我國鉛鋅礦床的共伴生礦綜合勘查評價指標探討

劉正軍 周厚祥 趙亞輝 海俊杰 李成 張林

摘 要 本文從元素的地球化學親和性著手，說明鉛鋅礦共伴生組分組合的基本特點。筆者結合若干綜合勘查評價的典型礦床，介紹了我國鉛鋅礦床綜合勘查評價的現狀。在此基礎上，在研究共生礦產綜合勘查評價方法時，分共生礦產（分同體共生、異體共生）和伴生礦產研究，提出同體共生礦床應以綜合工業指標代替單一指標的建議；對典型礦床的綜合勘查評價伴生元素和采用的指標進行歸納、分析與綜合，建議鉛鋅礦伴生元素的綜合勘查評價指標以值域為宜，并提出具體綜合勘查評價參考元素和指標建議。

關鍵詞 鉛鋅、共伴生礦、綜合勘查評價、規范、現狀、指標

中圖分類號：P624.6 文獻標識碼：A

Abstract： Starting from the geochemical affinity of the elements， the basic characteristics of the associated composition of lead-zinc deposits are explained. Based on some typical mineral deposits with comprehensive exploration and evaluation， the author introduces the present situation of comprehensive exploration and evaluation of lead-zinc deposits in China. On this basis， the study of symbiotic minerals （consubstantiality symbiosis， allogenic symbiosis） and associated minerals is studied in the study of the comprehensive exploration and evaluation method of symbiotic minerals. It is proposed that the consubstantiality symbiotic ore deposit should replace the single index with the comprehensive industrial index， and the associated elements of the comprehensive exploration and evaluation of the typical ore deposits and the indexes adopted are classified. It is suggested that the comprehensive exploration and evaluation index of the associated elements of lead-zinc mine should be on duty， and the specific reference elements and indicators for comprehensive exploration and evaluation are put forward.

Keywords： lead and zinc； symbiosis and associated mine； comprehensive exploration and evaluation； index

0 引言

中國鉛鋅礦資源豐富，儲量居世界前列，主要集中在云南、內蒙古、廣東、甘肅、湖南、四川、山西、青海、廣西、福建等省（區）。我國獨特的地質環境導致形成大量的復合性礦床，單一成分的礦產少，共、伴生礦產多。鉛鋅共伴生有銅、鐵、硫、金、銀、錫、銻、鉬、鎢、鎘、銦、鎵、鍺、硒等元素，共計多達50多種。尤其是銀，許多鉛鋅礦床實為鉛鋅銀礦床或銀鉛鋅礦床，其儲量占全國銀儲量的60%以上[1]。在選采冶過程中綜合回收銀的產量，占全國銀產量的70%～80%，共伴生金的儲量和產量也相當可觀[2]。

我國現行鉛鋅礦綜合勘查評價主要依據規范——《礦產資源綜合勘查評價規范GB/T 25283—2010》（以下簡稱《綜合勘查規范》）和《銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范DZ/T 0214—2002》。而現在很多共伴生礦產綜合利用技術手段日新月異，勘查新技術、新方法、新理論經過不斷改進，原本無法綜合利用的資源變得可以利用；加之社會發展和國家政策對礦產資源綜合利用提出了更高的要求，原本不需要綜合利用的資源，也因為國家資源戰略和生態文明建設戰略變得需要綜合利用。綜合勘查評價指標也需要及時跟進，進行進一步細化、規范化、標準化。加強對共伴生資源合理的綜合勘查綜合評價和綜合利用，是我國加強礦產資源管理、資源節約利用和環境保護的必然趨勢[3]。

因此，有必要研究我國鉛鋅礦床共伴生礦產資源賦存情況，查清其綜合勘查評價現狀，探討評價元素及其評價指標，以便更準確、科學評價鉛鋅礦床的共伴生礦產資源。

1 鉛鋅礦床常見的共伴生礦產

元素的地球化學親和性決定了元素共伴生結合規律，研究共伴生組分組合特點，可從礦物的主要元素的親和性著手。鉛鋅元素具有親硫性的地球化學特征，鉛鋅通常與硫元素結合形成PbS（方鉛礦）和ZnS（閃鋅礦），這也是鉛鋅礦最常見的兩種礦物。

根據戈爾德施密特的分類，地殼中的元素在其特定的溫度、壓力和酸堿環境中，部分元素互相組合，形成了特定的共生結合規律。其中親硫元素（親銅元素）的金屬離子具有8-18過渡型結構，與硫親合力強，易于極化而與易極化的硫離子形成共價鍵，易熔于硫化鐵熔體的元素。方鉛礦和閃鋅礦中，除了Pb和Zn元素，以S元素為主。而主要親硫元素有Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、In、Tl、Ga、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Fe等。在300℃條件下，對硫親和力最強的為Zn2+，依次降低的系列為：Zn2+>Mo4+>Sn2+>Fe2+>Pb2+>Cu+>Ni2+>Co2+>Fe4+>Sb3+>Hg2+（斯米爾諾夫，1985）。鉛鋅礦床常見的共伴生組分有：Cu、Co、Ni、Hg、Bi、W、Sn、Mo、Sb、Ag、Au、Cd、In、Tl、Ga、Ge、As、Se、Te、Fe等。鉛鋅礦床中的共伴生組分，幾乎全部都是上述這些常見的親硫元素[4]。

2 鉛鋅礦床綜合勘查評價工作現狀及相關討論

我國鉛鋅礦床共伴生礦產資源的綜合勘查評價工作參照規范執行，主要規范有《綜合勘查評價規范》和《銅、鉛、鋅、銀、鎳、鉬礦地質勘查規范DZ/T 0214—2002》，這兩份規范中，鉛鋅礦各主要礦床類型共伴生礦產和鉛鋅礦伴生組分綜合勘查評價最低品位參考指標等要求都基本一致，此處不再列舉。

近十多年來，我國鉛鋅礦的勘查工作中，大部分都對鉛鋅礦的共伴生組分進行了綜合勘查評價，勘查評價基本參照《綜合勘查評價規范》，部分進行適當調整。筆者按照《綜合勘查規范》中的礦床類型分類，選擇大型及以上規模的代表性礦床，結合礦床共伴生礦種綜合勘查評價的情況，每類型選取了1～4個大型礦床作為綜合勘查評價的典型礦床[5]，研究每個綜合勘查評價典型礦床的共生礦產（分同體共生、異體共生）和伴生礦產的礦種、綜合勘查評價指標、評價方法等方面的內容。

2.1 同體共生礦產綜合勘查評價現狀及討論

2.1.1 綜合勘查評價現狀

根據本次研究的典型礦床同體共生礦綜合勘查評價情況表（表 1），同體共生礦產的評價指標大部分采用共生礦產的原勘查規范進行評價，也有個別特例，如湖南桃林礦床，綜合勘查評價螢石采用的是綜合工業指標。

2.1.2 綜合勘查評價方法和指標討論

因同體共生礦產資源通常可以一同開采、綜合利用，綜合開采時所需成本較分別開采要少得多，這種有同體共生礦的綜合性礦床中，除有一種或幾種主要組分外，還有各種可供綜合開發利用的共生礦石、礦物或元素，它們在地質、技術、經濟方面都是緊密聯系不可分割的，應進行整體研究，綜合圈定和計算儲量。這種情況下，建議采用綜合工業品位指標取代單一品位指標。而現今的礦床進行勘查評價時，僅個別礦山綜合考慮主礦種和共生礦種的關系，制定了綜合工業指標。共生礦產評價的綜合工業指標，在《綜合勘查評價規范》附錄R中提出了計算公式。

例如桃林鉛鋅礦，礦區為綜合性的鉛鋅螢石綜合礦體。在后期儲量圈定和估算時，以鉛為主組分，鋅和螢石作為共生組分評價，礦區采用2007年湖南省國土資源廳下達的新工業指標估算資源儲量，新工業指標內容為：①邊界品位：綜合鉛當量1.2%，②礦體最小圈出厚度2 m，③夾石最小圈出厚度8 m。鋅和螢石全部換算成鉛當量進行評價，不單獨設立工業指標。綜合鉛當量的計算公式為：綜合鉛當量（%）=鉛品位+鋅品位乘系數0.573+螢石品位乘系數0.057。此項指標從1986年1月1日起，經長沙公司（85）中色長生字第072號文批準[6]。

2.2 異體共生礦產綜合勘查評價現狀及討論

2.2.1 綜合勘查評價現狀

鉛鋅礦床的異體共生礦產（表 2），進行綜合勘查評價時，主要有兩種情況。第一種，若主礦種的礦體與共生礦種的礦體在平面上不在同一位置，其評價指標基本上互相不影響或影響較小，評價指標采用各自的規范。如湖南寶山鉛鋅礦、蘭坪金頂的鉛鋅和石膏礦。第二種，若主礦種礦體和共生礦產的礦體在平面上重疊，產出關系呈現上下重疊、平行排列，則主礦種與共生礦產的工業指標應是互相有一定影響的，勘查工程布置也會因此發生變化。鑒于此類實例極少，本文未開展相關研究，不予討論。

2.2.2 綜合勘查評價方法和指標探討

對于以上介紹的一種情況，筆者認為，評價指標基本上互相不影響或影響較小，評價指標采用各自的規范是合理的。湖南寶山鉛鋅礦中異體共生的Cu、Mo的邊界品位分別為0.3%和0.04%，工業品位分別為0.5%和0.08%，銅礦工業指標都取工業指標一般要求的上限值，鉬礦工業指標高于一般要求（邊界品位0.03%，工業品位0.06%），顯然其工業指標的選取未綜合考慮鉛鋅礦產共生的影響而降低。對于第二種情況，他們在開采技術條件和經濟因素等方面互相影響，筆者以為，兩個礦種的工業指標可適當降低，但本次并未找到相關典型礦山進行例證。

另外，本次研究的典型礦床中，在湖南寶山鉛鋅礦中發現上部鉛鋅礦體，下部鉛鋅銅鉬礦體，勘查過程中，并未適當調整各礦種的品位指標和勘查工程間距，但會綜合考慮控制程度，對控制不夠的異體共生礦產資源儲量級別予以降級處理。

2.3 伴生礦產綜合勘查評價現狀及討論

2.3.1 綜合勘查評價現狀

經總結，現有礦山的伴生礦產進行綜合勘查評價，評價方式大體有以下三種情況：

第一種，嚴格按照規范，評價規范中指出的可能存在的元素，按照規范中的參考指標。采用此種方式評價礦床共伴生組分的典型礦床有：

云南會澤礦山廠伴生Ag、Ge、Cd；湖南寶山伴生S、Au、Cd；甘肅廠壩伴生S、Tl、Ag、Cd（另有伴生Ga、Ge、In后文討論）；廣西泗頂伴生Cd、S、Ag；廣西拉么伴生Sn、S、Ag、As、Cd；湖南黃沙坪伴生Ag、Cu、S；湖南水口山（康家灣）伴生Au、Ag、S、Cu、Cd、As、Ga、Ge、Te、In、Tl。湖南東坡伴生F（CaF2）、Au、Cu、S、In、As、Bi；甘肅白銀廠小鐵山伴生S、Au、Ag、Cd、Tl；青海錫鐵山伴生Au、Ag、S、Cd、Sn、In、Ga、Cu、As；湖南桃林伴生Cu、Ag。

第二種，參照規范中指出的可能存在的參照指標，適當進行調整，包括適當調整評價指標（升高或降低）和不設置指標限制。不設置伴生礦產的指標限制的作法，是在勘查階段對其品位進行測定后，根據實際品位估算伴生礦產資源量，按照有多少算多少的原則估算，對于此類伴生礦產的綜合勘查評價，筆者認為實際上是將指標降低為0的作法，實是大大降低了規范中的評價指標。采用第二種方式評價礦床共伴生組分的典型礦床有：

廣東凡口[7]伴生Cu、Sb、Bi、Hg、Au、Ag、Ga、Ge、Cd、In，甘肅廠壩部分礦產伴生Ga、Ge、In，云南蘭坪金頂[8]伴生Ag、Cd、Sr、Tl、S進行綜合勘查評價時，都未設置指標，按照實際品位進行資源量估算，有多少算多少；甘肅白銀廠小鐵山[9]In的評價指標為0.0005，Se的評價指標為0.0015；湖南桃林同體共生螢石CaF2進行綜合勘查評價時，采用的是計算綜合工業品位的方法，而伴生Ga、V進行綜合勘查評價時，未設置指標，有多少算多少。

第三種，規范并未給出綜合勘查評價的參照指標。如伴生鈷的評價指標尚無統一規定，而德爾尼鉛鋅礦床、江西七寶山鉛鋅鐵鈷礦床、甘肅白銀廠小鐵山，矽卡巖型礦床、砂礫巖型礦床中，均有共伴生Co的存在。一般選冶性能好的礦石，含鈷品位大于0.01%。鈷精礦的品位0.2%便有價值，如果金屬礦床規模大、礦石綜合回收效果好。

另外，有部分礦床評價的有害元素，并未在《綜合勘查規范》中提出，如甘肅廠壩有害元素Sb；湖南黃沙坪有害元素Mn、P、Ca、SiO2；湖南東坡有害元素Mn、P、Ca、SiO2；甘肅白銀廠有害元素Sb、Co。

2.3.2 綜合勘查評價指標探討

從鉛鋅礦床的伴生組分綜合評價現狀來看，多數是直接利用相應規范提供的參考指標。但存在不合理的現象：第一、評價組分確定不全面，如伴生鈷的評價尚無統一規定；第二、有些礦種規范中確定伴生礦產的綜合評價指標偏高，如伴生硫，有些礦床評價時確定的綜合評價指標偏高，有時可達到或超過該礦種的邊界品位甚至接近一般最低工業品位的要求。二者均不利于減排增效。第三、環境政策對綜合指標確定提出了新要求。有些對人居環境影響嚴重的伴生組分，如鎘、汞、砷、鉈等的指標，不利于減排防污。第四、對伴生組份綜合評價指標的應用差別大。有些嚴格按照主礦種規范要求，有些依據礦石質量和選冶工藝進行了調整，有些不考慮指標要求，采取有多少算多少的簡單辦法，如銦、鎵、鍺、硒等。

基于目前對伴生指標的研究，無法判斷對伴生礦產的綜合勘查評價指標進行的調整是否更合理，因此，本文更傾向于將指標設置成值域更為合理（周厚祥、劉正軍等，2017），也更符合目前規范指標的主流作法，因此本文建議此類伴生礦產的指標修改為值域。

基于以上討論，筆者主要對以下幾個伴生礦產的指標進行討論：

In、Ga和Ge：廣東凡口和甘肅廠壩等礦床在對In、Ga、Ge進行綜合勘查評價時，均未設置指標，湖南桃林評價Ga也未設置指標，而甘肅廠壩中Ga、Ge的實際平均品位分別為0.000726%、0.000084%，甘肅白銀廠小鐵山的Ge實際平均品位為0.00065%，低于評價指標0.001%；甘肅白銀廠小鐵山鉛鋅礦床中的In采用的指標為0.0005%。建議適當降低指標，建議伴生In、Ga和Ge規范指標均0.001%改成0.0005%～0.001%。

Se：甘肅白銀廠小鐵山鉛鋅礦中評價Se所采用指標為0.0015%，建議伴生硒礦規范指標0.001%改成0.001%～0.0015%。

S：部分礦山對S的綜合利用較普遍，且利用的品位較低，已達到2%，而云南蘭坪金頂實際估算S資源量時并未設置指標限制，有多少就估算多少，因此，建議伴生硫礦規范指標4%改成2%～4%。

F（CaF2）：螢石在鉛鋅礦中普遍伴生，且由于其價格穩定趨高，在鉛鋅開采中的經濟意義較大，加強回收可以增加經濟效益，還可以減少氟污染。建議伴生螢石礦規范指標由5%改為2%～5%。

第三種，規范并未給出綜合勘查評價的參照指標。如伴生鈷的評價指標尚無統一規定。鈷精礦的品位0.2%便有價值，如果金屬礦床規模大、礦石綜合回收效果好。建議增加鉛鋅礦床伴生組分Co的評價指標，指標參照銅、金、硫鐵礦中伴生Co的指標——0.01%，暫定為0.01%。

另外，根據環境保護部發布的公告 2012年 第18號“鉛鋅冶煉工業污染防治技術政策”中的“二、清潔生產：（一）為防范環境風險，對每一批礦物原料均應進行全成分分析，嚴格控制原料中汞、砷、鎘、鉈、鈹等有害元素含量。……（四）應提高鉛鋅冶煉各工序中鉛、汞、砷、鎘、鉈、鈹和硫等元素的回收率，最大限度地減少排放量。”嚴格控制有害元素汞、砷、鎘、鉈、鈹的含量，提高其回收率。因此，綜合考慮環境保護的因素和部分礦床對Cd、Tl進行綜合勘查評價時不設置指標的作法，建議適當降低部分元素的綜合勘查評價指標：Cd：0.01%改成0.005%～0.01%；Hg：0.005%改成0.003%～0.005%；Tl：0.001%改為0.0005%～0.001%；As：0.2%改為0.1%～0.2%。

3 綜合勘查評價建議

3.1 鉛鋅礦床的共伴生礦產

通過上文分析、討論，認為同體共生礦產資源進行綜合勘查評價時，建議采用綜合工業品位指標取代單一品位指標。建議主要鉛鋅礦床各類型可能存在的共伴生礦產需要新增，具體建議見表3。

3.2 鉛鋅礦伴生組分的綜合勘查評價指標

通過對每種伴生元素的綜合勘查評價現狀進行整理、研究，提出鉛鋅礦伴生組分綜合勘查評價最低品位參考指標建議，建議其中S、Cd、In、Ga、Ge、Se、As、Hg、Tl、CaF2等伴生組分的綜合勘查評價指標由固定的單一指標，改成范圍值指標，具體見表 4。

參考文獻/References

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[4]張德會.成礦作用地球化學[M].地質出版社，2015.

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[9]王懋海.甘肅省白銀市小鐵山資源儲量核實報告[R]. 甘肅省白銀市小鐵山資源儲量核實報告，2014.