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(jì)學(xué)原理,借助Surpac軟件對(duì)該礦區(qū)Ⅰ、Ⅱ號(hào)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(chǔ)量計(jì)算,進(jìn)而總結(jié)礦體變化規(guī)律,為進(jìn)一步規(guī)劃開(kāi)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(yáng)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(yáng)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(zhǎng)巖類,見(jiàn)少量基性巖小巖體分布。1.4研究對(duì)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(hào)礦體為研究對(duì)象。Ⅰ號(hào)礦體共求得(331+332+333)類V2O5資源量51.0499萬(wàn)噸,V2O5平均品位1.08%;Ⅱ號(hào)礦體(333)類V2O5資源量0.6246萬(wàn)噸,V2O5平均品位1.08%。(331)類V2O5資源量5.2792萬(wàn)噸,占總資源量的10%,V2O5平均品位1.01%。(332)類V2O5資源量16.6801萬(wàn)噸,V2O5平均品位0.99%,占總資源量的32%。2三維線衍射開(kāi)采2.1地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(lái)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(kù)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(gè)探礦工程,包括槽探工程22條、鉆探工程19個(gè)、穿脈工程13個(gè)。共有樣品1558件,V2O5化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)1558個(gè)。先對(duì)單樣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,爾后對(duì)其組合樣分析。V2O5單樣共計(jì)1558個(gè),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(gè),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(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后其統(tǒng)計(jì)直方圖見(jiàn)圖2。結(jié)果表明,V2O5品位數(shù)據(jù)服從對(duì)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(shuō)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(jì)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(jì)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(jì)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(shí)參加實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)計(jì)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(shí)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(gè)別樣品取于局部礦化富集地段,其存在會(huì)嚴(yán)重影響變差函數(shù)的計(jì)算結(jié)果,進(jìn)而影響地質(zhì)統(tǒng)計(jì)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(jì)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(jì)算變異函數(shù)時(shí)基本參數(shù)的選擇根據(jù)礦體的形態(tài)產(chǎn)狀,分別計(jì)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(duì)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(jiàn)表2,實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)分析及擬合結(jié)果見(jiàn)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(shuō)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(lái)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(shuō)明了V2O5礦化的連續(xù)性在走向方向上較其它兩個(gè)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(jì)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(duì)其結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(shí)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(jiàn)表3。3估值和保留計(jì)算3.1息進(jìn)行估值的依據(jù)品位建模就是對(duì)建模范圍內(nèi)的每個(gè)單元塊的品位根據(jù)其周?chē)牡刭|(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(jiàn)圖4。3.2模范圍內(nèi)的儲(chǔ)量和平均工藝金儲(chǔ)量計(jì)算最能體現(xiàn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的優(yōu)越性,在建模范圍內(nèi)可計(jì)算出任何坐標(biāo)范圍內(nèi)的儲(chǔ)量,也可以計(jì)算出多種邊界品位的儲(chǔ)量和平均品位。計(jì)算結(jié)果與原勘探報(bào)告儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表4。4南西—礦體變化規(guī)律與找礦預(yù)測(cè)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(gè)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(gè)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(duì)樓房溝釩礦三維建模研究過(guò)程中,主要取得如下成果:通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)樣品的統(tǒng)計(jì)分析顯示,V2O5含量變化服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布,品位變化系數(shù)說(shuō)明,礦體品位變化屬不均勻型;通過(guò)變異函數(shù)的計(jì)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(shuō)明V2O5礦化連續(xù)性在走向方向上較其它兩個(gè)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