Micromine软件在某铅锌矿床三维建模及资源量估算中的应用

沈 阳，张作伦，高帮飞，吴昱诚

(1.中铁资源地质勘查有限公司，北京 100039; 2.中铁资源集团有限公司，北京 100039)

所谓地质体三维可视化建模，就是运用现代空间信息理论来研究地质体及其环境的信息处理、数据组织、空间建模与数字表达，并运用科学可视化技术来对地质体及其环境信息进行真三维再现和可视化交互的科学与技术[1]。随着计算机科技的不断进步，三维建模与资源量计算交叉领域的研究愈加成熟，这一过程中涌现出了大量优秀的三维建模地质软件，比较有代表性的有澳大利亚SURPAC公司的SURPAC软件、Micromine公司开发的Micromine软件、MAPTEK公司开发的VULCAN软件，加拿大LYNX GEOSYSTEM公司开发的LYNX与MicroLYNX+软件、Gemcom公司的Gemcom软件，以及英国MICL公司的DataMine & Guide软件等[2]。研究区的三维矿体建模及资源量估算是在Micromine软件平台上实现的。

Micromine软件是由总部位于澳大利亚的Micromine公司开发的，该软件已于2003年通过国土资源部权威认证，采用该软件评估资源具有评估机构认可的资质。另外，它还具有简单易用、功能齐全、数据兼容性好、可视性强等特点[3-4]。本文以某铅锌矿床为例，基于Micromine软件平台，结合研究区相关地质资料，进行三维矿体模型建设，并运用距离反比法对研究区矿体进行空块模型的划分、空间插值，最后在以上基础上进行资源量估算，出示研究区资源量报告。

1 矿体特征及参数确定

研究区矿体受构造裂隙控制，总体呈NE向展布，产状北倾，主要以不规则脉状、透镜状产出。矿石中金属矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿，非金属矿物主要为石英。区内钻孔均布设在已知矿体走向、倾向延长方向，钻孔开孔方位SE向。

本次资源量估算所用工业指标参考一般铅锌矿床坑采标准，相关参数如下：①矿石边界品位：Pb 0.5%，Zn 1%；②最低工业品位：Pb 1%，Zn 2%；③最小可采厚度：2m；④夹石剔除厚度：4m；⑤比重缺省为2.8g/cm3。

根据《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》(DZ/T0214—2002)，5个地质因素类型系数之和为1.9，本矿床勘查类型可确定为第Ⅱ勘查类型，结合研究区地质工作程度和勘查工程间距，本次资源量估算以40m×40m网度探求331资源量，80m×80m网度探求332资源量，以160m×160m网度探求333资源量。

区内矿体的圈定依照如下原则：①有限外推：当一剖面有工业矿体，相邻剖面没有工业矿体时，推至两剖面工程间距1/2楔形尖灭；②无限外推：矿体边部的工程外推工程间距1/2尖灭，或者工程间距1/4板状外推[5]。

2 三维建模及资源量估算

本文结合研究区平面上位于01～07勘探线之间的钻孔资料，运用Micromine软件进行三维建模，并在此基础上，运用距离反比法对矿体资源量进行计算，同时采用封闭多面体法对其计算的可靠程度进行检验，具体计算流程见图1。

2.1 建立地质数据库

Micromine软件在进行三维矿体建模时，需要提供钻孔的编号、位置、测斜，钻孔的孔深、分样信息以及样品分析结果等基本信息。地质数据库中的井口文件、测斜文件、样品分析文件中汇集了所有这些必要数据，相关文件均保存为*.DAT格式(表1)。本文收集录入了区内20个钻孔相关原始数据，并在录入后对数据进行了特高品位处理，具体为特高品位下限值是矿体平均品位的8倍，以单工程平均品位代之。

图1 Micromine软件三维建模及资源量估算流程图

表1 地质数据库所用文件数据结构表

2.2 地质剖面解译及线框的创建

在进行地质剖面解译前，首先要先对样品分析文件进行品位组合，这一过程涉及的计算参数如下：品位域Pb+Zn，阀值1%，最小长度2m，最后组合样的最低品位1%，夹石最大连续长度4m，品位乘以长度最小值2。完成以上工作后，在勘探线剖面上根据矿体的产状、控矿构造特征和品位组合后的分析结果圈定矿体。圈定各条勘探线矿体边界后，需创建线框将不同勘探线间的矿体进行实体连接，本次工作共切剖面7条，圈定大小矿体17个(图2)。

图2 研究区矿体模型立体示意图(向西北看)

2.3 创建空块模型

空块模型的建立是为空间插值做准备的，目的是达到精确估算整个矿体的平均品位。空块模型是将矿体划分成无数个大小相同的块，每个块都有代表其空间位置的三维坐标。根据矿体在空间的分布范围，走向、倾向的变化及开采段高等因素确定矿块划分规格，将矿体划分为若干个立方体小块[6]。

研究区矿体空块模型的长为628m、宽为524m、高为394m，根据矿化特征、矿体产状确定了模型基本参数：单元块大小为4 m (矿体走向)×4 m (矿体倾向)×2 m (矿体厚度)，模型行、列、层为157×131×197，共4051699个单元块。在块的基础上进行子块的划分可以更好的模拟矿体边界，子块划分方法包括：次分块与块因子两种方法。本文采用的是次分块方法，次分块数目东、北、高程依次为5、5、5。

2.4 建立搜索椭球体

建立搜索椭球体是为了分散簇状样品，以减小来自高密度取样区内的插值偏差，防止聚集的数据可能对周围区域的估值造成难以预料的影响。由于区内所圈定17个矿体的产状都很相近，本次资源量估算仅定义1个搜索椭球体(图3)，椭球体各参数的确定通过如下操作实现：使用测量工具沿矿体走向测量，可读得矿体方位角及长度；沿矿体走向切剖面，将线框显示设置成二维切块，使用测量工具横向测量可得到矿体的倾伏角；沿矿体倾向切剖面，仍将线框显示设置成二维切块，使用测量工具竖向测量可得到矿体倾向、宽度以及倾角，横向测量得到矿体垂直厚度。研究区确定的椭球体参数为：方位角81°，倾伏角-2°，方位角因子1，倾角35°，倾角因子0.4，厚度因子0.1。椭球搜索半径取值原则是勘探线间距的1.25倍，软件以搜索椭球体搜索次数和不同搜索半径及所搜索到的工程数来判定资源量级别。本次计算需要进行三次运行来满足空块模型的插值，每运行一次，椭球体半径加倍，相应的参与计算的工程数也跟着改变，但已被估值的块不会改写，只有空块才会在下一次的运行中被估值充填。搜索椭球体搜索次数、尺寸、不同资源量级别所需参与估值的工程数取值见表2。

表2 搜索椭球体参数设置一览表

图3 搜索椭球体示意图

2.5 空间插值

利用距离反比法对建立好的空块模型进行插值，使得划分好的块具有各自的品位数值，以进行资源量估算和资源评价。这一过程中，根据计算窗口的要求输入相应参数，导入事先建立好的椭球体，运行即可完成空间插值。需要强调的是，模型中距离幂次方反比法中幂倒数N的取值问题。一般来说，品位变化小的矿床，N取值较小；在品位变化大的矿床，N取值较大。通常在铁、铜、锌等品位变化较小的矿床中，N一般取2[7]。所以，本文选取幂倒数N为2来进行距离平方反比法空间插值。

实际操作中需要重复改变窗口中某几个参数，来达到插值目的。为了避免这些重复的工作， Micromine软件为操作者提供了宏功能，它能够把一系列的任务录制到一个脚本中并进行回放。本次计算中宏文件的运行流程如下：首先是点击主菜单建模/三维矿块估算/距离反比加权，在弹出的三维块距离反比估算对话框中，将需要反复改变数值的参数：线框名称、矿体名称、椭球体半径、最小计数、资源量级别，分别按照%1、%2、%3、%4、%5这样的顺序编号，然后保存窗体，新建宏，最后运行宏即可完成空间插值。

2.6 资源量报告及可靠性验证

完成矿体空块模型插值后，在矿块模型报告对话框中，估值域中选择Pb、Zn、Pb+Zn，设置边界品位范围段，点击运行，即生成资源量估算报告。本次计算按不同资源量级别报告矿体的资源量及品位，计算结果见表3。

为了检验距离反比法估算资源量的可靠程度，本文采用Micromine软件的另一方法封闭多面体法对研究区资源量再次计算，得到品位吨位报告。对比两者结果发现(表4)，距离平方反比法计算的矿体体积、矿石量、单元素品位和金属量与封闭多面体法得出的结果基本吻合，说明研究区基于Micromine软件平台运用距离反比法对矿体进行资源量估算，方法可靠，相对误差小，结果可靠。

表3 距离反比立方法资源量估算报告

表4 矿体资源量估算可靠性验证表

3 结语

1)Micromine软件具有较强的三维显示能力，能够以矿体的地质特征为依据，直观地显示矿体的展布特征及与夹石的相对关系。另外，通过钻孔数据显示，可以快捷、准确地获取各钻孔的样品分析数值，进而反映矿体品位的变化趋势，为下一步找矿工作提供一定的指导作用。

2)Micromine软件在圈定矿体过程中表现的非常人性化，尤其在三维矿体建模完成后，通过三维立体模型的直观展示，可以基于现有模型灵活地修改，最终使矿体三维模型更加接近矿体的真实情况。

3)Micromine 软件提供了科学、精确的资源量估算方法，能够在资源量报告中，分别显示不同矿体、各品位范围相应级别的资源量计算结果。

4)使用Micromine软件进行资源量估算，可以实现矿权的快速评价。在激烈的市场经济竞争中，第一时间掌握矿权的关键信息，对于矿业公司的矿权交易至关重要，这使得它在矿业公司评价、收购矿权中必将发挥重大作用，而同时矿业公司的矿权交易也得以更加高效的进行。

[1] 陈国旭，吴冲龙，张夏林，等. 三维地质建模与地矿勘查图件编制一体化方法研究[J]. 地质与勘探，2010，46(3)：598-603.

[2] 张宝一，尚建嘎，吴鸿敏，等. 三维地质建模及可视化技术在固体矿产储量估算中的应用[J]. 地质与勘探，2007，43(2)：76-81.

[3] 雷杰. Micromine软件在矿山地质中的应用[J]. 新疆有色金属，2009(增刊2)：68-70.

[4] 张宏达. 论MICROMINE软件在黄金行业的应用[J]. 黄金，2005，26(1)：30-33.

[5] 国土资源部储量司. 矿产资源储量计算方法汇编[M]. 北京：地质出版社，2000：302-309.

[6] 卢大超，付友山. 三维矿产资源评价软件MICROMINE在金属矿山资源储量估算中的应用—以吉林舒兰季德钼矿为例[J]. 世界地质，2010，29(3)：450-458.

[7] 赵春波，赵桂香，孙云东. Surpac软件在乌努格吐山铜钼矿建模的应用[J]. 黄金，2010，31(2)：34-36.