綜合品位指標在多金屬礦勘查中的應用
——以廣西南丹黑水溝－大樹腳礦段鋅多金屬礦為例

萬貴龍

(中國煤炭地質總局勘查研究總院，北京 100039)

0 引言

廣西大廠礦區位于廣西河池市南丹縣大廠鎮，地理坐標東經107°34′34″～107°35′48″，北 緯24°50′57″～24°51′35″，面積1.33 km2。礦區屬于丹池成礦帶，大地構造屬于揚子克拉通邊緣，江南古巴陸西南緣、右江盆地北東側。右江陸緣盆地屬一級構造盆地，丹池盆地是次級盆地，是大廠錫多金屬礦帶的控礦層位(袁遠等，2012)。

自上世紀50 年代，廣西二一五地質隊等多家勘查隊伍先后在區內做過礦產勘查及研究工作，表明該區成礦地質條件優越(范森葵等，2008)，是重要的有色金屬產地，主要產Zn、Sn 等多金屬礦(鄒芬，2018)。由于區內多金屬礦床的礦石品位普遍偏低，且與共生、伴生礦產同時賦存，如果僅開采主礦產，可能會因品位太低而導致采礦不經濟(蔡美峰等，2019)。若對共生、伴生礦產同時開采利用，則可能具有一定的經濟效益。通過將區內各種共生、伴生礦產按一定原則折算成主礦產的當量品位(王軍勝，2017)，論證綜合品位指標，可以客觀評價礦產資源未來開發的實際經濟意義。

1 礦床工業指標的含義及應用現狀

1.1 礦床工業指標的含義

作為區分礦體與圍巖的基礎指標，礦床工業指標對所圈礦體的形態、規模及資源量估算都有重要影響(萬貴龍等，2011；姜波，2014)。礦床工業指標由礦石質量指標和開采技術條件指標兩部分構成。礦石質量指標主要包括邊界品位、最低工業品位、最低綜合品位等，開采技術條件指標主要包括最小可采厚度、無礦地段剔除長度、夾石剔除厚度等。其中，最低綜合品位指標是對同一礦體中的兩種及以上礦產，折算成以主礦產當量品位表示的最低品位要求。

1.2 礦床工業指標的應用現狀

礦床工業指標通常分為兩類，即規范推薦的一般工業指標和論證的工業指標(萬會等，2013)。一般工業指標主要用于普查階段，論證的工業指標則是根據一段時期內的技術經濟條件論證提出的(中華人民共和國自然資源部，2020)，主要用于詳查及勘探階段(張起鉆和楊建功，2008)，其品位指標普遍低于一般工業指標。目前，除煤炭以外的各單礦種(類)勘查規范，均規定了達到詳查階段應論證礦床工業指標。根據2008—2021 年評審的礦產資源儲量報告，達到詳查階段的金屬礦普遍采用了論證的礦床工業指標，尤其是巖金礦，全部采用了論證的指標。

2 礦床工業指標的論證

2.1 常用的論證方法

常用的礦床工業指標論證方法有地質方案法、經濟分析法和類比論證法(黃炳貽，2018；中華人民共和國自然資源部，2020)。作為礦山建設設計依據及資源量規模為大、中型的礦床，應采用地質方案法，先根據礦床地質特征提出礦體試圈指標、圈連礦體和試算資源量(甄大超等，2016)。考慮廣西南丹黑水溝-大樹腳礦段鋅多金屬礦規模較大，且勘查程度滿足礦山建設設計的需要，本次采用地質方案法論證礦床工業指標。

2.2 大廠礦田黑水溝－大樹腳礦段工業指標的論證

2.2.1 工業指標方案的擬定

大廠礦田黑水溝-大樹腳礦段鋅多金屬礦為矽卡巖型鋅多金屬礦床，主礦產為Zn，伴生礦產有Cu 和Ag(吳德成等，2009；黃國有等，2017)。據3485 個樣品的基本分析結果，Zn 品位在0～26.76%之間。依據Zn 的品位分布情況擬定4 套工業指標方案，根據采礦工藝確定最小可采厚度均為1 m，夾石剔除厚度均為2 m。4 套工業指標方案的品位指標具體如下:

Ⅰ方案:邊界品位0.50%，最低綜合品位1.00%；

Ⅱ方案:邊界品位0.75%，最低綜合品位1.50%；

Ⅲ方案:邊界品位1.00%，最低綜合品位2.00%；

Ⅳ方案:邊界品位1.25%，最低綜合品位2.50%。

2.2.2 邊界品位的確定方法

邊界品位是圈礦的重要指標(石江萍和李程光，1999)。從理論上講，邊界品位可采用年經營成本測算，即“年總成本費用-年折舊費-年攤銷費-年財務費用-年維簡費”。然而，根據目前的礦山的折舊和攤銷實際，很多應該攤銷的稅費、出讓金及勘查費用等，均未進行實際攤銷，導致論證的邊界品位不符合實際。在實際工作中，常采用尾礦品位的反推法，以不低于尾礦品位的1.5～2 倍確定邊界品位(侯翠霞等，2017)，同時要盡量考慮礦體的完整性。

2.2.3 最低工業品位的論證

在工業指標論證過程中，通常以盈虧平衡品位作為最低工業品位參考指標。擬定最終產品為精礦時，盈虧平衡品位計算公式如下(中華人民共和國自然資源部，2020):

式(1)中:α平衡—盈虧平衡品位(%)；β精—精礦品位(%)；C全—原礦單位全成本費用(元/噸)；Z—原礦資源稅(元/噸)；ρ—采礦貧化率(%)；ε精—選礦回收率(%)；D精—精礦不含稅價格(元/噸)。

黑水溝-大樹腳礦段多金屬礦主礦種為Zn，擬定銷售產品為Zn 精礦。根據選礦試驗結果，Zn 精礦品位β精＝50%，選礦回收率ε精＝84.5%；根據開采技術條件，確定全成本C全＝344 元/噸，采礦貧化率ρ ＝10%；根據近3～5 年的市場平均價格確定Zn 精礦不含稅價格D精＝7140 元/噸，根據當地政策確定資源稅Z ＝15.65 元/噸。故Zn 的盈虧平衡品位為:

2.2.4 共生、伴生礦產當量品位折算

將共生、伴生礦產品位折算為主礦產品位，計算公式為(中華人民共和國自然資源部，2020):

式(3)中:α綜—以主礦產表示的當量品位(%)；α主—主礦產品位(%)；α共伴i—第i種共生、伴生礦產的品位(%)；ki—第i 種共生、伴生礦產品位折算系數；n—共生、伴生礦產種類數。

黑水溝-大樹腳礦段鋅多金屬礦中的伴生Cu、Ag 可折算成主礦產Zn 的品位，品位折算系數k的計算公式為(中華人民共和國自然資源部，2020):

根據近3～5 年的市場平均價格，Cu 礦產品價格DCu＝35800 元/噸，Ag 礦產品價格DAg＝2643000元/噸，Zn 礦產品價格DZn＝14300 元/噸。根據選礦試驗結果，各有用組的選礦回收率分別為εCu＝51.5%、εAg＝29%和εZn＝84.5%。所以:

即，Cu 的品位折算系數為1.53，Ag 的品位折算系數為63.4。

該礦山參與綜合品位折算的有Cu 和Ag 兩種伴生礦產，所以n ＝2。將Zn、Cu 和Ag 的單工程品位αZn、αCu和αAg分別代入公式(3)，計算結果達到設定的工業指標方案要求時，即可參與工業礦體圈礦，并估算資源量。對于未達到工業指標方案要求的，如果大于或等于邊界品位指標，應參與礦體圈連，但不參與資源量計算；如果低于邊界品位指標，則不參與礦體圈連。

3 資源量估算結果對比

3.1 不同工業指標方案的估算結果

根據擬定的4 套工業指標方案分別估算的資源量結果見表1。

表1 各工業指標方案估算的資源量結果

3.2 不同方案圈算的當量礦床平均品位

(1)Ⅰ方案

Zn、Cu 和Ag 的平均品位分別為αZn＝4.07%、αCu＝0.17%和αAg＝21.02×10-6。所以，

(2)Ⅱ方案

Zn、Cu 和Ag 的平均品位分別為αZn＝4.50%、αCu＝0.19%和αAg＝25.03×10-6。所以，

(3)Ⅲ方案

Zn、Cu 和Ag 的平均品位分別為αZn＝4.58%、αCu＝0.19%和αAg＝24.81×10-6。所以，

(4)Ⅳ方案

Zn、Cu 和Ag 的平均品位分別為αZn＝4.70%、αCu＝0.19%和αAg＝22.93×10-6。所以，

即，采用Ⅰ方案、Ⅱ方案、Ⅲ方案和Ⅳ方案指標圈算的當量礦床平均品位分別為4.47%、4.95%、5.03%和5.14%。

4 工業指標方案的確定

4.1 礦床最低平均品位測算

采用靜態投資收益率和單位采礦、選礦成本，若以精礦為最終產品，則計算公式為:

式(11)中:α平—最低礦床平均品位(%)；Cx—原礦單位全成本費用(含采礦、選礦過程中發生的總成本費用，包括外購原材料、燃料和動力費、工資及福利費、修理費及其他費用、折舊費、攤銷費、財務費用、礦山維簡費、環境治理費、植被保護費、土地復墾費等)(元/噸)；K—靜態投資收益率(%)；R1—原礦采礦、選礦投資(元/噸)。

根據最低期望收益水平確定預期的靜態投資收益率K ＝15%，原礦采礦、選礦投資R1＝860元/噸，原礦單位全成本費用C全＝345 元/噸。所以，礦床最低平均品位為:

即，礦床最低平均品位為4.5%時，才能實現靜態收益率15%。

4.2 工業指標方案的確定

4.2.1 從預期收益水平的角度

根據上述4 套工業指標方案，Ⅰ方案所圈礦體的當量平均品位為4.47%，低于礦床最低平均品位4.5%，說明采用Ⅰ方案不能滿足預期收益水平的需要。Ⅱ方案、Ⅲ方案和Ⅳ方案所圈礦體的平均品位均達到了預期收益水平要求。

4.2.2 從礦體連續性的角度

以區內主要礦體95 號礦體為例，所圈的資源量類型如圖1 所示:Ⅰ方案圈出的工業礦體范圍最大；Ⅱ方案圈出的工業礦體范圍減少；Ⅲ方案圈出的工業礦體范圍進一步變小，出現少量低品位礦；Ⅳ方案圈出的工業礦面積最小，低品位礦增加，破壞了礦體完整性。隨著品位指標的提高，礦體規模變小、連續性變差、形態更加復雜(萬貴龍等，2017)。可見，Ⅳ方案所圈的礦體連續性最差，不可取。

圖1 四套工業指標方案所圈的95 號礦體對比圖(據廣西華錫集團股份有限公司，2021①)

在擬定的4 套工業指標方案中，Ⅱ方案、Ⅲ方案均能滿足收益目標，但考慮Ⅱ方案圈定的礦產資源量更多、礦體的完整性更好，最終確定采用Ⅱ方案確定的工業指標，即邊界品位0.75%，最低綜合品位1.5%。

綜合分析對比上述圈礦結果可知，確定最低綜合品位指標既要考慮礦體完整性與連續性等地質因素(高幫飛，2018)，回采率、貧化率、選礦回收率等技術因素，還要考慮總投資、成本費用、預期收益等經濟因素。對比不同的工業指標圈礦效果，確定最佳工業指標方案，保證所采用的圈定指標既能反映礦體地質特征，又具有采、選的技術經濟意義。

5 結論

作者通過查閱2006—2020 年期間自然資源部評審備案的礦產資源儲量報告，發現多金屬礦在地質勘查過程中綜合工業品位指標并未得到廣泛應用，而是普遍采用單礦種的品位指標圈礦。所圈出的礦體因單礦種指標不夠而尖滅再現，使礦體形態變得復雜，不能反映出礦床中有用組分的客觀賦存實際，影響了對共生、伴生礦產的客觀評價(萬會和苗琦，2015)。隨著我國礦產資源的不斷開發利用，礦山越來越需要加強對共生、伴生礦產的綜合利用(吳熙群等，2019)。因此，多金屬礦勘查中應進一步加強論證綜合品位指標。為了保證所論證綜合品位指標的可靠性，建議選擇地質方案法進行論證，擬定不少于3 套工業指標，綜合考慮礦體完整性，反映礦體的實際地質特征，考慮采礦回采率、貧化率、選礦回收率等技術經濟參數，對比各個工業指標方案，確定最合理的綜合品位指標，促進對多金屬礦的合理開發利用。

注 釋

①廣西華錫集團股份有限公司.2021.廣西南丹縣大廠礦田銅坑礦區黑水溝-大樹腳礦段鋅多金屬礦床工業指標推薦書.