我国重要非金属矿产评价研究及重点勘查建议

刘艳飞，颜玲亚，柳群义，高树学，杜轶伦，孙即秀

(1.中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队，山东 济南 250100；2.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；3.中国地质调查局发展研究中心，北京 100037)

0 引 言

非金属矿产广泛应用于建筑、冶金、化工、轻工、石油、地质、机械、农业、医药、首饰和环保等领域，在战略性新兴产业中也有重要应用(表1)。如石墨耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、自润滑强度高、导热、导电、可塑性等特有的物理化学性能，不仅应用于耐火材料、电极电刷、铅笔、铸造、密封、润滑等传统领域，也是新一代信息技术(电器元件、通讯工具、计算机芯片等)、新能源(太阳能电池等)、新能源汽车(锂离子电池电极材料、超级电容等)等战略新兴产业的关键原材料；脉石英是生产高纯石英的主要原料，高纯石英作为石英玻璃原料，在新一代信息技术(半导体、光通讯、IT等)、新能源(光伏等)等战略新兴产业有重要应用；叶蜡石主要应用于石雕和石材、耐火材料、陶瓷工业、玻璃纤维工业、农药、油漆涂料、橡胶、造纸等行业，在新能源(风机、风电叶片等)、新材料(绿色新型耐火材料、超硬材料、功能陶瓷等)、新一代信息技术(光导玻璃纤维)等战略新兴产业有重要应用。萤石是氟化工的资源基础，氟化工产品被誉为“黄金产业”，并走向“贵族化”资源，在新能源(太阳能、风能等)、新能源汽车(锂电池、密封)、新一代信息技术(平板显示、半导体等)等战略新兴产业有重要应用。磷矿和钾盐是化肥生产的原料，是保障粮食供应的不可或缺的矿产。

表1 战略性新兴产业涉及的主要非金属矿产Table 1 Major non-metallic minerals involved in strategic emerging industries

1 重要非金属矿产二维评价体系构建

1.1 重要非金属矿产界定及研究对象选取

梳理非金属矿产的相对重要性，对指导勘查投入、科学部署找矿具有重要意义[1]。目前针对重要非金属矿产的定义尚没有统一的说法，本文综合考虑非金属矿产的资源禀赋、供需形势、应用领域等方面的内容，将重要非金属矿产资源分为两类：一类是国防和经济建设必需的或战略性新兴产业发展所必需的，目前和未来较短时间内，国内供应无法满足需求、对外依存度较高的矿产；另一类是在一定的时空和范围内，在资源禀赋、国际市场上有重要地位，在国际市场上具有较大的话语权和控制力，不仅可以满足国内需求，还可以大量出口的非金属矿产[2]。

根据我国非金属矿产资源禀赋、供需形势、对外依存度、进口集中度等因素，初步认为石墨、高纯石英原料(脉石英)、叶蜡石、萤石、硼矿、重晶石、硅藻土、滑石、钾盐、磷矿、金刚石、高岭土、膨润土、菱镁矿、硅灰石、石膏、天然碱、石棉、长石、云母在国民经济建设及战略性新兴产业中有重要应用，因此，本文选取这20种非金属矿产为研究对象。

1.2 重要非金属矿产二维评价体系构建

目前全球针对关键性矿产、战略性矿产、矿产经济重要性、矿产资源重要性、重要矿产评价等主要使用关键性指数法、关键性矩阵法、层次分析法、模糊数学法、定量分析法5种主要评估方法。而在评价体系和方法上，有“一维”评价体系和“二维”评价体系，“一维”评价体系是指将安全评价、经济重要性等不同类型的指标纳入到一个评价体系中进行综合评价，其局限性较大[1]；而“二维”评价体系将不同的指标分别进行计算评分，局限性相对较小，因此本文选用“二维”评价体系。

根据对重要非金属矿产资源的界定，构建了两套二维评价体系：一套是大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系，选择了资源紧缺程度、国内生产情况，后备资源保障程度、境外获取难易程度等供应风险有关的常用指标，而未来需求量、不可替代性、战略新兴产业需求等都是大宗(战略新兴)紧缺有关的常用指标；另一套是优势矿产评价体系，在指标的选择上，主要考虑在全球的资源和市场情况。根据二维体系的建立，选取了15个指标进行评价(图1)。对这15个指标进行定量打分，最高值为5分，最低值为1分，分数越高，该矿产受该指标的影响就越大[1-7]。

1.3 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系

大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系通过供应风险和需求形势两个维度进行评价。供应风险通过全球储量占比、静态保障年限、对外依存度、进口国家集中度、后备资源保障程度5个指标进行评价。需求形势通过全球消费占比、需求趋势、未来需求量、战略新兴应用重要性、替代性5个指标进行评价，各指标计算方法见表2[8-12]。

图1 我国重要非金属矿产二维评价体系Fig.1 Evaluation system of important nonmetallic minerals in China

表2 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系指标及计算方法Table 2 Indicators and calculating methods of evaluation system for large-scale (strategic emerging) scarce minerals

评价维度编号指标计算方法D1全球储量占比我国储量在全球储量中的占比情况D2静态保障年限我国基础储量与产量的比值情况供应风险D3对外依存度进口占消费量的情况D4进口国家集中度前两大进口国进口量占总进口量的比值D5后备资源保障程度矿产资源查明资源储量10年来平均增长率D6全球消费占比我国消费量在全球消费量中的占比情况D7需求趋势指某一特定矿产未来需求是增长、平稳还是下降,可通过对我国矿产资源的总体供需形势进行判断对该指标进行打分需求形势D8未来需求量指我国非金属矿产2025年的需求量D9战略新兴应用重要性战略新兴矿产是我国未来重点发展和主攻方向,对各矿产的战略新兴应用重要性程度打分[9-12]D10替代性主要考虑在主要领域的可替代程度

1.4 优势矿产评价体系

优势矿产资源通过资源优势和市场优势两个维度进行评价。资源优势通过全球储量占比、静态保障年限、后备资源保障程度3个指标进行评价；市场优势通过全球产量占比、全球出口量占比2个指标进行评价，各指标计算方法见表3。

表3 优势矿产评价指标及计算方法Table 3 Evaluation index and calculation method of superior minerals

1.5 指标计算的数据来源及权重的确定

非金属矿产储量、产量、消费量、贸易等相关数据收集相对较为困难，本文指标计算的数据来源主要为储量通报、美国地质调查局(USGS)、联合国商品贸易统计数据库(UN Comtrade Database)、中华人民共和国海关总署、世界矿产资源年评、中国矿产资源年报、非金属矿产开发与应用、国际肥料工业协会(IFA)、国家统计局等权威网站；书籍、文献[13-22]等资料，数据翔实可靠。

对各个指标权重的确定我们采取了专家打分的方法(表4和表5)。根据各个指标的分值及权重计算得出非金属矿产各个维度的分值，再将分值投到重要非金属矿产二维评价体系中即可筛选出重要非金属矿产。

2 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系

大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系由供应风险和需求形势两个维度确定，其指标及分值标准见表6，评价结果见表7。

表4 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系指标及权重Table 4 Indicators and weights of evaluation system for major (strategic emerging) shortage minerals

表5 优势矿产评价体系指标及权重Table 5 Indicators and weights of advantage mineral evaluation system

表6 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系指标及分值标准Table 6 Indicators and valuation criteria for evaluation system of large (strategically emerging) shortage minerals

表7 大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系评价分值Table 7 Evaluation score of large (strategically emerging) shortage minerals evaluation system

在大宗(战略新兴)紧缺矿产评价体系中，将供应风险和需求形势评分在50%及以上的非金属矿产列为大宗(战略新兴)紧缺矿产，即供应风险评分在2.5及以上的为具有高供应风险，需求形势评分在2.5及以上的为需求前景广阔。供应风险高且需求前景广阔的非金属矿产为大宗(战略新兴)紧缺矿产。

通过供应风险与需求形势评价维度分析，得出供应风险及需求形势评分均在2.5及以上的非金属矿产为萤石、叶蜡石、高纯石英原料(脉石英)、磷矿、滑石、钾盐、硼矿和重晶石8种非金属矿产(图2)。因此，将萤石、叶蜡石、高纯石英原料(脉石英)、磷矿、滑石、钾盐、硼矿、重晶石列为大宗(战略新兴)紧缺非金属矿产。

3 优势矿产评价体系

优势矿产评价体系由资源优势和市场优势两个维度确定，其指标及分值标准见表8，其评价结果见表9。

在优势矿产评价体系中，将资源优势和市场优势评分均在3.0及以上的非金属矿产列为优势矿产，即资源优势或市场优势评分在3.0及以上的为具有资源优势或市场优势。通过计算资源优势与市场优势评价体系，可以得出，资源优势及市场优势评分均在3.0及以上的非金属矿产仅有石墨、菱镁矿、硅灰石(图3)。因此，将石墨、菱镁矿、硅灰石3种非金属矿产列为优势矿产。

图2 大宗(战略新兴)紧缺矿产二维评价体系Fig.2 Two-dimensional evaluation system of large (strategically emerging) shortage mineral

表8 优势矿产评价体系指标及分值标准Table 8 Index and valuation criteria of superior minerals evaluation system

表9 优势矿产评价体系分值Table 9 Score of the evaluation system of superior minerals

图3 优势矿产二维评价体系Fig.3 Two-dimensional evaluation system of superior mineral resources

4 结论与讨论

1) 根据重要非金属矿产二维评价体系，将石墨、萤石、叶蜡石、高纯石英原料(脉石英)、磷矿、滑石、钾盐、重晶石、硼矿、菱镁矿、硅灰石11种非金属矿产列为重要非金属矿产。

2) 虽然我国金刚石储量不容乐观，且2009年以来金刚石已不再开采，但我国在人造金刚石的生产技术和产能上有很大优势，在满足自身发展的同时还能出口，而人造金刚石大部分可以替代天然金刚石，同时金刚石勘查风险较高，因此不建议增加金刚石勘查投入。

3) 有相关资料中将萤石、磷矿、重晶石、硅藻土列为优势矿产，通过优势矿产二维评价体系显示，由于过度开发利用，萤石、磷矿、重晶石早已失去资源优势；而我国硅藻土开发利用技术较为落后，虽然具有资源优势，但不具备市场优势。由此可见，优势矿产是一个动态概念，若不合理开发利用，加以保护，其优势地位会消失。建议除对优势矿产增加勘查投入外，对已失去优势矿产地位的萤石、磷矿、重晶石也增加勘查投入，发现新的矿产地，使其重新具备资源优势，成为优势矿产。

4) 为保障大宗(战略新兴)紧缺矿产的需求、优势矿产的优势地位，建议在重要成矿区带开展调查评价，优先增加高纯石英原料(脉石英)、叶蜡石、石墨、钾盐、萤石、硼矿、磷矿、重晶石的勘查投入；对滑石、菱镁矿、硅灰石进行一般勘查。