我國重要非金屬礦產(chǎn)評價研究及重點勘查建議

劉艷飛，顏玲亞，柳群義，高樹學(xué)，杜軼倫，孫即秀

(1.中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100；2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；3.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037)

0 引 言

非金屬礦產(chǎn)廣泛應(yīng)用于建筑、冶金、化工、輕工、石油、地質(zhì)、機械、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、首飾和環(huán)保等領(lǐng)域，在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中也有重要應(yīng)用(表1)。如石墨耐高溫、抗腐蝕、抗熱震、強度大、自潤滑強度高、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、可塑性等特有的物理化學(xué)性能，不僅應(yīng)用于耐火材料、電極電刷、鉛筆、鑄造、密封、潤滑等傳統(tǒng)領(lǐng)域，也是新一代信息技術(shù)(電器元件、通訊工具、計算機芯片等)、新能源(太陽能電池等)、新能源汽車(鋰離子電池電極材料、超級電容等)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵原材料；脈石英是生產(chǎn)高純石英的主要原料，高純石英作為石英玻璃原料，在新一代信息技術(shù)(半導(dǎo)體、光通訊、IT等)、新能源(光伏等)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)有重要應(yīng)用；葉蠟石主要應(yīng)用于石雕和石材、耐火材料、陶瓷工業(yè)、玻璃纖維工業(yè)、農(nóng)藥、油漆涂料、橡膠、造紙等行業(yè)，在新能源(風機、風電葉片等)、新材料(綠色新型耐火材料、超硬材料、功能陶瓷等)、新一代信息技術(shù)(光導(dǎo)玻璃纖維)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)有重要應(yīng)用。螢石是氟化工的資源基礎(chǔ)，氟化工產(chǎn)品被譽為“黃金產(chǎn)業(yè)”，并走向“貴族化”資源，在新能源(太陽能、風能等)、新能源汽車(鋰電池、密封)、新一代信息技術(shù)(平板顯示、半導(dǎo)體等)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)有重要應(yīng)用。磷礦和鉀鹽是化肥生產(chǎn)的原料，是保障糧食供應(yīng)的不可或缺的礦產(chǎn)。

表1 戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)涉及的主要非金屬礦產(chǎn)Table 1 Major non-metallic minerals involved in strategic emerging industries

1 重要非金屬礦產(chǎn)二維評價體系構(gòu)建

1.1 重要非金屬礦產(chǎn)界定及研究對象選取

梳理非金屬礦產(chǎn)的相對重要性，對指導(dǎo)勘查投入、科學(xué)部署找礦具有重要意義[1]。目前針對重要非金屬礦產(chǎn)的定義尚沒有統(tǒng)一的說法，本文綜合考慮非金屬礦產(chǎn)的資源稟賦、供需形勢、應(yīng)用領(lǐng)域等方面的內(nèi)容，將重要非金屬礦產(chǎn)資源分為兩類：一類是國防和經(jīng)濟建設(shè)必需的或戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所必需的，目前和未來較短時間內(nèi)，國內(nèi)供應(yīng)無法滿足需求、對外依存度較高的礦產(chǎn)；另一類是在一定的時空和范圍內(nèi)，在資源稟賦、國際市場上有重要地位，在國際市場上具有較大的話語權(quán)和控制力，不僅可以滿足國內(nèi)需求，還可以大量出口的非金屬礦產(chǎn)[2]。

根據(jù)我國非金屬礦產(chǎn)資源稟賦、供需形勢、對外依存度、進口集中度等因素，初步認為石墨、高純石英原料(脈石英)、葉蠟石、螢石、硼礦、重晶石、硅藻土、滑石、鉀鹽、磷礦、金剛石、高嶺土、膨潤土、菱鎂礦、硅灰石、石膏、天然堿、石棉、長石、云母在國民經(jīng)濟建設(shè)及戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中有重要應(yīng)用，因此，本文選取這20種非金屬礦產(chǎn)為研究對象。

1.2 重要非金屬礦產(chǎn)二維評價體系構(gòu)建

目前全球針對關(guān)鍵性礦產(chǎn)、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)、礦產(chǎn)經(jīng)濟重要性、礦產(chǎn)資源重要性、重要礦產(chǎn)評價等主要使用關(guān)鍵性指數(shù)法、關(guān)鍵性矩陣法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法、定量分析法5種主要評估方法。而在評價體系和方法上，有“一維”評價體系和“二維”評價體系，“一維”評價體系是指將安全評價、經(jīng)濟重要性等不同類型的指標納入到一個評價體系中進行綜合評價，其局限性較大[1]；而“二維”評價體系將不同的指標分別進行計算評分，局限性相對較小，因此本文選用“二維”評價體系。

根據(jù)對重要非金屬礦產(chǎn)資源的界定，構(gòu)建了兩套二維評價體系：一套是大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系，選擇了資源緊缺程度、國內(nèi)生產(chǎn)情況，后備資源保障程度、境外獲取難易程度等供應(yīng)風險有關(guān)的常用指標，而未來需求量、不可替代性、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)需求等都是大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺有關(guān)的常用指標；另一套是優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系，在指標的選擇上，主要考慮在全球的資源和市場情況。根據(jù)二維體系的建立，選取了15個指標進行評價(圖1)。對這15個指標進行定量打分，最高值為5分，最低值為1分，分數(shù)越高，該礦產(chǎn)受該指標的影響就越大[1-7]。

1.3 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系

大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系通過供應(yīng)風險和需求形勢兩個維度進行評價。供應(yīng)風險通過全球儲量占比、靜態(tài)保障年限、對外依存度、進口國家集中度、后備資源保障程度5個指標進行評價。需求形勢通過全球消費占比、需求趨勢、未來需求量、戰(zhàn)略新興應(yīng)用重要性、替代性5個指標進行評價，各指標計算方法見表2[8-12]。

圖1 我國重要非金屬礦產(chǎn)二維評價體系Fig.1 Evaluation system of important nonmetallic minerals in China

表2 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系指標及計算方法Table 2 Indicators and calculating methods of evaluation system for large-scale (strategic emerging) scarce minerals

評價維度編號指標計算方法D1全球儲量占比我國儲量在全球儲量中的占比情況D2靜態(tài)保障年限我國基礎(chǔ)儲量與產(chǎn)量的比值情況供應(yīng)風險D3對外依存度進口占消費量的情況D4進口國家集中度前兩大進口國進口量占總進口量的比值D5后備資源保障程度礦產(chǎn)資源查明資源儲量10年來平均增長率D6全球消費占比我國消費量在全球消費量中的占比情況D7需求趨勢指某一特定礦產(chǎn)未來需求是增長、平穩(wěn)還是下降,可通過對我國礦產(chǎn)資源的總體供需形勢進行判斷對該指標進行打分需求形勢D8未來需求量指我國非金屬礦產(chǎn)2025年的需求量D9戰(zhàn)略新興應(yīng)用重要性戰(zhàn)略新興礦產(chǎn)是我國未來重點發(fā)展和主攻方向,對各礦產(chǎn)的戰(zhàn)略新興應(yīng)用重要性程度打分[9-12]D10替代性主要考慮在主要領(lǐng)域的可替代程度

1.4 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系

優(yōu)勢礦產(chǎn)資源通過資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢兩個維度進行評價。資源優(yōu)勢通過全球儲量占比、靜態(tài)保障年限、后備資源保障程度3個指標進行評價；市場優(yōu)勢通過全球產(chǎn)量占比、全球出口量占比2個指標進行評價，各指標計算方法見表3。

表3 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價指標及計算方法Table 3 Evaluation index and calculation method of superior minerals

1.5 指標計算的數(shù)據(jù)來源及權(quán)重的確定

非金屬礦產(chǎn)儲量、產(chǎn)量、消費量、貿(mào)易等相關(guān)數(shù)據(jù)收集相對較為困難，本文指標計算的數(shù)據(jù)來源主要為儲量通報、美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)、聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫(UN Comtrade Database)、中華人民共和國海關(guān)總署、世界礦產(chǎn)資源年評、中國礦產(chǎn)資源年報、非金屬礦產(chǎn)開發(fā)與應(yīng)用、國際肥料工業(yè)協(xié)會(IFA)、國家統(tǒng)計局等權(quán)威網(wǎng)站；書籍、文獻[13-22]等資料，數(shù)據(jù)翔實可靠。

對各個指標權(quán)重的確定我們采取了專家打分的方法(表4和表5)。根據(jù)各個指標的分值及權(quán)重計算得出非金屬礦產(chǎn)各個維度的分值，再將分值投到重要非金屬礦產(chǎn)二維評價體系中即可篩選出重要非金屬礦產(chǎn)。

2 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系

大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系由供應(yīng)風險和需求形勢兩個維度確定，其指標及分值標準見表6，評價結(jié)果見表7。

表4 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系指標及權(quán)重Table 4 Indicators and weights of evaluation system for major (strategic emerging) shortage minerals

表5 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系指標及權(quán)重Table 5 Indicators and weights of advantage mineral evaluation system

表6 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系指標及分值標準Table 6 Indicators and valuation criteria for evaluation system of large (strategically emerging) shortage minerals

表7 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系評價分值Table 7 Evaluation score of large (strategically emerging) shortage minerals evaluation system

在大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)評價體系中，將供應(yīng)風險和需求形勢評分在50%及以上的非金屬礦產(chǎn)列為大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)，即供應(yīng)風險評分在2.5及以上的為具有高供應(yīng)風險，需求形勢評分在2.5及以上的為需求前景廣闊。供應(yīng)風險高且需求前景廣闊的非金屬礦產(chǎn)為大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)。

通過供應(yīng)風險與需求形勢評價維度分析，得出供應(yīng)風險及需求形勢評分均在2.5及以上的非金屬礦產(chǎn)為螢石、葉蠟石、高純石英原料(脈石英)、磷礦、滑石、鉀鹽、硼礦和重晶石8種非金屬礦產(chǎn)(圖2)。因此，將螢石、葉蠟石、高純石英原料(脈石英)、磷礦、滑石、鉀鹽、硼礦、重晶石列為大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺非金屬礦產(chǎn)。

3 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系

優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系由資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢兩個維度確定，其指標及分值標準見表8，其評價結(jié)果見表9。

在優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系中，將資源優(yōu)勢和市場優(yōu)勢評分均在3.0及以上的非金屬礦產(chǎn)列為優(yōu)勢礦產(chǎn)，即資源優(yōu)勢或市場優(yōu)勢評分在3.0及以上的為具有資源優(yōu)勢或市場優(yōu)勢。通過計算資源優(yōu)勢與市場優(yōu)勢評價體系，可以得出，資源優(yōu)勢及市場優(yōu)勢評分均在3.0及以上的非金屬礦產(chǎn)僅有石墨、菱鎂礦、硅灰石(圖3)。因此，將石墨、菱鎂礦、硅灰石3種非金屬礦產(chǎn)列為優(yōu)勢礦產(chǎn)。

圖2 大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)二維評價體系Fig.2 Two-dimensional evaluation system of large (strategically emerging) shortage mineral

表8 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系指標及分值標準Table 8 Index and valuation criteria of superior minerals evaluation system

表9 優(yōu)勢礦產(chǎn)評價體系分值Table 9 Score of the evaluation system of superior minerals

圖3 優(yōu)勢礦產(chǎn)二維評價體系Fig.3 Two-dimensional evaluation system of superior mineral resources

4 結(jié)論與討論

1) 根據(jù)重要非金屬礦產(chǎn)二維評價體系，將石墨、螢石、葉蠟石、高純石英原料(脈石英)、磷礦、滑石、鉀鹽、重晶石、硼礦、菱鎂礦、硅灰石11種非金屬礦產(chǎn)列為重要非金屬礦產(chǎn)。

2) 雖然我國金剛石儲量不容樂觀，且2009年以來金剛石已不再開采，但我國在人造金剛石的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)能上有很大優(yōu)勢，在滿足自身發(fā)展的同時還能出口，而人造金剛石大部分可以替代天然金剛石，同時金剛石勘查風險較高，因此不建議增加金剛石勘查投入。

3) 有相關(guān)資料中將螢石、磷礦、重晶石、硅藻土列為優(yōu)勢礦產(chǎn)，通過優(yōu)勢礦產(chǎn)二維評價體系顯示，由于過度開發(fā)利用，螢石、磷礦、重晶石早已失去資源優(yōu)勢；而我國硅藻土開發(fā)利用技術(shù)較為落后，雖然具有資源優(yōu)勢，但不具備市場優(yōu)勢。由此可見，優(yōu)勢礦產(chǎn)是一個動態(tài)概念，若不合理開發(fā)利用，加以保護，其優(yōu)勢地位會消失。建議除對優(yōu)勢礦產(chǎn)增加勘查投入外，對已失去優(yōu)勢礦產(chǎn)地位的螢石、磷礦、重晶石也增加勘查投入，發(fā)現(xiàn)新的礦產(chǎn)地，使其重新具備資源優(yōu)勢，成為優(yōu)勢礦產(chǎn)。

4) 為保障大宗(戰(zhàn)略新興)緊缺礦產(chǎn)的需求、優(yōu)勢礦產(chǎn)的優(yōu)勢地位，建議在重要成礦區(qū)帶開展調(diào)查評價，優(yōu)先增加高純石英原料(脈石英)、葉蠟石、石墨、鉀鹽、螢石、硼礦、磷礦、重晶石的勘查投入；對滑石、菱鎂礦、硅灰石進行一般勘查。