矿产资源评估学论文

SD法在矿产

资源储量计算中的研究

梁美燕

（学院：建筑与艺术学

院；班级：工业设计1001；学号：1907100207；手机：[1**********]）

摘要：

矿产储量计算是根据矿体产状和形态, 以及地质勘探工程部署上的差别， 选择不同方法计算储量。选择的储量计算方法, 原则应是简便、结果准确、便于检查和实用。 由于地质勘察工作的进展, 随之所遇到的不同产状、形态的矿体储量计算方法的选择问题, 已引起人们的关注。过去常用的储量计算方法, 有的已难以适应现在矿床勘察工作中储量计算需要, 势必要探索计算所需的计算办法。本文结合省内地质勘察工作中所遇到的不同产出形态的矿体（层），就其储量计算方法的选择间题加以论述, 其目的在于提高储量计算的准确程度。

关键字：储量计算；方法选择

矿产资源储量估算的方法应根据矿床的地质特征、矿体的赋存状态、勘查工程的分布情况等因素进行选择。储量计算方法有传统几何法（包括垂直剖面法、水平断面法、地质块段法等）、地质统计学法（包括：普通克里格法、协同克里格法、泛克里格法随机克里格法、指示克里格法、宏观克里格法等）、其它方法（包括：距离反比法、SD（标准偏差）法等）。现在我们就SD法进行研究分析。

1、 什么是SD法？

（1）SD法是SD储量计算法及储量审定法的简称; 是动态分维几何学储量计算法和储量审定法的统称。是结构曲线积分储量计算及动态分维储量审定法的代称。

（2）“SD ”代表三种含义:

①结构曲线(structrue curve)是用spline函数拟合的点列函数曲线。对其求解和积分, 即结构曲线积分。动态分维是本法的理论基础。取Spline 字头“S”和动态分维的汉音字头“ D ” , 即“SD ” 。

② 本法的运算过程, 贯穿了动态的“搜索”和“ 递进”原理。形成了以搜索递进为主的计算方法。取“搜索” “递进”的汉语拼音字头, 亦即“SD ” 。

③法重要的和独特的功能, 是具有从定量角度审定储量的功能。取“审定”一词汉语拼音第一个字母, 即“SD ” 。

由此, “ SD”具有理论、原理、方法和功能几个方面的含义。以“SD”命名的储量计算方法, 比用全称更具有丰富的内涵, 而且称谓也简便。（3）SD法是一套矿产储量方法体系：SD法体系是由SD理论、原理、SD系列方法及其SD软件应用系统构成。SD理论是以分维几何学为理论基础建立起来的动态分维几何学。SD理论即SD动态分维几何学。因此,SD 法就是动态分维几何学储量计算和储量审定法。SD原理包括SD降维形变原理, SD权尺稳健原理, SD 搜索求解原理,SD递进逼近原理。SD 系列方法包括SD储量计算和SD审定计算两部分。储量计算方法有普通SD法、SD搜索法、SD递进法、SD任意块段法等;SD审定计算有SD 稳健法、SD精度法。SD软件应用系统包括中小型机和徽机两个计算系统；按不同禽求徽机系统分几个版本。

2、 SD法产生背景

从地质勘探评价到矿床开采的整个工作过程，各个阶段都需要根据不同任务的要求，对矿床进行多次储量计算。储量计算工作不仅仅限于矿石埋藏量的计算，而且还涉及到矿石质量、矿体形态、规模、复杂程度、工作程度、开采条件以及经济价值等诸问题。因此，储量计算一直被列为地质勘探各阶段极其重要的工作。储量计算方法与勘探方法常是相辅而行的。一套勘探方法常伴随着相应的储量计算方法。由于矿床的多样性和矿体的复杂性，使得勘探方法也多种多样，伴之的便有不同的储量计算方法。就固体矿产储量计算而言，其方法已达数十种。目前，国内用得最多的是传统几何法（传统储量计算法）。它是50年代从苏联引入的一套较为简易的计算方法。长期以来，它对我国的矿产勘查、开采起着极为重要和积极的作用。不过，通过多年的实践经验，人们已越来越感觉到传统几何法的落后，它已不能适应现代生产发展的要求，特别是我国加入WTO后，随着市场经济体制的建立和深入发展，就更难适应了。它的缺点是可靠性差，容易造成较大的误差，而且事先还不能估计。这对以后的工作可能会造成不同程度的损失，对地勘工作中的工程控制程度，无法给出定量尺度，无疑会给地勘工作带来许多困难和风险。因此，从根本上改革传统储量计算法，十分必要。

七十年代末，引进了西方国家的地质统计学资源储量计算方法，即克立格法。应该说，这是可以与西方发达国家直接接轨的方法，但是，二十多年来此法一直难以在国内推广。原因是多方面的，除了传统观念的约束外，还有克立格法自身的原因，它不太适合我国中小矿多，贫矿多的国情。

九十年代，由我国地质科技工作者唐义和蓝运蓉教授从我国矿产特点和矿产勘查、矿山设计、建设和生产以及储量报告审查的需要出发，潜心研究二十多年之后，创立和命名的SD矿产资源储量计算及审定方法（简称SD法）在中国问世。SD法的出现显著地扩展了资源储量计算方法领域，使资源储量计算方法学科向前跨进了一大步。它利用一系列的数学地质工具形成了一套整体、连贯的具有领先水平的方法体系，除了能较好用于大型、特大型矿床外，对难度较大的中小型矿床，贫而复杂的矿床，更有其独特的效果。SD法突破了资源储量计算和审定中的理论和技术难点，完善地解决了资源储量计算中的风险问题，从而填补了"确定矿产资源储量精度、矿产勘查中工程控制程度和地质可靠程度划分的科学定量尺度"的国际空白。

十几年来，SD法在国内100多个矿山（矿区）进行了成功应用，证明了它卓越的先进性、方法的广泛性、适用性、结果的高度准确性和确切的风险认知性。

3、 SD法储量计算方法的应用

SD储量计算法的几种主要方法, 如普通SD法,SD搜索法,SD递进法,SD任意块段法, 框架SD 法等能适宜各种矿床特点和对其储t 计算的要求。这些方法之间的关系见S D 法关联图(图1 )

诸多储量计算方法各有其用处。对于一具体矿床(矿体)说来, 应该用什么方法恰当呢? 为方便起见,SD法已将诸方法融为一体, 成为一体化计算。人们无需去选择哪种方法, 而只藉按如下要求操作即可。

第一, 确定数据类型；

第二, 明确计算要求；

第三, 给定计算数据。

4、SD方法在甘肃阳山矿区矿体储量核算中的应用

（1）矿区地质概况

阳山矿区位于甘肃省南部, 为尚未开采的资源量达到超大型规模的微细浸染型岩金矿床。区内出露岩石主要为中泥盆统千枚岩、硅化灰岩及砂质板岩等,此外还出露二叠纪、白垩纪地层。安昌河 观音坝NEE向断裂为区内主断裂, 岩体为沿构造破碎带产出的小岩株和岩脉, 岩性主要为斜长花岗斑岩。矿石类型主

要为蚀变岩型、蚀变千枚岩型、蚀变灰岩型和蚀变斜长花岗斑岩型4种。

矿体严格受构造控制, 主要赋存于中泥盆统三河口组第3、4岩性段的千枚岩中, 矿脉总体走向65~75 , 倾向S, 倾角55~ 65 , 走向上呈似层状, 倾向上呈

楔形状。矿体通过槽、坑、钻探工程控制长度超过2 000m, 控制深度超过700 m, 具有膨缩现象, 金矿化不均匀。矿体平均厚度2. 67m, 最厚处钻孔穿矿厚度超过30 m,

平均品位

,

最高品位超过。除部分地段有矿体出露, 大部分地表均为第四系残

坡积层覆盖, 覆盖层最厚处超过100 m, 共布置了26条勘探线, 主要采用钻孔控制, 线间工程间距约为200m, 24~ 36线之间加密施工了坑道和探槽。矿区钻孔、坑道、探槽等原始资料齐全。

(2)核算数据准备及计算方案的确定

矿区在勘查时主要利用钻孔控制, 勘探线间距200 m, 储量核算共用勘探线11 条, 勘

探线首尾坐标采用实测地理坐标为符合样条函数的计算要求, 除利用全部的有效探矿工程外, 根据具体情况选取了部分必要的控制点和外推点, 同时为了便于对比, 在选点时与地质块段法一样, 沿见矿钻孔斜推80m 设立外推点, 共计43个估算点, 其中26个钻孔点、1个控制点、16个外推点。因矿体连续,勘探类型单一, 全部用钻孔控制, 根据钻孔见矿情况, 参考地质块段法对矿脉的划分原则进行分矿脉估算, 以安坝矿段为1个估算单元。原始数据导入方式采用SD软件Exce l二次转换接口方式, 即将提供的经过校验的原始数据,直接输入到SD 软件固定Exce l格式中, 由SD程序自动接收和转换。

区内有齐全的原始资料, 电脑利用程度较高,因此估算类型选用“ 标准型”数据估算。矿体单工程厚0. 8~ 15. 6 m, 矿脉总体走向65 ~ 75 , 倾向S, 倾角45~ 62度 , 采用垂直纵投影估算储量, 数据类型划为“B”型。矿区在普查阶段, 只须估算整体储量, 以了解是否有进一步工作价值, 不需要单独估算其中任意范围的储量, 因此形质方案的确定选用“框块”估算； 计算坐标直接选取测量用实测地理坐标进行估算。

（3）资源储量估算结果

为充分利用矿区有用的信息, 尽可能的反映实际情况, SD 计算时比地质块段法在西边多算1条勘查线(地质块段法在矿体西侧计算范围外推了100m ),利用SD法的任意框块计算法及与块段法相一致的矿体边界, 进行结果对比(表2)。

360 号脉利用SD 法共估算资源/储量: 矿石量16 531 484 ,t 金属量59 838 kg, 平均

品位, 平均厚度8. 514 m。在与地质块段法相同的计算范围内, 利用等比消耗原则, 采用任意范围圈矿, 估算资源/储量: 矿石量14 029 308 ,t 金属量51 039 kg,平均品位, 平均厚度8. 978 m

。

（4）估算结果对比

矿石量和品位相差较大, 但金属量相近(表4)。经分析认为: 地质块段法是根据地质勘查规范要求, 划分不同的块段进行计算, 但受其影响,不同的块段划分其平均品位、厚度有时相差很大, 而SD 法考虑了地质变量(数据)的空间结构性,不受块段划分的影响; 地质块段法在处理特高品位时, 一般采用矿体平均品位的6~ 8倍计算, 而SD法处理特高品位时, 是按照工程所揭露的矿体变化规律采用SD样条函数搜索积分求得风暴品位, 利用SD风暴品位进行替代。地质块段法对矿体的外推按一定原则进行人为的推定, 而SD法是利用样条函数自动搜索圈定；对夹石和矿体边界的剔除, 地质块段法单工程一般只带入1~ 2

个品位大

, 原则上要考虑工程所影响的各个矿块的平均品位, 尽量达到最低工业品位, 而SD

法是根据给定的工业指标自动剔除夹石圈定矿体, 因此对于厚大矿体差别较大。比如ZK1732中SD法从71. 02 ~ 168. 72 m 皆作为360号脉矿体, 估算真厚度为23. 554 m,

品位

;而地质块段法将71. 02 ~ 97. 62 m 作为低品位矿体, 将115. 27~ 167. 72 m

作为360号脉矿体进行估算, 其工程真厚度为13. 36 m, 品位。

（5）结论

SD法的计算结果不受块段划分的影响, 对每一个见矿工程引入结构地质变量和积分进行扩展开来应用, 计算结果稳健; SD法采用计算机进行自动化计算,具有方便、灵活、快捷的优点, 且它的任意圈定矿体范围计算储量的功能无论对于在勘查阶段还是在开采阶段的动态储量计算都具有较大的优越性; SD法提供的精度计算, 不仅能计算储量精度, 而且能计算工程控制程度及预测施工工程数,使探矿者了解该类型矿床勘查所需要的最稀工程密度, 可以对下一步施工进行指导。通过本次的应用表明, 无论是在储量计算还是指导施工上, SD法都具有一定的优越性。

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