品位指标是合理拓大矿体空间的手段

■徐 焘

各种文献里常见的定义是：“品位指标是按有用成分含量高低区别矿体和围岩的标准”；或者说“品位指标是衡量矿化地质体是否值得开采的有用成分含量标准。”这些提法固然有正确的一面，但近似名词解释，或者叫同义反复。关键是空缺了“矿体”本身的定位，而且略去了矿化地质体的规模及其开发程度的前提。

规模过小的矿化地质体不论品位多高也不是矿体，更谈不上用什么样的品位指标来圈定它，而如此圈定“矿体”的失误的确发生过。

另一方面，矿化地质体的勘探和开采准备程度是有差别的，对作为矿体的质量要求也必须有相应的差别。

关于品位指标的通行解说都没有涉及到以上要点，于是就有一些非实质性的补充说明，比如：“品位指标影响矿区储量、平均品位、矿体形态”。话是不错，可品位指标有这些影响又怎麽办？附加的注解还有：“品位指标影响矿山规模、采矿方法、选冶工艺、资源利用率、开发效益等等。”但它们都不完全取决于品位指标。

那么品位指标到底该如何定义？

为了从地下资源中以有限的开发成本获得社会需要的矿产品有两个方面：

第一，合理扩展开发资源的空间。因为各个矿化地质体的规模及其不同部位的经济丰度、勘探程度和开采准备程度不同，拓宽矿藏开发空间的逻辑顺序就是：首先取用优等及其连带的中等和初等丰度的资源，然后取用中等和初等丰度的资源。品位指标此时的作用是：在利用有一定规模和开发程度的初等资源时把握其有用成分含量的下限，并由此来调节这个既需扩大也需控制的资源开发空间。

第二，在单位空间里把开发资源的深入程度提升到最佳点。为此就需要充分探明该空间里的矿藏、优化其矿石回采率、多种有用成分的选别和冶炼收得率。

开发矿藏的这两个方面互为因果并应协调一致。尽管不能过度拓宽开发矿藏的空间，但却应当把品位指标的作用集中到其中第一个方面，而让采矿、选矿和冶炼加工在第二个方面多出力。由此就可以对品位指标作以下定义：

定义：品位指标是在具有足够的规模、必要的勘探和开采准备程度的矿化地质体中，按照矿产品成本不超过目标市场价格的水平，为扩大矿体所把握的有用组分含量标准。

在矿量级别与品位和吨位参量的互动中，块段吨位毕竟是相对稳定的，所以把握其品位下限随级别而变的规律具有相对普遍的意义。传统的矿业章法虽然没有提出矿量分级与块段开发程度有关，也没有涉及矿量分级与块段吨位的关系，但是正确地突出了对块段品位的要求。然而我们需要留意在块段吨位有显著变化时调节品位指标，即把投入产出比落实到块段，而不只是针对标准规格的块段。

由于任何矿块必须有足够的吨位，而且有用组分的含量分布不均匀，就需要用一个下限质量标准来保证最初等丰度矿块的平均质量达标，这个下限质量标准就是品位指标（见表1）。用下限品位指标来保证矿块的平均品位达标的作用，就像用录取分数线来保证高校新生平均成绩的作用一样。

与农产品价格取决于低产田的产品成本一样，矿产品价格也取决于初等资源产品的生产成本，所以矿产品价格必与低品位矿块质量有关。但是由于矿块质量的不均匀性，目标市场价格与低品位矿块平均品位的对比关系将转化为影子价格与下限品位指标的对比关系。所以矿产品成本不超过目标市场价格的规则是通过品位指标与影子价格互动来实现的。

把对社会、经济和国内外形势的干预作用注入影子价格后，它就成为对品位指标体系有控制作用的宏观调控型影子价格。

表1 价格参量与品位指标互动

1 品位指标的级差律

既然矿块是按开发程度划分级别的，品位指标就理应按照矿块的级别来分别核定。当矿块的吨位足够大时，品位指标随矿块开发程度的上升而下降，比如利用一吨备采矿量比利用一吨开拓矿量的递增费用要少，因为要达到同样的投入产出比需要进一步投入的开发费用较少。这就是品位指标的级差律。[1]，[2]

级差系列的品位指标虽可表述为通式：

仍然需要以下的展开式：

式中Gw是精矿品位；k= (选矿实收率（1-采矿贫化率）) P是调整系数；W是特定矿产品的宏观调控型影子价格；是获取该矿产品的效益弹性指标。这几项参数取决于时间、地点和技术经济条件。由公式可知，各级矿量品位指标相对于宏观调控型影子价格是等效的。

因为各个矿区的开发作业成本不同，初等丰度资源某矿区的品位指标不能简单地移植到其他矿区，只能通过影子价格的中介换算为后者的品位指标。

随级别上升而递降的级差品位指标制能把某些原来品位稍低的表外矿提升到表内，所以陈绍荣认为：“判断表外矿能否利用必须引入级差品位的概念。表外矿量被利用的前提是其地质品位不小于级差品位”[3]。

尽管各个矿区乃至同一矿区不同部位的矿藏质量高低不等，由初等丰度资源的矿区获得产品时，按目标市场价格计应收支相抵，于是开发中等以上经济丰度资源的矿区将得到逐次升高的效益，这就使级差收益。

有专业人员虽然接受级差品位指标制，但不理会宏观调控型影子价格的作用，于是直接按市场价格定品位指标。南京铅锌银矿等企业在圈定含多种金属的矿体时更是把并非合理的“综合品位指标” 或“当量品位指标”注入级差制。[4]这些做法都离开了其创始者的初衷。当矿藏含有多种有用组分，而且它们各自的含量没有规律的变化，需要用效益弹性比较法直取最优化的利用途径，无需再拘守任何品位指标的约束。

2 传统的三项品位指标制是级差制的雏形

在传统的品位指标制中，二项和三项制的差别是后者多一项采区品位指标。二者的共同点是它们都包括可分解的工业矿量品位指标，含边界品位指标。采区平均品位和总储量对新区是必要的考核项目，而对运行中的矿山就无需重提，所以二项制其实就是后三项制。

传统的二项或三项制是被动的级差制，因为它们只是不甚自觉地顺应“级别升品位降”的法则，因此就不十分严格。直名的级差制主动顺应矿量分级的需要，所以能够力求精确。级差制既然是历史性的跨越，就并不全盘否定传统的三项制，只是推进后者，使级差品位指标制逐步取代传统品位指标制的规范地位。

工业矿量品位指标可以是对井区或剥离区、开拓水平或中段、采准和切割作业、以及有待选别的矿量中某一级开发目标高低有别的质量要求，因此是笼统的概念，必要时需作分解。裴其领就并用过开拓工业品位、采准工业品位、回采工业品位和出矿工业品位之称。[5]所以每当有“工业矿量”和“工业品位”的提法时，还需要进一步判断它们究竟是何所指。

1983年版的铅锌地质勘探规范中所举矿区工业品位指标的计算方法是：

既然此式只提到“矿区”，就越过了各级矿量的区别，从而留下了品位指标应当是几项的悬念。唯有把笼统的一项矿区工业矿量分解为随开发程度而变的各级工业矿量（见表2），才能理清观念，并把矿体边界预设在未来的备采块段外缘上。无暇过问矿山建设和开采诸多细节的开发者常常希望品位指标体系既低平又简略，得知有的矿山某时某刻只采用一项边界品位指标，于是就拿过来为我所用。然而开发矿藏是多阶段的过程，要从建基础设施开始，包括通路、通电、通水，剥离盖层或者用竖井和平硐开拓。这些投资能否收回是能否确定开发项目的关键。所以在品位指标计算公式中不容忽略开发项目分阶段的投资额。

如果工业矿量品位指标原来适用于露天矿剥离、竖井或主平硐开拓范围内的总储量，那么它对辖区内的开拓中段或水平就是够高的。要是把这个最初级矿量的工业品位指标调低后用于衡量开拓和采准矿量，并且因为矿化强度变化甚小而显得指标过于宽松，那么后者会形同虚设。这就象大猫能进的门洞，小猫更能进。倾向办露天大矿的欧美公司无意在品位多变的小矿脉上作精雕细刻的坑下探采结合，也就无意详细分级矿量和相应地设多级品位指标。

但是对矿化强度变化显著需要在坑下探采结合的矿种，诸如脉状或蜂窝状金矿、钨矿、锡矿、汞矿等等，把工业矿量由浅部向深部依次升级的过程中，即使总储量及其平均质量的变化程度还可以接受，某些块段的品位却可能不再合格。所以只有一项通用的工业品位指标会不够用，还需要加上开拓、采准、备采乃至入选矿量品位指标中的一项或几项，来跟踪块段品位是否能随着级别的上升继续保持合乎逐级降低的标准。不妨认为，开拓矿量、采准矿量、备采矿量、存窿或爆堆矿量的品位指标都是工业矿量品位指标随储量升级而繁衍的结果。

表2 品位指标随储量升级而递降

1909年以前立足于矿藏开发程度的三级矿量制虽始于坑下矿，但是当分级原则由开发程度收缩为勘探程度后，也能与露天矿所需三级制不尽严密地一一对应。这就像大小不一的寄生蟹都能找到可以栖生的螺丝壳那样。至于国外的三项品位指标制通行无阻地接轨到中国不论是露天矿还是坑下矿，不论是贫矿还是富矿，笔者分析其原因是：

第一，当矿体品位较高且起伏不大时，即使不按级差律降低较高级别矿量的品位指标，这些矿量也都会合乎质量要求；第二，在各矿区的多数开发阶段上只有二至三项品位指标起关键作用，常给人以“三项够了”的感觉，甚至对指标错位也不以为意；第三，勘查者关注找到新矿藏，开采者关注提高技术，他们对诡异的品位指标体系都无暇深究，不得已时就求助于富矿。

传统的三项品位指标制大体适用于只分为三个储量级别的露采富矿，以后被用到本应具有五至六个以上储量级别的坑采矿。虽然此时那三项品位指标必须定得稍高，就像批量制服必须略宽才能适应体形不一的穿戴者，但使用起来还是不十分顺手。正是在品位低贫资源紧缺的的坑下矿，传统的的三项品位指标制才必须由多项级差品位指标制取代。坑下矿级差品位指标制的发展又反过来促进了露天矿品位指标体系的严格化。

3 露天矿单项边界品位指标连带着多项品位指标

露天矿虽能把单项边界品位指标用于指导日常的回采作业，但另有各级矿量品位指标前后呼应。在新建大型露天矿，为了抵偿额度可观的基础设施、选厂、工业和民用建筑及其设备投资，做可行性研究时不仅要求整个开发区储量平均品位（比如含铁22%）比个别采区平均品位（比如含铁18%）高出必要的幅度，而且还要求有足够的总储量。在必须建专线铁路的矿山，它的投资要靠较高的全开发区总储量和质量支持。在基础设施已具备的矿区对总储量及其质量的要求就比较宽松，而且在开始基建后就无需重提。

为了支持露天矿个别采区的基建剥离所设工业储量品位要求（比如含铁18%）在完成基建剥离后也不必重提。

露天矿投产以后，不论是否保留工业品位指标的名称，为补偿早期工作量有限的扩帮剥离费用，有一个稍低的开拓矿量品位指标（比如含铁15%）来保证各开拓中段（水平）矿石的质量，它应当略高于边界品位指标（比如含铁11%）。而当矿化程度起伏平缓，以致开拓矿量品位指标即使误定得稍高于15%，也仍然可以接受，于是这项指标会被搁置。然而它到后来也不可少，因为如果深部扩帮剥离工作量上升到所涉矿量的品位和储量不足以支持其所需费用，就必须由露采转为坑采。

露天矿不设采准矿量，自然就无需其品位指标。于是露天矿在完成基建和中段（水平）开拓后只需要一项边界品位指标就能够控制回采作业的前锋。

露天矿的各项品位指标只适用于其剥离境界内直到倾角小于稳定边坡角的矿体下盘。在陡倾斜矿体下盘和任何矿体上盘，开采境界与局部品位和吨位直接有关，需要用效益弹性法确定。

4 各项指标是“台阶”，级差系列是“楼梯”

脱胎于传统品位指标制的级差品位指标制本身就要求对矿化特征、开发成本、市场价格等等信息作合乎逻辑的归纳，所以它已经包括了不尽周全的统计法、价格法、收支平衡法和利润法的合理内容，何须把级差制与后者再作甲乙丙丁式的罗列？

品位指标项数不是越少越好。少于实际需要的项数只会把事情弄得更麻烦。试想有五个身材不相同的运动员，而运动服只有大、中、小三种。让他们勉强穿戴会影响形象和比赛成绩，需要按体型修改，甚至重新量体裁衣。

提出级差品位指标制并非标新立异，而是按早就存在的级差律，给各级矿量分别核定“对号入座”的，以目标市场价格派生的宏观调控型影子价格为准的收支平衡品位指标系列见表2。

有三级品位指标制的支持者不假思索地认定，级差制只适用于矿山而不是地质队。这是因为他们习惯于单纯按勘探程度作矿量分级的百年章法，想不到改按勘探和开采准备程度融合的开发程度作矿量分级能贯通勘探和开采作业，并促进品位指标制的级差化。

既然级差制要求对各级开发对象都分设品位指标，就会有对剥离境界或井区范围内工业矿量吨位和品位的具体要求，由此也订正了“矿区工业矿量”的含义。露天矿的块段指有待剥离、开拓或回采的矿量。而坑下矿的块段则包含有待开拓、采准和切割的单元。矿藏勘查者不做如此的具体化，但只要能提供可靠的资源，按勘探线划分的块段也能使开采者“游刃有余”地作进一步处理。

5 不可偏信单项边界品位指标

由于形成矿房后的备采矿量可以被“蚕食”，它的取舍范围可小至回采作业中“一排炮”的崩落范围。这就使得用边界品位指标圈定矿体十分灵活。

用边界品位指标圈定的备采矿量包括无需剥离的露天山坡块段。但其它较低级别的矿量各自的品位指标都各有作用，所以用单项边界品位指标圈矿体有时过得去，有时过不去。多年前美国福录犹他公司把克里格法介绍到德兴铜矿的同时也做全采区的可行性研究。所以虽然克里格法当时只涉及到边界品位指标，不等于没有其它品位指标的要求。

唯有当若干级别块段的品位和吨位都达到各自标准的情况下，才可用边界品位指标把它们囊括为矿体。笼统地宣称“用边界品位指标划分矿体和围岩的界线”而忽略整个矿体的构成，就可能过度使用边界品位指标。

边界品位指标既然只是备采矿量品位指标，那么其它各级矿量的品位指标都同样有取舍矿量的功能。所以，如不提整个品位指标体系而只是单独解说边界品位指标，就象单独解说螺丝帽或者螺丝干那样只会把自己弄糊涂。

6 采下矿石、砂矿、废石和尾矿的品位指标

与各级矿量都带有上下两项品位参数一样，矿化程度的不均匀性使运往选场物料的平均品位要依靠它的下限品位指标支持。

在初等资源矿山，如果存窿或爆堆矿量品位十分均匀，后者将接近对采下矿石平均品位的要求。反之，则存窿或爆堆矿量品位下限Z要与所得矿产品的影子价格对应。此时其平均品位要对应目标市场价格。中等和优等丰度资源矿山的入选矿量平均品位必高于收支平衡点，所以无需过多考虑其品位是否均匀。此时需要控制的只是出矿截止或爆堆装车品位。

不妨按核定采下矿石品位指标的方法触类旁通地分别拟出砂矿、再生废石和尾矿的品位指标。吉林小西南岔金铜矿在利用历年堆存的含金废石中，按市场价格定平均品位而不是边界品位指标时，依靠虽然高低有别但平均品位合格来保证收支平衡。德兴铜矿起用了原划为废石的含铜0.25%-0.30%的物料也属此例。这些案例启示需要把重新评价和利用废石尾矿的作业经常化和规范化。

7 莫把矿化地质体当矿体

笔者只是在发现研究矿体的方式方法有时被淋漓尽致地无限发挥之后，才想到需要回到这个最初始的概念上来。尽管有一个超脱社会发展阶段的提法，称矿体是能够向人类提供有用产品的矿化地质体。但在商品社会中，还需要有工程经济学上的定义，包括在多阶段开发过程中对矿体变化着的规模和质量的要求。矿藏开发的方式方法多种多样，用各种要素来界定开发对象的办法也是如此，好在我们能够依靠适当的技术和经济指标系列来判断什么是有经济价值的矿体。

具有矿化标志的勘查对象仅仅是矿化地质体，而矿体或矿块则必须在相应的开发程度下具有最低限度的规模和质量。因此纯矿化地质体的研究不能涵盖对矿体的研究，后者需要提升到工程经济学研究的层次。这样的资源已被称为平衡表内矿量。如果把仅达边界品位指标的矿化地质体内的物质成分和它的轮廓描绘得无论多细致入微，也只是对其地质学特征的描述，不是对其工程经济特征的分析。所以严格规范矿体的定义就成了必不可少的一步。

定义：在商品社会中，矿体是具有最低限度的规模和质量的，经过勘探和开采准备的，从中所获产品的成本不超过目标市场价格水平的矿化地质体。

另一种误导，是把矿化地质体中可能有用的成分全部按市价换算成所谓的潜在价值，不计矿石采出率和有用组分的选别率，也不顾随社会需求而变的投入产出比。然而矿藏即使已被勘查，也合乎参考性质量标准，但受到财力限制还不能纳入长远开发规划，就不具有现实的经济价值，否则任何一把泥土乃至整个地球都有“潜在价值”。但是从来就没有能量无边的开发主体和容量无际的服务对象，何况耗竭了人类的生存空间也就牺牲了人类自己。

8 评西方的品位指标理论

在西方矿业界，会计师兰纳一直是最受称誉的品位指标专家[6]，他的理论始于而且至今仍偏重于露采富矿。兰纳认为最佳边际品位指标应当随行就市，在额定采选能力和市场容量的协调中使利润极大化。笔者肯定兰纳的精巧之处是能在旺季和淡季为牟取高利应时调度，但也看到它对于资源尚有前景但选矿能力有限的新矿山，扩建选厂才是基本的策略。何况，中国矿业界应当不求个别矿山在价格浮动中获取高利，而是为全局和长远的需求圈出更多的可采矿量。

当级差品位指标体系1964在中国诞生时，卡尔利斯在伦敦发表论文提到，进行矿藏评价无需计入“沉没成本”[7]。他似乎可以据此发现品位指标的级差律，但是他未能走这一步，因为西方流行的矿量分级制式缺少这样的兼容性。

专注采下矿石品位指标的让.米.冉杜明言承袭兰纳的理论。他曾提到为了企业短期厚利需要提高品位指标，为了企业长期薄利应当降低品位指标。[8]由于他没有作协调宏观和微观效益的分析，所以未能在二者之间找到优化点。

从1998年俄罗斯自然资源部颁发的勘探工作规程[9]和笔者近期的造访得知，俄罗斯目前实行的仍然是早年引自西欧盛行于露天矿的三项品位指标制。

欧美矿业公司着重高效露采亚非拉的大型富矿，既没有宏观效益之忧，也不搞近战、夜战那样的探采结合。而级差品位指标制恰好是中国矿业界尚未被西方认识的理论。正是坑采贫富多变的矿藏促使人们揭开了品位指标制的全貌。欧美不涉及级差品位指标制不是我们低估自己智商的理由。

9 矿量分级与级差品位指标制统一规范化前景

安徽省马山埠铜硫铁矿经过四十多年开发于1992年建成年处理7万吨原矿的选厂，但其下属荞麦山和铜厂两座矿山的生产能力一直低于预期水平，因为高品位矿早已采尽，低品位矿量的利用价值又长期不定。在杭州建铜集团公司实施级差品位指标制后，荞麦山铜矿2003年底核定了工业储量219万吨，铜品位0.98%，硫品位17.6%，其中采准和备采储量50万吨，缓解了资源紧缺[10]。

山东省蓬莱市大柳行金矿始建于1985年5月，有三个分矿一个选厂，采选能力1000吨/日，世纪之交年产黄金约1200千克。据2000年报导[11]，该矿靠级差品位指标制起用了低于边界品位指标1.84克/吨但平均品位高于1.54克/吨的存窿矿，增产了31公斤黄金，增收了250万元。矿山还把官庄二号井2312号矿房品位仅达到1.2克/吨的7000吨存窿矿，与3310号矿房品位仅达2.8克/吨的存窿矿量5000吨按2.5/1的比例搭配，增产7.5公斤黄金和增收60万元。

河南省秦岭金矿金洞岔采区1975年保有矿量的平均品位曾高达16.56克/吨，1984至1990年保有矿量的平均品位已大幅度降低到5.00克/吨，而且在深部和外围都没有找到后备资源。当时采用的各级矿量品位指标见表3。该矿虽然尚未摆脱直接按市场价格求品位指标的局限性，但毕竟靠突破固态的三级品位指标制起用了大量低品位矿。

表3 秦岭金矿一九九一年各级矿量品位，克/吨

秦岭金矿对传统品位指标制和级差制的“结合”作了如下的解释： “工业指标与级差品位在应用上的区别是，在块段和金矿储量计算上报时用工业指标，在指导中段或块段开采时用级差品位来衡量。”[5]就是说，上报的是传统的三项品位指标和较少的矿量，使用的是级差品位指标和更多的矿量。在受理呈报资源机构尚能接受偏低的资源平衡表期间，矿山保有的储量总是经得起检查。这是一种非常过渡的状况，它预示了储量管理制度不可逆转的改革方向，就差上下一致面对现实了。

采用级差品位指标制已经有诸多成功的案例，但陈敛蜕多年前对全行业的看法仍然反映目前的一般情况。他说：“阶段级差品位的计算应用问题已为绝大多数矿山技术工作者接受，但在少数黄金矿山仍然没有引起足够的重视。”[12]

石江萍和李程光说得好：“级差品位指标体系是在风险性勘查、开发中产生的。它既与这个全过程相伴，也与其阶段成果相关联，从而能通用于勘查和开发的各个阶段。”[13]作者们也发现级差品位指标制还有起用表外矿的功能。这不只对某些矿山是起死回生之道，而且对任何矿山都有用，因为它们无一例外地都有资源耗竭之日。

对级差品位指标制一时未作深究并不是把它长期边缘化的理由。我们把级差品位指标制纳入规范的意向说在前面，使人们有足够的时间考察它，再通过论证和答辩得出结论。

[1]徐焘,钱抗生.岿美山钨矿勘探程度研究报告[M].北京:冶金工业部北京地质研究所,1965.

[2]徐焘（署名薛建之）.对矿石工业品位指标的几点探讨[J].地质与勘探,1974(4):28-33.

[3]陈少荣.用倒推法计算河台金矿级差品位[J].南方钢铁,2000(3):18-21.

[4]项长兴.多金属矿山采用综合级差品位指标的探讨[J].金属矿山,1994(7):17-20.

[5]裴其领.利用级差品位指标扩大黄金矿山贫矿资源的利用率[J].河南地质，1993(3):222-225.

[6]K.F.Lane.The economic definition of Ore.cut-off grade in theory and practice[M].Mining Journal Books Limited, London, 1991.

[7]D.Carlise.Economic aspects of the definition of ore.Transaction A[J].Institute of Mining and Metallurgy.1964(12):89-99.

[8]Jean-Michel Rendu.An introduction to cut-off grade estimation[R].SME, 2008:87-88.

[9]Распоряжение Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 13 января 1998 г.Временные методические рекомендации по гологоэкономической оценке промышленного значения месторождений твёрдых полезных ископаемых.

[10]郑俊洪.浅谈宣城华通矿业公司的级差品位管理[J].矿业快报,2004(9):25-26.

[11]吴忠良,等.应用级差品位指标动态评价矿山生产过程[J].黄金,2000(8):28-29.

[12]陈敛蜕.阶段级差品位及其应用[J].黄金,1990(7):45-48.

[13]石江萍,李程光.论矿产勘查开发经济评价储量级差品位指标问题[J].中国地质,1998(3):43-45.