动态搜索估值在某铜钴矿床中的应用

〔摘 要〕以国外某铜钴矿床为例，应用动态搜索估值方法对其褶皱发育的矿体进行估值，并与定向估值法进行比较。结果显示固定搜索椭球体产状唯一，仅适用于产状单一稳定的矿体估值;对于产状复杂，尤其是褶皱发育及受地层控制的矿体，采用动态搜索估值法得到的品位分布及矿体形态更加符合地质规律。通过预先建立复杂矿体的近似产状面，利用产状面的每个三角面产状属性对椭球体搜索方向进行动态控制，动态搜索估值可达到模拟复杂矿体形态的目的。

〔关键词〕搜索椭球体;动态搜索估值;铜钴矿床;定向估值;品位分布

中图分类号：P628    文献标志码：B  文章编号：1004-4345（2024）03-0006-04

Application of Dynamic Search Valuation in a Copper-cobalt Deposit

XIONG Tao

（China Nerin Engineering Co.， Ltd.， Nanchang， Jiangxi 330038， China）

Abstract  Taking a foreign copper-cobalt deposit as an example， the dynamic search valuation method is applied to value its fold-developed ore body， and compared with the targeted valuation method. The results show that the fixed searching for ellipsoids has a unique occurrence and is only applicable to the valuation of ore bodies with a single and stable occurrence. For ore bodies with complex occurrence， especially those developed by folds and controlled by strata， the grade distribution and ore body morphology obtained by the dynamic search valuation method are more in line with geological rules. By establishing an approximate occurrence surface of complex ore bodies in advance， and utilizing the occurrence attributes of each triangular plane of the occurrence surface to dynamically control the search direction of ellipsoids， dynamic search valuation can achieve the purpose of simulating the morphology of complex ore bodies.

Keywords  search for ellipsoids; dynamic search valuation; copper-cobalt deposit; targeted valuation; grade distribution

收稿日期：2023-08-23

基金项目：江西省重点研发计划项目（项目编号：20212BBG71009）

作者简介：熊涛（1985—），男，高级工程师，主要从事矿产地质设计及咨询工作。

通常搜索椭球体根据矿体的产状进行定义，对于产状单一稳定的矿体可用单个椭球体近似代替矿体产状进行搜索估值。对于受地层、构造影响，形态复杂的矿体，采用定向椭球体估值不仅不能反映品位的真实分布状态，甚至会得出相反或错误的估值结果[1]。为了克服定向估值带来的弊端，探求良好的的估值结果，本文采用动态搜索估值方法对国外某铜钴矿床典型的向斜形态矿体进行估值，并与定向搜索估值进行对比分析，以期探讨更加适合产状复杂，尤其是针对褶皱发育及受地层控制的矿体的搜索估值方法。

1 矿区地质概况

矿区位于赞比亚—加丹加弧形铜钴成矿带的中西部。区内出露地层主要为中元古界加丹加群的罗安组、孔德龙古组和第四系。罗安组为1套河流海洋沉积物建造，岩性主要为白云岩、白云质粉砂岩和黑色页岩，从上至下细分为CMN组、SDS组、SDB组、RSC组、RSF组和DIpeta组，其中RSC组为矿区主要含矿层位，见图1。

CMN组—白云岩、白云质页岩;SDS组—白云质页岩;

SDB组—含碳质白云岩、白云质页岩;RSC组—硅化白云岩;

RSF组—细粒层状硅化白云质页岩;DIpeta组—砂质页岩

图1  矿区2#线地质剖面示意

矿区构造发育，以褶皱构造为主。区内矿体严格受地层层位及岩性控制，矿体呈层状产出，矿体产状与地层形态基本一致。矿区距岩浆岩体较远，仅有少量岩浆活动，区内仅记录有花岗岩侵入基底杂岩中，晚期侵入花岗岩的辉长岩岩床和煌斑岩岩墙等。矿区围岩蚀变主要为大理岩化、方解石化、褐铁矿化、绢云母化、孔雀石化、硅化、绿泥石化、滑石化、黄铁矿化等，其中硅化、褐铁矿化、孔雀石化与矿化最为密切。

2   矿床地质特征分析

该矿床属受构造、变质、热液及变质热液作用叠加改造，并受风化淋滤作用的层控型铜钴矿床。矿体赋存于硅化白云岩层位中，矿体形态倾向上呈弧形层状、板状。矿体整体向东倾伏，倾伏角约35°。矿体走向近东西向，倾向北部向南倾、南部向北倾，倾角18°～62°。钻孔控制范围内，矿体沿走向延长约650 m，沿倾向延深50～230 m;矿体厚度稳定，厚度一般在5～23 m范围内，平均厚度约13 m。矿体赋存标高1 470～1 150 m。工程控制范围内，矿体中间主体部分控制网度基本达50 m（走向）×50 m（倾向），两端矿体控制网度达100 m（走向）×100 m（倾向）。矿体矿石量约3 400万t，TCu、TCo平均品位分别为2.42%、0.43%，矿体矿化连续且品位较高，为矿床最大的优势资源。

矿石自然类型分为高氧化矿石、中氧化矿石、混合矿石、硫化矿石4种：矿石铜氧化率≥85%的为高氧化率矿石;铜氧化率<85%，但≥60%的为中氧化率矿石;铜氧化率<60%，但≥25%的为混合矿石;铜氧化率<25%的为硫化矿石。4种矿石占比分别为14%、16%、13%和57%。矿体近浅表上部氧化率高，往深部氧化率逐渐降低。矿石工业类型简单划分为氧化铜钴矿石和硫化铜钴矿石。

氧化矿石中铜矿物主要为孔雀石、假孔雀石，以及少量辉铜矿;钴矿物主要为水钴矿，以及少量硫铜钴矿;铁矿物主要为针铁矿，以及少量赤铁矿、磁铁矿等。混合矿石中铜矿物主要为孔雀石、辉铜矿、自然铜、赤铜矿等，钴矿物主要为水钴矿和硫铜钴矿。硫化矿石中铜矿物主要为斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿等组成。脉石矿物主要为石英，以及钾长石、白云母、绿泥石和黏土矿物等，另有少量斜长石、高岭石、滑石、电气石、菱镁矿、石膏、磷灰石、金红石等。

矿石中主要有用元素为Cu、Co，无其它伴生有用组分。矿石中伴生的有害元素极少，个别矿样U含量超标。

矿石结构主要为他形粒状结构、自形—半自形粒状结构、交代溶蚀结构、包含结构等。矿石构造主要有浸染状、纹层状、星点状、角砾状、条带状、细脉状、网脉状构造。

3   动态搜索估值实现过程

3.1  概述

动态搜索估值采用动态的搜索椭球体对产状复杂的矿体进行动态估值，让合理空间位置的信息参与估值，避免了按给定的固定方向进行搜索估值带来的弊端，使估值结果更加合理准确。其基本原理是根据矿体不同空间位置的产状信息，使估值椭球体3个轴自动旋转至与矿体的局部产状—走向、倾向、厚度方向保持一致，以达到动态地刻画出矿体形态的目的。具体来说，首先建立复杂矿体的近似产状面，生成产状面趋势概述文件，读取产状面的每个三角面产状信息保存在该概述文件中。然后以该产状面概述文件为基础数据对块体模型进行局部产状赋值，将其复杂的产状信息写入到块模型产状属性中。最后在模型估值时，搜索椭球体参数直接调用块属性中的产状信息[2]。

3.2  实施过程

本文采用法国达索公司的GEOVIA Surpac 6.9矿业软件建立起了矿床地质数据库及矿体实体模型，见图2。矿体边界按当量铜边际品位1.0%进行圈定，矿体模型采用剖面法连接，矿体外推原则按《矿产地质勘查规范：铜、铅、锌、银、镍、钼》（DZ/T

0214—2020）进行。

从图2可以看出，矿体呈显著的向斜形态产出。

对建立的实体模型利用探矿工程的见矿中心点构建矿体的近似产状中心面（由一系列三角面组成），见图3。该产状面近似代表了矿体的产状，其中的每个三角面中心点产状表征了矿体不同空间位置的产状特征，该产状面是进行动态搜索估值的基础。

产状面建立后，利用Surpac软件中“DTM文件功能”下的“从DTM三角形创建趋势概述”功能，将上述产状面每个三角面中心点产状信息（倾角、倾向）读取出来并保存为趋势概述线文件。将获得的趋势概述线文件作为基础数据，通过“从多边形赋值”功能，将线文件中的产状属性赋值到事先建立的块体模型中。需要注意的是，块体模型估值时直接调用的是椭球体方位信息，因此线文件产状赋值前需将倾向换算为走向。

4   动态估值与定向估值的对比分析

为了揭示和说明动态搜索估值在工程实例中所体现出的科学性与合理性，对其与定向估值进行对比分析。本次主要从估值效果和估值结果两方面进行对比分析。

4.1  估值效果对比分析

对动态搜索估值后的块体模型中的产状信息进行统计分析，见图4。

从图4中可以看出，产状信息的分布基本反映出该向斜矿体的形态变化。如倾角（软件中倾角向上为正，向下为负）均为负值，且主要集中在-62°～-18°之间，反映出矿体主体部分的倾角分布特征;倾向集中在0°～100°和110°～190°两个区间，反映出矿体两翼的倾向分布特征。需要说明的是，矿业软件不同于矿业界的一般概念认知，由于认可倾角向上，对同一产状，与此对应的倾向与矿业界倾向相差180°。

从估值后的品位分布进行对比分析。本次估值方法均采用距离平方反比法，估值参数均保持一致，不同之处只在于搜索椭球体及其产状参数。动态搜索估值采用动态的搜索椭球体及其估值邻域进行估值，定向估值采用一个或数个固定轴方向的椭球体及其估值邻域进行估值，采用一个或数个固定轴方向的椭球体是在不采用动态搜索估值方法下对产状复杂的矿体进行估值的一般做法[3]。根据矿体的产状特征，本次将矿体分为大致对称的北翼和南翼两个部分进行定向估值，而动态搜索估值则不需要依据矿体产状进行分区域估值。估值后，选取其中的3#线、5#线典型剖面进行对比（本次只对比全铜品位的分布特征），见图5;另选取1 350 m、1 300 m两个中段平面图进行对比，见图6。

从图5、图6可以看出，尽管定向估值采用了分区域估值，但其估值效果，即品位空间分布仍较动态搜索估值的效果要差。动态搜索估值后的品位分布始终与矿体形态保持一致，估值后的品位分布更加符合地质规律和人们的认识[4]。

4.2  估值结果对比分析

对动态搜索估值和定向估值两种方法资源量估算结果进行对比分析，同时对估算的平均品位与组合样平均品位进行对比，见表1。

从表1可以看出，由于估算范围均局限于圈定的矿体内部，不同估值方法下总的矿石量是一致的。动态搜索估值平均品位介于组合样平均品位和定向估值平均品位之间。动态搜索估值能够按矿体实际形态搜索估值信息，使参与估值的品位信息更加合理。因此，动态搜索估值在估值的精细化和估算结果的可靠性上均较定向估值要高，不同空间位置的品位分布也更加符合矿化规律，这对于矿床的实际开采具有明确的指导作用[5]。

5   结论

通过以上对比分析，动态搜索估值较一般的定向估值具有明显的合理性。一般的定向估值采用固定的搜索椭球体进行估值，估值后的品位空间分布与椭球体产状一致，具有固定的方向，这对于产状单一且变化稳定的矿体是可以接受的。但对于产状多变，尤其是受褶皱和地层控制的层状、似层状矿体，采用定向估值显然是不合理的，即使进行分区域估值也达不到预期效果。因此，动态搜索估值在产状复杂的地质体估值中具有十分明显的优越性和合理性，具有广泛的应用价值。

参考文献

[1] 张树泉，胡建明，冯涛，等.固体矿产资源量估算规程：第3部分 地质统计学：DZ/T 0338.3—2020[S].北京：地质出版社，2020.

[2] 樊勇，赵战锋.动态搜索技术在地质体模型估值中的应用[J].中国矿山工程，2015，44（1）：22-23.

[3] 李慎斌，樊勇.克里金法和动态搜索椭球体在某斑岩型铜矿估值中的应用[J].中国矿业，2018，27（2）：37-38.

[4] 罗周全，王中民，刘晓明，等.基于地质统计学与Surpac的某铅锌矿床储量计算[J].矿业研究与开发，2010，30（2）：5-6.

[5] 侯景儒，黄竞先.地质统计学及其在矿产储量计算中的应用[M].北京：地质出版社，1982.