综合品位指标在多金属矿勘查中的应用——以广西南丹黑水沟－大树脚矿段锌多金属矿为例

万贵龙

(中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039)

0 引言

广西大厂矿区位于广西河池市南丹县大厂镇，地理坐标东经107°34′34″～107°35′48″，北 纬24°50′57″～24°51′35″，面积1.33 km2。矿区属于丹池成矿带，大地构造属于扬子克拉通边缘，江南古巴陆西南缘、右江盆地北东侧。右江陆缘盆地属一级构造盆地，丹池盆地是次级盆地，是大厂锡多金属矿带的控矿层位(袁远等，2012)。

自上世纪50 年代，广西二一五地质队等多家勘查队伍先后在区内做过矿产勘查及研究工作，表明该区成矿地质条件优越(范森葵等，2008)，是重要的有色金属产地，主要产Zn、Sn 等多金属矿(邹芬，2018)。由于区内多金属矿床的矿石品位普遍偏低，且与共生、伴生矿产同时赋存，如果仅开采主矿产，可能会因品位太低而导致采矿不经济(蔡美峰等，2019)。若对共生、伴生矿产同时开采利用，则可能具有一定的经济效益。通过将区内各种共生、伴生矿产按一定原则折算成主矿产的当量品位(王军胜，2017)，论证综合品位指标，可以客观评价矿产资源未来开发的实际经济意义。

1 矿床工业指标的含义及应用现状

1.1 矿床工业指标的含义

作为区分矿体与围岩的基础指标，矿床工业指标对所圈矿体的形态、规模及资源量估算都有重要影响(万贵龙等，2011；姜波，2014)。矿床工业指标由矿石质量指标和开采技术条件指标两部分构成。矿石质量指标主要包括边界品位、最低工业品位、最低综合品位等，开采技术条件指标主要包括最小可采厚度、无矿地段剔除长度、夹石剔除厚度等。其中，最低综合品位指标是对同一矿体中的两种及以上矿产，折算成以主矿产当量品位表示的最低品位要求。

1.2 矿床工业指标的应用现状

矿床工业指标通常分为两类，即规范推荐的一般工业指标和论证的工业指标(万会等，2013)。一般工业指标主要用于普查阶段，论证的工业指标则是根据一段时期内的技术经济条件论证提出的(中华人民共和国自然资源部，2020)，主要用于详查及勘探阶段(张起钻和杨建功，2008)，其品位指标普遍低于一般工业指标。目前，除煤炭以外的各单矿种(类)勘查规范，均规定了达到详查阶段应论证矿床工业指标。根据2008—2021 年评审的矿产资源储量报告，达到详查阶段的金属矿普遍采用了论证的矿床工业指标，尤其是岩金矿，全部采用了论证的指标。

2 矿床工业指标的论证

2.1 常用的论证方法

常用的矿床工业指标论证方法有地质方案法、经济分析法和类比论证法(黄炳贻，2018；中华人民共和国自然资源部，2020)。作为矿山建设设计依据及资源量规模为大、中型的矿床，应采用地质方案法，先根据矿床地质特征提出矿体试圈指标、圈连矿体和试算资源量(甄大超等，2016)。考虑广西南丹黑水沟-大树脚矿段锌多金属矿规模较大，且勘查程度满足矿山建设设计的需要，本次采用地质方案法论证矿床工业指标。

2.2 大厂矿田黑水沟－大树脚矿段工业指标的论证

2.2.1 工业指标方案的拟定

大厂矿田黑水沟-大树脚矿段锌多金属矿为矽卡岩型锌多金属矿床，主矿产为Zn，伴生矿产有Cu 和Ag(吴德成等，2009；黄国有等，2017)。据3485 个样品的基本分析结果，Zn 品位在0～26.76%之间。依据Zn 的品位分布情况拟定4 套工业指标方案，根据采矿工艺确定最小可采厚度均为1 m，夹石剔除厚度均为2 m。4 套工业指标方案的品位指标具体如下:

Ⅰ方案:边界品位0.50%，最低综合品位1.00%；

Ⅱ方案:边界品位0.75%，最低综合品位1.50%；

Ⅲ方案:边界品位1.00%，最低综合品位2.00%；

Ⅳ方案:边界品位1.25%，最低综合品位2.50%。

2.2.2 边界品位的确定方法

边界品位是圈矿的重要指标(石江萍和李程光，1999)。从理论上讲，边界品位可采用年经营成本测算，即“年总成本费用-年折旧费-年摊销费-年财务费用-年维简费”。然而，根据目前的矿山的折旧和摊销实际，很多应该摊销的税费、出让金及勘查费用等，均未进行实际摊销，导致论证的边界品位不符合实际。在实际工作中，常采用尾矿品位的反推法，以不低于尾矿品位的1.5～2 倍确定边界品位(侯翠霞等，2017)，同时要尽量考虑矿体的完整性。

2.2.3 最低工业品位的论证

在工业指标论证过程中，通常以盈亏平衡品位作为最低工业品位参考指标。拟定最终产品为精矿时，盈亏平衡品位计算公式如下(中华人民共和国自然资源部，2020):

式(1)中:α平衡—盈亏平衡品位(%)；β精—精矿品位(%)；C全—原矿单位全成本费用(元/吨)；Z—原矿资源税(元/吨)；ρ—采矿贫化率(%)；ε精—选矿回收率(%)；D精—精矿不含税价格(元/吨)。

黑水沟-大树脚矿段多金属矿主矿种为Zn，拟定销售产品为Zn 精矿。根据选矿试验结果，Zn 精矿品位β精＝50%，选矿回收率ε精＝84.5%；根据开采技术条件，确定全成本C全＝344 元/吨，采矿贫化率ρ ＝10%；根据近3～5 年的市场平均价格确定Zn 精矿不含税价格D精＝7140 元/吨，根据当地政策确定资源税Z ＝15.65 元/吨。故Zn 的盈亏平衡品位为:

2.2.4 共生、伴生矿产当量品位折算

将共生、伴生矿产品位折算为主矿产品位，计算公式为(中华人民共和国自然资源部，2020):

式(3)中:α综—以主矿产表示的当量品位(%)；α主—主矿产品位(%)；α共伴i—第i种共生、伴生矿产的品位(%)；ki—第i 种共生、伴生矿产品位折算系数；n—共生、伴生矿产种类数。

黑水沟-大树脚矿段锌多金属矿中的伴生Cu、Ag 可折算成主矿产Zn 的品位，品位折算系数k的计算公式为(中华人民共和国自然资源部，2020):

根据近3～5 年的市场平均价格，Cu 矿产品价格DCu＝35800 元/吨，Ag 矿产品价格DAg＝2643000元/吨，Zn 矿产品价格DZn＝14300 元/吨。根据选矿试验结果，各有用组的选矿回收率分别为εCu＝51.5%、εAg＝29%和εZn＝84.5%。所以:

即，Cu 的品位折算系数为1.53，Ag 的品位折算系数为63.4。

该矿山参与综合品位折算的有Cu 和Ag 两种伴生矿产，所以n ＝2。将Zn、Cu 和Ag 的单工程品位αZn、αCu和αAg分别代入公式(3)，计算结果达到设定的工业指标方案要求时，即可参与工业矿体圈矿，并估算资源量。对于未达到工业指标方案要求的，如果大于或等于边界品位指标，应参与矿体圈连，但不参与资源量计算；如果低于边界品位指标，则不参与矿体圈连。

3 资源量估算结果对比

3.1 不同工业指标方案的估算结果

根据拟定的4 套工业指标方案分别估算的资源量结果见表1。

表1 各工业指标方案估算的资源量结果

3.2 不同方案圈算的当量矿床平均品位

(1)Ⅰ方案

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

(2)Ⅱ方案

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

(3)Ⅲ方案

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

(4)Ⅳ方案

Zn、Cu 和Ag 的平均品位分别为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方案指标圈算的当量矿床平均品位分别为4.47%、4.95%、5.03%和5.14%。

4 工业指标方案的确定

4.1 矿床最低平均品位测算

采用静态投资收益率和单位采矿、选矿成本，若以精矿为最终产品，则计算公式为:

式(11)中:α平—最低矿床平均品位(%)；Cx—原矿单位全成本费用(含采矿、选矿过程中发生的总成本费用，包括外购原材料、燃料和动力费、工资及福利费、修理费及其他费用、折旧费、摊销费、财务费用、矿山维简费、环境治理费、植被保护费、土地复垦费等)(元/吨)；K—静态投资收益率(%)；R1—原矿采矿、选矿投资(元/吨)。

根据最低期望收益水平确定预期的静态投资收益率K ＝15%，原矿采矿、选矿投资R1＝860元/吨，原矿单位全成本费用C全＝345 元/吨。所以，矿床最低平均品位为:

即，矿床最低平均品位为4.5%时，才能实现静态收益率15%。

4.2 工业指标方案的确定

4.2.1 从预期收益水平的角度

根据上述4 套工业指标方案，Ⅰ方案所圈矿体的当量平均品位为4.47%，低于矿床最低平均品位4.5%，说明采用Ⅰ方案不能满足预期收益水平的需要。Ⅱ方案、Ⅲ方案和Ⅳ方案所圈矿体的平均品位均达到了预期收益水平要求。

4.2.2 从矿体连续性的角度

以区内主要矿体95 号矿体为例，所圈的资源量类型如图1 所示:Ⅰ方案圈出的工业矿体范围最大；Ⅱ方案圈出的工业矿体范围减少；Ⅲ方案圈出的工业矿体范围进一步变小，出现少量低品位矿；Ⅳ方案圈出的工业矿面积最小，低品位矿增加，破坏了矿体完整性。随着品位指标的提高，矿体规模变小、连续性变差、形态更加复杂(万贵龙等，2017)。可见，Ⅳ方案所圈的矿体连续性最差，不可取。

图1 四套工业指标方案所圈的95 号矿体对比图(据广西华锡集团股份有限公司，2021①)

在拟定的4 套工业指标方案中，Ⅱ方案、Ⅲ方案均能满足收益目标，但考虑Ⅱ方案圈定的矿产资源量更多、矿体的完整性更好，最终确定采用Ⅱ方案确定的工业指标，即边界品位0.75%，最低综合品位1.5%。

综合分析对比上述圈矿结果可知，确定最低综合品位指标既要考虑矿体完整性与连续性等地质因素(高帮飞，2018)，回采率、贫化率、选矿回收率等技术因素，还要考虑总投资、成本费用、预期收益等经济因素。对比不同的工业指标圈矿效果，确定最佳工业指标方案，保证所采用的圈定指标既能反映矿体地质特征，又具有采、选的技术经济意义。

5 结论

作者通过查阅2006—2020 年期间自然资源部评审备案的矿产资源储量报告，发现多金属矿在地质勘查过程中综合工业品位指标并未得到广泛应用，而是普遍采用单矿种的品位指标圈矿。所圈出的矿体因单矿种指标不够而尖灭再现，使矿体形态变得复杂，不能反映出矿床中有用组分的客观赋存实际，影响了对共生、伴生矿产的客观评价(万会和苗琦，2015)。随着我国矿产资源的不断开发利用，矿山越来越需要加强对共生、伴生矿产的综合利用(吴熙群等，2019)。因此，多金属矿勘查中应进一步加强论证综合品位指标。为了保证所论证综合品位指标的可靠性，建议选择地质方案法进行论证，拟定不少于3 套工业指标，综合考虑矿体完整性，反映矿体的实际地质特征，考虑采矿回采率、贫化率、选矿回收率等技术经济参数，对比各个工业指标方案，确定最合理的综合品位指标，促进对多金属矿的合理开发利用。

注 释

①广西华锡集团股份有限公司.2021.广西南丹县大厂矿田铜坑矿区黑水沟-大树脚矿段锌多金属矿床工业指标推荐书.