礦藏儲量是如何測定的,計算原理是什麼?

繼今年5月在新疆伊犁河谷發現一處資源儲量達53噸的特大型金礦後,新疆地礦局最近又在與伊犁河谷相鄰的和靜縣發現一處資源儲量達50噸的特大型金礦。目前共探獲鐵資源量1.87億噸,鋅150萬噸,金50噸,這使得敦德礦區「身價」倍增。經進一步勘查後,鐵、鋅和金的資源量還有望攀升,資源潛在經濟價值超1000億元。 via 新疆又發現一處特大型金礦


我研究生時做的課題正好與此相關,所以嘗試淺談一下。
我們做的具體內容是匿名用戶提到的最後一部分,即已有礦產露頭、探槽、鑽孔等勘探數據之後,如何計算出全礦床的儲量。簡單來說,步驟是圈定範圍、劃分礦塊、分塊計算、匯總儲量。

這些步驟看似簡單,實際上具有各種條款規章的限制。
圈定範圍時,不能因為美觀或是自己的想像力而隨便發揮,必須按照一定的規範,例如需要先按鑽孔打孔走向繪製剖面圖,再將剖面圖連成體積圖;岩層連接線必須使用直線;最外側鑽孔之外的岩層形狀應推測為三角形尖滅,其外推距離應該為鑽孔平均距離的一半;等等。
劃分礦塊,除了方便後續計算以外,還有一個重要的作用是明確各礦塊儲量的置信度。例如位於多個鑽孔中間的礦塊,其邊界、岩層性質等均得到很好的保證,計算出的儲量會更準確;而位於邊緣的礦塊,其內容推測的成分居多,計算儲量時的可信度就較低。這些都有嚴格的判斷標準進行區分。(似乎分別是探明儲量和推測儲量,專業術語已經忘記,見諒。)
分塊計算時,就是將簡單的幾何體積公式,例如錐形或台形體積公式,應用到對應的礦塊上,求得其體積,再根據岩層的性質和前面提到的置信度,求出礦塊的儲量。使用的公式也是經過了仔細挑選的。
最後,便是把各礦塊儲量匯總得到礦床的總儲量。

這樣嚴格的步驟有什麼意義呢?要知道,這些步驟和結果不是給自己看的,其最重要的作用是上報政府、獲取礦產開採權。而政府中相關專家審核時的重要依據,就是這些步驟和結果是否符合他們所認定的規範,如果中間有違規之處,將會影響到整個報告的可信度,甚至不通過。媒體上發表的礦產儲量,都是經過政府審核通過才發布的結果。
同時可以看到,在儲量的計算過程中,有很多模型簡化的措施,這些都是很多年以來地質工作者在二維圖紙上的工作經驗,並且經過了長期的事實檢驗,才得到了政府那些老一輩專家的認同。這些經驗簡單,但是有效。

不過,這些條款也在受到現代化科技的挑戰。我們實驗室的課題之一,就是打破這些平面圖、剖面圖或是種種公式的限制,直接通過勘探數據推測生成礦體的三維外形,再根據此三維模型直接計算體積和儲量。這個做法並非我們原創,國外已經有礦主和軟體公司合作使用這種做法來計算儲量;不過要讓政府和專家認同,並能批准此方法為基礎的儲量報告,此路尚未完全暢通。

(學藝不精,行文如有錯漏之處,歡迎指正。)


礦產勘查,隨著勘查程度的加深,分為預查、普查、詳查、勘探四個基本部分。
在每一個階段,都涉及到計算儲量的問題。
計算儲量的第一步,就是確定「邊界品位」或「工業品位」,也就是說,先確定什麼樣的石頭是礦石。在預查階段,可以用」邊界品位「來確定,而到了:勘探」階段,就必須用「工業品位」了。因為「邊界品位」是國家規定的能夠稱為礦的最小品位值,也就是說,在最理想的情況下(開採條件好、交通好……等各方面相關條件),只要礦的品位大於這個邊界品位,就可以賺錢。而到了勘探階段,這個礦的各方面條件都經過評估了,就能夠算出礦的品位大於什麼數值的時候,才能賺錢。這個工業品位在不同的地區、不同的礦山是不同的。比如,銅的邊界品位為0.2—0.3%,在某交通發達的礦山,工業品位可能為0.5%,而在某閉塞山區,可能工業品位要1%(僅僅舉例而已)。
第二步,就是圈定礦體。首先,圈定工程上的礦體,比如一個鑽孔,分析了很多樣品,把達到品位的圈出來。圈礦體涉及到很多東西,比如,最小可采厚度、夾石剔除厚度、如何圈定礦體可以使礦體最大化……(好多學問的,呵呵)。圈定完工程上的礦體之後,把相鄰的控制工程礦體連起來(控制的資源量)。礦體的外沿,即只有一個工程式控制制的,要外推工程間距的1/2、1/3或1/4,(推斷的資源量)這個是有規範的。
在這個時候,要對資源量進行級別分類,接下來的計算中,只能是同級別的才能在一起算。



第三步,計算資源量。可以用傳統方法或surpac、mircmine等軟體計算。軟體是通過建立礦體的三維模型來計算,而傳統方法則是對礦體的形狀近似進行計算,理論上,軟體計算的會更準確。但是實際上,比如我所經歷的一個礦山,傳統方法計算的儲量居然和開採出的儲量基本相同,而用軟體計算的儲量卻相差甚遠……
軟體如何計算,我就不寫了,簡要寫一下傳統方法。
傳統方法要用到勘探線剖面圖、中段平面圖、礦體垂直或水平投影圖等。
首先,計算礦體的體積。基本上是(上底+下底)×高/2,這個底,我們好理解,而這個高,就是在與礦體投影面垂直方向的礦體厚度

然後用加權平均法或算術平均法計算礦體的平均品位。

然後用加權平均法或算術平均法計算礦體的平均品位。

然後用剛才計算的體積乘以平均品位,就得到了資源量。

然後用剛才計算的體積乘以平均品位,就得到了資源量。
具體的方法,包括斷面法、塊段法等,請自行百度。


計算儲量關鍵在於兩個數值: 體積和品位。品味可以理解為我們通常所知道的密度。 從前期的勘查,到後期的儲量計算,所做的工作都是圍繞這兩個參數的。

體積V如何確定呢,在地質軟體中,是通過已有的鑽孔數據依據地質規則確定礦體大致的邊界,利用計算機圖形學的方法形成實體模型,這個實體模型是可以計算體積的。在這過程中涉及到的圈礦、地質判定需要專業知識的,忽略不講。總而所述,這一步驟是形成一個可計算體積的實體模型。


黃色為坑道和鑽孔數據, 實體為建立的礦體模型, 僅作參考

接下來說另一個參數:品位。 這一參數的計算主要依賴於地質工作中的鑽孔數據。 地質人員進行鑽孔作業,採集了大量礦石樣品,通過室內化驗等工作,形成幾種金屬樣品品位數據集(次處為銅,CuP1,..,CuPn)。

顏色顯示處為樣品位置,不同的顏色表示不同的樣品大小。僅做參考


儲量計算我們暫時理解為:體積*品位,在這裡體積是很容易理解的,整個實體體積就可以了;但品位計算就比較麻煩了,這裡採集的樣品是分散的,相應而言的品位也是多個的,整個礦區的品味可以簡單的有 金屬樣品品位數據集平均數P 代替,那麼這個礦區的儲量計算模型就是 V*P。這樣計算的優點是簡單明了,但缺點是計算過於簡單;複雜的數學知識,地質學家是不會放棄的的利用的。
現行通用的地質軟體,一般是把整個礦體實體劃分為多個合適的晶胞(當然晶胞的大小也是有說法的),每個晶胞的品位值是唯一的,那麼整個礦體儲量的計算就可以有這些晶胞儲量之和得出。所以現在的關鍵是如何通過已有的金屬樣品品位數據集用何種數學方法計算得出各個晶胞品位大小。在這需要說明,採集的樣品相對於整個礦區礦石來說,是極少的一部分。所以最最的關鍵的一部分是:是找到合適的數學方法,現在有很多種方法,比如最小距離反比、克里格等。


晶胞顯而易見, 第四幅圖中不同的顏色表示經過計算後不同晶胞品位的大小值。

整個礦體的儲量就是各個晶胞儲量的計算值了。


本人石油行業人員,對固體礦藏不熟悉,說一下石油行業的吧。石油行業儲量的標定主要是靠地質勘探地震等手段,確定出油藏大概區域後根據打探井和斷層等信息進行進一步的勘察,確定油藏大致邊界,之後利用探井的測井相關信息確定油藏空隙度和原始含油飽和度。最後利用容積法進行儲量計算。做出探明儲量可采儲量等大概值。
容積法:面積*油藏厚度*空隙度*原始含油飽和度*凈毛比*體積係數


基本原理就是:
投影面積(水平投影或縱投影)*礦體平均厚度(鉛直厚度或水平厚度)*礦石密度=礦石量,
礦石量*品位=金屬量
如何對礦體的體積進行合理的估算會有各種不同的辦法。並且各國制定的各種規範都會根據探礦工程的控制程度而將儲/資源量計算結果分為不同的級(類)別,如澳大利亞的JORC標準將資源/儲量分為探明、控制、預測(可信程度由高到低)。
我國現行的資源/儲量分類系統是1999年出台的新標準,將地質因素、經濟因素,可行性研究程度做為三個軸,並且每個因素均劃分為1、2、3、4四個類別,根據每個因素對應的程度,最後組合成112、333、334·····類似的資源/儲量類別(參見@項廣鑫答案中的附圖1-8)。其中第一個數字代表經濟屬性,第二個數字代表可行性研究程度,第三個數字代表地質可靠程度。
在我們探礦階段使用到較多的是333、334、122b(b代表不計探礦損失,比如使用探礦坑道,遇到礦體的部分,在坑道掘進過程中就已經把礦體采出了,但是量很少,所以計算過程中不計這部分損失)。
我想說的是,在新聞報道中,如果提到資源/儲量類別是122b+333,並且122b類占的比例比較高的話,那麼真的發現大礦的可信程度比較高,如果提到的資源量類別是333+334,那麼最終結果是什麼樣,只能呵呵了,其實我們看到的新聞報道中,很多儲量都是這個類別的。
可能有點答非所問,但是即使如@項廣鑫答的已經非常詳細,但實際操作過程中,仍然會涉及非常多的專業知識,沒有專業系統的學習很難學會。作為非專業人員,了解一點資源/儲量分類的知識,可以有效避免被新聞忽悠。


我說一個可能被摺疊的答案,儲量的計算方法有那麼幾種,前面的答案都已經說了。但是重要的還是結果,所以,老闆,你需要多少儲量,就能給你算出來多少。
最終的數據至少有兩種來源,首先當然是根據岩心樣品的品位以及地質資料計算出來的,其次,就是研究者與甲方商量出來的,你覺得高了咱可以降,你覺得低了咱可以升。儲層厚度取多少,品位是取加權平均還是算術平均,計算時某些低值或高值要不要捨棄,可操作的太多了。所以,可信度可想而知。


木有找過。所以,只能從書中和曾經的水文地質工作中,節選個大概。

礦藏(礦產)儲量的預測礦產勘查工作的一部分,
其工作對象是礦床礦體

首先是找礦床可能位置。但

因為不同成因類型的礦床,其找礦地質條件不同;不同的地區也具有不同找礦地質
條件,其形成礦床類型及分布也不相同。所以在礦產勘查的實際工作中,認真分析和研
究找礦地質條件,進行礦產預測,合理選擇、使用礦產勘查方法,正確評價礦產,這是
礦產勘查的一項首要工作。
找礦地質條件主要有:岩漿岩、地質構造、地層、岩相、古地理、岩性,變質作
用、地球化學、風化、地貌條件等

所以需要對整個區域性地質條件有一個很好的研究。

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然後,在這些礦床可能位置尋找礦體。

1. 礦體露頭
礦體露頭俗稱礦苗,它是礦體出露於地表的部分。按其氧化程度不同,可分為原生礦體露頭氧化礦體露頭。對找礦來說,發現礦體露頭並不等於發現具有工業價值的礦床,還必須做一系列的工作來確定新發現礦體露頭的實際意義。

2. 圍岩蝕變
在成礦作用過程中,圍岩同樣遭受到岩漿熱液的作用而產生蝕變現象。由於蝕變岩石的分布範圍比礦體大,而容易被發現,它間接指示著有礦的存在。

3. 近礦圍岩的特殊顏色
由於熱液蝕變或表生作用的結果,往往使礦體周圍的岩石呈現出一些特殊顏色,如
赭色、綠色、白色等,在找礦中也作為一種標誌

4. 指示礦物
在礦床形成過程中,往往伴生有一些典型礦物,這些礦物也可以作為找尋某些礦產的指示。如接觸交代作用形成的矽卡岩礦床,其最常見的典型礦物有石榴子石,輝石、綠簾石、陽起石等;金剛石礦床中,以含鉻鎂鋁石榴石和含鉻尖晶石為主要標誌礦物。

5. 物探與化探異常
礦體與圍岩物理性質差異會產生各種地球物理異常(簡稱物探異常)。礦床形成或
風化過程中,成礦元素及伴生元素遷移,改變礦體附近圍岩、土壤、水系沉積物、水、
大氣和生物(指植物)中元素的正常分布,使其含量增高,這種元素增高現象,即為地
球化學異常(簡稱化探異常)。與礦有關的物探異常和化探異常,也是重要的找礦標誌,
特別是在岩石出露不好的地區或尋找地下隱伏礦體,這一標誌就顯得更為重要。

6. 舊礦遺迹
我國自古以來采冶事業發達,老硐、廢石堆、煉渣等舊礦遺迹遍及各地,它們既是
礦產分布的可靠指示,也是很好的找礦標誌。由於古代採礦技術落後,不能繼續開採或
是對礦產共生組合缺乏識別能力,用現代的技術及經濟條件重新評價,有時會發現非常
有工業價值的礦床。

7. 特殊地形與地名
特殊地名標誌是指某些地名是古代採礦者根據當地礦產性質、名稱、顏色、用途以
及礦產的形狀等來命名的。對我們選擇找礦地區(段)有參改意義。如安徽銅官山(銅
礦)、江西德興銅廠(銅礦)、金山(金礦)、銀山(鉛鋅礦)、湖南錫礦山(銻礦)等
等。

8. 指示植物

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接著,成礦預測。

成礦預測是在成礦地質理論指導下,總結成礦規律(或成礦模式)和找礦方式,對預測區的潛在礦產資源做出預測,圈定成礦遠景區段,並提出進一步的找礦工作部署意見。


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最後對工業價值足夠的礦床找礦,並進行計算,

礦產儲量計算的步驟是:

1. 通過對礦體露頭探槽淺井坑道鑽孔岩心的編錄採樣測試,求得儲量計算中需要的各種地質圖件及礦石的品位、體重等數據資料。

此處略過若干,如有興趣,請入行折騰 ……

2. 將上述各項數據資料,按三維空間坐標位置,投放到相應比例尺的地質圖件上,並按地質構造和礦化規律及礦產工業指標的要求,圈定礦體範圍。

3. 根據礦體形態和礦石質量分布特徵,考慮勘探工程分布格局或採礦場的布局,將礦體分割成大小不等的幾何形礦塊,用體積公式計算每一礦塊的儲量(礦塊體積 × 礦石平均體重 × 礦石平均品位),然後匯總成全礦體和全礦床的儲量。

礦產儲量多以有用組分或金屬的量來表示,如若干噸鐵、若干噸銅等。以上主要指固體礦產的儲量計算方法,液體(石油、地下水等)和氣體(天然氣)礦產的儲量計算方法和有關參數不全相同。

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以上是科學方法 ……

但在現實中,不測定,礦老闆 請來風水先生,
找個點,一聲令下,打,然後就開工了。

這在富礦的偏移地區非常常見,當然事故頻出。


well,一般來講resource和reserve的區別就是reserve是可以賺錢的,而resource是不需要一定可以賺錢的,也就是所有的reserve(儲量)都是reource(資源)而所有的資源不都一定是儲量。 在計算儲量時,又分出了probable reserve 和 proven reserve. 在計算儲量時有多種不同的方法,包括上面提到的polygonal 方法, 或者使用軟體(比如surpac或者minesight,amine)計算的克里格(Kriging)方法,當然克里格又細分了很多種方法,但是基本上都是根據variogram的平均方法。一般來講,地質學家(geologist)是很難理解其中具體的方法。 礦業中比較新的方法是conditional simulation(條件模擬), 因為克里格計算假設了second degree stationarity(平均值不變), 而這在真正的礦床中不一定是正確的,而條件模擬則解決的這一問題。 如果你將開採後的鑽機採樣與工程設計使用的block model對比的話就會發現block model(Krigging計算的模型)是被smoothed的,也就是不準確的。在conditional simuation的結果里,劃定probable 和proven reserve可以依照cov(Coefficient of variance )的大小。


求助!!!
非金屬礦 礦體露頭 要用什麼方法才可找到礦的主體以及儲存量大小 望大神解答!謝謝


就是用勘查技術手段測量出礦體的長、寬、厚度,然後計算出它的體積,通過取樣分析測試,獲得礦石品位(含有用成分的比例)和礦石的比重,用體積*比重*品位就算出來了。很簡單吧?


既然說的是資源量,肯定小部分是333,大部分是334,勘察程度低,實際上保有可采儲量能有一半就不錯了,當然,這麼大的礦,肯定會做後續勘探設計的,不過以國內虛報的傳統,資源量的真實性要打很大的問號


高中物理沒學過嗎?質量=密度×體積×所佔體積百分比。前石油地質從業人員作答


原理很簡單,方法很多。國與國有不同,人和人也有差異。軟體就更多了!


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