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摘 要
矿产资源储量估算,不论是在矿山的规划还是开采阶段都是一个备受关注的主题。
地质统计学,源于固体矿产储量估算领域,得到了世界公认。地质统计学克立格法被认
为是目前世界上先进科学的储量估算方法。它是建立在概率统计学之上,并结合地质变
量的空间性和结构性而发展起来的一门地学边缘学科。鉴于此,本文通过对目前的多种
资源量估算方法的综合对比分析,以西山湾羊场银矿床为样本,采用地质统计学普通克
里格法的思想和方法,借助 matlab 计算软件,进行了资源量估算。
本文首先介绍了地质统计学的发展概况及其相对于传统储量估算方法和经典概率
统计方法的优越性,接着详细介绍了地质统计学和普通克立格法的相关理论以及 matlab
软件的使用方法。在资源量估算部分,根据西山湾羊场银矿床特征,为便于资源量估算,
首先对矿体进行了垂直纵投影变换。以工程投影后的观测点参数为样本,对原始样品进
行了统计分析,数据预处理,运用 matlab 软件绘制了品位频率分布直方图和品位这个区
域化变量的实验变差曲线。根据其特征采用了克立格球状模型和点估计法,选取了块段
模型参数,将投影面矿体划分为若干计算单元,估计投影面上各单元品位,分块段计算
后再进行汇总,得到最终资源量结果。通过与传统块段法的估算结果对比,证明该储量
估算方法是可行的。
关键词:储量估算,地质统计学,克立格法,银矿床
ii
Abstract
Estimation of mineral resources and reserves, both in mining planning and mining stage
is a subject of concern.Geostatistics, rooted in the field of solid mineral reserves estimation,
and been universally acknowledged. Kriging is considered to be the advanced and scientific
reserves estimation method in the world. It was built on probability statistics, combined with
the spatial and structural of the geological variables, developed to an edge subject of earth
science. In view of this, through to the comprehensive comparison and analysis of current
variety of reserves estimation method, reserves estimation is completed by using ordinary
kriging geostatistics ideas and methods with the help of matlab calculation software, taking
Xishanwanyangchang silver deposit for instance.
In this paper, it first introduced the development status of the geostatistics, and its
advantages to traditional methods of calculating mine reserves and classical probability and
statistics. Then it introduced geostatistics and ordinary kriging related theory and the use of
matlab software. In the part of resorce estimation, according to the characteristics of
Xishanwanyangchang silver deposit, in order to facilitate resource estimation, orebody were
first vertical longitudinal projection transformation. Then the observation point parameters
after engineering projection is took for a sample, the original sample is analyzed statistically
and data is carried pretreatment. Then the author ploted grade frequency histograms and
experimental variogram curve of grade regional variation with matlab software, according to
their characteristics and uses a spherical model kriging point estimate method, selected the
block model parameters. The projection ore body is divided into many units of calculation and
estimated projection surface area of each cell grade, then summarize the block to get the final
result resource results. Finally the results proved that the reserves estimation method is
feasible after comparing with the traditional block method.
Key words:Reserves Estimation, Geostatistics, Kriging, Silver deposit
iii
目 录
第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1
1.1 研究背景 ...................................................................................................................... 1
1.2 研究现状 ...................................................................................................................... 1
1.2.1 储量估算方法的发展历程 ................................................................................ 1
1.2.2 各发展阶段的特点 ............................................................................................ 3
1.2.3 各估算方法的特点 ............................................................................................ 4
1.2.4 存在的问题 ........................................................................................................ 5
1.3 论文研究内容、研究方法、技术路线 ...................................................................... 6
1.3.1 研究内容 ............................................................................................................ 6
1.3.2 研究方法 ............................................................................................................ 6
1.3.3 技术路线 ............................................................................................................ 7
第二章 地质统计学的理论方法 .............................................................................................. 8
2.1 地质统计学的若干假设和理论 .................................................................................. 8
2.1.1 区域化变量 ........................................................................................................ 8
2.1.2 变差函数与协方差 ............................................................................................ 9
2.1.3 平稳假设及内蕴假设 ...................................................................................... 10
2.1.4 估计方差 .......................................................................................................... 12
2.1.5 离散方差 .......................................................................................................... 13
2.2 变差函数的结构分析 ................................................................................................ 15
2.2.1 变差图 .............................................................................................................. 15
2.2.2 变差图模型的应用 .......................................................................................... 20
2.3 普通克立格法 ............................................................................................................ 22
2.3.1 概述 .................................................................................................................. 22
2.3.2 一般问题及解法 .............................................................................................. 23
第三章 MATLAB 软件简介和设计基础 ............................................................................... 27
3.1 MATLAB 简介 ............................................................................................................ 27
3.2 MATLAB 开发环境 .................................................................................................... 28
iv
3.3 MATLAB 数值计算和应用 ....................................................................................... 29
第四章 西山湾羊场银多金属矿区概况 ................................................................................ 32
4.1 概述 ............................................................................................................................ 32
4.2 矿区地质 .................................................................................................................... 32
4.3 矿床地质特征 ............................................................................................................ 35
4.4 矿石特征与矿床成因分析 ........................................................................................ 38
第五章 西山湾羊场银矿的储量估算 .................................................................................... 39
5.1 资料准备 .................................................................................................................... 39
5.1.1 投影变换 .......................................................................................................... 39
5.1.2 数据准备 .......................................................................................................... 40
5.2 原始数据处理 ............................................................................................................ 43
5.2.1 数据统计分析 .................................................................................................. 43
5.2.2 特高品位识别处理 .......................................................................................... 46
5.2.3 样品组合 .......................................................................................................... 48
5.3 普通克立格储量估算 ................................................................................................ 49
5.3.1 实验变差函数 .................................................................................................. 49
5.3.2 交叉验证 .......................................................................................................... 53
5.3.3 储量估算 .......................................................................................................... 53
结 论 ...................................................................................................................................... 58
参考文献 .................................................................................................................................. 59
攻读硕士学位期间的主要研究成果 ...................................................................................... 63
致 谢 ...................................................................................................................................... 64
长安大学硕士学位论文
1
第一章 绪论
随着社会和经济的快速发展,人们对矿产资源的需求日益增加。由于一个国家的经
济潜力在很大程度上取决于矿产资源的储量和质量,因此,在建设社会主义现代化的过
程中,矿产的普查和勘探起着主导作用。
众所周知,中国的许多矿产资源储量丰富,但由于人口众多,中国人均拥有资源量
在世界范围内排名靠后,同时国民经济的快速增长仍要求进一步加快地质勘探工作的步
伐,以便扩大和更加合理地利用各种矿产资源的储量。这对地质工作者进行地质勘探工
作提出了更高的标准和要求。资源量估算既是矿产勘查开发工作的必经阶段,也是对矿
产资源进行经济评价的重要指标和进一步勘查开发的客观依据。因此,资源量估算方法
的选用是否合理、可行和高效便捷对于矿产资源开发具有非常重大的意义。对各种储量
估算方法进行学习研究,比较各自特点、优劣和适用范围,并结合实际付诸实践,对于
矿产开发工作和地质勘探人员大有裨益。
1.1 研究背景
我国矿产资源比较丰富,矿床类型种类繁多,矿体形态较为复杂。为了适应我国矿
产资源的特点和不同地质特征类型的矿床需要,储量计算的方法日渐丰富多样。目前,
我国在储量估算领域形成了以传统储量计算方法、地质统计学储量计算方法和 SD 储量
计算方法(最佳结构曲线断面积分储量计算方法)三种方法共存的局面。储量估算方法
的多种多样化,不仅表现在不同种类的矿产储量估算方法上,也表现在同一类型的估算
方法上,在对不同矿产、不同矿床的估算过程中,也有各异的演变方法。
伴随着计算机信息技术的突飞猛进,矿产资源储量估算理论也取得了巨大的发展。
这两者的结合为矿产资源储量估算方法的实施提供了一个可以大力施展的空间,使其由
过去的人工化向自动化、低效率向高效率转变。将固体矿产储量估算方法同计算机图形
技术、地质建模可视化技术、数据库技术结合起来是当前国内外地学信息科学发展研究
的重要方向之一。
1.2 研究现状
1.2.1 储量估算方法的发展历程
在中国的矿业发展过程中,我国从事地质、矿山设计、生产及计算机应用的单位和
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