CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT QUẶNG ĐỒNG PHẦN SÂU DƯỚI MỨC -150M, KHU ĐÔNG MỎ SIN QUYỀN, LÀO CAI
4.2. Lựa chọn phương pháp đánh giá tài nguyên trữ lượng
4.2.2. Hệ phương pháp dự báo tài nguyên
a. Những luận cứ chính để hình thành nguyên tắc dự báo định lượng tài nguyên khoáng
Vấn đề nghiên cứu nhằm xây dựng những nguyên tắc chung trong dự báo sinh khoáng định lượng đã được nhiều nhà nghiên cứu nổi tiếng trên thế giới như V.I Xmirnov, P.M Tatarinov, X. Gritski, V.Bilibin... quan tâm nghiên cứu.
Kết quả phân tích sinh khoáng của các nhà nghiên cứu nêu trên đều xác nhận mối quan hệ nhân quả giữa quy mô chứa quặng của một tỉnh sinh khoáng, đới sinh khoáng, vùng quặng, nút quặng, trường quặng,... với các đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực. Nói chung, những vùng lãnh thổ khác nhau về cấu trúc địa chất, về lịch sử phát sinh, phát triển và hình thành các thành hệ địa chất sẽ sản sinh những kiểu mỏ mang tính chuyên khoáng có đặc tính khác nhau.
Để dự báo định lượng tài nguyên khoáng sản vùng quặng cần thiết phải dựa trên các luận cứ sau:
- Những hoàn cảnh địa chất tương tự nhau về tính chất sẽ có quặng hóa tương tự. Cường độ biểu hiện quặng hóa luôn tương đồng với cường độ biểu hiện các yếu tố khống chế quặng (nguyên tắc tương tự).
- Những tính tụ nguyên liệu khoáng rất lớn về quy mô chỉ tích tụ trong hoàn cảnh địa chất hay đới kiến trúc - sinh khoáng nhất định.
- Xác suất bắt gặp các mỏ khoáng tỷ lệ nghịch với kích thước, quy mô mỏ. Những mỏ càng lớn càng ít có khả năng xuất hiện hơn mỏ nhỏ.
- Đối với các đơn vị sinh khoáng lớn (tỉnh sinh khoáng) thường bao giờ cũng có mối liên hệ có quy luật giữa trị số Clack nguyên tố với quy mô mỏ.
Trên cơ sở các nguyên tắc dự báo định lượng tài nguyên khoáng sản trình bày ở trên, nhiều nhà địa chất trên thế giới đã đề xuất nhiều phương pháp toán địa chất khác nhau để dự báo định lượng sinh khoáng. Hiện cũng đã có một số nhà nghiên cứu đang cố gắng phân loại các phương pháp dự báo định lượng sinh khoáng này thành từng nhóm phương pháp có cơ sở phương pháp luận giống nhau hoặc điều kiện áp dụng gần giống nhau.
Trong khuôn khổ báo cáo này chúng tôi không trình bày chi tiết tất cả các phương pháp mà chỉ tập trung giới thiệu một số phương pháp có thể áp dụng cho dự báo tài nguyên quặng đồng từ mức -150m đến -400m khu Đông mỏ Sin Quyền .
b. Phương pháp dự báo tài nguyên quặng đồng khu vực nghiên cứu b.1. Phương pháp tính thẳng theo các thông số quặng hóa
Tài nguyên được tính theo công thức:
PTN = QTN.C= V'.d. C
Trong đó: QTN -Tài nguyên quặng trong đới sản phẩm (tấn).
C-Hàm lượng trung bình thành phần có ích trong đới quặng theo kết quả phân tích hoá.
d- Thể trọng trung bình của đá chứa quặng.
V'- Thể tích đới chứa quặng, tính theo công thức:
V' = V.Kq = 1
2 .H S. S f .Kq Với: - 1
2 : Hệ số điều chỉnh do mức độ phân cắt địa hình.
H - Chiều sâu suy đoán tồn tại quặng (m).
SSf - Diện tích đới sản phẩm, đới khoáng hoá xác định trên bình đồ theo các tài liệu địa hoá, địa vật lý kết hợp các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm đã xác định (m2).
Kq - Hệ số chứa quặng trung bình tính theo công thức:
Kq = K N
q i i
N
=
∑
1
Với: Kqi là hệ số chứa quặng ở mặt cắt thứ i và được xác định Kqi = M
M
q i S f i
(Mqi là tổng chiều dày đới quặng trên mặt cắt thứ i ; MSfi là chiều dày đới sản phẩm chứa quặng trên mặt cắt i).
Phương pháp dự báo này có độ tin cậy cao khi có đủ tài liệu khoanh vẽ các đới khoáng hóa trên bình đồ, độ sâu dự báo quặng xác định theo phương pháp tương tự hay dự báo theo các dấu hiệu địa hóa, địa vật lý.
b.2. Phương pháp trung bình số học
Phương pháp trung bình số học được sử dụng để dự báo tài nguyên quặng đồng cho với kiểu mỏ quặng đồng sa khoáng, kiểu mỏ hấp phụ ion và cho các khoáng sản đi kèm với đất hiếm.
Tài nguyên được tính theo công thức:
PTN = QTN.C= V.d.C
Trong đó: - QTN : Tài nguyên quặng đồng trong tầng sản phẩm (tấn).
- C:Hàm lượng trung bình thành phần có ích trong tầng sản phẩm chứa quặng theo kết quả phân tích hoá.
- d: Thể trọng trung bình của quặng.
- V: Thể tích tầng sản phẩm chứa quặng, tính theo công thức:
V = M.S
Với: - M : Chiều dày trung bình của tầng sản phẩm chứa quặng (m).
- S: Diện tích tầng sản phẩm chứa quặng xác định trên bình đồ (m2).
b.3. Các phương pháp địa chất - thống kê
Các phương pháp này đòi hỏi sử dụng các thông tin định lượng về các chỉ tiêu địa chất - kinh tế, địa vật lý, địa hoá và các thông số khác của diện tích cần dự đoán có liên quan đến độ chứa quặng. Thường có 3 phương pháp:
- Phương pháp phân tích hồi qui: Trên một vài diện tích chuẩn tiến hành xây dựng hàm hồi qui phản ánh sự phụ thuộc giữa các nhóm dấu hiệu và trữ lượng. Từ hàm hồi qui này tiến hành dự báo tài nguyên trên các diện tích còn lại. Để áp dụng phương pháp này các nhà nghiên cứu thường phân chia diện tích cần đánh giá thành những ô mạng cơ sở theo quan điểm khối đồng nhất yếu tố.
- Phương pháp phân loại: Để dự báo định lượng cần sắp xếp các ô mạng cơ sở thành từng nhóm có mức độ giống nhau theo các tiền đề và dấu hiệu tìm kiếm. Sau đó tiến hành dự báo định lượng theo từng nhóm.
- Phương pháp phân tích tương quan: Việc dự báo định lượng tài nguyên được thực hiện nhờ phát hiện được mối liên hệ tương quan giữa trữ lượng đã biết với thành phần có ích nào đó trong vùng. Phương pháp này thường được áp dụng để dự báo định lượng các thành phần có ích đi kèm.
b.4. Phương pháp dự báo tiềm năng tài nguyên theo các dữ liệu vành phân tán địa hóa đá gốc
Phương pháp dự báo tiềm năng tài nguyên của quặng dựa trên biểu hiện của vành dị thường địa hóa nguyên sinh được Xolovov A.P (1973) nghiên
cứu. Việc tính tài nguyên quặng đồng khu vực nghiên cứu theo các dị thường địa hóa và biểu hiện quặng cần kết hợp xác định các thông số địa hóa như mức độ bóc mòn quặng, lượng suất diện tích vành nguyên sinh, lượng suất diện tích thân quặng và kết hợp các tài liệu địa chất liên quan đến giải thích nguồn gốc và bản chất các dị thường. Để đánh giá tài nguyên quặng có thể sử dụng các công thức tính tài nguyên dự báo sau:
* Tài nguyên dự báo quặng ẩn: Qa = α. 1 . . 40 P H Trong đó: Qa - Tài nguyên dự báo (tấn).
H - Chiều sâu suy đoán của quặng (m).
α - Hệ số điều chỉnh nhằm loại trừ quặng không công nghiệp và được xỏc định theo cụng thức: α = àCN /àC.
với - àCN : là lượng suất tuyến tớnh phần quặng cụng nghiệp.
- àC là lượng suất tuyến tớnh chung của thõn quặng kể cả vành nguyên sinh.
(Đối với các mỏ dạng mạch, mạng mạch thường lấy α = 0,3 ÷ 0,4).
P - Lượng suất diện tích vành phân tán nguyên sinh được xác định theo công thức sau: P = ∆x l xi N x
i N
. .( . n)
=
∑ −
1
Trong đó: ∆x - Khoảng cách giữa các mẫu (m).
l - Khoảng cách giữa các tuyến lấy mẫu.
xi - Hàm lượng nguyên tố trong mẫu thứ i phân bố trong diện tích vành phân tán nguyên sinh (%).
xn - Hàm lượng nền địa phương, được tính bằng giá trị trung vị thống kê hoặc kỳ vọng toán theo hàm phân bố thống kê sau khi loại bỏ các mẫu đặc cao (%).
N - Số lượng mẫu trong diện tích vành phân tán nguyên sinh cần đánh giá.
* Tài nguyên dự báo các thân quặng bóc mòn tính theo công thức:
Q = 1
40.Ptq.ε.H Trong đó: Q - Tài nguyên dự báo (tấn).
H - Độ sâu suy đoán tồn tại quặng (m).
Ptq - Lượng suất diện tích thân quặng: Ptq = Xtq. Stq. ε - Hệ số bóc mòn thân quặng (ε = 0,6 ÷ 0,8).
Xtq - Hàm lượng trung bình nguyên tố trong quặng (%) . Stq - Diện tích thân quặng lộ trên bề mặt đá gốc (m2).
Tài nguyên dự báo theo các dữ liệu vành phân tán địa hóa nguyên sinh có độ tin cậy ở cấp tài nguyên dự tính (333).
b.5. Phương pháp dự báo tài nguyên theo dữ liệu vành phân tán địa hóa thứ sinh
Cơ sở của phương pháp này dựa vào mối quan hệ giữa các vành phân tán địa hóa thứ sinh của các nguyên tố quặng đồng và một số nguyên tố chỉ thị với các thân quặng gốc để dự báo tài nguyên quặng đồng trên khu vực hoặc mỏ quặng. Dựa trên mức độ và quy mô biểu hiện của các vành phân tán địa hóa thứ sinh, kết hợp các dấu hiệu địa chất thân quặng, kiểu hình thái, nguồn gốc, yếu tố bóc mòn để tính toán dự báo tài nguyên có mặt trong diện tích nghiên cứu. Mối quan hệ giữa tài nguyên với các thông số của vành phân tán địa hóa thứ sinh thể hiện qua công thức sau:
Q = 1 1
40 K . .P H
Q* = α. 1 1 . . 4 0
K P H *
Trong đó: - Q; Q* : Tài nguyên suy đoán hoặc tài nguyên tiềm năng (tấn).
- K: Hệ số lượng suất vành và lộ quặng, K = P
Ptp . - P: Lượng suất diện tích vành phân tán tàn dư.
- Ptq : Lượng suất diện tích thân quặng.
- H : Chiều sâu dự đoán tồn tại quặng (m).
- α : Hệ số điều chỉnh nhằm loại trừ phần quặng không công nghiệp (α = 0,3 ÷ 0,5 đối với mỏ nhỏ, α = 0,6 ÷ 0,7 đối với mỏ vừa, α = 0,8 ÷ 0,9 đối với mỏ lớn).
- H* - Chiều sâu suy đoán thân quặng kể từ mức bóc mòn xuống sâu, được xác định theo công thức: H* = Hđđ(0 8
0 6 ,
,
− Z
)
Với Hđđ - Chiều sâu đầy đủ của thân quặng (H* - phần bị bóc mòn).
Việc xác định Hđđ được chọn theo nguyên tắc tương tự (các thân quặng có cùng kiểu nguồn gốc sẽ có sự tương đồng về mặt địa hóa và hình thái). Để tính Hđđcần chọn được thân quặng chuẩn, từ đó tính được chiều sâu đầy đủ theo tỷ lệ sau:
H H
L L
a a
S S
1 2
1 2
1 2
1 2
= = =
Với: - H1; H2 : Chiều sâu 2 thân quặng.
- L1;L2 : Chiều dài theo phương thân quặng.
- a1; a2 : Chiều dày thân quặng.
- S1; S2 : Diện tích cắt qua thiết diện thân quặng cùng một mức.
Chỉ cần biết 3 trong số các thông số nêu trên của một đối tượng nào đó là tính được Hđđ và H* của đối tượng cần tìm.
Mức xâm thực z thường lấy theo quy ước:
Trên quặng lấy z = 0,0 ÷ 0,2 Đỉnh quặng lấy z = 0,2 ÷ 0,4 Giữa quặng lấy z = 0,4 ÷ 0,6 Dưới quặng lấy z = 0,6 ÷ 0,8.
Có thể tính z theo hệ số phân đới đứng γ theo công thức:
γ = à à ii
1 2
hoặc γ = X X
i i 1 2
Trong đú: - à: Là lượng suất tuyến tớnh của vành phõn tỏn thứ sinh tớnh theo cụng thức: à = −
=
∑m xi i xn i
N
( )
1
.
với : - m1 : Chiều dài khoảng cách lấy mẫu (m).
- xi : Hàm lượng của nguyên tố trong mẫu thứ i.
- xn : Hàm lượng nền.
- N : Số lượng mẫu.
Phương pháp dự báo tài nguyên theo dữ liệu vành phân tán địa hóa thứ sinh áp dụng để tính toán tài nguyên cho các giai đoạn tìm kiếm và khảo sát tỷ lệ từ 1: 100.000 đến 1: 50.000 trên phạm vi trường quặng. Trong giai đoạn này các tài liệu địa chất, địa hóa khá phong phú có sự minh chứng các tài liệu tìm kiếm các điểm lộ quặng. Độ tin cậy của tài nguyên đạt cấp tài nguyên dự đoán (334).
b.6. Phương pháp dự báo tài nguyên - trữ lượng theo phân bố thống kê của C.Laski (1952, 1972) và M. Marơgơlin (1975).
Phương pháp do C. Laski đề xuất vào những năm 1950 - 1952 trên cơ sở luật phân bố thống kê, xác lập mối quan hệ giữa tài nguyên - trữ lượng với hàm lượng của kim loại trong mỏ khoáng theo quy luật phụ thuộc:
Cb = α - β.(lnQ + 1)
C = α - β.lnQ
Trong đó: - Cb: Hàm lượng biên của kim loại trong quặng (%).
- C: Hàm lượng trung bình của kim loại trong quặng (%).
- α, β: Là các hệ số của cân bằng hồi quy giữa tài nguyên - trữ lượng và hàm lượng, xác định nhờ biện pháp xây dựng chuẩn hoặc thực hiện việc tính trữ lượng theo một số phương án hàm lượng biên.
- Q: Tài nguyên - trữ lượng quặng (tấn).
Phương pháp này được nhiều người thừa nhận và áp dụng rộng rãi trên thế giới từ năm 1952 đến nay. Từ luật C. Laski có thể thành lập bảng dự báo tài nguyên - trữ lượng phụ thuộc vào hàm lượng biên Cb. Trên cơ sở lập bảng liên hệ hàm lượng biên và trữ lượng, tùy theo giải pháp công nghệ mà có thể lựa chọn các mức hàm lượng biên Cb thích hợp và từ hàm lượng biên được chọn sẽ biết được trữ lượng quặng hàm lượng trung bình và trữ lượng kim loại của mỏ hoặc thân quặng. Đến năm 1974, A.M Marơgơlin đã tiến hành kiểm định quy luật phụ thuộc "Trữ lượng - hàm lượng" của C. Laski và thấy rằng quy luật phụ thuộc này chỉ bảo đảm độ tin cậy khi hàm lượng kim loại phân bố theo hàm phân bố loga chuẩn. Còn khi chúng phân bố theo hàm gamma hoặc loga 3 thông số thì độ tin cậy theo phương pháp C. Laski thấp và A.M. Marơgơlin đã cải tiến phương pháp C.Laski và diễn đạt tương quan "trữ lượng - hàm lượng" theo các công thức gần đúng sau:
- Trữ lượng quặng phụ thuộc vào hàm lượng biên.
Q C Cb e C
b
b
( )
( )
. . .
= βα −
α
α β
Γ
1
Quy luật này cho phép xác định các thông số:
+ Trữ lượng quặng: Q = Q0. Q C dCb
C
b b
( ).
∞
∫
+ Trữ lượng kim loại: P = Q. C= Q0. C Qb C dCb
C
b b
. ( ).
∞∫
+ Hàm lượng trung bình: C=
Q P =
∫
∫
∞
∞
b b b
b
C
b C
C
b C
b
dC Q
dC Q
C
. . .
) (
) (
Trong các công thức trên:
- Q0 : Trữ lượng quặng khi hàm lượng biên Cb → 0.
- Các thông số hàm gamma được xác định theo công thức:
α = (σX)2−1; β =
+1 α
X Với: - X : Giá trị trung bình của tập mẫu.
- σ : Độ lệch quân phương của hàm lượng theo tập mẫu nghiên cứu.
Trong nghiên cứu địa chất thường sử dụng hàm gamma không đầy đủ dạng γ(Z) theo công thức: γ(Z) = 1
1 0
Γ( ) . .
α
α +
∫ Z e−Z d Z Z
, với: Z = Cb β
Khai thác các tính chất của mô hình phân bố gamma P.A.Rưjov (1966) đã chứng minh mối liên hệ giữa tài nguyên (trữ lượng) với hàm lượng biên theo phương trình:
Q = Q0 [1 - γ(z)] P = Q0C[1 - γ(z)]
Sử dụng phương pháp luật phân bố thống kê của C. Laski - M. Marơgơlin để dự báo tài nguyên - trữ lượng. Để tính toán theo phương pháp này cần quy nạp các dữ liệu thực tế theo mô hình phân bố gamma. Với việc phân tích mô hình này, chọn hàng loạt các giá trị hàm lượng biên theo đó tính được tài nguyên - trữ lượng kim loại tương ứng.