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矿产资源的评价

时间:2022-11-09 百科知识 版权反馈
【摘要】:矿产资源评价的最终目的是弄清一个地区或一个国家矿产资源现状与可能具有的潜力。该理论的重点在于确定矿产资源评价的基本任务和目的要求,从理论上阐明矿产资源存在于地壳内的客观事实和对它作出评价的终极目标。矿产资源评价的基本问题是确定矿产与地质环境的相互关系,从而估计潜在资源的数量、品位与分布。通过矿产储量与元素地球化学丰度的经验关系,根据待评价区该元素的平均丰度估计潜在的资源量。

7.2.3 矿产资源的评价

1)矿产资源评价的内容和依据

(1)矿产资源评价的内容

矿产资源评价的最终目的是弄清一个地区或一个国家矿产资源现状与可能具有的潜力。具体内容应包括以下几个方面:

①矿产资源的类型。即某区域蕴藏何种矿产或以何种矿产为主的矿产组合。类型的确定往往成为工业部门性质的决定因素。

②矿产资源的储量。即某种矿产所含矿物的数量达到临界品位以上,集中埋藏的资源数量。矿产资源储量的多少取决于临界品位的高低,而临界品位的高低往往取决于社会经济技术条件状况。如我国和美国在黄金开采的临界品位上就相差几十倍。1959年4月前地质部全国矿产储量委员会曾制定《矿产储量分级暂行规范》,将矿产资源储量划分为四类五级:第一类,开采储量为A1级。用开采隧道或钻探配合开采巷道所圈定的储量,可以作为编制企业生产计划的依据。第二类,设计储量A2BC1级。经过详细勘探,用坑道、钻孔圈定的储量或钻探网所控制的储量,可以作为矿山企业设计和基建投资的依据。第三类,远景储量为C2级。根据地质测量资料或地球物理勘探方法确定分布边界的储量,可以作为进一步勘探设计之用,也可配合C1级,作为小矿设计用。第四类,地质储量。根据区域地质测量和矿产分布规律进行预测的数量,只能作为矿产普查设计之用。

③矿产资源质量。即矿产资源的品位及伴生或共生状况。品位的高低及伴生或共生状况直接决定可采量的多少以及工业部门发展的前景,但又受技术条件制约。随着科技的发展,以前仅能提取某一矿物或元素的矿产,现在已逐步过渡到矿产资源的综合开发利用上来。

④开采条件。包括自然条件和社会经济技术条件。具体包括矿区的地理位置、资源组合状况、交通运输条件、劳动力状况等,直接或间接影响着矿产资源的开发利用。

⑤矿区区域组合状况。直接决定了区域工业体系的建立以及经济的整体发展。

(2)矿产资源评价的依据

矿产资源评价是指对未知区矿产资源量的预测评价,就其本身而言,即建立矿产资源量与地质条件之间关系的评价模型,包括数学的、地质的和经验的。其评价的理论依据主要有以下几条:

①地壳矿产资源富有度理论。从理论上讲,地壳内不存在完全没有资源(价值)的地区,也不存在资源完全枯竭的地区。该理论的重点在于确定矿产资源评价的基本任务和目的要求,从理论上阐明矿产资源存在于地壳内的客观事实和对它作出评价的终极目标

②类比理论。美国学者D.P.Harris 1965年建立的矿产资源同地质环境之间的定量关系指导原则表明,在一定地质条件下产出一定的矿床,相似地质条件赋有相类似的矿床。矿产资源评价步骤采用“由已知到未知”的原则。

③地质理论和模型理论。地质理论是建立矿产资源评价模型的基础。模型理论的建立使矿产资源评价这项繁杂的工作在现有的成矿理论指导下,建立在直接或间接使用矿床的成因地质模型的地质理论基础之一。

④地质解释理论。矿产资源评价地质解释理论,就是通过评价人员掌握的地质理论和积累的经验,补充矿产资源评价模型没有包括的那部分矿产资源信息,并转化为地质和资源量概念。

⑤地质变量的分解和综合理论。本理论告诉我们,数学地质方法为矿产资源评价提供了科学的评价方法,达到最佳综合(或分解)地质数据的目的,为准确评价提供了方法学基础。

以上介绍的仅是矿产资源评价中的主要理论基础,还有很多理论或思想,限于篇幅,不再详述。

2)矿产资源的地质评价

矿产资源评价的理论与方法是矿产资源评价工作中一项关键的技术工作。矿产资源评价的基本问题是确定矿产与地质环境的相互关系,从而估计潜在资源的数量、品位与分布。这是一个十分复杂的问题。即使有了高质量的原始资料,又有了许多曾经在个别地区获得成功的方法,也并不能保证具体地区的评价获得圆满成功。20世纪50年代,美国学者H.Allais,D.P.Harris,J.C.Griffiths等开始研究和探讨矿产资源评价的方法问题。H.Allais首先建立评价模型,后来D.P.Harris应用多元统计建立地质统计模型(MG)和主观方法试验,总结了主观概率模型(SP),试验和探索工作一直延续到70年代。国外不少大型的矿产资源评价计划中都经常利用主观方法。

国际地质直辖市计划第98项执行以来,试图对现有的资料评价方法全面予以评论。1976年在挪威召开的首次会议上,卡基尔和克拉克等从方法学的角度将已有的方法归纳为六种,即区域价值估计法、体积测量估计法、丰度估计法、矿床模拟估计法、特尔菲估计法和综合估计法。目前,这些方法对我国已产生了广泛的影响,现简单介绍如下。

(1)区域价值估计法

首先选择一个与待评价区地质环境类似、资源比较丰富且研究程度较高的地区作为控制区,并主要根据该区矿产的已知储量和已知采矿石量计算出该区单位面积矿量和单位面积价值,然后把它们类推到待评价区。

(2)体积测量估计法

在已知含矿盆地或含矿构造先求出矿体体积与整个有利于含矿之地质体的体积比,将这一比值应用到地质环境与控制区相类似的待评价区,估算出矿产资源总体积。

(3)丰度估计法

通过矿产储量与元素地球化学丰度的经验关系,根据待评价区该元素的平均丰度估计潜在的资源量。或者,也可以先求出控制区一定深度内某元素的总量与区内形成矿床的总量之比(即“富集系数”),然后将该比值应用于待评价区,估算出在矿床中可能达到的潜在资源量。

(4)特尔菲估计法

根据若干名有经验的专家对待评价区资源反复多次的评价意见,经过权衡和综合,估算出待评价区的资源。

(5)矿床模拟估计法

根据对控制区已知矿床地质环境全面、系统的描述,建立起反映特定类型矿床的模型,然后将该模型应用于待评价区。这种方法适用性广,可以用于整个国家,也可以用于一小块面积上,但以评价相当大的地质环境更为有效,矿床的规模、品位和分布都能估算。

(6)综合估计法

组合或合并上述资源估计方法中的任意两种、多种或全部方法,对待评价区综合进行的资源预测。

根据近几年国内外发表的有关资源评价的实例,对照以上六种方法,可以看到:

①这六种方法中,区域价值估计法是一种经济学和地质学互相结合的方法,特尔菲估计法是一种处理成组信息的技术,严格地说,它们均不能被认为是一种地质评价或地质预测方法。因为一般它们指出的是整个评价区的资源潜力,而不能从空间上指示出资源的可能分布。

②体积测量估计法实际上一直广泛地用于石油、煤、大型铁矿砂岩型铀矿以及其他许多种沉积矿产评价中;矿床模拟估计法实质上继承了地质工作中根据有利的成矿地质环境与成矿标志进行评价的传统工作方法;丰度估计法在多金属矿床以及稀有和放射性元素的找矿工作中被广泛应用。总之,这三种方法都是在传统方法基础上发展起来的,朝着定量化方向发展。

③在这六种方法中,没有列入纯粹的经济学方法,也没有列入一些缺乏地质依据或很少使用的方法。

④这六种方法都是经过较大范围使用并被认为效果明显的。例如美国对石油资源的多次评价,应用了特尔菲估计法和体积估计法;铀资源估量规划用了体积估计法、矿床模拟估计法和主观方法;加拿大、北欧等国对多金属矿产的评价应用了丰度估计法和矿床模拟估计法;美国对阿拉斯加州矿产资源的评价应用了区域价值估计法,等等。

⑤影响很大的主观概率法没有被单独列出,但很多资源评价中都采用了。如美国铀资源估量规划和阿拉斯加资源评价等都有专家的主观评价。因此,主观概率法不应忽视。

⑥所有的评价方法实际上都只是确定资源的地质可靠性,不涉及经济上的可用性,没有明确所采用的资源分级方案,但从字里行间看,所用的是美国方案。

目前,国内外仍在不断地探求新的、更有价值的矿产资源评价方法。总之,更强调地质依据的全面性,而且在具体的评价规划中所用的方法都有自己的特色。例如,美国地质调查所的费奇、麦克卡曼等在研究圣朱安盆地砂岩型铀资源时,发展了一种称之为“成因地质模型”的方法,其中采用的是三态离散变量,所沿用的“特征分析”较之波特波尔等原来的算法有所发展。哈里斯对同一盆地进行评价时,在原来的主观概率法基础上做了较大的改进,形成了评价体系法等等。

3)矿产资源的经济评价

矿产资源的合理开发利用是一个复杂的庞大的系统工程,经济因素是一项十分重要的因素。从历史上看,矿产资源的经济评价确实受到优先考虑。在西方,以每吨金属成本不高于市场价格作为开发和利用资源的出发点。在这一原则指导下,出现了他们独特的资源政策。例如,美国工业所需的32种战略原料中,有23种主要依靠国外供应。除进口像铬、锰、锡、铂等美国国内欠缺的矿产外,同时也进口国内储量较丰富但因经济和环境等因素尚不能开采的矿产,如铜、铅、锌等。70年代与40年代相比,在美国除铬、锰、镍、磷等矿产的保有储量有不同程度减少外,其余16种矿产的储量都有所增长,其中石油、天然气、铝土矿增长近1倍,钼、钾、硫、汞、银、金、锌、铁、铜增长1~5倍,铀增长6.5倍以上,石棉11倍,锡20倍,铝26倍。它们因国外价格低,国内有矿也不开采。

矿产资源的经济评价,实质上指其从勘探、开发到利用中所消耗的,最终表现为矿产品的价值之评定。由于开发利用的整个时间过程很长,其中的不确定性因素使这种“生产”要承担更多的风险,长期以来人们一直在研究以何种指标来预测结果为佳的问题。所以,有必要首先分析哪些因素影响其经济价值。

从整体上看,影响矿产资源经济价值的因素可分为外在因素与内在因素两个方面。所谓外在因素指经济发展水平、资源政策、市场供应关系以及政治上的特殊需要等。内在因素则指地理因素、矿床的自然价值、采收效率、投资效率等。有关外在因素属矿产经济学范畴,在此不再叙述。下面,着重介绍确定合理的开采品位指标。

在我国,品位指标一般由领导机关规定。近年来,由于强调了经济效益,这一问题引起了学术界的注意。

国外在确定矿石品位指标中,多采用传统的收支平衡法,基本计算公式为:

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由此可知,品位指标不是一个单纯的技术指标,而是一个根据经济价值的大小而变动的技术经济指标。那种不分矿床条件,不论时间地点,简单地规定一个脱离经济概念的一成不变的指标的做法,不利于矿产资源评价。在我国,各矿种的品位指标规定得偏低的是多数。

制定品位指标时,一方面应争取较好的经济效果,同时要考虑尽量充分地利用资源。我国一切矿产资源由国家统购统销,不能简单地以国家收购价格作为求算最低品位的标准。同一矿种的矿山,条件优劣相差很大,通常以矿山产品的平均成本加一定利润和税金作为收购价格。但若单纯地以此作为收支平衡法求算品位指标的标准,则将有近半数以上的矿山矿石的储量由于产品成本高于收购价格而变为开采不经济,显然不太妥当。若大幅度提高国家收购价格,则不仅给国家加重负担,而且使一些矿山轻易获利,造成新的问题。1982年,刘恩充、刘叙古提出“经济限额”或“成本限额”用以评价各种矿产资源,其含义是:条件最劣但尚应开采利用之矿石所生产的产品的最高允许成本。这一限额的作用是:凡是矿产品成本不小于限额的矿石都有开采利用价值,大于限额的没有开采利用价值。经济限额一般要比收购价格高,至于高到何种程度,则需通过分析研究资源保有情况以及国家的需要和生产能力现状而定。

如何制定资源利用的经济限额呢?

金属矿山产品(一般指精矿或铀的水冶产品)的成本与矿块地质品位、金属回收率、采选费用等影响因素的关系可用下式说明:

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式中:M——精矿含金属每吨的纯成本(元);

c——用于每吨矿石的开采费、选矿(水冶)加工费以及相应的运销费、管理费(元);

α——矿石品位(%);

γ——由于采矿贫化引起的品位降低率;

ε——选矿(水冶)回收率。

成本限额ML是指在最劣条件(即开采品位为允许的最低品位α低的矿石)时的产品成本,仍依上式:

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可见,影响矿产资源成本因素除α外,还有c、γ和ε。它们取决于:①矿床地质和水文条件;②矿体产状和空间位置;③矿石加工性质;④采、选(水冶)技术水平;⑤矿床开采方式;⑥采矿方法;⑦选用的选砂(水冶)流程;⑧所在地的经济地理条件。

因此,可得出下列结论:

(1)同一矿种,不同矿床,当采用统一的ML作为制定品位指标的依据时,因地质、地理条件等方面的不同,因而采用的采、选(水冶)方法和费用、开采贫化率以及选矿(水冶)回收率也就各异,最终各矿床的品位指标也就不同。

在对未发现资源作出估算时,如果按上级规定的统一的ML作为标准,评价者可邀各个领域的专家对当地各项费用作出估计,然后考虑该矿产资源中有多少符合经济开采条件的矿石量与有益组分含量。

(2)由于采、选(水冶)技术的发展影响着各个因素的变化,因此,相应地会引起品位指标的变化,如再加上供需情况和资源情况的发展变化对成本限额的影响,则品位指标就更需要了。因此,评价矿产资源时,应该不仅估计其平均品位,还要尽可能地获得品位分布的数据,以及相应的矿石吨数和金属吨数。

(3)就具体矿种而言,高级领导机关可以通过改变ML来加大或限制该种资源的利用,以利于提高经济效益和保护矿产资源。

下面,以铀矿为例,简要说明成本限额的制定办法。

首先,求出各实际矿床不同品位的储量分布数据,作出以不同品位指标α为限额的矿石吨数W的变化曲线,如图7-8所示。从该曲线上即可得到与任一α相应的Wi。然后通过资料分析,选取与不同品位指标相对应的c、ε、γ等值。从而计算出当采用不同α时的ML、总金属吨数Q,以及可回收金属吨数Q′,并求出当回收Q′时的总平均单位产品成本M。将ML、M、Q、Q′等值绘成曲线,如图7-9所示。这些曲线说明在不同成本限额ML的条件下,金属储量Q和回收金属Q′的变化情况。

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图7-8 品位与矿石吨位分布图

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图7-9 成本曲线图

将诸矿床相应值分别总合的ML-Q′绘成汇总曲线。图中MP为收购价格的水平线,当取任意的ML时,可得到相应的Q′i。曲线控制面积O-M0-N-Qi′代表生产产品Qi′时的总成本S,即:

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矩形面积O-Mp-Y-Oi′为总收入I,即I=MpQi′。两面积之差M0-Mp-Y-N为总利润P,即P=I-S,直线与ML-Q′曲线交点U是最高利润点,为此,相应的回收金属量为Qu′。当Q′自Qu′向右移时,则出现负利润(亏损),而且越往右其值越大。总利润等于最高利润与负利润之代数和。当移至Qm′时,曲线趋于直立,则Qm′值不再增大而达到最大值。但此时总利润也最小。为了做到经济上比较合理(即具有较高的总利润值),又要使资源利用程度保持较高水平(即Q′值也要较高),只能从Qu′与Qm′之间选择可采目标。

再作盈亏分析图如图7-10所示。曲线S-Q′为实收总金额吨数与企业总成本之间的关系曲线。图中增加了不变成本一项(即固定折旧总值),直线OX表示不同的Q′值与总毛收入I(I=MpQ′)的关系。直线与曲线的总坐标差为总利润。以作图法可以容易地求得最高利润点Qu′,即作平行OX的曲线切线,切点的横坐标即为Ou′。结果与图7-9同,图中Qu′=0.82Qm′。此点资料利用程度较低。为了多回收金属,选其右侧的Qr′作为目标,并从图7-9 ML-Q′汇总图中可得与Qr′相对应的MLR即为所求的成本限额。由图可得Qr′=0.94Q′m,说明MLR作为成本限额时资源利用程度较高,总利润也较高。

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图7-10 盈亏分析图

当MLR确定后,即可得:

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又因为c、ε都取决于α,因此上式只能用迭代法求解,即先估计一个近似的α低1,据此求得相应的c1和ε1,然后代入上式求得α低2,迭代到其值与前次值α低1相差小于某一规定值为止。

根据以上分析,影响成本限额最灵敏的是收购价格。而另一重要因素是储量(资源)中不同成本比重的分布状况,如低成本比重增加时成本限额则降低。在前两点不变的前提下,当采选费用普遍增加或减少时,对成本限额基本上不产生影响,只引起资源利用程度的减少或增加以及总利润的减少或增加。以上分析是针对已获得一定的有经济价值的储量而言的,对于未发现资源的估计自然会更粗略一些,风险也更大。

其次与矿产资源经济评价有关的另一重要问题是:何时投入勘探、勘探到什么程度为宜等等。为了以较少的投资获得较好的勘探效益,应注意以下几项:

①关于勘探时间。实质是勘探资金合理投放量和投放时间问题。以个旧锡矿为例,从实际投资额可知,在1980年的前、后两个阶段中,地勘和建设资金均在1亿元左右,而贴现值则前期为后期的5.73倍;投产矿山扩建工程所开发的资源,其地勘投资原值为1 583万元,贴现值到1982年(投产)则为1.51亿元,是原值的9倍。说明资金投入时间越早,累计偿还资金越大,会影响总体经济效益。因此,勘探时间是一个重要的经济问题。勘探时间的确定,必须根据矿床条件和可能的建设规模,选择分期勘探和建设的方案。

②关于勘探程度。个旧锡矿的一个重要特点是大矿体数量少而储量比例大,应该在抓紧掌握成矿规律的基础上进行勘探。由于大矿体的储量误差在计算总的保险度中占有举足轻重的地位,因此应侧重大矿体和富矿体的勘探程度。经济收益愈早,资金收益愈高,则偿还投资能力就愈强。为了保证在较短时间内偿还投资,必须有足够的高精度的先期可采量。从这里也可看到即使在矿区范围内,对未发现资源总量预测和评价的必要性。

③关于勘探手段。主要取决于矿体的变化、勘探阶段、埋藏特点以及经济因素等。

④其他因素。根据个旧锡矿的经验,有以下一些因素对经济效益影响显著:

第一,生产规模。三十多年的经验和统计数字表明:当锡产量为2 500~3 000t/年时,每吨锡金属产品利润可达1 500~2 000元;产量低于1 000~1 200t/年时,企业就亏损。因此,在客观条件可能、技术经济合理的条件下,应尽可能提高生产规模。

第二,出矿品位。出矿品位与开采过程中的损失、贫化关系很大。据统计,20世纪40年代损失贫化率比50年代高2~5倍,由此引起出矿品位降低。初步估算,每出1t矿石因此造成的经济损失为11.5元,全部开采的总经济损失达4.85亿元;以50年代损失贫化率计,则损失资金2.73亿元。可见经济潜力之大。

第三,产品价格。合理的产品价格不仅有利于提高本区的经济效益,而且可以保护资源。按照收支平衡原则,以国内价格计算,锡的最低经济品位为0.38%;而以国际市场价格计算,则为0.183%。如果以后者为准,对低品位矿石,甚至对锡品位为0.1%~0.2%的表外矿石进行顺便回收都是有利的。

个旧锡矿的这一分析,特别是其中一些值得注意的问题,有着比较广泛的意义,我们可以从中获得必要的经验。

总之,矿产资源的经济评价目前尚处于发展阶段,其中的方法亦很多,但不很完善,有待在今后工作实践中检验和提高。从发展情况看,有些方法是成功的,不仅能正确地进行矿产资源开发利用的经济可行性研究,指导开发利用的合理性、正确性,亦有益于本身理论方法的进一步完善,具有广阔的发展前途。

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