我國重要非金屬礦產評價研究及重點勘查建議

劉艷飛，顏玲亞，柳群義，高樹學，杜軼倫，孫即秀

(1.中國建筑材料工業地質勘查中心山東總隊，山東 濟南 250100；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3.中國地質調查局發展研究中心，北京 100037)

0 引 言

非金屬礦產廣泛應用于建筑、冶金、化工、輕工、石油、地質、機械、農業、醫藥、首飾和環保等領域，在戰略性新興產業中也有重要應用(表1)。如石墨耐高溫、抗腐蝕、抗熱震、強度大、自潤滑強度高、導熱、導電、可塑性等特有的物理化學性能，不僅應用于耐火材料、電極電刷、鉛筆、鑄造、密封、潤滑等傳統領域，也是新一代信息技術(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)等戰略新興產業的關鍵原材料；脈石英是生產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(半導體、光通訊、IT等)、新能源(光伏等)等戰略新興產業有重要應用；葉蠟石主要應用于石雕和石材、耐火材料、陶瓷工業、玻璃纖維工業、農藥、油漆涂料、橡膠、造紙等行業，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(光導玻璃纖維)等戰略新興產業有重要應用。螢石是氟化工的資源基礎，氟化工產品被譽為“黃金產業”，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(平板顯示、半導體等)等戰略新興產業有重要應用。磷礦和鉀鹽是化肥生產的原料，是保障糧食供應的不可或缺的礦產。

表1 戰略性新興產業涉及的主要非金屬礦產Table 1 Major non-metallic minerals involved in strategic emerging industries

1 重要非金屬礦產二維評價體系構建

1.1 重要非金屬礦產界定及研究對象選取

梳理非金屬礦產的相對重要性，對指導勘查投入、科學部署找礦具有重要意義[1]。目前針對重要非金屬礦產的定義尚沒有統一的說法，本文綜合考慮非金屬礦產的資源稟賦、供需形勢、應用領域等方面的內容，將重要非金屬礦產資源分為兩類：一類是國防和經濟建設必需的或戰略性新興產業發展所必需的，目前和未來較短時間內，國內供應無法滿足需求、對外依存度較高的礦產；另一類是在一定的時空和范圍內，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和控制力，不僅可以滿足國內需求，還可以大量出口的非金屬礦產[2]。

根據我國非金屬礦產資源稟賦、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、云母在國民經濟建設及戰略性新興產業中有重要應用，因此，本文選取這20種非金屬礦產為研究對象。

1.2 重要非金屬礦產二維評價體系構建

目前全球針對關鍵性礦產、戰略性礦產、礦產經濟重要性、礦產資源重要性、重要礦產評價等主要使用關鍵性指數法、關鍵性矩陣法、層次分析法、模糊數學法、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。

根據對重要非金屬礦產資源的界定，構建了兩套二維評價體系：一套是大宗(戰略新興)緊缺礦產評價體系，選擇了資源緊缺程度、國內生產情況，后備資源保障程度、境外獲取難易程度等供應風險有關的常用指標，而未來需求量、不可替代性、戰略新興產業需求等都是大宗(戰略新興)緊缺有關的常用指標；另一套是優勢礦產評價體系，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，分數越高，該礦產受該指標的影響就越大[1-7]。

1.3 大宗(戰略新興)緊缺礦產評價體系

大宗(戰略新興)緊缺礦產評價體系通過供應風險和需求形勢兩個維度進行評價。供應風險通過全球儲量占比、靜態保障年限、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、戰略新興應用重要性、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二維評價體系Fig.1 Evaluation system of important nonmetallic minerals in China

表2 大宗(戰略新興)緊缺礦產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靜態保障年限我國基礎儲量與產量的比值情況供應風險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未來需求是增長、平穩還是下降,可通過對我國礦產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2025年的需求量D9戰略新興應用重要性戰略新興礦產是我國未來重點發展和主攻方向,對各礦產的戰略新興應用重要性程度打分[9-12]D10替代性主要考慮在主要領域的可替代程度

1.4 優勢礦產評價體系

優勢礦產資源通過資源優勢和市場優勢兩個維度進行評價。資源優勢通過全球儲量占比、靜態保障年限、后備資源保障程度3個指標進行評價；市場優勢通過全球產量占比、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 優勢礦產評價指標及計算方法Table 3 Evaluation index and calculation method of superior minerals

1.5 指標計算的數據來源及權重的確定

非金屬礦產儲量、產量、消費量、貿易等相關數據收集相對較為困難，本文指標計算的數據來源主要為儲量通報、美國地質調查局(USGS)、聯合國商品貿易統計數據庫(UN Comtrade Database)、中華人民共和國海關總署、世界礦產資源年評、中國礦產資源年報、非金屬礦產開發與應用、國際肥料工業協會(IFA)、國家統計局等權威網站；書籍、文獻[13-22]等資料，數據翔實可靠。

對各個指標權重的確定我們采取了專家打分的方法(表4和表5)。根據各個指標的分值及權重計算得出非金屬礦產各個維度的分值，再將分值投到重要非金屬礦產二維評價體系中即可篩選出重要非金屬礦產。

2 大宗(戰略新興)緊缺礦產評價體系

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

表4 大宗(戰略新興)緊缺礦產評價體系指標及權重Table 4 Indicators and weights of evaluation system for major (strategic emerging) shortage minerals

表5 優勢礦產評價體系指標及權重Table 5 Indicators and weights of advantage mineral evaluation system

表6 大宗(戰略新興)緊缺礦產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(戰略新興)緊缺礦產評價體系評價分值Table 7 Evaluation score of large (strategically emerging) shortage minerals evaluation system

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

通過供應風險與需求形勢評價維度分析，得出供應風險及需求形勢評分均在2.5及以上的非金屬礦產為螢石、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(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(戰略新興)緊缺非金屬礦產。

3 優勢礦產評價體系

優勢礦產評價體系由資源優勢和市場優勢兩個維度確定，其指標及分值標準見表8，其評價結果見表9。

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

圖2 大宗(戰略新興)緊缺礦產二維評價體系Fig.2 Two-dimensional evaluation system of large (strategically emerging) shortage mineral

表8 優勢礦產評價體系指標及分值標準Table 8 Index and valuation criteria of superior minerals evaluation system

表9 優勢礦產評價體系分值Table 9 Score of the evaluation system of superior minerals

圖3 優勢礦產二維評價體系Fig.3 Two-dimensional evaluation system of superior mineral resources

4 結論與討論

1) 根據重要非金屬礦產二維評價體系，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種非金屬礦產列為重要非金屬礦產。

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技術和產能上有很大優勢，在滿足自身發展的同時還能出口，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) 有相關資料中將螢石、磷礦、重晶石、硅藻土列為優勢礦產，通過優勢礦產二維評價體系顯示，由于過度開發利用，螢石、磷礦、重晶石早已失去資源優勢；而我國硅藻土開發利用技術較為落后，雖然具有資源優勢，但不具備市場優勢。由此可見，優勢礦產是一個動態概念，若不合理開發利用，加以保護，其優勢地位會消失。建議除對優勢礦產增加勘查投入外，對已失去優勢礦產地位的螢石、磷礦、重晶石也增加勘查投入，發現新的礦產地，使其重新具備資源優勢，成為優勢礦產。

4) 為保障大宗(戰略新興)緊缺礦產的需求、優勢礦產的優勢地位，建議在重要成礦區帶開展調查評價，優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。