论文部分内容阅读
云南省地质技术信息中心 云南省昆明市 650051
摘要：矿产储量评价是矿产资源合理开发和使用的基础。随着科技的发展，目前在矿产储量评价方面出现了一些矿业软件。本文从矿床地质建模、品位估计、储量估算、储量分级等几个方面探讨了矿业软件在矿产储量评价中的应用。
关键词：矿业软件；矿产储量评价；应用
随着科技的发展和计算机技术的进步，目前，在矿产储量评价中逐渐出现了一种矿业软件，并且在国外的矿产储量评价中应用广泛。我国矿业软件的应用开始的时间比较晚，但是通过引进国外的先进矿业软件应用在矿产储量评价中，对矿产资源的合理评估，对适应市场经济的发展具有重要的意义。
一、矿床建模
矿床建模是矿业软件的基本应用之一，通常情况下，在矿床建模方面主要有以下几种方法。
第一，地段构模法。地段构模法是一种比较传统的地学构模法，就是将整个建立模型的立方空间进行分割，将其分割成三维立方网格，这个三维立方网格的形状是不规则的，分割之后的空间就会成为块段。计算机中存储有每个块段的地址，并且计算机中的地址和实际中的位置相对应。地段构模法的优点是在地质建模的过程中可以使用隐含定位技术，隐含定位技术的使用可以有效的节省存储空间，有效的提高运算速度，但是在控制模拟地质边界精确性和分割粒度之间存在一些矛盾。为了解决这些矛盾，可以通过使用VULCAN等软件通过“细分块”技术提高地质边界的精确性[1]。
第二，实体构模法。实体构模法就是通过使用多边形网格对地质体的边界进行描述，同时使用传统的地质模型对形体内部的质量分部和品位进行描述。
第三，线框构模法。线框构模法就是一种表面构模技术，就是将表面上的点通过直线将其连接起来，从而构成一系列的多边形，然后将这些多边形通过一定的形式进行拼接，以此来形成一个多边形的网格，从而完成对地质边界的模拟。线框构模法的特点是它对对象的表示能力在很大程度上取决于表示的复杂度。这这种方法的缺点是没有办法对地质体的内部进行描述。目前，线框构模法在岩石和矿体的建模方面的应用比较广泛。
第四，断面构模法。断面构模法就是通过一系列的剖面图或者平面图对矿床进行描述，并且记录描述信息。断面构模法的特点就是将三维问题转变为二维问题来解决，在地质描述方面具有很大的优势。这种方法的缺点就是对矿床的表达不完整，在使用的过程中需要其他构模方法的配合。
第五，表面构模法。表面构模法就是根据矿床地质条件与矿化规律的差异性，在建模的时候使用不同的差值限制手段进行构模的方法。
二、品位估计，储量估算
（一）传统加权方法分析
矿块品位估计数值的精度决定了储量估算方法的好坏，决定品位估计精度的因素就是加权方法。传统的估算地质储量的加权方法有以下几种，分别是：影像多边法、距离幂次方反比法、距离反比法和最小二乘法，这些方法的共性就是把部分钻孔品位当做一个块段品位来进行研究。所以这些加权方法有一定的使用范围，在矿体形状简单、品位变化小的矿床的研究中是适用的，但是在矿体形状复杂、矿体品位分部不均的矿床的研究中是不适用的，会导致品位估计的偏差较大。在传统的储量估算方法中，有一个不足之处就是样品加权方法的选择不当。一般情况下，当选择的样品组的屏蔽效应显著的时候，可以使用多边形法来进行加权处理；当选择的样品组的屏蔽效应微弱的时候，可以使用距离反比法来进行加权处理；当选择的样品组不平稳的时候，可以使用最小二乘法来进行加权处理。所以，当矿床的分部特征不明确之前，很难对加权方法进行决定[2]。
（二）地质统计学的应用分析
地质统计学加权因子的计算基础上是各个方向的变异函数的参数。地质统计学在使用的过程中对矿体形态空间的变化和品位空间变化进行了充分的考虑，使用偏差最小的统计方法对块段品位和加权因子进行计算。目前，矿业软件的品位估算方法除了上述一些估算方法之外，还有简单克里格法、对数克里格法、泛克里格法等。但是，国内提交的矿床储量一般都是使用传统的方法进行估算的，所以在使用地质统计学对矿床储量进行分析的时候，要和传统的方法进行对比。如下表所示就是克里格法测量结果和其他测量方法测量结果的对比情况。如图所示，使用矿业软件进行测量的结果和传统的测量结果相比，差异比较小。
同时，使用矿业软件对矿产储量进行测量，可以同时生成多个不同边界品位的储量结果，如图所示：
使用传统测量手法对矿产储量进行测量的时候，对单一元素和多元素的边界品位进行对比时的难度是比较大的，但是矿业软件的使用很好的解决了这个问题。比如使用矿业软件对某钽铌矿床进行品位估值，在进行三维建模之后发现，在200米以上的深度范围内，含量0.01%的钽克立格的边界品位壳和含量是0.025%的边界品位壳几乎重叠。在200米以下的深度范围内，0.025%的钽克立格边界品位壳要高于0.01%的边界品位壳。
三、储量分级
储量分级是以地质的可靠性和经济的可行性为基本准则的，在进行储量分级的过程中，地质统计学是偏差最小的一种方法，不仅能估计出块段的平均吨位和品位，同时还可以计算出克里格方差。使用地质统计学进行储量分级，最关键的就是研究克里格方差。克里格方差可以通过以下公式来进行表示：
对克里格方差影响最大的因素主要有以下几种，分别是：第一，矿化结构的变异性；第二，待估的块段和样品信息间的相对几何关系；第三，待估块段形状、大小、样品信息构型、样品间排列和距离等[3]。估计的方差要有以下几个方面的性质：
第一，信息样品越多，待估块段和信息样品间的距离越小，或者待估块段中有信息样存在的时候，估计方差的值也就越小，所以根据估计方差能够有效的对储量分级的地质可靠程度进行区分。第二，待估块段越大，估计方差越小，反之亦然。所以在进行地质统计学储量分级的时候要对块段的大小进行考虑。第三，勘测网的密度越大，估计方差的精度越高。第四，边界品位越高，估计方差越大。
使用矿业软件构建块段模型，评估克里格法品位的时候，可以直接使用估计方差来进行储量分级，或者将品位作为储量分级的参数，将品位的相对方差作为分级依据，公式：R.V.=δ/（Z*）2.在这个公式中，R.V.是估计品位相对方差；Z*是克里格估计品位；δ是克里格估计方差。在这个评价方法中，R.V.和待估块段大小、信息密度有关。对于体积相同的矿块来说，如果信息的密度越大，获取满意估计误差的可能性也就越大，所以使用R.V.对矿块的可靠度进行评估是最常用的方式，R.V.取值的主要依据就是矿石的类型、勘测程度和地质特征。
比如利用矿业软件对矿区的钻孔网进行检测的时候，可以删除15%的钻孔，然后可以使用完全相同的边界、参数、邻域来进行克里格品位估计，可以获取整个区域322级别以上的资源储量结果，然后将其和钻孔前的数据进行对比，以此来对钻孔网进行检测和控制，从而获取精确的矿产储量数值。
结语：
矿产储量的勘探对矿产资源的合理开发和使用具有重要的作用。随着科技的发展，目前在矿产储量勘探方面出现了一些矿业软件。矿业软件在矿产储量勘探方面的使用可以从矿床地质建模、品位估计、储量估算、储量分级几个方面来进行。矿业软件在矿产储量勘探中的应用可以提高矿产资源勘探的精确度，对矿产资源的开发和市场化具有重要的作用。
参考文献：
[1]刘艺，黄德镛.浅谈我国矿业软件的发展[J].矿冶，2012，（1）：77-79.
[2]国产三地曼矿业软件通过国土资源储量评审认证[J].中国矿业，2014，（5）：157-158.
[3]郭新珂.浅谈矿业软件在资源核查中的应用[J].铜业工程，2014，（2）：66-68.
摘要：矿产储量评价是矿产资源合理开发和使用的基础。随着科技的发展，目前在矿产储量评价方面出现了一些矿业软件。本文从矿床地质建模、品位估计、储量估算、储量分级等几个方面探讨了矿业软件在矿产储量评价中的应用。
关键词：矿业软件；矿产储量评价；应用
随着科技的发展和计算机技术的进步，目前，在矿产储量评价中逐渐出现了一种矿业软件，并且在国外的矿产储量评价中应用广泛。我国矿业软件的应用开始的时间比较晚，但是通过引进国外的先进矿业软件应用在矿产储量评价中，对矿产资源的合理评估，对适应市场经济的发展具有重要的意义。
一、矿床建模
矿床建模是矿业软件的基本应用之一，通常情况下，在矿床建模方面主要有以下几种方法。
第一，地段构模法。地段构模法是一种比较传统的地学构模法，就是将整个建立模型的立方空间进行分割，将其分割成三维立方网格，这个三维立方网格的形状是不规则的，分割之后的空间就会成为块段。计算机中存储有每个块段的地址，并且计算机中的地址和实际中的位置相对应。地段构模法的优点是在地质建模的过程中可以使用隐含定位技术，隐含定位技术的使用可以有效的节省存储空间，有效的提高运算速度，但是在控制模拟地质边界精确性和分割粒度之间存在一些矛盾。为了解决这些矛盾，可以通过使用VULCAN等软件通过“细分块”技术提高地质边界的精确性[1]。
第二，实体构模法。实体构模法就是通过使用多边形网格对地质体的边界进行描述，同时使用传统的地质模型对形体内部的质量分部和品位进行描述。
第三，线框构模法。线框构模法就是一种表面构模技术，就是将表面上的点通过直线将其连接起来，从而构成一系列的多边形，然后将这些多边形通过一定的形式进行拼接，以此来形成一个多边形的网格，从而完成对地质边界的模拟。线框构模法的特点是它对对象的表示能力在很大程度上取决于表示的复杂度。这这种方法的缺点是没有办法对地质体的内部进行描述。目前，线框构模法在岩石和矿体的建模方面的应用比较广泛。
第四，断面构模法。断面构模法就是通过一系列的剖面图或者平面图对矿床进行描述，并且记录描述信息。断面构模法的特点就是将三维问题转变为二维问题来解决，在地质描述方面具有很大的优势。这种方法的缺点就是对矿床的表达不完整，在使用的过程中需要其他构模方法的配合。
第五，表面构模法。表面构模法就是根据矿床地质条件与矿化规律的差异性，在建模的时候使用不同的差值限制手段进行构模的方法。
二、品位估计，储量估算
（一）传统加权方法分析
矿块品位估计数值的精度决定了储量估算方法的好坏，决定品位估计精度的因素就是加权方法。传统的估算地质储量的加权方法有以下几种，分别是：影像多边法、距离幂次方反比法、距离反比法和最小二乘法，这些方法的共性就是把部分钻孔品位当做一个块段品位来进行研究。所以这些加权方法有一定的使用范围，在矿体形状简单、品位变化小的矿床的研究中是适用的，但是在矿体形状复杂、矿体品位分部不均的矿床的研究中是不适用的，会导致品位估计的偏差较大。在传统的储量估算方法中，有一个不足之处就是样品加权方法的选择不当。一般情况下，当选择的样品组的屏蔽效应显著的时候，可以使用多边形法来进行加权处理；当选择的样品组的屏蔽效应微弱的时候，可以使用距离反比法来进行加权处理；当选择的样品组不平稳的时候，可以使用最小二乘法来进行加权处理。所以，当矿床的分部特征不明确之前，很难对加权方法进行决定[2]。
（二）地质统计学的应用分析
地质统计学加权因子的计算基础上是各个方向的变异函数的参数。地质统计学在使用的过程中对矿体形态空间的变化和品位空间变化进行了充分的考虑，使用偏差最小的统计方法对块段品位和加权因子进行计算。目前，矿业软件的品位估算方法除了上述一些估算方法之外，还有简单克里格法、对数克里格法、泛克里格法等。但是，国内提交的矿床储量一般都是使用传统的方法进行估算的，所以在使用地质统计学对矿床储量进行分析的时候，要和传统的方法进行对比。如下表所示就是克里格法测量结果和其他测量方法测量结果的对比情况。如图所示，使用矿业软件进行测量的结果和传统的测量结果相比，差异比较小。
同时，使用矿业软件对矿产储量进行测量，可以同时生成多个不同边界品位的储量结果，如图所示：
使用传统测量手法对矿产储量进行测量的时候，对单一元素和多元素的边界品位进行对比时的难度是比较大的，但是矿业软件的使用很好的解决了这个问题。比如使用矿业软件对某钽铌矿床进行品位估值，在进行三维建模之后发现，在200米以上的深度范围内，含量0.01%的钽克立格的边界品位壳和含量是0.025%的边界品位壳几乎重叠。在200米以下的深度范围内，0.025%的钽克立格边界品位壳要高于0.01%的边界品位壳。
三、储量分级
储量分级是以地质的可靠性和经济的可行性为基本准则的，在进行储量分级的过程中，地质统计学是偏差最小的一种方法，不仅能估计出块段的平均吨位和品位，同时还可以计算出克里格方差。使用地质统计学进行储量分级，最关键的就是研究克里格方差。克里格方差可以通过以下公式来进行表示：
对克里格方差影响最大的因素主要有以下几种，分别是：第一，矿化结构的变异性；第二，待估的块段和样品信息间的相对几何关系；第三，待估块段形状、大小、样品信息构型、样品间排列和距离等[3]。估计的方差要有以下几个方面的性质：
第一，信息样品越多，待估块段和信息样品间的距离越小，或者待估块段中有信息样存在的时候，估计方差的值也就越小，所以根据估计方差能够有效的对储量分级的地质可靠程度进行区分。第二，待估块段越大，估计方差越小，反之亦然。所以在进行地质统计学储量分级的时候要对块段的大小进行考虑。第三，勘测网的密度越大，估计方差的精度越高。第四，边界品位越高，估计方差越大。
使用矿业软件构建块段模型，评估克里格法品位的时候，可以直接使用估计方差来进行储量分级，或者将品位作为储量分级的参数，将品位的相对方差作为分级依据，公式：R.V.=δ/（Z*）2.在这个公式中，R.V.是估计品位相对方差；Z*是克里格估计品位；δ是克里格估计方差。在这个评价方法中，R.V.和待估块段大小、信息密度有关。对于体积相同的矿块来说，如果信息的密度越大，获取满意估计误差的可能性也就越大，所以使用R.V.对矿块的可靠度进行评估是最常用的方式，R.V.取值的主要依据就是矿石的类型、勘测程度和地质特征。
比如利用矿业软件对矿区的钻孔网进行检测的时候，可以删除15%的钻孔，然后可以使用完全相同的边界、参数、邻域来进行克里格品位估计，可以获取整个区域322级别以上的资源储量结果，然后将其和钻孔前的数据进行对比，以此来对钻孔网进行检测和控制，从而获取精确的矿产储量数值。
结语：
矿产储量的勘探对矿产资源的合理开发和使用具有重要的作用。随着科技的发展，目前在矿产储量勘探方面出现了一些矿业软件。矿业软件在矿产储量勘探方面的使用可以从矿床地质建模、品位估计、储量估算、储量分级几个方面来进行。矿业软件在矿产储量勘探中的应用可以提高矿产资源勘探的精确度，对矿产资源的开发和市场化具有重要的作用。
参考文献：
[1]刘艺，黄德镛.浅谈我国矿业软件的发展[J].矿冶，2012，（1）：77-79.
[2]国产三地曼矿业软件通过国土资源储量评审认证[J].中国矿业，2014，（5）：157-158.
[3]郭新珂.浅谈矿业软件在资源核查中的应用[J].铜业工程，2014，（2）：66-68.