第一篇 金属矿床露天开采
第一章 品位与储量计算
第一节 概述
投资一个矿床开采项目，首先必须估算其品位和储量。一个矿床的矿量、品位及其空间分布是对矿床进行技术经济评价、可行性研究、矿山规划设计以及开采计划优化的基础，是矿山投资决策的重要依据。因此，品位估算、矿体圈定和储量计算是一项影响深远的工作，其质量直接影响到投资决策的正确性和矿山规划及开采计划的优劣。从一个市场经济条件下的矿业投资者的角度看，这一工作做不好可能导致两种对投资者不利的决策：(1)矿体圈定与品位、矿量估算结果比实际情况乐观，估计的矿床开采价值在较大程度上高于实际可能实现的最高价值，致使投资者投资于利润远低于期望值，甚至带来严重亏损的项目。(2)与第一种情况相反，矿床的矿量与品位的估算值在较大程度上低于实际值，使投资者错误地认为在现有技术经济条件下，矿床的开采 不能带来可以接受的最低利润，从而放弃了一个好的投资机会。
然而，准确地估算出一个矿床的矿量、品位绝非易事。大部分矿体被深深地埋于地下，即使有露头，也只能提供靠近地表的局部信息。进行矿体圈定和矿量、品位估算的已知数据主要来源于极其有限的钻孔岩心取样。已知数据量相对于被估算的量往往是一比几十万乃至几百万的关系，即对一吨岩心进行取样化验的结果，可能要用来推算几十万乃至几百万吨的矿量及其品位。可以不过分地说，矿量、品位的估算是世界上最大胆的外推。因此，矿体圈定与矿量、品位估算不仅是一项十分重要的工作，而且是一项极具挑战性的工作。做好这一工作要求掌握现代理论知识与手段，并应用它们对有限的已知数据进行各种详细、深入的定量、定性分析；同时也要求从事这一工作的地质与采矿工程师具有科学的态度和求实精神。
本章将较详细地介绍当今世界上常用的矿量、品位估算方法，包括探矿数据的分析、处理和用于品位估值的剖面法、平面法及矿床模型法等。地质统计学作为品位估值的一种方法，从其诞生起就显示了强大的生命力，得到了越来越广泛的应用，本章对此给予较大的篇幅。本章的主要目的不是教会读者如何一步一步地应用所介绍的方法，对一个矿床进行矿量、品位估算，而是使读者了解这些方法的内涵，为读者提供在不同条件下应用最合理的分析、评价方法所需的知识基础。
第二节 探矿数据及其预处理
一、 一、 钻孔取样
2000N 1900N 1800N 1700N 1600N Ⅰ Ⅱ Ⅲ zk1 zk2 1500N2000E 2100E 2200E 2300E 2400E 2500E 图1-1 钻孔与勘探线示意图
表1－1 钻孔岩芯信息记录 钻孔号：zk10； 孔口坐标：6086.21E，6821.68N，205.01； 设计深度：135M；实际深度：143.26M；开孔方位角： 开孔倾角：90o； 开孔日期：1994年10月12日；终孔日期：1994年10月23日 换 层 深 度 自(M) 至(M) 0.00 13.93 13.93 30.69 共计(M) 13.93 16.76 每层提取 岩芯长度(M) 每层岩芯 采取率(%) 岩石矿石描述 表土层 云母石英岩：黄绿色，片状结构，主要组成矿物为石英( 约25～30％)，云母(约４０％)和角闪石（约２５％），其次有些磁铁矿。 1.6 9.5 30.69 43.03 12.34 9.7 78.61 阳起磁铁石英岩：钢灰色～灰白色，细粒结构，主要组成矿物为石英(约４０～ ４５％)，磁铁石(约３０～３５％)，阳起石(约１５～２０％)。 ： ： ： ：
： ： : ： : ： ： ： 0 4 8 11 风化砂岩 页岩 浅灰色 石灰岩 灰色 图1-2 钻孔柱状图
用于矿体圈定与矿量、品位估算的数据主要来源于探矿钻孔的岩心取样。钻孔一般按照一定的网度布置在一些叫做勘探线的直线上（图1-1）。在钻孔过程中，每钻一定深度（一般在3米左右）将岩心取出，做好标记后按顺序放在箱中供搬运、贮存和化验。地质人员对取出的岩心进行定性观察和简单的测试，以确定每一段岩心的主要物理特性，如岩心长度、岩性、颜色、硬度等，并记录下来，形成对钻孔穿过地段的地质特性的定性描述。表1-1是一个钻孔的岩心观测结果的部分记录表 。为直观起见，常常把表中的数据和文字描述绘成钻孔柱状图（图1-2）。为了确定岩心的化学成分和品位，将岩心的一半送往化验室进行化验，另一半保存下来备用。样品的化验结果记录在如表1-2所示的表中，或输入计算机的数据库中。手工记录时常将表1-1和表1-2合并为一个表，称为钻孔地质资料记录表。对所有钻孔的定性描述和取样化验结果构成了勘探区域的基本地质数据，这些取样化验数据是进行矿体圈定和矿量、品位估算的依据。在矿量和品位计算前，一般需要对取样数据进行预处理，包括样品组合处理和“极值”样品的处理。 表1-2 钻 孔 岩 芯 取 样 化 验 结 果 记 录 钻孔号：zk10； 孔口坐标：6086.21E，6821.68N，205.01； 设计深度：135M；实际深度：143.26M；开孔方位角： 开孔倾角：90o； 开孔日期：1994年10月12日；终孔日期：1994年10月23日 试样号 采 样 间 隔 自(M) 30.69 33.69 36.69 39.69 : : 至(M) 共计(M) 33.69 36.69 39.69 43.03 : : 3.00 3.00 3.00 3.34 : : 化学分析结果(%) TFe 29.80 32.20 32.95 26.40 : : Fe 16.60 15.60 16.00 14.00 : : SFe 22.50 25.10 28.00 21.00 : : 备 注 1083 1084 1085 1086 ： ：
二、样品组合处理
样品组合处理就是将几个相邻样品组合成为一个组合样品，并求出组合样品的品位。当矿岩界限分明，且在矿石段内垂直方向上品位变化不大时，常常将矿石段内（即上下矿岩界限之间）的样品组合成一个组合样品（图13－3），这种组合称为矿段组合。组合样品的品位?b?1?0是组合段内各样品品位的加权平均值，即
n1