紫金山金矿资源的评价与开发利用.pdf

第5 5 卷第4 期 有色金属 矿山部分 2 0 0 3 年7 月 紫金山金矿资源的评价与开发利用 紫金山金矿林连宝’ 摘要文章舟绍了紫金山金矿地质普查、详查、勘探阶段资源的评价与开发腈况。着重阐述了新颖的I D S 资源评价系统的原理与方法。强调制用I D S 系统对资源的评价开发宴行经济动态管理对矿山企业的重要性。 关键词矿山资源评价方法 开发利用 P ＆乙B 1前言 紫金山金矿地处福建闽西，是一个已经崛起的 大型黄金矿山。19 9 4 年开始坑采时年生产矿石仅 数万t ．2 0 0 0 年关闭坑采，全部转为露采。矿山采用 堆浸提金工艺，2 0 0 1 年采矿7 0 0 万t ，产金5 ．1 t ，利 润1 亿元。预计2 0 0 2 年产金超7 ．5 t ，利润2 亿元。 紫金山金矿从一个默默无闻的县办小矿，在短短几 年中成为我国金矿保有资源量最大，采选规模最大． 黄金产量最大．人选品位最低，单位矿石成本最低， 经济效益最好的世界级黄金矿山，主要得益于它的 资源优势和技术创新。通过对它的发现、勘查和评 价，对地勘工作有现实的指导意义。 2 矿山概况 紫金山金矿位于华南褶皱系东部，东南沿海中 生代火山活动带西亚带，闽西南古生代坳陷之西南， 北西向上杭一云霄深断裂和北东向宣和复背斜南 西倾没端的交汇部位。 矿区内北东、北西向两组节理裂隙发育，互相交 切，遍布全区。尤以北西向节理裂隙发育为甚，并已 被大量隐爆角砾岩和英安玢岩充填。区内赋矿岩石 主要有燕山早期的花岗岩，次火山相的英安玢岩和 隐爆碎屑岩。矿区岩石已全岩蚀变，蚀变范围广、强 度大，主要蚀变类型有硅化、明矾石化、地开石化、绢 云母化等。矿床属次火山热液氧化类型，并具“上金 下铜”的垂直分带特征。矿体产于潜水面以上的氧 化带中，主要分布在标高6 4 0 m 以上地段，严格受北 西向构造控制，按从南西往北东可分为0 、1 、2 三个 矿化带。矿体总体走向北西约3 2 0 。，倾向北东，倾 角4 0 。～5 0 。。 区内地形陡峻，基岩裸露，山坡多在2 5 。～5 0 。以 * 林连宝工程师福建上枕3 6 4 2 0 0 上。地形切割强烈，最高峰麒麟顶海拔1 1 3 8 m ．最小 侵蚀基准面的旧县河1 9 8 m 。 矿山水文条件属简单类型，矿坑充水主要由大 气补给。 3 普查、详查、勘探阶段资源的评价与 开发 3 ．1 普查一详查工作阶段资源的评价及方法 3 ．1 ．1 普查一详查阶段对资源的评价。紫金山金 矿的地质普查 19 8 4 年～1 9 9 0 年 ，详查 19 9 1 年～ 19 9 2 年 由当时的地质勘探队伍完成的。1 9 9 4 年建 矿前的地质工作级别低。 当时按照地质部门按一般的工业指标进行圈 矿，即边界品位≥1 9 ／t ，最低工业品位≥3 9 ／t ．可采 厚度1 m ，夹石剔除厚度2 m ，共圈定了表内金矿体 4 5 个，表外金矿体4 9 个。表内矿体c D E 矿石 量2 0 0 万t ，金金属量83 8 4 k g ，平均品位4 ．1 5 9 ／t 。 其中c 级矿石量3 7 ．8 3 万t ，金15 3 2 k g ．平均品位 4 ．0 5 9 ／t ；D 级矿石量9 0 ．9 万t ，金39 19 k g ，平均品 位4 ．3 9 ／t 。各级表外金矿体矿石量6 8 0 万t ，金1 0 5 1 6 k g ，平均品位1 ．5 5 9 ／t 。合计表内外矿量8 8 0 万 t ，金金属量1 89 0 0 k g ，属中型金矿。 普查一详查阶段圈定的矿体数量多，厚度薄，延 伸短，矿层支离破碎，勉强连接的众多矿脉，对指导 矿山开采难度大，不利于资源的利用和矿床的大规 模开发。教认为是规模小、矿体变化大、品位低，开 发价值不大的矿床。 3 ．1 ．2 储量计算方法。普查一详查阶段采用垂直矿 体的平行断面法，按表内、表外储量级别的不同，利用 不同体积形态套用相应公式的传统方法计算储量。 3 ．2 勘探阶段资源的开发与评价 3 ．2 ．1 利用探矿硐室进行矿床开发。紫金山金矿 详查工作结束后，福建紫金矿业股份有限公司为充 万方数据 2 0有色金属 矿山部分第5 5 卷 分利用资源，介入了对金矿的开发。为满足矿山中 试生产的矿石需求，充分利用了普查详查地质工 作阶段施_ L 的探矿硐室。当时有8 8 0 m 、8 0 0 m 、 7 6 0 m 等3 个标高探矿中段。为利用探矿硐室进行 矿床开发，先自南掘开拓巷道与探矿硐室沟通，形成 开拓运输通风系统。采矿方法取适台人力车运输的 元底柱全面法或房柱法。矿块沿走向布置，长度取 两勘探硐室的距离即5 0 m 。两条勘探线间若有加密 巷道则作为采矿进路加以利用。由于利用普查、详 查探矿硐室对矿床进行开发，大大节省了基建投资。 通过探采实践，出矿品位难以达到一般工业指 标要求．矿体沿走向、倾向延伸短，变化大，有些延伸 5 m 都不到，8 0 0 m 中段加密到2 5 m 也很难对表内矿 体进行控制。但在试生产过程中，表外矿体却大量 增加，通过工业化试验，矿石用稀N a C N 溶液筑堆 喷淋，金的回收率可达7 5 ％以上，仍然得到较好的 经济效益。 3 ．2 ．2 勘探阶段的探采结合技术。通过井下试开 发的实践，进一步发现矿区全岩矿化，存在大规模的 低品位矿石。通过扩大生产规模能获得良好的经济 效益，为全面实现探采结合创造了条件。 1 一硐多用。新开拓的硐室充分考虑既能满 足矿床开拓的要求，又能实现探矿增储的目的，达到 “一硐多用”或“一硐多能”的目的。故井下开拓方法 采用垂直矿层走向的下盘平硐开拓法。 2 多中段扩大生产规模。针对紫金山金矿建 矿初期地质工作级别低，范围小，仅在7 6 0 m 以上0 7 线I1 矿化带的主体开展了详查工作。未对0 号矿带进行系统控制，I 号矿化带也明显控制不足。 为扩大生产规模及达到对矿化带实现“探底摸边”的 目的，19 9 5 年开始在详查地段的7 线以西布置了 8 6 0 m 、8 3 0 m 、7 6 0 m 等探矿中段，在0 线以东形成 9 1 0 r n 、8 7 0 m 、8 4 0 m 等中段硐室；在7 6 0 m 以下倾向 延伸部位有7 3 0 m 、7 0 0 m 、6 4 0 m 等控制中段。上述 探矿工程不仅迅速扩大了矿床规模，亦为扩大生产 规模提供了保障。 3 ．2 ．3 勘探阶段的资源评价及方法。对紫金山金 矿床的勘探工作是在对矿床的开发过程中完成的。 在勘探阶段共投入近3 万m 的硐室工程量，2 0 0 0 年 提交_ 『勘探报告。报告中的工业指标按边界品位≥ 0 ．5 9 ／t ，最低工业品位≥l g ／t ，块段平均≥1 - 5 9 ／t ，最 低可采厚度≥3 m ，夹石剔除厚度6 m 。计算结果为B C D 级矿石量为77 3 0 万t ，金金属量1 2 34 6 0 k g ， 平均品位1 ．6 0 9 ／t ；表外B c D 级矿石量47 7 8 万 t ，金金属量3 00 0 0 k g ，半均品位0 ．6 3 9 ／t 。表外 表 内矿石量1 25 0 0 万t ．金金属最达1 5 3 ．4 6 t ，平均品位 1 ．2 3 9 ／t ，属特大型金矿床。 勘探阶段的储量计算方法仍然采用传统的方法 计算，并通过了国土资源部确认。 4 勘探结束后资源的评价与开发 4 ．1 评价系统 依据经济地质理论，根据矿山生产经营成本．开 发业主紫金矿业股份有限公司研制了与国际接轨的 1 D S 储鼍汁算系统。 4 ．1 ．1 I D S 储量计算系统的原理。此方法与传统 的储量计算方法有很大的不同．它把矿体中各部位 的平均品位看成是空间位置的函数，并按以下步骤 计算储量。 1 将计算范围划分为大小一致的地段。 2 对每个块段的平均品位进行估值，可利用块 段品位影响范围内的样品来估算块段品位。 C a - - ∑ F i I ／a i 。 ／∑I ／a i o I 1 ，⋯，N 式中c a 块段品位； F ii 样点的品位； A ii 号样与块段中心点的距离； k 幂系数，一般采用平方．k 取2 ； M 样品总数。 3 计算大于等于不同边界品位的块段储量之 和，即为总储量，根据不同的人选品位及储量形成品 位一吨位图。 4 ．1 ．2 方法。 1 确定储量计算范围，采用起点坐标，剖面方 位．剖面长度．纵剖面长度及矿床底标高以及地形线 来构造。 2 块段参数用长 与剖面方位一致 宽高定义 的立方体，高度一般取设计露采台阶的高度。 根据块段大小，根据矿床储量计算范围，程序自 动将矿区划分为大小一致的块段并进行编号。 3 数据处理。 A 钻孔类钻孔参数 孔号、孔口坐标、孔深、孔 斜 ，样品资料 样号、起采样位置、止采样位置 。 B 平硐类平硐参数 平硐编号、起坐标、止坐标 ， 平硐样品 样号、起采样位置、止采样位置、品位值 。 c 潜7 L 资料孔口坐标、方位、天顶角、长度、品位。 其它类别资料可归人以上大类。系统要求样品 转化为定长样品，一般定为采样的平均长，定长样品 采用样品品位与样长加权计算。对于未采样的岩 万方数据 第4 期林连宝紫金山金矿资源的评价与J f 发利用 2 芯．可根据实际情况赋于0 或背景值或指定值。 经过定长的每个样品采用样品的中点三维坐标 圾品位来代表并形成样品文件库。 4 搜索范匍的确定。搜索范围的确定是储量 计算的关键．一般采用椭球体模型来确定块段品位 的范围。椭球体参数为椭球体中心为块段的中心， 长轴对应于矿体的倾斜方向，矿体倾角相当于长轴 的倾角；短轴对应矿体走向方向，高对应于矿体的真 厚度方向。长短轴及高的长度理论上应等于对应方 向的实验半变异函数的变程．实践上可采用合理的 勘探网度1 ．5 倍确定。 以上各参数系统由人工录入的办法来确定，系 统也提供变异函数的计算拟合方法，以供采用。 紫金I 【j 金矿的I D S 系统选用的椭球体三轴长度根 据实践半变异曲线和工程分布特点，确定为沿走向和 倾斜方向为9 0 m ，厚度方向4 3 m ，倾向4 6 。，倾角4 84 。。 5 块段品位计算。整个块段根据椭球体的参 数，搜索影响块段椭球体内的所有样点数据，系统采 用以下方法估算块段品位。 A ．当样品总数小于最小样品数时，本块段视为 无控制块段．品位为0 。 B ．当椭球体中心的块段范围内有总长大于一 个块段边长的样品 相当于有一工程穿过块段 ，则 以块段内的样品平均品位计算块段品位。 C ．考虑到样品的屏蔽作用及防止不同方向数 的差异可能造成的畸变，把椭球体范围内的样品分 为4 个象限，每个象限限定参予计算的最多样品数， 超过则自远而近删除样点。一般定1 ～2 倍块段边 长的样品总长即可。按照公式计算所有样点与块段 中心距离并依公式估算块段品位。 紫金山金矿按搜索范围内的样品少于8 件时 即2 4 m 长 视为元控制工程，品位为0 。 D ．外推修正，当所有的样点均在块段的一边， 且最近的样点在方向轴的投影长大于该轴长的一半 时，该块段视为无控制块段，品位为0 。当所有的样 品均在块段的一边时且距块段中心点最近的样点距 离大于块段长，采用衰减系统进行修正，衰减系数 样品所在位置的轴长／ 轴长 全部样品对应轴的坐 标平均值 。 4 ．1 ．3I D S 储量计算结果。为划分储量级别，采用 参加块段计算的样点位于椭球体不同部位及个数的 差异划分了不同的储量级别。样点轴系数计算方法 为样点3 轴坐标呵对应椭球体轴化值的平方和。 A 级为有工程穿过块段；B 级，轴系数≤0 ．3 3 ， 样品数大于1 5 件；C 级，轴系数≤0 ．5 5 6 ，样品数大 于15 件；D 级，轴系数4 0 ．7 7 8 ，样品数大于15 件；E 级．轴系数≤0 ．9 7 8 ，样品数小于15 件和外推矿段。 按人选品位0 ．5 9 ／t ，各级别金金属量达19 0 ． 5 t ，平均品位0 ．9 5 9 ／t ，其中A B 级储量占7 5 ％，平 均品位1 ．0 2 9 ／t 。I D S 储量评价结果比原勘探报告 提高的储量扩大了2 4 ％，可利用的金属量增加了近 4 0 t ，大大增加了资源保有量。 4 ．2 资源评价与开发 当采用大规模露采品位 如目前的0 ．5 9 ／t 固定矿 体，原来的矿化描述为带状矿化带变得模糊，取而代之 是个矿化以强硅化为中心的一个垂向构造控制。 矿体有埋藏浅，品位低，分布范围广，垂深分布 大，适合于露采的特点，最终于2 0 0 0 年关闭井下开 采，全部转为露天开采，当年生产矿石量5 5 0 万t ， 产金超4 t ，实现利润85 0 0 万元。 露采设计台阶高度1 2 m ，严格与I D S 评价系统 的块段保持一致。 4 ．3I D S 资源评价系统的应用效果 紫金山金矿在2 0 0 0 年全面转入露天开采后，到 目前生产矿石量已达20 0 0 万t 。矿山生产以炮孔 岩粉取样作为二次圈定矿石的依据。统计对比表 明，矿山实际出矿量及金属消耗量与I D S 储量计算 结果极为吻合，误差在百分几的范围内。 5结论 1 紫金山金矿通过普查、详查地质工作，一度 被地质部门认为是开发价值不大的贫金矿床．福建 紫金矿业股份有限公司介入金矿开发后，依据市场 和成本变化，采用动态管理模式圈矿．在边采边探过 程中，不仅探明了一个特大型金矿，而且迅速完成了 企业原始资本积累。 2 采用先进的I I s 资源评价系统，增加了矿 山资源的保有量，并适合于露天开采。矿山实际出 矿量与评价系统的评价结果相吻合，并能依据市场 变化对资源实现动态管理。I D S 资源评价系统对矿 化均匀、肉眼难以识别仅能依靠化验品位圈矿的矿 山有现实的指导意义。 参考文献 l 郑元平I D S 储量计算．上杭福建紫盘矿业股份有限公司 2 林连宝紫金山特大型金矿的探采结合技术．有色金属 矿山部 分 ，2 0 0 2 3 口 万方数据