固体矿产资源储量估算中工程控制程度分类方法对比分析

　　摘要 矿产资源储量估算中工程控制程度的分类方法在传统法估算与统计学法估算中是不同的，在传统法估算中工程控制程度的分类已经具备一套完善的体系方法；而统计学法资源储量估算工程控制程度分类依然存在着很多难题。本文在对比目前常用的工程控制程度分类方法的基础上，分析了各种方法的优缺点及关键参数的确定，对如何在实际工作中快速、高效地进行工程控制程度的分类进行了探讨。 　　关键词 资源量估算；工程控制程度；分类方法对比 　　中图分类号P618 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0162-02 　　固体矿产资源经过矿产勘查所获得的不同地质可靠程度和经相应的可行性评价所获不同的经济意义，是固体矿产资源储量分类的主要依据[1]。现在国际上通行的资源储量分类原则中，考虑三个因素：地质可靠程度、经济意义和可行性评价。地质可靠程度反映了矿产勘查阶段工作成果的不同精度，包括工程控制程度和综合研究等。而在实际工作中，由于探矿工程所揭露的地质信息、特别是矿体信息的重要性，地质可靠程度的分类主要依赖于探矿工程的控制程度。 　　固体矿产资源储量估算方法一般分为两大类：一是以断面法、地质块段法、开采矿段法等为代表的传统几何学方法；二是以反比距离加权、克里格等为代表的统计学方法[2]。在传统的资源储量估算方法中，工程控制程度的分类已经具备了一套完善的体系方法。统计学方法资源储量估算的核心任务是把矿体划分成大小、形状相同的小块，根据探矿工程的品位数据，应用不用的数学计算方法对所有块的品位进行空间插值。统计学方法资源储量估算中工程控制程度的分类，尤其是工程控制程度的自动分类依然存在着诸多难题。 　　1 目前常用的工程控制程度分类方法 　　固体资源储量估算中控制程度分类的主要取决于分类参数及分类参数取值的确定。根据分类参数的不同，目前常用的工程控制程度的分类方法主要有： 　　1）根据克里格方差的工程控制程度分类 　　侯景儒（1996）指出利用克里格方差可以定量地对矿石进行级别的划分，是十分有效和快速的，并且构建了判断可靠程度的公式[3]。 　　公式（1） 　　公式（1）中Rr是资源储量分类的地质统计学标志；是全部块估值克里格方差的平均值；是矿床D内等体积块段真值z的方差： 　　公式（2） 　　 　　公式（2）中是相应估计值的试验方差。 　　在应用克里格方法进行资源量估算时，不仅可以自动估算出每块的品位待估值，而且同时给出评价这个估值结果好坏的方差，根据克里格方差可以自动进行工程控制程度的分类。 　　2）根据工程密度的工程控制程度分类 　　以地质剖面法或地质块段法为基础，按照探矿工程的密度不同，划分不同类型的工程控制程度。具体做法为：以不同的工程密度的范围为基础，创建不同类别的三维空间范围，以此来限定待估块，进而进行资源储量估算。 　　3）根据搜索椭球体的工程控制程度分类 　　以搜索椭球体为基准，在为待估值块估值时，既考虑待估值块到样品的距离，又考虑参与估值的工程的个数。搜索椭球体是以矿体的空间位置、形态为基础构建的、在为待估值块估值时所用到的数据搜索范围。在为某一块估值时，根据椭球体的三轴定位、（长轴）半径，来搜索为该块估值时所用的样品。 　　以某金矿勘探项目为例，根据规范，其“探明的”资源储量的工程间距为40m×40m，“控制的”为80m×80m，“推断的”为160m×160m。在为块估值时，首先设置椭球体半径为40m、工程的最小计数为2，则估值块所用的样品品位数据来自半径为40m的搜索椭球体范围内，且估值时用到至少2个工程，那么认为该块的资源储量受到40m工程间距的控制，这种工程控制程度对应的地质可靠程度为“探明的”；然后，依次进行“控制的”、“推断的”资源储量对应的椭球体参数设置，“控制的”资源储量对应的椭球体参数为半径80m、工程最小计数2；“推断的”资源储量对应的椭球体参数为半径160m、工程最小计数1。并且用较大半径的椭球体参数对块进行估值时，只能对未估值块进行，不能覆盖已经获得赋值结果的块。 　　2 不同分类方法的对比分析 　　1）根据克里格方差的分类方法可以自动、快速、有效的进行工程控制程度的分类，然而在实际工作中，不同矿种、不同勘查阶段甚至同一矿种在不同矿区得到的克里格方差都会不同[4]；而且只有在应用克里格方法时才能应用此方法，当用距离反比加权（IDW）等方法估算资源储量时，无法应用克里格方差进行工程控制程度的分类。因此，此方法的应用不仅缺乏针对不同矿床类型、不同地区的标准，而且所适用的资源储量估算方法单一，无法在实践中广泛推广； 　　2）根据工程密度的分类方法需要以地质剖面或地质块段法为基础，创建不同工程控制程度分类的三维空间的限定范围。此方法的优点是：工程控制程度分类准确、有效；与我国传统的分类方法结合紧密，容易被接受；适用范围广泛。缺点是：无法自动完成，需要人为的干预；破坏了矿体的完整性；当探矿工程增加时，需要重新进行空间范围限定的划分，不能体现现代矿业软件高效率的特点； 　　3）根据搜索椭球体的分类方法既考虑了待估值块与样品间的距离，又考虑了估值时所用到的工程个数，这与我国传统的分类方法有相似之处，容易被理解与接受。根据搜索椭球体的分类方法关键在于构建椭球体，即如何确定椭球体的参数，包括椭球体的三轴定位、半径等。而且矿体产状、工程空间分布等因素，同样会对分类结果产生影响。 　　三轴定位：搜索椭球体的方位角、倾伏角、倾角、方位角因子、倾角因子、厚度因子6个参数必须严格与矿体产状一致，如若不一致，不仅影响到控制程度的分类，而且影响到估值结果的准确性。并且对于同一矿区的不同矿体、不同产状的矿体、甚至是同一矿体不同产状的部分，都应该分别应用不同的椭球体参数进行资源储量的估算并分级，这样的结果更可靠、合理。 　　半径：椭球体的长轴半径是相应工程控制程度的工程间距，是一个重要的参数，半径设置的过大或过小，对分类结果影响很大。当椭球体半径与工程间距相等时，椭球体“相切”于两个工程之间，进行估值时就不能搜索到有效的数据，所以需要给搜索半径一个伸展系数[4]，才能保证两个工程间的块处于同一个工程控制程度的级别。伸展系数的经验公式如下[5]： 　　公式（3） 　　 　　公式（3）中EXP是伸展系数，工程间距是指定级别控制程度的工程间距。一般资源储量估算软件说明书中将半径设置为工程间距的1倍~1.2倍。当然，搜索半径的伸展必然带来将某些块的资源储量级别被提高的问题，这就说明后续的人为调整是必不可少的。 　　工程空间分布：工程空间分布不均，必然对分类结果产生影响。由于椭球体半径大于勘查网度，当空间中两个相邻很近的工程存在时，这两个工程两侧的资源储量级别会被提高。当探矿工程平均分布时，工程控制程度分类结果比较可靠。实际工作中，当存在局部工程间距过小时，需要人为调整分类结果。 　　工程数的累计：在为每一块估值时，要统计为该块估值所用到的工程数。一般认为，工程数大于等于2个的对应的是“控制的”或“探明的”，工程数为1个对应的是“推断的”。工程数的累计必须和椭球体的半径对应设置才具有实际意义。 　　根据搜索椭球体的分类方法可以实现工程控制程度的自动分类，但是椭球体的三轴定位、半径、矿体产状、工程空间分布等因素会对分类结果产生影响。在实践中，不仅需要不断调整各个参数以满足需要，而且需要对分类结果需要进行人为调整。 　　4）固体矿产资源储量的分类需要以地质研究为基础，不能只依赖于统计学或工程密度的分类，需要根据地质研究对分类结果进行验证与调整。不仅需要验证工程控制程度分类结果的可靠性，而且也要根据样品品位验证插值品位的可靠性。而在实践中，我们往往把越来越多的时间用在模型的构建以及品位插值过程中，却不进行或很少进行结果可靠性的验证。当插值品位与对应样品品位相差大时，说明资源储量估算所用的椭球体参数不适合，需要重新确定新的参数，重新进行估算。当插值品位与对应样品品位相差不大，但工程控制程度分类结果不可靠时，需要人为调整分类结果。 　　3 结论 　　固体资源储量估算中常用的工程控制程度分类方法有：根据工程密度分类、根据搜索椭球体分类。根据工程密度的分类方法不能实现分类的自动化，但是分类结果可靠、合理；根据椭球体的分类方法可以实现分类的自动化，效率高，但是后期对分类结果进行手动调整也需要投入大量的时间与精力。 　　针对以上所述的不同分类方法，在实践中要有选择性的应用。矿区矿体形态单一、产状稳定，勘查程度高，并且工程分布较为平均时，建议应用椭球体方法进行控制程度的分类。一般而言，根据工程密度分类方法的应用更具有普遍性。 　　 　　参考文献 　　[1]中华人民共和国国家标准.固体矿产资源/储量分类[S].GB/T17766-1999. 　　[2]李俊.固体矿产资源储量估算方法研究现状及主要方法评介[J].中国非金属矿工业导刊，2005，2:53-55. 　　[3]侯景儒.地质统计学发展现状及对若干问题的讨论[J].黄金地质，1996，2(1):1-11. 　　[4]孙玉建，孟伟，万会.矿产资源储量估算中工程控制程度划分的探索[J].地质与勘探探，2006，42(6):81-84. 　　[5]孙玉建.地质统计学在固体矿产资源评价中的若干问题研究[D].中国地质大学(北京)博士学位论文，2008:78-80.