基于多指標(biāo)的廣西鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)

劉得輝 ，王永志 ,，梁標(biāo)志 ，霍雨佳 ，高旭 ，孟祥卉

（1.吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林 長春 130026；2.吉林大學(xué)綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測研究所，吉林 長春 130026；3.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023）

國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開礦產(chǎn)資源的支撐[1]，各種礦產(chǎn)資源的有效利用與合理開采對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要[2]，戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源更具有難以替代的作用。美國、日本等發(fā)達(dá)國家已建立較完善的礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備評(píng)價(jià)體系[3]。我國也陸續(xù)開展了戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源綜合利用探索研究[4-5]，礦產(chǎn)儲(chǔ)備的戰(zhàn)略定位和意義逐漸清晰[6]，可根據(jù)急缺礦種及國際形勢進(jìn)行全面儲(chǔ)備研究[7]。

為保證社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，有效應(yīng)對突發(fā)事件，保障經(jīng)濟(jì)及國防安全，制定國家礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備迫在眉睫[8]。國務(wù)院批復(fù)的《礦產(chǎn)地儲(chǔ)備工程實(shí)施方案》通過確立儲(chǔ)備目標(biāo)靶區(qū)、明確儲(chǔ)備方式，旨在形成全國礦產(chǎn)地儲(chǔ)備規(guī)劃布局[9]。中國地質(zhì)調(diào)查局實(shí)施的“全國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備調(diào)查與評(píng)價(jià)”項(xiàng)目，探索了國家層面的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備規(guī)劃方法。2017-2020年已完成新疆、西藏、內(nèi)蒙古、甘肅、廣西、江西等13個(gè)省(自治區(qū))的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備調(diào)查與評(píng)價(jià)工作，初步建立符合我國基本國情的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備體系。

礦產(chǎn)地儲(chǔ)備作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備的一種形式，可以保證礦產(chǎn)資源的持續(xù)供應(yīng)[10]、穩(wěn)定和調(diào)節(jié)市場平衡、抗御金融風(fēng)險(xiǎn)[11]，還能保障國家安全和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[3,6,12]。儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的規(guī)模、布局和結(jié)構(gòu)隨著國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)政治局勢、礦產(chǎn)資源形勢以及地理位置等因素的變化而調(diào)整[13]。在礦產(chǎn)資源供應(yīng)平衡或資源利用格局發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)有序?qū)?chǔ)備的礦產(chǎn)地開發(fā)使用，但當(dāng)前仍采用傳統(tǒng)的定性方法決定對某個(gè)礦產(chǎn)地進(jìn)行開發(fā)利用，尚無定量化的儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采適用評(píng)價(jià)方法。本文基于多指標(biāo)決策(MCDM)框架[14-16]，利用層次分析法(AHP)創(chuàng)建儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采評(píng)價(jià)體系，采用ArcGIS軟件的空間分析與挖掘方法，加權(quán)疊加分析研究區(qū)內(nèi)各鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢度，為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)，對實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展及提高礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。

1 研究區(qū)及數(shù)據(jù)集

1.1 研究區(qū)概況

廣西鋁土礦主要分布于桂西、桂西南和桂中地區(qū)，桂西-黔西南-滇東南北部(右江地槽)成礦帶及湘中-桂中北成礦帶，礦床類型主要為風(fēng)化堆積型及沉積型。礦產(chǎn)資源開發(fā)時(shí)間較晚，上世紀(jì)70年代才在已查明資源儲(chǔ)量的平果縣那豆等地開始小型鋁礦山開采，每年出口熟鋁礬土礦石3～5萬t，部分留作金剛砂等磨料加工的原材料，礦產(chǎn)資源的有效利用較低。廣西鋁土礦自80年代才作為提煉金屬才取得大規(guī)模的顯著開發(fā)和利用。

空間區(qū)域選擇南寧市的賓陽縣、橫縣，貴港市的港北區(qū)、港南區(qū)、覃塘區(qū)，來賓市的興賓區(qū)、武宣縣，共計(jì)7個(gè)相鄰的市級(jí)空間區(qū)域作為研究區(qū)。區(qū)內(nèi)分布8個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地（圖1a）。

圖1 研究區(qū)及路網(wǎng)緩沖區(qū)分布Fig.1 Distribution of the study area and the road network buffer zone

根據(jù)廣西省鋁土礦的成礦特征，該礦種的儲(chǔ)備礦產(chǎn)地優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)是具有中型及以上資源儲(chǔ)量的鋁土礦的礦床。通過系統(tǒng)分析廣西鋁土礦勘查成果，初步篩選出大圩、六相、校椅、石塘、云表-長寨、石牙、稔竹-王靈、三里-大嶺等8個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地，累計(jì)查明(保有)鋁土礦資源量共約3.04億t[17]。

1.2 數(shù)據(jù)集

研究使用的儲(chǔ)備礦產(chǎn)地、礦業(yè)權(quán)等數(shù)據(jù)取自中國地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“全國戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備調(diào)查與評(píng)價(jià)”的廣西壯族自治區(qū)成果數(shù)據(jù)(梁標(biāo)志等，2021)。將MapGIS格式原始文件轉(zhuǎn)為對應(yīng)ArcGIS文件；人口、GDP數(shù)據(jù)從2021年廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒及區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒獲取，并計(jì)算研究區(qū)各縣域的人均GDP；路網(wǎng)數(shù)據(jù)從OpenStreetMap官網(wǎng)(https://www.openstreetmap.org)下載，并計(jì)算研究區(qū)路網(wǎng)密度；廣西壯族自治區(qū)30 m分辨率數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)取自地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http://www.geodata.cn)；坡度由廣西壯族自治區(qū)30 m分辨率DEM計(jì)算得到；土地利用類型來自ESRI用深度學(xué)習(xí)從10 m哨兵影像數(shù)據(jù)的提取(https://esri.maps.arcgis.com)。

2 評(píng)價(jià)方法及體系

2.1 評(píng)價(jià)方法

采用層次分析法(AHP)和GIS空間分析(SA)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，AHP主要將目標(biāo)分解為多指標(biāo)的定性和定量分析，SA對地理空間目標(biāo)進(jìn)行形態(tài)結(jié)構(gòu)分類后，對目標(biāo)空間關(guān)系和行為進(jìn)行描述，為進(jìn)一步空間決策提供服務(wù)的功能體系。AHP和GIS空間分析相結(jié)合廣泛應(yīng)用于選址決策、適宜性綜合評(píng)價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害分析等領(lǐng)域，用于礦產(chǎn)資源開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)將為開采優(yōu)勢度提供量化決策依據(jù)。

礦產(chǎn)資源開采活動(dòng)處于不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過程[18]，不同條件下礦產(chǎn)開采優(yōu)勢差異較大，單一因素分析難以客觀判斷礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢情況，多種指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)礦產(chǎn)資源開采優(yōu)勢度將更為科學(xué)[2,19]。以研究區(qū)的交通運(yùn)輸及供電條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及資源狀況、地形條件、土地條件和礦床開采技術(shù)條件及地質(zhì)特征等建立評(píng)價(jià)體系，結(jié)合禁采區(qū)、開采成本、礦政管理等多種因素，綜合考慮各鋁土礦的儲(chǔ)備礦產(chǎn)地整體開采優(yōu)勢。根據(jù)各評(píng)價(jià)因子對儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢的影響程度劃分不同等級(jí)，各等級(jí)開采優(yōu)勢的貢獻(xiàn)度具有一定差異性（如禁采區(qū)內(nèi)評(píng)價(jià)因子的儲(chǔ)備優(yōu)勢為0）。結(jié)合各因素對實(shí)際礦產(chǎn)資源開采的影響程度及價(jià)值，利用AHP法對所有評(píng)價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩重要性對比，建立比較矩陣，經(jīng)矩陣運(yùn)算求得準(zhǔn)則權(quán)重[20]；采用GIS空間分析加權(quán)疊加多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算得到各儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢度。

2.2 構(gòu)建評(píng)價(jià)體系

2.2.1 評(píng)價(jià)因素

(1)交通運(yùn)輸與供電

路網(wǎng)因素作為礦產(chǎn)資源開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，是礦產(chǎn)品、原材料等運(yùn)輸通道，以鐵路、高速公路以及一級(jí)公路、二級(jí)公路等為主。交通便利區(qū)域?qū)⒂兄诘V產(chǎn)資源的運(yùn)輸，依路網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算路網(wǎng)密度(圖1b)，路網(wǎng)密度越大，交通優(yōu)勢越高，運(yùn)輸能力越強(qiáng)[21]，利于降低礦產(chǎn)開采成本。按鐵路、公路的運(yùn)輸影響程度做不同緩沖區(qū)，對主要公路分別做1、5、10、15 km的緩沖區(qū)(圖1c)，鐵路則生成5、10、20、35 km的緩沖區(qū)(圖1d)。根據(jù)鐵路和公路安全保護(hù)條例及礦產(chǎn)資源法規(guī)定，將距鐵路1 km和高速公路300 m范圍劃為礦產(chǎn)開采活動(dòng)禁采區(qū)域。在道路禁采區(qū)以外，離道路越近其運(yùn)輸能力越強(qiáng)，交通運(yùn)輸優(yōu)勢越高，反之越低。

供電條件對礦產(chǎn)開采有著重要的影響，開采設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及企業(yè)運(yùn)營均需要電力支持。充足供電是礦產(chǎn)資源順利開采的保障。反之，將一定程度上限制礦產(chǎn)開采。本研究區(qū)各儲(chǔ)備礦產(chǎn)地供電條件充足。

(2)地形

地形因素主要包括高程(圖2a)和坡度(圖2b)。不同地形環(huán)境對開采活動(dòng)的影響程度不同。地形坡度越大，礦產(chǎn)開采誘發(fā)山體滑坡和礦山坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的可能性越高，生態(tài)環(huán)境越容易遭到破壞，礦產(chǎn)開采的安全風(fēng)險(xiǎn)越高。同時(shí)，隨露天開采的剝采比增高，引發(fā)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較大；在坡度較小且開采有利區(qū)，其風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)較低。坡度、剝采比等相同條件下，海拔越高對開采設(shè)備和開采技術(shù)要求更高，費(fèi)用將越大，可能降低礦產(chǎn)開采經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 DEM及坡度分布Fig.2 DEM and slope distribution

(3)土地

土地因素主要包括土地利用類型、水系、建筑用地等。礦產(chǎn)資源開采活動(dòng)對周圍環(huán)境具有一定程度影響和破壞，為保證生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定以及安全，將部分土地區(qū)域劃為禁采區(qū)；距鐵路1 km和高速公路及一級(jí)公路300 m范圍內(nèi)劃為道路禁采區(qū)；將河流和水庫劃為水系禁采區(qū)；將以上區(qū)域構(gòu)成礦產(chǎn)開采的禁采區(qū)(圖3b)。建筑用地屬于禁采區(qū)域(圖3a)，特別是城鎮(zhèn)地區(qū)因開采活動(dòng)會(huì)對人群日常生活影響較大，故其開采優(yōu)勢最低；未利用裸地基本無植被覆蓋，開采影響較小，開采優(yōu)勢最高；草地、灌木等次之。因開采活動(dòng)需要大量水資源支持，故開采區(qū)離地表水系越近對礦產(chǎn)開采越有利。

圖3 土地利用及禁采區(qū)分布Fig.3 Distribution of land use and prohibited mining areas

(4)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與資源儲(chǔ)量

經(jīng)濟(jì)條件主要包括人均GDP(圖4a)和礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量(圖4b)。人均GDP越高的礦產(chǎn)資源開采優(yōu)勢相對較高。礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量是開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)的最重要指標(biāo)，資源儲(chǔ)量越大其開采經(jīng)濟(jì)價(jià)值越大，礦產(chǎn)地開采的優(yōu)勢越大。單位面積內(nèi)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量越多其資源集中度越高，越有利于礦產(chǎn)開采，故采用礦產(chǎn)資源集中度作為一個(gè)主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)：

圖4 人均GDP及礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分布Fig.4 Distribution of per capita GDP and mineral resources reserves

式中：ci表 示第i個(gè)鋁土礦各儲(chǔ)備礦產(chǎn)地礦產(chǎn)資源集中度，Ri表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地資源儲(chǔ)量，Si表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地面積。

(5)礦床開采技術(shù)條件

礦床開采技術(shù)條件對礦產(chǎn)資源開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)影響較大，不同地質(zhì)條件下開采技術(shù)復(fù)雜程度不同，主要由水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)共同決定礦床開采技術(shù)條件類型。研究區(qū)內(nèi)所有礦床的水文地質(zhì)和工程地質(zhì)均為簡單類型，因此開采技術(shù)條件類型主要由環(huán)境地質(zhì)問題決定，除賓陽縣稔竹-王靈礦區(qū)三水鋁土礦環(huán)境地質(zhì)為簡單類型外，其余環(huán)境地質(zhì)均為中等類型，研究區(qū)內(nèi)8個(gè)儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采技術(shù)條件類型見表1。

表1 礦床開采技術(shù)條件與地質(zhì)特征Table 1 Technical conditions and geological characteristics of deposit mining

(6)礦床地質(zhì)特征

礦床規(guī)模：研究區(qū)內(nèi)除貴港市三里-大嶺三水鋁土礦為中型礦床外，其余均為超大型礦床(表1)；成礦時(shí)代：貴港市大圩三水鋁土礦成礦時(shí)代為中上(新)太古界(代)，橫縣石塘礦區(qū)三水鋁土礦和橫縣云表-長寨礦區(qū)三水鋁土礦成礦時(shí)代為泥盆系，橫縣校椅礦區(qū)三水鋁土礦、來賓市石牙礦區(qū)三水鋁土礦、橫縣六相礦區(qū)三水鋁土礦、賓陽縣稔竹-王靈礦區(qū)三水鋁土礦和貴港市三里-大嶺三水鋁土礦成礦時(shí)代均為第四紀(jì)(系)；礦床成因：所有儲(chǔ)備礦產(chǎn)地均為風(fēng)化礦床，埋藏較淺，礦山生產(chǎn)成本低且經(jīng)濟(jì)效益好；開采類型：各礦區(qū)均為露天開采(表1)。因此地形、水系、固定建筑物和路網(wǎng)等對礦產(chǎn)開采的影響較大。

(7)礦政管理

國家對礦產(chǎn)資源勘查實(shí)行統(tǒng)一的登記制度，勘查礦產(chǎn)資源必須依法登記，由自然資源部及各省礦產(chǎn)部門管理。研究區(qū)內(nèi)存在采礦權(quán)和/或探礦權(quán)，表明該區(qū)域的礦產(chǎn)資源豐富，故礦政數(shù)據(jù)亦作為優(yōu)勢評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一。

2.2.2 確定評(píng)價(jià)因子體系

為保證評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和科學(xué)性，結(jié)合廣西壯族自治區(qū)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地所處地理位置和礦產(chǎn)資源開采條件等特點(diǎn)，選取了供電條件、資源儲(chǔ)量、坡度、水文地質(zhì)環(huán)境等14個(gè)評(píng)價(jià)因子作為研究區(qū)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)因子(表2)，并確定其評(píng)價(jià)體系和流程(圖5)。

表2 儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)體系Table 2 Evaluation system of mining advantage in reserve mineral fields

圖5 開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)流程Fig.5 Flow chart of mining advantage evaluation

2.2.3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重及分級(jí)

通過層次分析法(AHP)確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值[14,22-24]。由中國地質(zhì)調(diào)查局和廣西地調(diào)部門的地質(zhì)、礦產(chǎn)等領(lǐng)域的專家，根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對礦產(chǎn)開采活動(dòng)影響及開采社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)對突發(fā)緊急狀況等程度，對其進(jìn)行綜合打分評(píng)價(jià)。根據(jù)各專家對各評(píng)價(jià)因素重要性的打分結(jié)果[25]，統(tǒng)計(jì)各因素的確切指標(biāo)數(shù)值，建立層次結(jié)構(gòu)并構(gòu)造判斷矩陣[23](表3)。根據(jù)特征向量計(jì)算得到最大特征值為5.122，一致性指標(biāo)CI=0.031。依據(jù)CI進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得到一致性系數(shù)CR=0.027(<小于0.1)，說明判斷矩陣一致性較好[14,24]，權(quán)重分配合理。通過層次單元排序及一致性檢驗(yàn)、總層次排序及一致性檢驗(yàn)，計(jì)算出各因子的二級(jí)指標(biāo)層權(quán)重(表4)。

表3 一級(jí)指標(biāo)判斷矩陣Table 3 Judgment matrix of primary indicators

表4 二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)層權(quán)重Table 4 Weights of secondary evaluation index layers

2.2.4 開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)

根據(jù)評(píng)價(jià)因子對儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢的影響程度進(jìn)行等級(jí)劃分。評(píng)價(jià)因子的分級(jí)和量化參考地質(zhì)專家建議和國內(nèi)外相關(guān)研究成果[14]，各開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)指標(biāo)層劃分為不同等級(jí)(表5)。

表5 儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)Table 5 Grading of evaluation indicators for mining advantages of reserve mineral fields

3 儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢結(jié)果分析

研究區(qū)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)主要通過對多個(gè)評(píng)價(jià)因子的綜合計(jì)算，即對各評(píng)價(jià)指標(biāo)要素進(jìn)行加權(quán)疊加分析[14]：

S表示儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢初步綜合得分，Wi表示第i個(gè)因素的綜合權(quán)重，Ai表 示第i個(gè)因素的分級(jí)分值，n表示參評(píng)因子數(shù)。

通過對各評(píng)價(jià)因素的分析，結(jié)合道路水系等禁采區(qū)、資源儲(chǔ)量及礦業(yè)權(quán)等進(jìn)行空間分析，計(jì)算得到各鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢量化結(jié)果。因某個(gè)儲(chǔ)備礦產(chǎn)地各因素對開采活動(dòng)影響具有一定差異性，將導(dǎo)致同一儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的不同區(qū)域可能出現(xiàn)不同的開采優(yōu)勢度(圖6a)。為了獲取每個(gè)儲(chǔ)備礦產(chǎn)地整體開采優(yōu)勢結(jié)果，利用公式(2)和(3)對不同綜合得分柵格進(jìn)行計(jì)算，可獲得整體開采優(yōu)勢度結(jié)果。稔竹-王靈礦區(qū)三水鋁土礦(圖6b)的初步綜合得分別為6、7、8，柵格數(shù)分別為40、151、6，柵格總數(shù)為197，經(jīng)公式(3)、(4)計(jì)算得到開采優(yōu)勢度初步評(píng)價(jià)結(jié)果H為4.78107(表6)。

表6 儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 Evaluation results of mining advantages of reserve ore producing area

圖6 儲(chǔ)備礦產(chǎn)地初步評(píng)價(jià)綜合得分柵格分布Fig.6 Raster distribution of comprehensive score for preliminary evaluation of reserve mineral fields

式中：hi表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采初步優(yōu)勢結(jié)果，Nis表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地初步評(píng)價(jià)綜合得分為S的柵格數(shù)，Mi表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地柵格總數(shù)，Si表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢初步綜合得分，n表示儲(chǔ)備礦產(chǎn)地個(gè)數(shù)。

利用公式(4)計(jì)算得到最終開采優(yōu)勢度(表6)，式中賦權(quán)重W1=0.7、W2=0.2、W3=0.1，目的是控制各因子結(jié)果的范圍大小，不影響評(píng)價(jià)結(jié)果的優(yōu)勢關(guān)系。在表6中H表示礦產(chǎn)初步開采優(yōu)勢度；C表示礦產(chǎn)資源集中度，集中度越高開采優(yōu)勢越高；D表示鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地完整性。儲(chǔ)備礦產(chǎn)地被禁采區(qū)分割為不同大小的地區(qū)，被劃分的越分散其完整性越低，越不利于礦產(chǎn)資源開采，增加了開采成本(將提高管理成本、運(yùn)輸費(fèi)用等)，從而一定程度上會(huì)降低礦產(chǎn)資源的利用效益等。

R表示鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢度，Hi表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地初步評(píng)價(jià)優(yōu)勢結(jié)果，Ci表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地礦產(chǎn)資源集中度，Di表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地分散度，ni表示第i個(gè)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地被路網(wǎng)等劃分成多個(gè)小區(qū)域的個(gè)數(shù)。

根據(jù)以上方法，計(jì)算得到研究區(qū)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢結(jié)果（圖7）。開采優(yōu)勢度值域?yàn)?.3922～4.0328，校椅礦區(qū)三水鋁土礦開采優(yōu)勢度最高(4.0328)，第二為大圩三水鋁土礦開采優(yōu)勢度(4.61867)，三里-大嶺三水鋁土礦開采優(yōu)勢度(0.3299)最低。由表6可知，研究區(qū)開采優(yōu)勢度H的范圍為3.86442～4.8111；礦產(chǎn)資源集中度C的取值范圍為2.7777～17.0179；儲(chǔ)備礦產(chǎn)地整體性D的值域?yàn)?.01～0.1。

圖7 開采優(yōu)勢度分布Fig.7 Mining dominance distribution

道路和水系等禁采區(qū)對儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的完整性影響較大。賓陽縣稔竹-王靈礦區(qū)三水鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地(圖6b)初步評(píng)價(jià)結(jié)果為4.78107，其開采優(yōu)勢較大，但由于被禁采區(qū)分割為多個(gè)面積不等的區(qū)域，計(jì)算后完整性較低(0.01)，一定程度上增加開采成本，故其最終開采優(yōu)勢度較低(僅0.444)。礦產(chǎn)資源集中度對最終評(píng)價(jià)影響較大，對最終評(píng)價(jià)結(jié)果影響明顯。貴港市三里-大嶺三水鋁土礦其初步評(píng)價(jià)結(jié)果(4.70603)和完整性(0.03)都為中等，由于其礦產(chǎn)資源集中度最低(僅2.7777)，最終開采優(yōu)勢結(jié)果亦最低(僅0.3922)。

對計(jì)算結(jié)果分析可知，8個(gè)儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢度整體相差較小，但與實(shí)際開采及利用吻合度較高。石塘礦區(qū)三水鋁土礦的初步評(píng)價(jià)結(jié)果最低(3.86442)，分析可知主要原因是受資源儲(chǔ)量、地形、路網(wǎng)等因素影響導(dǎo)致。石塘礦區(qū)三水鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地位于山地區(qū)域，坡度大多在20～30°之間，路網(wǎng)密度低，距離鐵路和主要道路較遠(yuǎn)，交通運(yùn)輸能力弱，且資源儲(chǔ)量低，小于2384萬 t，導(dǎo)致其初步評(píng)價(jià)結(jié)果最低。結(jié)合其儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的完整性(0.1)和資源集中度(7.7965)計(jì)算得到最終開采優(yōu)勢度結(jié)果為3.0129，排在第三位。

4 結(jié) 論

(1)根據(jù)廣西鋁土礦時(shí)空分布與成礦規(guī)律，構(gòu)建依據(jù)交通、地形、礦床地質(zhì)特征和礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量等14個(gè)評(píng)價(jià)因子的指標(biāo)體系和模型，建立了一套多方面多角度的快速定量化評(píng)價(jià)儲(chǔ)備礦產(chǎn)地開采優(yōu)勢方法。

(2)利用AHP確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，采用加權(quán)疊加模型計(jì)算獲得各儲(chǔ)備礦產(chǎn)地的開采優(yōu)勢度，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況總體吻合效果好，證明該量化評(píng)價(jià)方法可行且具有較高的可信度，在應(yīng)對突發(fā)狀況時(shí)可根據(jù)其評(píng)價(jià)結(jié)果和需求程度進(jìn)行有序開采，有益于戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的高效利用。

(3)此研究為廣西壯族自治區(qū)鋁土礦儲(chǔ)備礦產(chǎn)地未來開采提供科學(xué)支撐，為該地區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用規(guī)劃、統(tǒng)籌地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策依據(jù)，同時(shí)也為其他礦產(chǎn)資源開采提供了一定參考價(jià)值，將有助于提高礦產(chǎn)資源的經(jīng)濟(jì)效益。