西岔金矿床三维立体模型及其应用
地壳中元素迁移聚集和成矿过程的混沌动力学机制，地质环境中非线性过程的相互作用是造成地壳元素含量与矿化不均匀分布的原因，并由此导致元素含量、矿床储量及其空间分布的分形结构.
在全球范围内，矿床往往集中分布在几个成矿带中，在成矿带内，矿床又集中在若干个成矿省；一个成矿省内矿床通常只集中在几个矿化密集区内，在一个密集区内的矿床，特别是一些大型、超大型矿床主要集中在一、二个矿田内；在一个矿田内，尽管可以有许多矿床和矿点产出，但往往是一、二个矿床占据矿田矿石储量绝大部分.由此全球大型、超大型矿床在空间分布上具有分形丛集性.
20世纪70年代末期以来，找寻大型、超大型矿床已成为全球矿产勘查工作的焦点.全世界各种矿床70%～85%的储量都集中在大约只占10%～20%数量的大型、超大型矿床之中.所以对大型、超大型矿床的研究十分重要.
3.6.1 微细浸染型金矿分布分形特征
不同尺度下金分布的自相似性
微细浸染型金矿床（又称卡林型金矿床）最早于20世纪60年代发现于美国内华达州，80年代以来该类型矿床先后在我国的湖南石峡和贵州西南被肯定，至今已相继发现了一大批同类型矿床.在不同尺度下，该类型矿床（点）在区域上和构造控矿上均表现出明显的自相似性.
（1）区域上往往成带（区）不均匀集中分布
微细浸染型金矿床在全球的分布主要集中于美国和中国，而在世界其他国家和地区，这种金矿的出现只有零星的报道.金矿的相对密集区只见于美国内华达州及邻近地带和中国扬子克拉通的西南缘与西北缘，具体表现为美国的卡林成矿带和中国的滇黔桂、川陕甘两个“金三角”；在成矿带或“金三角”内，矿床（点）的分布也是不均匀的，即使在载金矿物内部，超显微金粒的展布也显示出明显的不均匀性（王奎仁等，1994）.可见，从大到全球范围、小到矿物内部，金的分布具有一定的自相似性，即不均匀集中分布：国家（美国、中国）→“金三角”（滇黔桂、川陕甘）→矿区（黔西南、川西北、桂西北）→矿床（大型、中型不均匀分布）→矿体（脉状、透镜状、似层状或不规则状）→载金矿物（金在环带结构黄铁矿、毒砂等内部分布不均一）.
（2）受多级断裂构造嵌套控矿
微细浸染型金矿床受构造控制非常明显.从区域上看，金矿往往产于两个大地构造单元的结合部位，我国微细浸染型金矿床主要分布于扬子地块周边的古生代、中生代坳陷区内；美国同类型金矿床主要产在内华达州古生界中，而内华达州在古生代是以南北向罗伯茨山大断裂为界分为东西两个不同的构造单元，东部为优地槽，西部为冒地槽，金矿床就产于这一过渡带中.金矿带受深大断裂带控制明显，它们往往与裂谷的活动有密切关系（刘东升等，1994），如滇黔桂地区微细浸染型金矿床与晚加里东-印支期发育的右江-南盘江-六盘水裂谷有关，秦岭微细浸染型金矿床与秦岭加里东裂谷活动有关，川西北微细浸染型金矿床则与该区古生代-晚三叠世陆内裂陷槽有关.矿床（点）往往产于大断裂旁侧的次一级断裂中，或位于短轴背斜或穹隆中.而金矿体则受断裂、不整合面以及密集裂隙带控制，矿体常呈脉状、似层状、透镜体状或不规则状与地层整合或不整合产出.可见，在各个不同的尺度下，微细浸染型金矿床（矿点、矿体）均受相应尺度地质构造的控制，从而在不同标度下的构造控矿方面表现出明显的自相似性.
3.6.2 分形模型
设分形模型：
分形混沌与矿产预测
其中r表示特征尺度，C＞0称为比例常数，D＞0称为分维数，N（r）=N（≥r）表示尺度大于等于r的数目或和数.
许多地质现象具有标度不变的特征.如岩石碎片、断层、地震、火山喷发、矿藏和油井等.这些现象的频度和大小之间的分布具有尺度不变性.分形分布的特点要求大于等于某一尺度的数目或和数，与物体大小之间存在幂函数关系，即（3.6.1）式的关系.例如r可表示金品位，N（≥r）表示金品位大于等于r的样品数目或和数.分形分布可以应用于那些具有标度不变性的地质现象，而标度不变性则提供了应用分形分布的基础.
为了求出其分形模型（3.6.1）中分维数D，将观测数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），绘在双对数坐标纸上，如果其散点大致分布在一条直线上的话，分维数D便可以利用直线的斜率求出，也就是说，将观测数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），代入（3.6.1）式，然后两边取对数，（3.6.1）式化为一元线性回归模型：
分形混沌与矿产预测
用最小二乘法求出斜率D的估计量，即为分维数；如果其散点大致分布在二段直线上时，可采用分段拟合，有的分界点清楚，有的则不清楚，为了提高分界点确定的客观性，在二个区间用最小二乘法进行回归时用了最优化方法确定分界点.其基本思想是，找出合适的分界点ri0，使各区间拟合的直线与原始数据点之间的剩余平方和Ei（i=1，2）在两个区间的总和
分形混沌与矿产预测
为最小.其中ri0是分界点，D1和D2分别为相应区间的斜率即分维数.为了检验回归方程的显著性，对每个回归方程都进行了相关系数检验及方差分析检验.
3.6.3 地球化学元素异常值范围的确定
山东胶东地区是中国著名的金矿化集中区和黄金产地.我们以金矿床的地球化学元素为例，用分形模型方法确定大型、超大型矿床的地球化学元素异常值范围.
1.求和法
设地球化学元素的值{xi}，i=1，2，…，N.记：
分形混沌与矿产预测
这里和式是对于所有满足xi≥r的i求和，.这样得到了数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），将这些数据代入分形模型（3.6.1）中，应用最小二乘法求出相应的分维数的估计量.下面是应用求和法对地球化学元素Au（N=21316）数据处理的具体结果.
表3-13 用求和法求出Au元素数据的N（r）
应用表3-13的数据，在lgr—lgN（r）坐标中投点（见图3-16），用最小二乘法拟合二段直线，得到相应的直线方程为：
分形混沌与矿产预测
分形混沌与矿产预测
我们得到分维数D1=0.242938，D2=1.41465，分界点ri0=200×10-9.以上方程均通过显著性检验.地球化学元素金的异常值下限为200×10-9.
图3-16 lgN（r）—lgr图
2.面积法
将地球化学元素数据网格化，绘制元素含量等值线图.记N（r）为以等值线为r值所围成的平面面积，显然N（r）是递减函数.这样得到了数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），将这些数据代入分形模型（3.6.1）中，应用最小二乘法求出相应的分维数的估计量.下面是应用求和法对地球化学元素Au（N=21316）数据处理的具体结果.
表3-14 用面积法求出Au元素数据的N（r）
应用表3-14的数据，在lgr—lgN（r）坐标中投点（见图3-17），用最小二乘法拟合二段直线，得到相应的直线方程为：
分形混沌与矿产预测
我们得到分维数D1=1.06097，D2=5.50138，分界点ri0=200×10-9.以上方程均通过显著性检验.地球化学元素金的异常值下限为200×10-9.
图3-17 lgN（r）—lgr图
注：以上计算可使用有关软件，如SURFER、MAPGIS和ARCINFO等.
用求和法和面积法算出地球化学元素金的异常值范围一致，且异常范围与大型、超大型金矿床的吻合程度很高，是寻找金矿的一种直接信息，对圈定靶区有着举足轻重的意义.引起分段分形的原因可能是大型、超大型矿床与中型、小型矿床的成因不一.大型、超大型矿床是长期演化继承的地质产物.成矿系列有其有序性，它们的变量极值集合是大型、超大型矿床的控制因素.系列矿床共生和叠加成矿两重作用是大型、超大型矿床产生的必要条件.
3.6.4 矿床储量的临界值确定
山东胶东地区至1996年底已发现小型以上金矿床75个，其中超大型金矿床5个，大型金矿床8个，提交D级以上金储量数百吨.采用求和法可确定金储量临界值.
将研究区域的矿床储量值从小到大排列，即t（1），t（2），…，t（N），记：
分形混沌与矿产预测
其中r为正整数，1≤r≤N.这样得到了数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），将这些数据代入分形模型（3.6.1）中，应用最小二乘法求出相应的分维数的估计量.下面是应用求和法对金矿床储量（N=33）数据处理的具体结果.
表3-15 用求和法求出金矿床储量数据的N（r）
应用表3-15的数据，在lgr—lgN（r）坐标中投点（见图3-18），用最小二乘法拟合二段直线，得到相应的直线方程为：
分形混沌与矿产预测
我们得到分维数D1=0.05529，D2=3.12368，分界点ri0=21，它对应的金矿床储量是20440kg.以上方程均通过显著性检验.储量大于20440kg的金矿床为大型、超大型金矿床.此划分同实际情况一致.引起分段分形的原因，除了成矿作用以外，不同规模的矿体可能受到不同控矿因素如构造的控制.分维数可以作为划分矿床规模与储量大小的参数.627958/824551=76%，13/75=17%，它表明大型、超大型金矿床储量占整个储量的76%左右，而大型、超大型金矿床个数占整个矿床个数的17%左右.
图3-18 lgN（r）—lgr图
3.6.5 矿体规模的划分
我们收集了某研究区域的主矿体58个有关资料（包括储量、长度、厚度和延深）.经过研究，可知矿体的储量与矿体长度、厚度和延深三者相乘的值相关关系最好.将研究区域的矿体长度、厚度和延深三者相乘，再将该值从小到大排列，即t（1），t（2），…，…，t（N），（N=58）：9，396，21362，33590，41696，45901，48330，53568，83546，83720，91854，100800，107277，114055，177071，179400，183680，184320，193800，197616，200882，236947，256520，266470，273540，274830，285814，288000，294605，360113，361523，361805，369600，402018，488218，524755，556200，562978，585485，617100，658800，680400，794136，853292，871320，1110482，1120614，1145152，1244400，1291500，1650150，1836000，1930240，2075136，2963520，3732520，4156950，4370800.
记：
分形混沌与矿产预测
其中r为正整数，1≤r＜N.这样得到了数据（N（r1），N（r2），…，N（rn））和（r1，r2，…，rn），将这些数据代入相应的分形模型中，应用最小二乘法求出相应的分维数的估计量.下面是应用以上方法（即求和法）对金矿体规模（N=58）数据处理的具体结果.
表3-16 用求和法求出金矿体数据的N（r）
应用表3-16的数据，在lgr—lgN（r）坐标中投点（见图3-19），用最小二乘法拟合二段直线，得到相应的直线方程为：
分形混沌与矿产预测
图3-19 lgN（r）—lgr图
我们得到分维数D1=0.055，D2=4.108，分界点（即临界值）ri0=38，r＞38对应的金矿体是大型矿体.以上方程均通过显著性检验.因此，该分界点ri0可以作为划分矿体规模的临界值，即矿体长度、厚度和延深三者相乘的值大于等于的矿体是大型、超大型矿体；反之，矿体属于中型以下的矿体.引起分段分形的原因可能是大型、超大型矿体与中型、小型矿体成因不同.大型、超大型矿体是长期演化继承的地质产物.不同规模的矿体可能受到不同控矿因素如构造的控制.分维数可以作为划分矿体规模与储量大小的参数.
1．成矿的地质背景
区域和矿区：地层、构造、岩浆岩与成矿的关系及矿床成因。重点是研究控矿因素，成矿规律，特别是矿床中矿体在构造中赋存规律-等距性-无矿间隔，侧伏规律-叠瓦式分布等规律，构造中有利成矿部位是由陡变缓(逆断层)，还是由缓变陡(正断层)部位，等等，为应用构造叠加晕对已知矿体深部盲矿定位预测提供依据。
2．成矿的地球化学背景研究与方法
研究与成矿有关地层、岩浆岩中成矿及伴生元素背景含量特征，不仅为确定矿源层或物质来源提供依据，而重要的是为叠加晕研究提供确定异常下限的依据，为计算矿床(体)元素衬度提供背景数据。采样要求：采集地层、岩浆岩有代表性的主要类型岩石，要求新鲜、未风化、未受蚀变及矿化叠加。
3．构造地球化学特征
不同期次构造中元素浓度及组合特征，是评价区域不同方向构造成矿成晕特征的依据。
4．矿床地球化学特征
(1)矿床的元素组合、不同矿体元素组合的确定标准：计算矿床（体）（Au≥1或3g/t）各元素的几何平均值，以各元素的衬度值（几何平均值/矿区背景值）≥2（或3、4、5)为标准，确定元素矿床(体)元素组合。
(2)指示元素在成矿一蚀变过程中不同蚀变带的带入、带出、活化转移特点(图、表)。采集不同蚀变带样品，进行多元素分析，与背景含量对比，以确定各蚀变带元素的带入带出。
(3)指示元素的独立矿物、富集矿物及载体矿物研究：研究矿区内所有能挑出的单矿物的微量元素含量特征，根据各种矿物含量比例及单矿物微量元素分析结果概括得出各指示元素的富集矿物和载体矿物(图、表)。
5．不同成矿阶段元素组合特征
根据野外观察矿脉穿插关系，矿物组合，结合镜下矿物交代关系、生成顺序等研究，确定成矿阶段，若前人已划分了成矿阶段则需核实。不同阶段形成矿体元素组合的研究方法有两种：
第一：对不同阶段形成矿体分别采样，多元素分析，以衬度值≥2（或3、4、5）为标准确定元素矿床不同成矿阶段的元素组合;
第二：根据不同阶段矿物组合、各种单矿物成分及其微量元素含量特征，可初步了解各阶段最特征的指示元素含量特征：金矿成矿一般分为四个成矿阶段，第一阶段只能形成金矿化，含金通常≤0.5g/t，Ag、Pb、Zn含量很低;第Ⅱ阶段为主成矿阶段，Au含量≥2～3g/t，Ag、Cu、Pb、Zn含量相对较高;第Ⅲ阶段为多金属硫化物主成矿阶段，Au含量≥3g/t，以含Ag、Cu、Pb、Zn含量相对最高;第Ⅳ为碳酸盐阶段，只能形成弱金矿化，含金≤0.5g/t，以含Mn高为特点。以此为标准，据样品分析结果挑出不同成矿阶段的样品，计算各元素几何平均值，以衬度值≥2（或3、4、5）为标准确定矿床不同成矿阶段的元素组合。
6．矿床叠加晕轴向分带特征研究与方法
(1)计算原生晕轴向分带序列，计算结果与总结出的中国金矿床原生晕综合分带序列对比，是否属于正常分带，据此分析其叠加结构。
(2)矿床地球化学参数轴向变化特点，若发生转折，可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
(3)不同标高黄铁矿单矿物微量元素或参数轴向变化规律，若发生转折，可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
(4)不同标高石英包裹体气相、液相成分或参数轴向变化规律，若发生转折，可据其转折分析不同阶段的叠加结构。
7．矿床(体)构造叠加晕特征研究与方法
采样布置：对所研究和需进行深部预测的每个矿床(体)或矿脉从地表露头、探槽或浅井到深部坑道、钻孔要系统布置采样，以便研究矿体(晕)在空间的轴向构造叠加晕变化特点。
采样方法：在构造或蚀变带内选择有热液叠加部位(强蚀变或强矿化部位)的一定范围内多点采组合样。在走向上采样点距5～10m。若构造蚀变带厚度大于2m时，在构造蚀变带厚度方向上按2m采一个组合样品。
前、尾晕特征指示元素的确定：根据叠加晕剖面图、平面图及垂直纵投影图中已知矿体前缘、尾晕各指示元素浓度，确定单阶段形成矿体的前、尾晕特征指示元素。
叠加晕的叠加结构确定：根据前、尾晕特征指示元素浓度在轴向上分布特点，分析叠加晕的叠加结构。
8．盲矿预测的构造叠加晕模型(找矿模型)
包括构造叠加晕模式(图示)和盲矿预测标志。
(1)构造叠加晕模式用图表示，并有文字说明。图中要展示出单一阶段形成矿体原生晕轴向分带——前缘晕、近矿晕和尾晕，突出不同成矿阶段形成原生晕在空间上的叠加结构，特别要突出串珠状矿体或已知矿体深部盲矿或第二富集带盲矿体前缘晕与上部已知矿体尾晕的叠加共存特点。
(2)预测盲矿的构造叠加晕标志：根据模式确定具体预测盲矿的构造叠加晕标志和建立定量预测的数学模型。
9．在矿区深部及外围进行盲矿预测，提出盲矿具体靶位(赋存部位)
10．预测靶位内金金属量
11．验证后需进一步跟踪研究总结、提高
一、矿区地质
1.交通位置与采区范围
西岔金矿位于吉林省集安市花甸子镇横路村西岔，地理坐标：东经125°46´00"～125°48´00"，北纬41°22´20"～41°23´20"。
交通方便，矿区距通化市南西方向38公里，距集安市北东方向44公里，汽车由矿区可达通化、集安，每日往返两次。除公路外，集安至通化梅河口有梅集线铁路可通全国各地。
采区范围：采矿许可证（证号2200000120824）有效期2001年10月～2007年10月，批准采矿范围由六个拐点坐标围成（表8-11）。
表8-11 西岔金矿地理坐标
开采深度由490米至0米标高，矿区面积0.3945平方公里。
2.矿区地质概况
本区所处大地构造位置为中朝准地台（Ⅰ）辽东台隆（Ⅱ）、太子河－浑江陷褶断束（Ⅲ）桓仁台穹（Ⅳ）的一部分。区内构造复杂，具多期次继承性复合利用，处于各组构造交汇处。因受上述构造体系的制约，先后形成了纬向（东西向）压性断裂构造，北西向压性构造，新华夏构造体系（北北东向）压（扭）性断裂构造体系。
西岔金矿床位于瞎蠓沟－四道阳岔倾没背斜中段南西翼，复兴屯闪长岩体东南侧，区内清河组地层部分出露，F7断裂呈北北东向展布，已知矿体赋存在F7断裂内及上、下盘附近的断裂中。
（1）地层
出露地层主要为下元古界集安群清河组下部亚组厚层大理岩段和上部亚组矽线片麻岩及下透辉变粒岩段，均遭受不同程度的混合岩化作用，形成各种混合岩化变质岩，乃至混合岩。
Ⅰ.清河组下部亚组（Pt11q1）：厚层大理岩段（Pt11q13）
①橄榄石大理岩层（Pt11q13-1）：由石墨大理岩、橄榄大理岩及斜长角闪岩组成，厚度大于204米；②变粒岩层（Pt11q13-2）：由石墨黑云变粒岩、斜长角闪岩、浅粒岩组成夹石墨大理岩；③石墨大理岩层（Pt11q13-2）：由石墨大理岩、斜长角闪岩组成，厚130米。
Ⅱ.清河组上部亚组（Pt11q2）
①硅线片麻岩段（Pt11q21）：由黑云斜长片麻岩、矽线片麻岩、石墨黑云变粒岩夹斜长角闪岩、石墨大理岩组成，厚121米。②下透辉变粒岩段（Pt11q22）：石墨黑云变粒岩、透辉变粒岩、混合岩组成。
（2）岩浆岩
F7以西出露有闪长岩，属复兴屯岩体一部分，F7以东的南部出露有闪长岩、斜长花岗斑岩。
①角闪辉长岩
（3）构造
矿床位于瞎蠓沟－四道阳岔倾没背斜的中段，与北北东向F7压（扭）性断裂构造交汇处，区内构造发育，可分为纬向（东西向）压性断裂构造，北西向压性构造，新华夏构造体系（北北东向）压扭性断裂构造体系，现分述如下：
①东西向压性断裂构造。分布在区内南部，片段出现，断裂规模小，被北北东向断裂切割。有TC601、TC598探槽控制，向西为推断。断裂宽10米左右，内有碎裂岩、糜棱岩组成。并有闪长玢岩脉充填。倾向200°～225°、倾向42°，结构面见有斜冲擦痕，属压性断裂。该断裂构造应属纬向（东西向）压性断裂构造。
②北西向压性构造。压内以褶皱为主，位于瞎蠓沟－四道阳岔背斜中段的南西翼，该翼倾角30°～40°，轴部附近出露厚层大理岩段，翼部为矽线片麻岩段，两段间有一组大致顺层间的压性断裂，最大断裂长400米，宽2～3米，向深部变窄。内有碎裂岩、糜棱岩组成，倾向110°～160°，倾角33°～50°，该组断裂赋存几个金银小矿体。该背斜南西翼中有两个次级小背斜。
F7东侧小倾没背斜：轴向南东东，向南东东向倾没，核部出露黑云变粒岩，倾没端及两翼为大理岩层，两翼基本对称，倾角10°左右，小倾没背斜轴被F7断层切割后，又被F7的一组扭性断裂切割平移，水平断距约220米，该倾没背斜近邻3号金银矿体东侧与3号金银矿体空间关系密切。
F7西侧小倾没背斜：轴向北西，向北西方向倾没，核部出露厚层大理岩段地层，倾没端及两翼为硅线片麻岩段地层，两翼基本对称，倾角30°左右，倾没背斜轴东端被F7断裂切割，该背斜位于3号金银矿体西侧。
③北北东向断裂构造。主要有F7断裂及F7的分技扭性断裂，其次还有与F7平行的次级断裂。现将F7断裂叙述如下：
F7断裂：区内F7断裂斜贯全区，北东－南西向展布，区内断裂长1 900米，F7断裂切割闪长岩体，造成闪长岩与厚层大理岩呈断层接触。
地表由探槽揭露，深部由钻探工程控制，控制程度较高。
断层总体走向40°，倾向127°，北段总体走向29°，倾向119°，南段转为56°，倾向146°，两端倾角70°，由北向南呈平缓弧状。3号金银矿体位于该断裂转弯处略向东突出。倾角变陡，局部反倾。该断裂沿走向及倾向均呈舒缓波状，转弯处分枝断裂发育。
断裂一般上宽下窄，地表宽10～80米，深部宽6～50米，主要充填钠长斑岩，少量闪长玢岩、安山岩脉，并有后期破碎，形成碎裂岩、构造角砾岩、糜棱岩、断层泥，并有原岩残留，构成较大的构造角砾岩，说明断裂活动的继承性、多期性、复杂性。
F7断裂的上盘逆冲，垂直断距约280米，属以压为主的压扭性断裂。主断裂转弯处有与之斜交的分枝断裂，如3号金、银矿（化）体处的分枝断裂位于F7断裂上盘，应属扭性断裂，对成矿有利。沿倾向亦有分枝断裂，位于F7断裂下盘，大部分被钠长斑岩充填。与主断裂平行的小断裂，上、下盘附近均可见到，大部分矿体赋存在主断裂转弯处的断裂中及与主断裂平行或斜交的断裂中。该组断裂应属新华夏系（北北东向）压（扭）性断裂构造体系。
二、矿床地质特征
（一）矿床规模及矿体特征
西岔金矿床大部分矿体赋存在F7断裂内及上、下盘附近次一级平行或分段断裂中，矿化体断续长达1200米，宽100米，个别小矿体离F7断裂较远，达400米。金银矿体主要赋存在F7断裂上部及上盘附近次级平行或分枝断裂中，围岩大部分是石墨黑云变粒岩、角闪岩、浅粒岩；铅、银矿体主要赋存在F7断裂下盘次一级平行或分枝断裂中，围岩大部分是石墨大理岩。
已发现工业矿体10个，其中金银矿体有6个，铅银矿体有4个。另外有矿化多处。
1.金银矿体
金银矿体是矿床中主要类型。铅银矿体是次要的，矿体小且分散。金银矿体编号1、3、4、5、9、12号共6个，其中3号金银矿体是主矿体。其次是4号金银矿体。余者均小，大部分小矿体在3号金银矿体附近成群出现，现将3、4号金银矿体分叙如下：
①3号金银矿体。位于矿床中部，F7断裂中上部，地表3号金、银矿体赋存在3号金、银矿化体中，矿体长500米，宽0.2-9米，并有一分枝断裂。矿化体南端为褐铁矿化含金石英脉，向北变为褐铁矿化含金碎裂岩、糜棱岩。矿化体中部仅有一个TC496探槽见到3号金、银矿体。矿体大部分隐伏地下，深部由PD1、PD2、ZK85、ZK86、ZK81、ZK1O1、ZK72-1、ZK82、ZK53-1、ZK79、ZK71、ZK89、ZK76、ZK93、ZK102三中段－六中段等十九个工程控制。
矿体产状基本和后期断裂产状一致，倾角陡，局部有倒转。矿体总体形态简单，内部形态复杂，多为扁豆状、脉状，膨缩明显，分枝复合，尖灭再现。矿体最厚7.3米（ZK97），最薄0.33米（ZK85），平均厚2.17米，矿体中部厚（25线），25线由地表向地下逐渐变厚，边部薄层数多。厚度变化系数68%，厚度变化较稳定。有益组份分布不均匀，变化大，中段高19米矿体可变成矿化体。矿化体一般与围岩界线清楚，但矿体边界需用样品圈定。最高品位金40.77克/吨，银540克/吨，平均品位金4.22克/吨，银32.35克/吨。金品位变化系数为67%，金品位变化较均匀，银品位变化系数为132%，银品位变化不均匀。金、银相关系数0.6，金、银关系密切。金、银比值1∶8。金品位在矿体中沿倾向方向的变化是上富向下逐渐变贫，具有一定的规律性；金品位沿走向方向的变化是矿体北东端稍富，银品位变化不定。
矿体在25线附近出露地表，矿体长81米，余者大部分隐伏地下，深部向北有扩展，长572米，斜深550米，24、25线处矿体向下可能继续延伸。矿体形态似一直角形。见矿标高529～21米，矿体规模较大，属中型矿体。
②4号金银矿体。位于3号金银矿体上部10米左右，F7断裂上盘次一级平行断裂中，隐伏矿体。深部由ZK101、ZK72-1、ZK79、五中段、六中段等五个工程控制。
矿体产状和赋矿断裂一致，陡倾斜、脉状、矿体最厚2.35米（ZK72-1），最薄1.24米（ZK79），平均厚1.67米，最高品位Au11.16克/号，Ag10克/吨，平均品位Au3.98克/吨，Ag4.14克/吨。
矿体长150米，斜深240米，见矿标高320～90米。余者基本同3号金、银矿体。
2.铅银矿体
铅银矿体主要赋存在F7断裂下盘2～13米，围岩大部分是石墨大理岩。矿体编号20、21、23、25共4个。矿体产状基本和后期断裂产状一致，大部分储矿断裂应属张性断裂，陡倾斜脉关、矿体薄，最厚2.43米，最薄0.59米，平均厚1.29米，厚度变化系数42%，最高品位Pb46.79%、Ag656.00克/吨，最低品位Pb0.05%、Ag0.5克/吨，平均品位Pb6.86%、Ag134.34克/吨。Pb品位变化系数60%,Ag品位变化系数113%,Pb、Ag相关系数0.88,Pb、Ag基本成正比关系。
矿体最长251米，最大延深193米，见矿标高412米，最低－16米，一般矿体长50-100米，矿体规模小，属小型矿体。
三、矿石物质成分
1.矿石化学成分
根据化学和光谱分析，矿石中共有元素30种，化学成分较复杂。金银矿石，有益元素金、伴生银，含少量的硫、铅、锌、钴。有害元素砷及炭，选矿过程中污染环境，有害矿物石墨，选矿过程中吸附金，对选矿有干扰作用，应加强毒砂、石墨的综合利用研究，变害为利，应考虑石墨、砷、硫、铅等的回收利用。
铅银矿石，有益元素铅，伴生银。含少量锌、硫、铜、金等，应考虑上述元素的回收利用。
2.矿石矿物成分
①矿石矿物成分。金属矿物主要为黄铁矿、毒砂、方铅矿，少量自然金、银黝铜矿、辉银矿、黄铜矿、闪锌矿、深红银矿、碲金银矿、白钛石。
脉石矿物：石英方解石，少量绢云素母、绿泥石、重晶石、长石，泥碳质物。
②矿石矿物特征：
黄铁矿：成矿前黄铁矿呈半自形粒状，粒径0.5～1mm，具压碎现象，被石英、方解石交代并胶结。
成矿阶段黄铁矿：第一世代以自形——半自形立方体、五角十二面体为主，粒度0.056～0.017mm，第二世代黄铁矿他形及粒状、条状、环状蠕虫状，粒度0.025～0.017mm.具环带结构。
毒砂：第一世代呈自形－半自形柱状，粒度0.017～0.08mm，呈浸染状分布于第二世代黄铁矿边部及石英方解石粒间，构成放射环状结构或太阳晶结构。
自然金：镜下呈不规则微细粒状，条状和他形为主，粒度0.032～0.005mm，金黄色均质，以浸染状分布于方解石、石英粒间，偶见于胶状黄铁矿中，毒砂边部或黄铁矿微裂隙中或泥炭质物边部，金的粒度由0.01～0.002mm，其中以0.01～0.02mm居多，约占总量71.8%。
方铅矿：白色，半自形－他形粒状集合体，粒度最大0.42%。一般0.02～0.08mm，主要分布于方解石、方铅矿脉中第一世代浸染状、第二世代脉状。
辉银矿：分布于铅银矿中，呈不规则滴状、条状，定向分布在方铅矿中，为固溶体分解产物，粒度0.008～0.017mm。
四、矿石结构、构造及主要类型
1.矿石构造
①胶结角砾状构造，②浸染状构造，③块状构造。
2.矿石结构
①他形粒状结构，②交代结构，③骸晶结构，④包含结构，⑤固溶体分解结构。
3.矿石类型
①金银矿石类型单一，均为浸染状。矿物组成主要有黄铁矿、毒砂、石英、方解石、泥炭质物及少量自然金、银黝铜矿、黄铜矿、深红银矿，偶见方铅矿、闪锌矿。②铅银矿石：分浸染状铅银矿石和块状矿石。
五、矿床成因类型及工业类型
1.矿床成因类型
受一定层位控制的岩浆期后中温热液充填交代型金矿床，即重熔岩浆热液型金、银矿床。
2.矿床的工业类型
破碎带蚀变岩型金矿及脉状铅（银）矿。
六、西岔金矿床三维立体模型的建立
1.空间数据库的建立
系统从三个方面的原始资料来建立三维模型，主要是建立矿区的钻孔三维模型。
一是钻孔的空间总体位置信息，即钻孔的测量数据，包括钻孔在三维空间的起点坐标（X,Y,Z）以及钻孔的长度；二是钻孔在空间的位置变化信息，即钻孔在空间的倾斜方向和倾角，这两个关于钻孔空间位置信息的资料描述了钻孔在空间的形态；三是对钻孔的操作及有关的地质描述，即采样信息，包括采样位置、样品编号、样品长度、岩性代号。表8-12为钻孔位置信息，表8-13为钻孔形态表，表8-14为采样信息表。
表8-12 钻孔位置
表8-13 钻孔形态
续表
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表8-14 采样信息
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在计算机中建立数据库，首先建立数据表，数据表包括多项记录，每项记录包括多个信息段。图8-29为记录界面示意图。
图8-29 记录界面示意
2.钻孔三维可视模型
钻孔是山地工程的一种简称，它包含有孔口三维坐标（X,Y,Z）以及钻孔的长度、钻孔的三维空间变化信息——空间延伸方向和倾角，根据这些三维空间信息，可以创建钻孔的三维模型，图8-30为Au元素钻孔的三维模型。
图8-30 Au元素钻孔的三维模型
3.矿体三维模型
（1）矿体三维模型的建立：
使用单工程自动圈定功能，输入边界品位和最低可采厚度，应用单工程原理进行矿体边界的重划分。在原采样信息表中增加一个字段代表该段是否是矿体。
（2）剖面编辑：
采用剖面编辑CAD技术进行剖面矿体地层的圈定，通过交互方法输入地质体边界线（图8-30、8-31），并通过放大、缩小和移动数据点进行精细编辑，在剖面编辑形成的编辑都有拓扑关系属性。在圈定过程中针对矿体品位可以有不同的颜色表达。
（3）曲面连接和体生成：
当每条剖面上的矿体圈定完成后，进行矿体的空间连接，即将每个剖面上的矿体形态连接成一个整体的三维空间模型。图8-33建立了金矿种的三维模型。图8-34为3号矿体Z方向联合剖面图。图8-35为地层的三维立体显示。
图8-31 Au元素单工程圈定
七、资源储量变动估算
（一）资源储量计算的工业指标
根据吉林省地质矿产局吉地矿字（83）第85号文《关于下达集安县金厂沟金矿区西岔金矿床工业指标的通知》，其工业指标如下：
1.金矿工业指标
（1）边界品位：1.5克/吨；
（2）块段最低工业品位：3克/吨；
（3）可采厚度0.8米。如小于0.8米，可采用米·克/吨值计算；
（4）夹石剔除厚度：2米。
图8-32 矿体剖面圈定界面
图8-33 矿体剖面连接示意
2.铅矿工业指标
（1）边界品位：0.5%;
（2）块段最低工业品位：1.2%;
（3）可采厚度：0.8米；
图8-34 3号矿体储量估算Z方向联合剖面
图8-35 地层三维立体
（4）夹石剔除厚度：2米。
对矿体中的银，可按伴生银计算（有多少算多少）。
（二）资源储量计算方法及选择依据
资源储量计算方法的选择，主要依据矿床地质特征，勘探方法及勘探程度确定。鉴于西岔金矿床矿体产状倾角较陡，品位变化较均匀，厚度变化较稳定，3号金银主矿体最薄0.33米，一般0.42～2.35米，最厚7.30米，品位与厚度之间无明显的相依关系。勘探手段以钻探为主。按一定网度进行控制，矿体主要为隐伏矿体，厚度较薄，矿体形态多呈脉状、透镜状、扁豆状，基于上述矿床地质特征及勘探控制程度，本次资源储量计算方法采用地质块段法中的垂直纵投影法计算资源储量。
（三）资源储量计算参数的确定
1.平均品位的计算
①单工程平均品位的计算
采用样品长度加权计算平均品位。其公式如下：
地质勘探三维可视化技术及系统开发
式中：C为平均品位，C1C2…Cn为单个样品品位，L1L2…Ln为单个样品长度
②块段平均品位的计算
3、4号金银矿体以单项工程真厚度、品位及其工程影响长度加权计算，余者只用单项工程真厚度、品位加权。其公式如下：
地质勘探三维可视化技术及系统开发
式中：C为块段平均品位，C1C2…Cn为单个样品品位，M1M2…Mn为单项工程真厚度，L1L2…Ln为单个样品长度。
③矿体（矿床）平均品位的计算
矿体（矿床）平均品位，由各块段金属量的总和被各块段矿石量总和除之求得，其公式如下：
地质勘探三维可视化技术及系统开发
式中：C1为矿体（矿床）平均品位，∑P为各块段金属量总和，∑Q为各块段矿石量总和。
2.单项工程真厚度的计算
①槽探及水平坑道厚度计算
公式如下：
M=L·（sinα·cosβ·sinγ±cosα·sinβ）
式中当矿体倾向与样槽坡度角相反时则用“＋”，相同时则用“－”。
M为矿体真厚度
L为矿体假厚度（即坑道、槽探所揭穿矿体顶板至底板的长度）或单个样品长度。
α为矿体真倾向
β为样槽坡度角
γ矿体走向与样槽方向的夹角
②钻孔厚度计算
公式如下：
M=L·sinQ
式中：M为矿体真厚度，L为矿体假厚度（即钻孔切穿的矿体长度），Q为钻孔与矿体交点处工程轴线与矿体界面的夹角
③块段平均厚度的计算
3、4号金银矿体由构成块段的单项工程真厚度与其影响长度加权平均求得，余者用算术平均法求得。
其公式如下：
地质勘探三维可视化技术及系统开发
式中：M 为块段平均厚度，M1M2…Mn为单项工程中矿体真厚度，L1L2…Ln为各工程影响长度
3.面积计算
在矿体垂直纵投影图上用几何图解法计算垂直投影面积除以矿体倾角的正弦求得块段的斜面积，即为参加储量计算的面积。
4.平均体重计算
3号金银矿体的矿石在坑道及钻孔中采集22个小体重湿度样，按算术平均法计算，其矿石平均体重2.79吨/米3。
5.体积计算
块段体积由块段斜面积乘以该块段平均真厚度求得，计算公式如下：
V=S·M
式中：V为块段体积，S为块段斜面积，M 为块段平均真厚度
6.矿石量计算
块段矿石量由块段体积乘以矿石平均体重求得。其计算公式如下：
Q=V·G
式中：Q为矿石储量，V为块段体积，G为矿石平均体重
7.金属量计算
块段金属量由块段矿石量乘以块段平均品位求得。其计算公式如下：
P=Q·C
式中：P为金属储量，Q 为矿石量，C为块段平均品位
8.资源储量计算结果
应用工业指标通过地质统计学的方法进行了储量计算。
本次资源储量估算共划分为19个块段，其中3号矿体共划分为9个块段，控制的经济基础储量（122b级）3个块段，内蕴经济的资源量（333级）6个块段。Au金属量208.71千克（见表8-15）。
软件计算结果3号矿体金储量293.64千克。计算结果比较客观，与勘探报告计算结果接近，表明开发的软件具有可用性，可用于详勘矿区的储量计算。
表8-15 西岔金矿资源储量表
西岔金矿床三维立体模型及其应用
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