基于surpac的機(jī)房溝釩礦床三維建模與分析

基于surpac的機(jī)房溝釩礦床三維建模與分析

陜西商南縣的樓溝位于秦嶺造山帶海拔高程（地塊）的西北部。在該地區(qū)東部、西部和北部發(fā)現(xiàn)了許多洛礦床（點(diǎn)）。洛礦區(qū)炮檢良好，勘探潛力大。但礦山三維地質(zhì)模型及數(shù)字化研究較少,因此,筆者利用地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)原理,借助Surpac軟件對該礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ號礦體構(gòu)建了三維礦床數(shù)學(xué)經(jīng)濟(jì)模型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行品位估值和儲量計算,進(jìn)而總結(jié)礦體變化規(guī)律,為進(jìn)一步規(guī)劃開采和找礦勘探工作提供科學(xué)依據(jù)。1西北緣滑脫構(gòu)造系統(tǒng)該區(qū)處于秦嶺造山帶武當(dāng)山隆起(地塊)西北緣,屬武當(dāng)山隆起西北緣滑脫構(gòu)造系統(tǒng)的一部分。屬南秦嶺有色金屬、黑色金屬及貴金屬成礦帶之留壩—旬陽汞、銻、釩成礦亞帶。1.1震旦系古生界碳組的組成該區(qū)出露地層屬南秦嶺地層分區(qū)徽縣—旬陽小區(qū)。主要為青白口系耀嶺河巖組、震旦系的陡山沱組和燈影組以及下古生界寒武系水溝口組、岳家坪組、寒武系—奧陶系的石甕子組,奧陶系的白龍洞組。1.2基本構(gòu)造格架區(qū)域主體為武當(dāng)山隆起西北緣滑脫構(gòu)造帶之冷水河反轉(zhuǎn)向斜帶內(nèi),武當(dāng)山地塊北緣滑脫構(gòu)造帶及其邊界斷裂帶偏頭山—豆腐尖斷裂帶、樓房溝—耀嶺河斷裂帶、湘河—月亮灣斷裂帶、九畝地—袁家溝斷裂帶等組成了該區(qū)基本構(gòu)造格架。1.3巖漿巖巖漿巖主要分布在礦區(qū)東部,為元古代、印支期的花崗巖、閃長巖類,見少量基性巖小巖體分布。1.4研究對象的選取礦區(qū)位于白龍洞—扁擔(dān)山區(qū)域性東西向倒轉(zhuǎn)向斜褶皺南翼,為地層總體向北傾斜的單斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造以東西向斷裂為主,次為北西、北東向斷裂。東西向?qū)娱g構(gòu)造控制著礦化帶的展布。本次工作以圈定的Ⅰ、Ⅱ號礦體為研究對象。Ⅰ號礦體共求得(331+332+333)類V2O5資源量51.0499萬噸,V2O5平均品位1.08%;Ⅱ號礦體(333)類V2O5資源量0.6246萬噸,V2O5平均品位1.08%。(331)類V2O5資源量5.2792萬噸,占總資源量的10%,V2O5平均品位1.01%。(332)類V2O5資源量16.6801萬噸,V2O5平均品位0.99%,占總資源量的32%。2三維線衍射開采2.1地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立根據(jù)研究需要,選擇了V2O5品位為這次研究的區(qū)域化變量,建模數(shù)據(jù)主要來自已有的槽探工程、鉆探工程、穿脈工程并以此作為勘探工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,利用Surpac軟件建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫和礦床模型。2.2建模范圍及坐標(biāo)根據(jù)項(xiàng)目要求,礦體空間產(chǎn)出范圍,結(jié)合探礦工程控制及礦體厚度等實(shí)際情況,建模范圍定為:X坐標(biāo)為460938.793~463011.223m;Y坐標(biāo)為3685204.111~3686187.363m;Z坐標(biāo)為588.051~1270.726m。2.3全單樣組合樣大蝦組合pvo5本次在工作區(qū)內(nèi)共收集54個探礦工程,包括槽探工程22條、鉆探工程19個、穿脈工程13個。共有樣品1558件,V2O5化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)1558個。先對單樣進(jìn)行統(tǒng)計分析,爾后對其組合樣分析。V2O5單樣共計1558個,最低品位0.008%,最高品位2.960%,平均品位0.723%,方差0.285,標(biāo)準(zhǔn)差0.534,變化系數(shù)為74%。組合樣V2O5品位共有數(shù)據(jù)1098個,其中最低品位0.008%,最高品位2.459%,平均品位0.701%,方差0.245,標(biāo)準(zhǔn)差0.495,變化系數(shù)為70%。V2O5單樣及組合樣經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)化后其統(tǒng)計直方圖見圖2。結(jié)果表明,V2O5品位數(shù)據(jù)服從對數(shù)正態(tài)分布,礦體V2O5品位變化屬不均勻型。2.4區(qū)域化變量增量的方差變異函數(shù)是區(qū)域化變量增量平方的數(shù)學(xué)期望,或者說是區(qū)域化變量增量的方差。變異函數(shù)既能描述區(qū)域化變量的空間結(jié)構(gòu)性,也能描述其隨機(jī)性,它是地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)所特有的基本工具。2.4.1實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)變異函數(shù)包括理論變異函數(shù)、局部變異函數(shù)和實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)。在實(shí)際中,只有實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)可以得到,實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)的計算是理論變異函數(shù)(礦床數(shù)學(xué)模型)獲得的基礎(chǔ)。其計算式:式中:h為滯后距,Z為區(qū)域化變量在空間點(diǎn)上的品位值,N(h)是滯后距為h時參加實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)計算的樣品數(shù)。2.4.2比法確定特生物特高位通常認(rèn)為某些樣品的品位高出一般樣品品位很多倍時稱這些樣品的品位為特高品位即特異值。特高品位的產(chǎn)生是因個別樣品取于局部礦化富集地段,其存在會嚴(yán)重影響變差函數(shù)的計算結(jié)果,進(jìn)而影響地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)研究結(jié)果的精度,因此必須進(jìn)行合理地處理。本次根據(jù)已有礦床的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),采用類比法確定特高品位。由統(tǒng)計分析可知,V2O5礦床為不均勻礦床,其特高品位的最低限是平均品位的15倍,即V2O5品位高于10.65%(15×0.71%)的樣品品味視為特高品位,以10.65%代之。2.4.3實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)分析計算變異函數(shù)時基本參數(shù)的選擇根據(jù)礦體的形態(tài)產(chǎn)狀,分別計算了沿礦體走向、傾向和垂直礦體方向的實(shí)驗(yàn)變異函數(shù),并對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)套合,各方向的基本參數(shù)如表1,理論擬合結(jié)果見表2,實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)分析及擬合結(jié)果見圖3。由變異函數(shù)曲線可以看出:V2O5實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)分析結(jié)果屬躍遷型,說明礦床為連續(xù)性變化與隨機(jī)性變化疊加,可用球狀模型來擬合;V2O5變化梯度沿垂直礦體方向最大、傾向次之、走向最小,礦體V2O5品位變化沿垂直礦體方向最大、傾向次之、沿礦體走向最小,這與層狀礦化相吻合;V2O5的品位在走向方向變程最大,厚度方向最小,說明了V2O5礦化的連續(xù)性在走向方向上較其它兩個方向強(qiáng),而厚度方向的連續(xù)性最弱,這與礦體產(chǎn)出地質(zhì)特征一致。2.4.4最優(yōu)變異函數(shù)的統(tǒng)計分析交叉驗(yàn)證法就是比較克里格估值與真實(shí)值的偏差并對其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析,以便確定最優(yōu)變異函數(shù)模型的參數(shù)。良好的交叉驗(yàn)證結(jié)果,將是兩套數(shù)據(jù)的均值之差及方差很小,同時具有良好的正相關(guān)性,從而判斷參數(shù)的正確性,交叉驗(yàn)證結(jié)果見表3。3估值和保留計算3.1息進(jìn)行估值的依據(jù)品位建模就是對建模范圍內(nèi)的每個單元塊的品位根據(jù)其周圍的地質(zhì)信息進(jìn)行估值,它是以組合樣數(shù)據(jù)為依據(jù)的。前述的一切工作,其目的都是為了準(zhǔn)確地建立品位模型。綜合考慮礦體產(chǎn)狀特征及變異函數(shù)分析結(jié)果,估值后可以根據(jù)不同品位顯示單元塊顏色,見圖4。3.2模范圍內(nèi)的儲量和平均工藝金儲量計算最能體現(xiàn)地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)的優(yōu)越性,在建模范圍內(nèi)可計算出任何坐標(biāo)范圍內(nèi)的儲量,也可以計算出多種邊界品位的儲量和平均品位。計算結(jié)果與原勘探報告儲量計算結(jié)果對比見表4。4南西—礦體變化規(guī)律與找礦預(yù)測結(jié)合生成的礦區(qū)品位等直線圖(圖5),可以看出:沿礦體走向,礦區(qū)東部品位分布呈北西—南東向,礦區(qū)西部逐漸轉(zhuǎn)為北東—南西向;沿礦體傾向20°,礦區(qū)自東向西包括3個南西—北東向礦化富集帶,品位分布沿傾向連續(xù)性較好;賦礦地層層位穩(wěn)定,且沿傾向有較大延伸。因此,這三個條帶向北東延伸的深部將是重點(diǎn)找礦靶區(qū)。5礦體的金融資源碳化反應(yīng)模式本文在對樓房溝釩礦三維建模研究過程中,主要取得如下成果:通過數(shù)據(jù)庫建模,實(shí)現(xiàn)了探槽、鉆孔及坑道的三維空間立體定位和顯示;對樣品的統(tǒng)計分析顯示,V2O5含量變化服從對數(shù)正態(tài)分布,品位變化系數(shù)說明,礦體品位變化屬不均勻型;通過變異函數(shù)的計算和擬合,建立了礦體品位變化數(shù)學(xué)模型:V2O5的品位在走向方向變程最大,厚度方向最小,說明V2O5礦化連續(xù)性在走向方向上較其它兩個方向強(qiáng),而厚度方向的連續(xù)性最弱;以V2O5≥0.5%的邊界品位進(jìn)行了礦體