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[摘要]在地质统计学理念与方法的基础之上，并以云南某铜矿为例，运用矿业软件（Surpac）并且通过铜矿床铜品位分布规律的分析，计算得出变异函数-反映区域化变量特征，从而建立起矿床矿山的数学模型和实体工程模型。分析结果显示，工程实体模型的建立可以更加真实地反映出矿山开采的现实状况，储量的计算结果同传统计算的结果相接近，给采矿人员进行工程设计给以了极大的方便并且提供了可靠的根据。
[关键词]云南铜矿床 地质统计学 模型 应用方法
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-73-2
在20世纪60、70年代初，地质学首次和电子计算机、数学、采矿相结合，从而形成了地质统计学这一个新的学科，新学科的形成是随着地质学发展的必然结果。地质统计学的基础是区域化变量理论，主要工具是变异函数，目前广泛用于西方国家，是一种非常流行的用于研究地质和计算储量的方法。地质统计学相较于传统的地质学研究方法，具有很大的优越性。矿床数学-经济模型矿山软件是由昆明理工大学秦德先教授组织研究开发出来的，主要用于地质勘查、采矿设计、土地复垦以及地质测量等具体项目，功能齐全，涉及了矿山地质设计的全部过程。本文通过矿山软件统计并分析了云南中甸普朗铜矿床铜品位的分布规律，与此同时根据地质统计学的理念和方法进行储量计算。
1地质统计学
1.1简介
地质统计学创立于1962年，创立者是法国学者马特隆教授。地质统计学是以克立格法为基本的方法，以变异函数为基本的工具，以区域化变量理论作为基础，用于研究自然现象的科学，所研究的自然科学在空间分布上不仅仅具有随机性还具有结构性。地质统计学已经经过了50年的发展，逐渐成熟。我国引进地质统计学始于1977年，得到了各方人士的重视，在20世纪80年代初，地矿部与有色、冶金系统通过地质统计学“培训班”与“学习班”的举办来进行其推广。另外部分高校开始开设地质统计学专业，为我国地质学的发展培养高级人才。随着地质统计学的发展，我国很多地区的企业、高校以及研究所开发研制了一系列的地质统计学软件，广泛用于国内矿山的矿床模型建立以及矿床储量的计算，比如说长沙有色冶金设计院开发的矿化模型CAD管理系统，CGES中文地质勘查系统软件，SMICK系统，东方矿体经济评价系统以及矿床数学-经济模型软件包。下面对矿床数学-经济模型软件包做了主要的介绍。
1.2矿床数学-经济模型软件
该软件是由云南昆明理工大学地质研究所中秦德先教授所组织开发的一种系统软件。该软件以windows电脑系统为操作平台，采用编程语言VisualBasic5.0作为开发工具和Access数据库，并结合矿山的实际生产情况进行开发而形成的。矿山生产设计者直接使用矿床数学-经济模型软件，完成设计所需要做的各种绘制和计算工作，软件的功能非常齐全，涉及了整个矿山地质的设计过程。
2云南铜矿床地质简介
2.1地层
云南中甸普朗斑岩铜矿床位于义敦岛弧的南端，德格-中甸陆块东缘，甘孜-理塘结合带的西侧，整体靠北北西向展布。由于地理位置的分布及特点，决定了该铜矿床的地质特征。区内露出地层主要是三叠系上统图姆沟组，呈现北西向条带状展布。出露中酸性斑岩体（印支期普朗复式），岩石蚀变强烈，构造裂隙发育，是显著的“斑岩型”蚀变地带。矿床的产出受到了岩浆侵位地层、岩浆层、矿质沉淀、热液运移以及热液蚀变作用等构造空间的控制和限制。
2.2矿体特征
普朗矿区的位置在普朗向斜东翼，同区域构造线的方向一样。矿山区域内构造活动剧烈，发育次级褶皱、断层和裂隙（节理）。褶皱受到普朗复式岩体的作用，总的呈现穹窿形状。矿区内的断层主要是靠东西方向的全干力达断裂以及分布北西向的黑水塘断裂，它们限制了矿体和斑岩体的产出。
3建立地质体模型
3.1建立地质数据库
数据库的建立是矿体品位块模型构建、三维实体模型构建、品位模型估值以及储量计算、数据分析、平面图和剖面图绘制等基础。
为了建立与实际相符的铜矿体地质数据库，收集了普朗矿山至今所勘察后的工程数据，一共有132个钻孔，21845个样品，在优选过后剩余132个钻孔，10674个样品。接着根据Surpac矿山软件的格式要求把钻孔数据分成了5个表，即钻孔测斜表（survey）、地质岩性表（lithology）、样品品位化验结果表（assay）、斑岩蚀变岩性表（alteration）以及钻孔孔口坐标表（collar）。同时要进行有效性检验：样品重叠检验，在三维视图中检查勘探工程的数据，侧取样深度、岩性深度、测斜深度超出终孔深度校验。
3.2数据统计分析
地质统计学要求有效的数据必须控制在固定长度支撑上，所以在处理数据时，对于样长不相等的钻孔数据必须按照固定的长度进行组合，组合成等长的样品。根据普朗铜矿体技术要求的研究，将组合样长设为2米，对进行组合后的数据进行统计分析，得出铜品位符合正态分布，所以接下来选用克立格的方法对铜矿体进行品位估值以及储量计算。
3.3三维实体模型
该模型是一个三维数据三角网，通过多边形的连接来定义一个空心体或实体，所形成的实体可以用来体积、可视化计算。来自地质数据库的数据和在任意方向产生剖面相交，给品位快体模型建立奠定一定的基础，产生的实体模型可以形象地展示其空间形态与结构。
地表模型可以直观、清楚地显示普朗矿区的地表与矿体其他空间体的位置关系。普朗矿区地形数据是由实际勘测的1：2000地形图的数据导入到Surpac矿山软件中（以AutoCAD格式）。普朗铜矿区的地形陡峭，在高海拔地区，高程在3596m至4214m之间，落差618m。
矿体模型的建立方法：根据地质数据库中的钻孔资料、品位、岩性等解译各个剖面的地质界线和矿体界线；根据已有的勘探平面和剖面图中限制的矿体范围，生成实体模型。该矿区的厚度大、连续性也较好，因此采用第一种方法，利用132个钻孔、10674个样品品位数据，通过勘察工程间距分别地解出了26条剖面，接着按照规范，将26条剖面中的夹石界线和矿体范围界线连成夹石实体模型和矿体实体模型。
3.4数学模型
矿床数学模型的建立主要包括了2个方面：计算实验变异函数；理论变异函数的拟合与验证。通过矿体的实际情况，考虑其厚度、倾向、走向这三方面的实验变异函数，选取多个不一样的搜索圆锥参数，同理论变异函数实行多次拟合，选择最优的理论变异函数模型，然后进行交叉检验。
4储量计算
普朗铜矿铜品位变化小，分布均匀，负荷正态分布，所以适合使用普通的克立格法。根据已经插值的品位模型，进行储量计算与平均品位，同时和勘察地质报告相比。实践表明了采用普通的克立格法品位插值的计算结果准确，误差小，在误差控制范围之内，该地质统计学模型可以投入到实际生产使用中去。
5结束语
本文通过地质统计学的方法，运用矿山软件建立了云南普朗铜矿床的数学模型，统计分析了该矿体的铜品位分布规律，了解到该矿体在厚度、倾向、走向3个方向上的相关性较大，分布均匀，是属于典型的斑岩型铜矿体。地质统计学模型的构建可以更加逼真地显示地质的实际形态，通过模型的建立可以进行铜矿床铜品位估值、采矿设计以及储量计算等，为铜矿产业的发展提供一个很好的平台，并且促进了我国矿山产业的数字化发展。
参考文献
[1]林幼斌，杨文凯.地质统计学研究现状及在我国的应用[J].云南财贸学院学报，2011（S2）.
[2]曾庆田，王李管，李德等.云南某铜矿资源及开采环境评价可视化建模技术研究[J].矿质工程，2012（03）.
[3]刘方成，秦德先，燕永锋等.地质统计学及其在云南金宝山铂钯矿的应用[J].地质与资源，2013（04）.
[4]王功文，郭远生，杜杨松等.基于GIS的云南普斑岩铜矿床三维成矿预测[J].矿床地质，2013（06）.
[关键词]云南铜矿床 地质统计学 模型 应用方法
[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-73-2
在20世纪60、70年代初，地质学首次和电子计算机、数学、采矿相结合，从而形成了地质统计学这一个新的学科，新学科的形成是随着地质学发展的必然结果。地质统计学的基础是区域化变量理论，主要工具是变异函数，目前广泛用于西方国家，是一种非常流行的用于研究地质和计算储量的方法。地质统计学相较于传统的地质学研究方法，具有很大的优越性。矿床数学-经济模型矿山软件是由昆明理工大学秦德先教授组织研究开发出来的，主要用于地质勘查、采矿设计、土地复垦以及地质测量等具体项目，功能齐全，涉及了矿山地质设计的全部过程。本文通过矿山软件统计并分析了云南中甸普朗铜矿床铜品位的分布规律，与此同时根据地质统计学的理念和方法进行储量计算。
1地质统计学
1.1简介
地质统计学创立于1962年，创立者是法国学者马特隆教授。地质统计学是以克立格法为基本的方法，以变异函数为基本的工具，以区域化变量理论作为基础，用于研究自然现象的科学，所研究的自然科学在空间分布上不仅仅具有随机性还具有结构性。地质统计学已经经过了50年的发展，逐渐成熟。我国引进地质统计学始于1977年，得到了各方人士的重视，在20世纪80年代初，地矿部与有色、冶金系统通过地质统计学“培训班”与“学习班”的举办来进行其推广。另外部分高校开始开设地质统计学专业，为我国地质学的发展培养高级人才。随着地质统计学的发展，我国很多地区的企业、高校以及研究所开发研制了一系列的地质统计学软件，广泛用于国内矿山的矿床模型建立以及矿床储量的计算，比如说长沙有色冶金设计院开发的矿化模型CAD管理系统，CGES中文地质勘查系统软件，SMICK系统，东方矿体经济评价系统以及矿床数学-经济模型软件包。下面对矿床数学-经济模型软件包做了主要的介绍。
1.2矿床数学-经济模型软件
该软件是由云南昆明理工大学地质研究所中秦德先教授所组织开发的一种系统软件。该软件以windows电脑系统为操作平台，采用编程语言VisualBasic5.0作为开发工具和Access数据库，并结合矿山的实际生产情况进行开发而形成的。矿山生产设计者直接使用矿床数学-经济模型软件，完成设计所需要做的各种绘制和计算工作，软件的功能非常齐全，涉及了整个矿山地质的设计过程。
2云南铜矿床地质简介
2.1地层
云南中甸普朗斑岩铜矿床位于义敦岛弧的南端，德格-中甸陆块东缘，甘孜-理塘结合带的西侧，整体靠北北西向展布。由于地理位置的分布及特点，决定了该铜矿床的地质特征。区内露出地层主要是三叠系上统图姆沟组，呈现北西向条带状展布。出露中酸性斑岩体（印支期普朗复式），岩石蚀变强烈，构造裂隙发育，是显著的“斑岩型”蚀变地带。矿床的产出受到了岩浆侵位地层、岩浆层、矿质沉淀、热液运移以及热液蚀变作用等构造空间的控制和限制。
2.2矿体特征
普朗矿区的位置在普朗向斜东翼，同区域构造线的方向一样。矿山区域内构造活动剧烈，发育次级褶皱、断层和裂隙（节理）。褶皱受到普朗复式岩体的作用，总的呈现穹窿形状。矿区内的断层主要是靠东西方向的全干力达断裂以及分布北西向的黑水塘断裂，它们限制了矿体和斑岩体的产出。
3建立地质体模型
3.1建立地质数据库
数据库的建立是矿体品位块模型构建、三维实体模型构建、品位模型估值以及储量计算、数据分析、平面图和剖面图绘制等基础。
为了建立与实际相符的铜矿体地质数据库，收集了普朗矿山至今所勘察后的工程数据，一共有132个钻孔，21845个样品，在优选过后剩余132个钻孔，10674个样品。接着根据Surpac矿山软件的格式要求把钻孔数据分成了5个表，即钻孔测斜表（survey）、地质岩性表（lithology）、样品品位化验结果表（assay）、斑岩蚀变岩性表（alteration）以及钻孔孔口坐标表（collar）。同时要进行有效性检验：样品重叠检验，在三维视图中检查勘探工程的数据，侧取样深度、岩性深度、测斜深度超出终孔深度校验。
3.2数据统计分析
地质统计学要求有效的数据必须控制在固定长度支撑上，所以在处理数据时，对于样长不相等的钻孔数据必须按照固定的长度进行组合，组合成等长的样品。根据普朗铜矿体技术要求的研究，将组合样长设为2米，对进行组合后的数据进行统计分析，得出铜品位符合正态分布，所以接下来选用克立格的方法对铜矿体进行品位估值以及储量计算。
3.3三维实体模型
该模型是一个三维数据三角网，通过多边形的连接来定义一个空心体或实体，所形成的实体可以用来体积、可视化计算。来自地质数据库的数据和在任意方向产生剖面相交，给品位快体模型建立奠定一定的基础，产生的实体模型可以形象地展示其空间形态与结构。
地表模型可以直观、清楚地显示普朗矿区的地表与矿体其他空间体的位置关系。普朗矿区地形数据是由实际勘测的1：2000地形图的数据导入到Surpac矿山软件中（以AutoCAD格式）。普朗铜矿区的地形陡峭，在高海拔地区，高程在3596m至4214m之间，落差618m。
矿体模型的建立方法：根据地质数据库中的钻孔资料、品位、岩性等解译各个剖面的地质界线和矿体界线；根据已有的勘探平面和剖面图中限制的矿体范围，生成实体模型。该矿区的厚度大、连续性也较好，因此采用第一种方法，利用132个钻孔、10674个样品品位数据，通过勘察工程间距分别地解出了26条剖面，接着按照规范，将26条剖面中的夹石界线和矿体范围界线连成夹石实体模型和矿体实体模型。
3.4数学模型
矿床数学模型的建立主要包括了2个方面：计算实验变异函数；理论变异函数的拟合与验证。通过矿体的实际情况，考虑其厚度、倾向、走向这三方面的实验变异函数，选取多个不一样的搜索圆锥参数，同理论变异函数实行多次拟合，选择最优的理论变异函数模型，然后进行交叉检验。
4储量计算
普朗铜矿铜品位变化小，分布均匀，负荷正态分布，所以适合使用普通的克立格法。根据已经插值的品位模型，进行储量计算与平均品位，同时和勘察地质报告相比。实践表明了采用普通的克立格法品位插值的计算结果准确，误差小，在误差控制范围之内，该地质统计学模型可以投入到实际生产使用中去。
5结束语
本文通过地质统计学的方法，运用矿山软件建立了云南普朗铜矿床的数学模型，统计分析了该矿体的铜品位分布规律，了解到该矿体在厚度、倾向、走向3个方向上的相关性较大，分布均匀，是属于典型的斑岩型铜矿体。地质统计学模型的构建可以更加逼真地显示地质的实际形态，通过模型的建立可以进行铜矿床铜品位估值、采矿设计以及储量计算等，为铜矿产业的发展提供一个很好的平台，并且促进了我国矿山产业的数字化发展。
参考文献
[1]林幼斌，杨文凯.地质统计学研究现状及在我国的应用[J].云南财贸学院学报，2011（S2）.
[2]曾庆田，王李管，李德等.云南某铜矿资源及开采环境评价可视化建模技术研究[J].矿质工程，2012（03）.
[3]刘方成，秦德先，燕永锋等.地质统计学及其在云南金宝山铂钯矿的应用[J].地质与资源，2013（04）.
[4]王功文，郭远生，杜杨松等.基于GIS的云南普斑岩铜矿床三维成矿预测[J].矿床地质，2013（06）.