基于剖面法的资源储量估算易忽视问题浅析

余牛奔

(江西省地质局第二地质大队，江西 九江 332000)

资源储量数据是地质勘查成果的集中体现，是衡量矿床预期经济价值和矿山开发建设的直接依据，其可靠性对矿山建设设计与资源开发利用具有深远影响[1]。而资源储量估算过程的准确与否和工作精度如何，对估算结果的可靠性至关重要，资源储量估算各阶段需要对大量数据进行统计与计算，因而资源储量估算的全过程必须具有严谨的态度以及应用科学的方法[2]。

目前，我国传统的资源储量估算方法主要为几何法(剖面法、块段法、等值线法、算术平均法等)，随着 GIS软件 (3Dmine、Datamine、Dimine等 )、三维可视化技术、数据库优化建设的飞速发展和日趋成熟，数学地质法(地质统计学法、SD法和距离平方反比法等)逐渐成为资源储量估算方法的新趋势[3-5]。但在我国大部分储量报告评审过程中，储量评审中心与地勘单位应用传统方法审查、编写资源储量勘查或核实报告仍然为现阶段的主流[6-10]，其中剖面法在地质勘查和矿山开发工作中因能保持矿体断面的真实形态和地质构造特征，反映矿体在三维地质空间沿走向及倾向的变化规律，并且具有足够的准确性与相当大的灵活性等优点而被广泛应用[11-14]。笔者将近年来勘查工作中遇到的一些易忽视的非常规性问题进行了归纳总结，以期为提高资源储量估算工作的效率和质量提供些许帮助与思路。

1 勘探线的布设

1.1 勘查设计阶段

在勘查设计阶段，勘探线的布设应避免机械化思维，需综合考虑、发挥主观能动性[15]，特别是采用剖面法估算近地表大面积出露的矿体(如瓷土、饰面石材、建筑石料等非金属矿)按一定勘查网度布设勘探线时应充分考虑地形因素和矿权界线形态。

地形因素主要应考虑勘探线对矿权内地形落差较大的高山(或深谷)的控制(图1)：如图1a中可以看到3线与5线正好布设在制高点313m的两侧，且该制高点与两侧勘探线高程(约270m)高差可达40余米，根据剖面法进行该块段资源量估算时明显会丢失高山(+270m～+313m)赋存的资源量。调整方式为将一条勘探线布置在制高点313m附近，并以此为基线布置其它勘探线，即可提高估算的准确性。

矿权界线形态主要应考虑矿权界线拐角对估算的影响：如图1b中，勘探线7线与9线布设在矿权界线拐角处两侧，在利用剖面面积(S1与S2内对应)估算块段资源量时，通常容易丢失图中矿权界线拐角处的资源量。通常的解决方法为：以矿权拐角处界线向9线做辅助线，在9线剖面图上量得矿权外矿体面积S2外，采用S1与S2内+S2外对应计算，再扣减矿权外S2外*h/2部分，即为矿权内块段资源量。但由于矿权外没有工程控制，图切剖面过程中的人为误差较大。故笔者认为最优的布设方式如图1c所示，将勘探线7线与9线移动至正好与矿权界线拐角处相交，人为避免少算风险和减少计算的工作量。

图1 勘探线布设示意图

1.2 核实设计阶段

在核实设计阶段，由于核实需与最近报告形成对比，一般不调整原勘探线位置，原勘探线对地形起伏较大区域控制不够时，必要时可采取加密勘探线控制或工作量限制时采取切辅助线等方式解决上述问题；对于相对规则的山体或深谷，还可采取构建数学模型或对地形文件采取mapgisDTM分析(空间分析)等方式计算。

2 矿体的圈连与投影

2.1 矿体的圈连

矿体圈连的正确与否，直接影响资源储量估算结果的可靠性[16]。主要易忽视问题如下：

(1)根据钻孔见矿位置直接圈连而不考虑地质规律或控矿因素，如褶皱构造控矿(图2a)、沉积作用控矿(图2b)与矽卡岩型接触带控矿(图2c)中两种不同的圈连方式等。

图2 不同控矿因素的矿体圈连示意图

(2)矿体的无限外推未把握“倾斜走平”的原则，即在倾向上(一般与剖面方向一致)，采用1/2尖推或1/4平推时，外推距离是指矿体在剖面图上的斜距而非平距；但在走向上，外推距离多以平距显示。部分勘查报告在进行资源储量估算时，矿体倾向方向的外推不是在剖面上进行，而是在投影图上进行，夸大了外推的距离，造成资源储量估算误差。

(3)外推距离的确定均应根据相应的资源量类型的工程间距来确定，而不是根据当前的勘查工程间距来确定。如控制的资源量外推推断的资源量时，采用的1/4工程间距是指“推断的”工程间距，而不是依据“控制的”工程间距外推1/4(理论上所有矿种均可按推断的工程间距外推，但在一些贵金属勘查中外推应格外谨慎和保守，为使推断的资源量可靠程度更高，降低业主评估风险，可以调整为更高级别资源量类型的勘查间距进行外推，并在报告中“矿体圈定的原则”章节中说明且保持一致性；但有些地质工作者将金属矿外推思维代入部分非金属矿外推思维是不合适的)。

(4)需特别强调的是，夹石的圈连与矿体具有相同“待遇”，圈定夹石边界及其外推原则应与圈矿一致。如在两个见矿的对应剖面中，剖面中均有对应的夹石或单剖面存在夹石时，夹石圈连和外推同矿体的圈连和外推原则，在计算两剖面间矿体体积时，一般应作体积扣除，而不能作面积扣除；即一般所说的“加面积、减体积”。

2.2 矿体的投影

矿体的投影包括矿体的平面分布范围投影和估算范围投影两部分，矿体的平面分布范围≥资源量估算范围，原因如下：

(1)1/2尖推和1/4平推两者的计算结果一致。多数情况下，1/4平推是为了简化计算而采用的方法，它不适用于剖面图上对矿体的圈连(剖面上矿体必须是圈闭状态，层状矿体外推逼近矿权界线除外)，容易造成对矿体形态的歪曲[17]。在计算矿体出露标高和矿体坐标时，均应按尖推点连线的范围计算并在投影图上圈连形成矿体的平面分布投影图。

(2)在剖面上1/2尖推更符合地质规律的情况下，必然导致尖推部分矿段与矿体的开采技术条件(最小可采厚度)相矛盾，故应将与其计算结果一致的1/4平推点在剖面图上的矿体中部(矿体较厚时)或底部(矿体较薄时)标出，并将连线范围投影形成储量估算范围图(图3)。(注：实际编写过程中，矿权人为了保留更大的矿权范围，勘查单位多以1/2尖推点作为储量估算范围，故该问题作者只做理论讨论，实际报告编写过程仍以当地编审习惯为主。)

图3 矿体平面分布范围与储量估算范围示意图

3 边坡与资源量转换

3.1 预设边坡问题

地勘单位在编制剖面中经常遇到此类问题，不同市域的编审单位对于明显为露采的矿床是否应预设边坡计算资源量具有截然不同的态度：一些地勘单位认为地质报告应按矿权界线计算资源量，考虑边坡应属“三合一方案”的内容；部分主管部门认为在地质报告中应预设边坡，避免地质资源量与“三合一方案”资源量偏差过大，提高资源储量的可靠程度；作者认为是否应设边坡，不能模式化、固定化，应充分考虑各方面因素，如地表矿则应按一般工业指标预设边坡计算资源量。对于剥采比经济的浅表矿(图4)，还应考虑勘查阶段及勘查目的：以找矿或提供下一步勘查范围为目的的普查、详查阶段，可以不设边坡计算资源量，如图4中矿体2在此阶段则应计算相应资源量，因为该阶段尚未确定开采方式，可能通过坑采的方式采出矿体2；为矿山提供设计依据的详查、勘探阶段则应预设边坡计算资源量，故将矿体2剔除出去比较合理；已进入采矿阶段的资源储量核实是必须预设边坡计算资源量的，且需与上一次核实时采用的指标保持一致性，如需变化则应进行论证。

图4 预设边坡与否与估算矿体示意图

3.2 资源量转换

最新规范GB/T 17766-2020《 固体矿产资源储量分类》中，对资源量的划分依据为地质可靠程度，储量则在上述基础上依据转换因素的可靠程度划分，转换因素主要包括采矿、加工选冶、基础设施、经济、市场、法律、环境、社区及政策等。令作者疑惑的是：部分地质报告提交的资源量在经过“三合一设计方案”后即转换成了储量，并连同推断的资源量也一起转换为储量，而“三合一设计方案”仅仅考虑了采矿因素。储量划分的首要依据即为地质的可靠程度，即推断的资源量即使经过了预可行性研究、可行性研究或与之相当的技术经济评价，也无法转换为储量，因其地质可靠程度较低，设计阶段无法确定其是否为真实矿体，除非增加工程提高其地质可靠程度并开展相关经济技术评价或在采矿阶段采出方可转换为储量。故多数情况下，资源量转换为储量一定要避免将推断的资源量纳入，这也是新规范想要解决的一个历史矛盾。

4 结论

(1)勘探线的布设应在满足规范及不增加勘查投入的情况下充分考虑地形因素及矿权界线形态，并充分发挥布设的主观能动性，以提高工作效率及估算精度。

(2)矿体的圈连与投影应充分考虑地质规律与控矿因素、把握“倾斜走平”的外推原则、“加面积、减体积”的夹石剔除原则以及充分理解平、剖面1/2尖推和1/4平推应用的含义。

(3)浅表、地表矿是否预设边坡不能过于机械化、模式化，应充分考虑矿床的开采技术条件、勘查目的及勘查阶段等因素。推断资源量无法直接转换为储量，可通过提高地质可靠程度并进行经济技术评价或采矿活动后转换。