床，其他金属矿产勘查中也广泛存在，但要确确实实了解其存在背后的地质意义，不能仅局限于数字游戏(达到3倍 矿体平均厚度就是，而2.95倍就不是)，其地质意义在于：由于古侵蚀面、岩溶及构造节点等因素影响，致使矿体的厚度发生突变[2](见图1)，如果不进行大厚度工程处理，就可能造成资源量估算的极大误差。

a—报告内圈定剖面，大厚度工程与相邻工程平滑过渡 b—采矿开采后修正剖面，大厚度工程与相邻工程之间存在形态突变图1 某铝土矿床矿体勘探线剖面示意图(据文献[6]修改)

因此，在关于大厚度工程的判定上，现有的“3倍法”不尽合理。首先，3倍取值的来源并无确凿依据，其应当是某一矿种在大量探采对比后的经验成果，但并不一定适用于其他矿种。其次，国内传统法估算资源量中，针对特异值(特高品位)的判别办法是结合品位变化系数而采取的“6～8倍法”，那么针对大厚度工程的判别，不考虑其厚度稳定程度而统一采用3倍 法，也显得有悖常理。在DZ/T 0338.1—2020 《固体矿产资源量估算规程 第1部分：通则》中提到：对任一矿种的矿体中出现的大厚度工程，可参照铝土矿大厚度工程处理办法处理。在DZ/T 0202—2020 《矿产地质勘查规范 铝土矿》中提到:将大厚度工程率作为一个指标参与资源量估算，目的在于尽可能消除大厚度工程对资源量估算的影响。但是，大厚度工程率在铝土矿大厚度工程处理中仅作为判别矿体厚度稳定程度的一项影响因子，而厚度稳定程度是否反作用于大厚度工程的确定，值得探索总结。

笔者认为，既然在大厚度工程的替代处理上比照或参照了特高品位，那么在大厚度工程的判定上也宜参考特高品位的判定办法。在传统法估算资源量中，可以根据矿体厚度稳定程度，选择不同的倍数来确定大厚度工程处理阈值。此外，可以借鉴地质统计学判定特异值的办法，以西舍尔估值来检验单工程矿体厚度中是否存在特异值：若单工程矿体平均厚度值低于西舍尔估值且数值接近，则不存在大厚度值；若西舍尔估值大幅偏离平均厚度，则存在大厚度值。

1.2 大厚度工程的处理方法

关于大厚度工程在固体矿产资源量估算过程中的具体处理方法讨论，已有研究成果主要集中于铝土矿的勘查中[6-7]，结合新发布的规范，处理方法主要有以下几种：

1)对大厚度工程不做替代处理，直接使用。

2)对大厚度工程进行替代处理。以矿体平均厚度的3倍值代替大厚度工程，类似于地质统计学中对特高品位的“削峰”处理。

3)对大厚度工程进行替代处理。用大厚度工程影响块段所有工程的平均厚度代替大厚度工程的厚度，并用其进行块段平均厚度的计算；经1次处理后其值仍大于矿体平均厚度的3倍时，重复处理1次。

4)大厚度工程单独圈定块段：凡判定为大厚度的单工程，单独圈定块段，估算资源量。但是，在大厚度工程单独圈定块段过程中，有2种不同的意见：第一种，大厚度工程单独圈定、外推工程间距的1/2作为大厚度工程的资源量估算边界线(见图2-a))；第二种，大厚度工程单独圈定、外推工程间距的1/4作为大厚度工程的资源量估算边界线(见图2-b))。通过剖面上的几何图形对比可知，第一种方法估算的块段面积与不处理大厚度工程估算的结果并无二致(见图3-a)，可见面积S1=S1′、S2=S2′、S3=S3′、S4=S4′)。而采用第二种方法的剖面面积比第一种方法的要少37 %(见图3-b))，如果对于类似图1中的“鸡窝状”矿体，则采用第二种方法较为合理，这在豫西“鸡窝状铝土矿”的开采实践中更合乎实际[6]。

图2 大厚度工程资源量估算投影图

图3 大厚度工程资源量估算纵剖面示意图

2 不同大厚度工程处理方法估算结果对比

以广西某岩金矿床为例，对采用不同大厚度工程处理方法的估算结果进行对比分析，探讨处理方法的合理性。

2.1 矿体地质特征

矿体主要赋存于近东西向断裂构造破碎带及其顶底板硅化、黄(褐)铁矿化砂岩、泥岩中，呈似层状产出，产状较稳定，总体为193°∠47°。矿体总体较连续，在走向和倾向上具有舒缓波状、膨胀狭缩特征，局部出现无矿天窗。矿体由46条探槽、5个中段和115个钻孔控制，走向延长2 600 m，倾向延伸82～730 m，其中浅地表部分已采空。

矿体单工程真厚度0.57～24.80 m，平均真厚度4.82 m，变化系数92.75 %，属较稳定型；单样金品位0.03～42.05 g/t，金平均品位2.86 g/t，变化系数118.67 %，属较均匀型。单工程矿体真厚度分布直方图(见图4)显示，真厚度在0～1 m的单工程数量最多，有45个；单工程真厚度主要分布在0～5 m，有136个，占比71.6 %。矿体总体厚度不大，但在局部地段有厚大矿体存在。

图4 单工程矿体真厚度分布直方图

2.2 大厚度工程的不同处理方法及结果对比

2.2.1 确定大厚度工程处理阈值

确定大厚度工程处理阈值的第一步是对矿体真厚度进行统计。提到统计，首先就是数据代表性问题[8-10]，控制矿体的工程通常稀疏不均，局部加密工程的厚度是否纳入统计、采空区的厚度数据是否进行统计等类似问题需要引起注意。此外，统计过程中还有一些具体问题值得考虑：一是矿体真厚度的统计是否包含低品位矿体。依据最新规范，“凡单样品位达到工业指标中边界品位和最小可采厚度的要求或满足采用米·(克/吨)或米·百分值的要求时，即可圈入矿体”，因此，作为圈入矿体的低品位工程，在进行矿体基本特征统计时，应当包含。但是，作为单独圈出的厚大连片低品位矿体，则不建议加入统计(见图5)。二是对于分支矿体，合并统计可能就成了大厚度工程矿体，分开统计则是一般矿体，原则上应以分开统计为宜。三是可能出现极端情形，大厚度工程所在位置刚好为低品位矿体，此时可能需要重新审视工业指标的合理性及圈矿中工业指标运用的正确性，根据实际情况进行分析解决。

图5 矿体纵投影示意图

采用2种方式确定大厚度工程处理阈值：一是按照传统方法，矿体平均真厚度为4.82 m，其大厚度工程处理阈值为矿体平均真厚度的3倍，即14.46 m；二是按照西舍尔估值检验法，这是因为在大多数地质问题中，矿体的厚度或品位不服从正态分布，但其对数值趋于正态分布[1]。因此，借鉴特高品位的西舍尔估值检验法，来检验矿体是否存在大厚度工程。利用Surpac软件中的地质统计功能，统计出矿体真厚度的西舍尔估值为4.85 m，比矿体平均真厚度略大。按此方法检验，矿体可不进行大厚度工程处理。

2.2.2 不同大厚度工程处理方法及结果对比

按照传统法确定的大厚度工程处理阈值统计，超过14.46 m的工程共有6个，见图5、图6。其中，3个工程集中于区域1，可以参考特高品位处理的原则，单独圈出大厚度工程的块段，不做替代处理。为了便于对不同处理结果进行对比分析，分别对这6个工程按照5种方式进行处理：①不进行大厚度工程处理；②按照矿体平均真厚度的3倍进行“削峰”处理；③按照影响块段的平均值进行替代处理；④按照大厚度工程单独圈定块段，以1/4外推处理；⑤按照大厚度工程单独圈定块段，以1/2外推处理。依据上述不同处理方式，其影响块段涉及区域的估算结果见表1，与不进行大厚度处理的结果相比，其变化幅度见表2。

图6 矿体勘探线剖面图

表1 不同处理方法的金金属量估算结果统计 kg

由表1、表2可知：均值替代和1/4单圈结果相当，较不处理的金金属量减少约46 %。1/2单圈和不处理的结果相当，与证明关系图(见图3-a))一致，估算结果有一定差别的原因在于矿块的形状不规则。削峰处理的结果介于均值替代和不处理之间，较不处理的金金属量减少约21 %。

表2 不同处理方式与不进行特高处理的估算结果相对偏差统计 %

3 讨 论

由对比结果可看出，大厚度工程处理与否对矿体资源量的影响很大，如果按照传统均值替代的方式，其金属量几乎减少一半。因此，在固体矿产资源量估算过程中，对矿体大厚度处理应当慎重。

在该岩金矿床的资源量估算过程中，一度引起了较为热烈的讨论。部分专家认为，应当严格依照最新出版的估算规程处理，超过矿体平均真厚度3倍的工程均应进行均值替代处理，这是属于有据可依、无从辩驳的事实。从事现场勘查的地质技术人员认为，岩金矿床在以往的勘查实践活动中从未执行过大厚度工程处理，现有的最新单矿种规范DZ/T 0205—2020 《矿产地质勘查规范 岩金》也未提到大厚度工程处理，大厚度工程是矿体穿矿厚度的真实反映，不像特高品位那样，存在“明金效应”的地质解释。此外，若进行大厚度工程处理，在相应图、表上如何表示也是一个问题，目前无针对岩金矿床大厚度工程的成熟处理经验。同时，依据勘查工程取得的地质规律的认识，地质技术人员也认为无需进行大厚度工程处理。

笔者认为，针对该岩金矿床无需进行大厚度工程处理，主要原因如下：①不存在特殊的地质意义，如古侵蚀面、岩溶及构造节点等控矿，矿体厚度非急剧性突变，而是随着舒缓波状压扭性构造空间呈现膨胀狭缩特征。②由图6-a)、c)可知，矿体在进行足够间距的工程加密后，局部近似于囊状，矿体形态得到较为准确的控制，基本接近真实的矿体形态，已经满足了探明级别资源量的控制要求。而对于图6-b)、d)来说，正是因为其倾向延伸的控制间距偏大，矿体形态、产状还有可能发生变化，故其资源量级别也相应为控制或推断级别。如果对其进行大厚度工程处理，是因为对该处矿体的形态和连续性还有怀疑，其资源量还有较大的不可靠性，不足以估算探明资源量，因此应当是对相应块段确定为低级别资源量而非进行大厚度工程处理。若确实在已经达到规范要求的最小勘查间距，仍不能完全控制矿体形态，出现溶斗状矿体(见图1)时，则应当在矿体地质特征中详述说明，在资源量估算中进行特殊处理，但由于其不确定性，难以估算探明资源量，最高资源量级别只宜到控制级别。

4 结 论

1)如何判定是否为大厚度工程，现有的“3倍法”不一定适用于全部矿种，因此不宜强制要求普遍使用，而应当尊重地质特征事实，给予资源量估算师一定的自由裁量权。

2)在进行大厚度工程统计时，首先应排除数据误差，其次考虑控制矿体厚度工程的代表性，结合地质情况、赋矿规律，采用西舍尔估值检验法来检验矿体是否存在大厚度工程。

3)关于大厚度工程如何处理及图表上的表示，建议采用大厚度工程单独圈定矿块，且外推工程间距的1/4作为大厚度工程的资源量估算边界，此时，相应块段的资源量类别宜确定为推断或控制，不能是探明。此种表示方法，能真实地反映大厚度工程位置，一目了然，便于读图和指导生产。

4)建议在今后勘探和采矿过程中，就厚大工程涉及的块段，多做探采对比，积累基础数据，以不断完善和改进大厚度工程的判别及处理方式，指导勘查阶段的资源量估算，使之最大程度贴近开采实际情况。