張艷飛, 王高尚, 陳其慎, 于汶加

中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037

礦產(chǎn)資源種類繁多, 據(jù) 2012年國土資源部儲量通報(bào), 我國目前已發(fā)現(xiàn) 172種礦產(chǎn), 其中查明資源儲量的為161種。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源供需進(jìn)入新的轉(zhuǎn)折階段, 礦產(chǎn)資源需求的種類和數(shù)量也將發(fā)生新的變化。調(diào)整優(yōu)化重點(diǎn)勘查礦種, 對科學(xué)部署新時(shí)期地質(zhì)勘查工作、提高勘查效果、實(shí)現(xiàn)“358”找礦突破戰(zhàn)略目標(biāo), 具有先導(dǎo)意義。

國外對于礦產(chǎn)資源重要性評價(jià)的研究多來源于政府部門發(fā)布的研究報(bào)告, 這些報(bào)告通過對礦產(chǎn)資源的供應(yīng)集中度、資源短缺對經(jīng)濟(jì)、軍事上的影響等方面進(jìn)行評價(jià), 獲得戰(zhàn)略性或風(fēng)險(xiǎn)性礦產(chǎn)目錄,并提出相應(yīng)的保障對策, 研究目的是保證本國礦產(chǎn)資源供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)安全。如英國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布存在供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的礦產(chǎn)目錄(British Geological Survey,2012)、美國國防研究所發(fā)布的威脅美國制造業(yè)安全的關(guān)鍵礦產(chǎn)(Silberglitt et al., 2013)、美國能源部發(fā)布的清潔能源產(chǎn)業(yè)所需關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄(U.S.Department of Energy, 2010)等。美國國防部還會(huì)定期向國會(huì)提交基于儲備的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)報(bào)告(Office of the Under Secretary of Defense for Acquisition, Technology and Logistics, 2013), 報(bào)告通過分析不同情景下資源短缺對經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成的損失, 評價(jià)儲備礦產(chǎn)種類并測算相應(yīng)的儲備規(guī)模及成本。這些研究一方面針對本國的資源安全, 另一方面站在全球的角度考慮資源的戰(zhàn)略性和重要性, 但資源勘查前景并沒有成為重要的評價(jià)指標(biāo)。值得指出的是, 歐盟委員會(huì)發(fā)布的戰(zhàn)略性和關(guān)鍵性礦產(chǎn)報(bào)告中(European Commission, 2010), 在指標(biāo)體系設(shè)置上除了考慮經(jīng)濟(jì)重要性和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)以外, 還考慮了資源在地質(zhì)上和技術(shù)上的可得性(包含儲量、基礎(chǔ)儲量和資源量等指標(biāo))以及循環(huán)利用的限制和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等指標(biāo)。國內(nèi)也有相關(guān)的礦產(chǎn)資源重要性的研究。如李文芳等(2008)從經(jīng)濟(jì)、政治和國際三個(gè)方面建立了礦產(chǎn)資源重要性評價(jià)的指標(biāo)體系, 孔銳等(2011)建立了基于層次分析法的礦產(chǎn)資源評價(jià)數(shù)學(xué)模型。此外還有一些研究是基于特定的目的進(jìn)行評價(jià)的, 如孫永波等(2005)和胡小平(2005)都針對我國礦產(chǎn)資源的供應(yīng)安全狀況進(jìn)行了評價(jià); 陳其慎等(2007)、余良暉等(2012)針對礦產(chǎn)資源儲備的礦種選擇進(jìn)行了相應(yīng)的研究。國內(nèi)上述研究在礦產(chǎn)資源重要性評價(jià)上取得了一定進(jìn)展, 但研究結(jié)果難以直接服務(wù)于我國地質(zhì)勘查工作的部署。

與上述研究不同的是, 本文立足國內(nèi), 從資源需求出發(fā), 在合理研判未來我國礦產(chǎn)資源需求趨勢的基礎(chǔ)上, 從資源安全、經(jīng)濟(jì)意義、國防和戰(zhàn)略意義、資源勘查前景等幾個(gè)方面設(shè)置指標(biāo)體系, 運(yùn)用層次分析法進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià), 定量獲得重點(diǎn)勘查礦產(chǎn)的優(yōu)先序列, 并考慮礦產(chǎn)資源的共伴生等因素, 對礦種進(jìn)行了合理歸并, 最終確定我國非油氣礦產(chǎn)勘查的礦種優(yōu)先序列, 以期為地質(zhì)勘查工作科學(xué)部署提供一定依據(jù)。

1 未來20年我國礦產(chǎn)資源需求波次性

對未來需求趨勢的準(zhǔn)確把握是判斷礦產(chǎn)資源緊缺程度的基礎(chǔ)。礦產(chǎn)資源需求的“S”形規(guī)律揭示了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與礦產(chǎn)資源消費(fèi)的基本規(guī)律, 即伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長, 礦產(chǎn)資源消費(fèi)不會(huì)無限增長, 當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一個(gè)較高水平時(shí), 礦產(chǎn)資源消費(fèi)達(dá)到頂點(diǎn),之后不再增長或呈緩慢下降態(tài)勢(王安建, 2010; 王安建等, 2010; 王高尚, 2010)。而不同種類資源, 由于功能和作用不同, 其到達(dá)頂點(diǎn)的時(shí)間不同, 這與其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度密切相關(guān), 經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)演進(jìn), 進(jìn)而帶動(dòng)資源的波次性消費(fèi)(徐銘辰等,2010; 于汶加等, 2010; 張曉佳等, 2010; 費(fèi)紅彩等,2013)。工業(yè)部門產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的順序一般為: 輕工業(yè)→初級冶煉→建筑→電子→機(jī)械設(shè)備→化工→交通運(yùn)輸設(shè)備制造→高新科技產(chǎn)業(yè)(陳其慎等, 2013), 同時(shí)帶動(dòng)鋼鐵及其相關(guān)礦產(chǎn)、主要有色金屬礦產(chǎn)、化工肥料礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)、新能源及新技術(shù)應(yīng)用礦產(chǎn)需求的波次遞進(jìn)。

圖1 未來20年我國主要礦產(chǎn)到達(dá)頂點(diǎn)時(shí)間序列Fig.1 The peaking time sequence of China’s major minerals in the next 20 years

根據(jù)上述資源需求的“S”形規(guī)律、波次遞進(jìn)規(guī)律和礦產(chǎn)資源消費(fèi)圖譜, 本文初步分析了未來20年我國主要礦產(chǎn)的需求波次性。經(jīng)歷幾十年的快速工業(yè)化發(fā)展, 我國已步入工業(yè)化中期, 經(jīng)濟(jì)增速和資源需求都已開始放緩, 如2012和2013年我國經(jīng)濟(jì)增速分別僅為 7.8%和 7.7%, 明顯低于過去十年大于10%的增速。按照1990年蓋凱美元計(jì)算, 未來20年我國人均GDP將從近10000美元增長至25000美元左右, 在此期間我國將有多種大宗礦產(chǎn)資源需求陸續(xù)達(dá)到頂點(diǎn), 甚至開始緩慢下降。具體來說,目前中國鋼鐵需求已經(jīng)接近頂點(diǎn), 與鋼鐵行業(yè)相關(guān)的錳、鉻、釩等金屬將隨著鋼鐵需求的到頂而逐步到達(dá)頂點(diǎn); 2020年前后, 我國銅、鋁、鉛、鋅等主要有色金屬也將逐步到達(dá)頂點(diǎn), 這與不銹鋼、冶金、電力和交通等行業(yè)發(fā)展密切相關(guān); 硫、磷和鉀鹽等主要化工、肥料礦產(chǎn)頂點(diǎn)到來時(shí)間在 2020—2025年之間; 而與新能源、新技術(shù)有關(guān)的稀土、鋰、鈹、銦、鎵、鉑族和錸等金屬將隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 需求快速上升(圖1)。

2 優(yōu)先勘查評價(jià)礦種的選取

2.1 數(shù)據(jù)及來源

在我國已查明的161種礦產(chǎn)中, 通過合并一些非金屬礦產(chǎn), 去掉 6種油氣礦產(chǎn), 本文總計(jì)選取了134種礦產(chǎn)作為研究對象, 其中包括能源礦產(chǎn)6種、金屬礦產(chǎn)40種、非金屬礦產(chǎn)88種。

分析和評價(jià)采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括資源稟賦情況(包括資源儲量、基礎(chǔ)儲量、儲量占世界比例、儲采比等)、供需情況(包括產(chǎn)量、產(chǎn)量占世界比例、消費(fèi)量、消費(fèi)量占世界比例等), 市場與貿(mào)易狀況(包括價(jià)格、進(jìn)出口、市場集中度等)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化趨勢等方面的數(shù)據(jù)。上述數(shù)據(jù)均來自權(quán)威的官方統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料, 包括《World Metal Statistics Yearbook (WBMS)》、《Minerals Yearbook(USGS)》、《BP Statistical Review of World Energy 2013》、《Steel Statistical Yearbook(WSA)》、國家統(tǒng)計(jì)年鑒、中國海關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒、國土資源統(tǒng)計(jì)年鑒、中國礦產(chǎn)資源儲量通報(bào)、中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展報(bào)告、有色金屬統(tǒng)計(jì)年鑒等。在數(shù)據(jù)整理過程中, 作者對數(shù)據(jù)進(jìn)行了甄別和修復(fù), 以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和自洽性。

由于本次研究涉及礦種多、因素復(fù)雜, 要進(jìn)行初步篩選后才能進(jìn)一步系統(tǒng)評價(jià)。即通過初步分析134種礦產(chǎn)的資源供需特征, 將一些明顯不需要重點(diǎn)勘查的礦種剔除, 如資源豐富, 分布廣泛的花崗巖、大理巖、菱鎂礦等建材和化工礦產(chǎn)等。

2.2 初步篩選的原則

根據(jù)收集的134種礦產(chǎn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 綜合考慮資源稟賦、需求趨勢、可替代性和經(jīng)濟(jì)意義等要素,設(shè)置了四個(gè)篩選原則:

(1)用量大, 但資源豐富, 不需要大量勘查即可滿足需求的礦種可以剔除。如花崗巖、大理巖、石灰?guī)r等建筑用礦產(chǎn)。

(2)需求很小, 現(xiàn)有資源完全可以滿足需求的礦產(chǎn)可以剔除。如鎵等一些稀有稀散元素類礦產(chǎn), 現(xiàn)有資源可滿足200年以上的需求。

(3)由于被替代或環(huán)境污染等原因, 用量逐漸萎縮或被禁止使用的礦產(chǎn)可以剔除。如汞等礦產(chǎn), 毒性大, 已被禁止使用; 再如硫鐵礦, 我國保有資源量很大, 且隨著石油和有色金屬冶煉過程中硫的回收量大幅增加, 硫鐵礦用量也會(huì)逐漸萎縮。

(4)沒有獨(dú)立礦床且經(jīng)濟(jì)社會(huì)意義極小的礦產(chǎn)可以剔除。如銣礦, 沒有獨(dú)立礦床, 是鋰、銫等金屬礦產(chǎn)冶煉及鹽湖鹵水中的伴生礦產(chǎn)。

2.3 初步篩選結(jié)果

根據(jù)以上原則進(jìn)行剔除后, 再將稀土分為輕稀土和重稀土兩類, 本文共選出48種備選礦產(chǎn), 其中能源礦產(chǎn)4種, 金屬礦產(chǎn)32種, 非金屬12種, 具體結(jié)果如下:

能源礦產(chǎn): 煤炭、鈾、釷、地?zé)?

金屬礦產(chǎn): 鐵礦石、錳礦、鉻鐵礦、銅、鉛、鋅、鋁土礦、鎳、鎂、鎢、鈷、錫、鉬、銻、鉍、鉑族、金、銀、鋰、鈹、鈮、鉭、鋯、輕稀土、重稀土、鈧、鍺、銦、鉿、錸、硒、碲;

非金屬礦產(chǎn): 高嶺土、葉臘石、金剛石、寶石、磷礦、鉀鹽、重晶石、毒重石、石墨、螢石、滑石、高純石英。

3 指標(biāo)體系與評價(jià)方法

3.1 指標(biāo)體系

本文指標(biāo)體系的設(shè)計(jì)遵循科學(xué)性、系統(tǒng)性、可比性、動(dòng)態(tài)性、簡潔性的原則, 采用層層分解的方法設(shè)置。在設(shè)置指標(biāo)過程中, 本文充分考慮了礦產(chǎn)資源本身的經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義和資源的稀缺程度,資源稀缺程度是以未來 20年我國資源需求趨勢的合理分析為基礎(chǔ), 具備理論基礎(chǔ), 此外本文創(chuàng)新性地引入了資源勘查前景這一指標(biāo), 以保證優(yōu)先勘查礦種評價(jià)體系的系統(tǒng)性和可比性。

基于此, 本文構(gòu)建的指標(biāo)體系包含資源安全程度、經(jīng)濟(jì)意義、國防和戰(zhàn)略意義以及資源勘查前景4個(gè)二級指標(biāo)。其中資源安全程度包含未來需求趨勢、靜態(tài)保障年限、對外依存度和境外獲取難度等4個(gè)三級指標(biāo); 經(jīng)濟(jì)意義包含新興產(chǎn)業(yè)意義、資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值和國際市場影響力等 3個(gè)三級指標(biāo); 國防和戰(zhàn)略意義包含戰(zhàn)略意義和軍事或國防意義等2個(gè)三級指標(biāo); 勘查前景包含勘查程度和資源潛力等 2個(gè)三級指標(biāo), 共計(jì)11項(xiàng)三級指標(biāo)(圖2)。

各三級指標(biāo)的含義如下:

C1: 未來需求趨勢。指某一特定礦產(chǎn)未來需求是上升、高位運(yùn)行、或下降的發(fā)展趨勢。

圖2 重點(diǎn)勘查礦種優(yōu)選評級指標(biāo)體系Fig.2 The evaluation index system for mineral exploration

C2: 靜態(tài)保障年限。指按現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模, 某一礦產(chǎn)基礎(chǔ)儲量對其生產(chǎn)的保障能力, 這一指標(biāo)用我國的基礎(chǔ)儲量與產(chǎn)量的比例進(jìn)行表征。

C3: 對外依存度。表示某一礦產(chǎn)的對外依存水平,由近五年來我國礦產(chǎn)的平均對外依存度進(jìn)行衡量。

C4: 境外獲取難度。表示從境外獲取資源的難易程度, 通過綜合分析進(jìn)口量、進(jìn)口集中度、通道安全等方面信息, 對各類礦產(chǎn)進(jìn)行綜合分析得出。

C5: 新興產(chǎn)業(yè)意義。指某一礦產(chǎn)對新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有特定的重要性, 用某一礦產(chǎn)在特定產(chǎn)業(yè)中的用量和替代性綜合表征。

C6: 資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值。指資源本身能夠產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值, 用產(chǎn)品產(chǎn)量乘以平均價(jià)格進(jìn)行衡量。

C7: 國際市場影響力。指我國具有資源優(yōu)勢的礦產(chǎn), 這類優(yōu)勢可以成為我國未來參與國際礦產(chǎn)品話語權(quán)制定、爭取國際市場話語權(quán)的重要砝碼, 本文用我國礦產(chǎn)產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的比例表征。

C8: 戰(zhàn)略意義。指某些礦種由于特別重要, 能夠影響到國家間政治和外交走向, 具有戰(zhàn)略意義,通過綜合分析某一礦產(chǎn)的短缺對資源供需國家間政治關(guān)系的影響程度進(jìn)行判斷。

C9: 軍事或國防意義。指某一礦種在軍工領(lǐng)域的重要性, 通過分析該礦種的消費(fèi)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域和替代性進(jìn)行判斷。

C10: 勘查程度。是指我國現(xiàn)有資源的勘查程度,這是一個(gè)反向指標(biāo), 勘查程度較低的礦種應(yīng)著重進(jìn)行勘查。

C11: 資源潛力。某一礦產(chǎn)資源的資源潛力是決定能否進(jìn)行勘查的基礎(chǔ)。礦種的資源潛力是根據(jù)“全國礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)項(xiàng)目”成果, 并結(jié)合其他資料綜合進(jìn)行判斷的。

3.2 評價(jià)方法和過程

本文選擇層次分析法(AHP法)作為主要的評價(jià)方法。層次分析法是美國運(yùn)籌學(xué)家A.L.Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種將復(fù)雜問題模型化、數(shù)量化的過程。通過該方法, 可以將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干因素, 在各因素之間進(jìn)行比較和計(jì)算,得出不同指標(biāo)的權(quán)重。然后利用多指標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法, 計(jì)算出多種礦產(chǎn)資源之間的相對重要性。本文評價(jià)的基本步驟分為原始數(shù)據(jù)矩陣的生成、指標(biāo)權(quán)重的確定和相對重要性得分計(jì)算三步。

3.2.1 原始數(shù)據(jù)生成矩陣

本文所有的數(shù)據(jù)按照 1—4分進(jìn)行打分, 打分的原則如表 1所示, 按照上述原則進(jìn)行打分后, 形成原始數(shù)據(jù)矩陣(表2)。如石墨、鋰等在新能源產(chǎn)業(yè)中的有重要應(yīng)用的礦產(chǎn)未來需求將快速上升, C1分?jǐn)?shù)為 4分; 我國鋼鐵需求已達(dá)到頂點(diǎn), 未來鐵礦石需求將由高位運(yùn)行轉(zhuǎn)入緩慢下降的階段, 因此鐵礦石C1分?jǐn)?shù)為2.5分; 我國銅、鋁、鉀鹽等礦產(chǎn)近年來平均對外依存度都超過50%, 其C3分?jǐn)?shù)為4分;我國鎢、鉬、稀土等優(yōu)勢礦產(chǎn)全球產(chǎn)量占全球比例超過30%以上, C7分?jǐn)?shù)為4分等。

值得說明的是, 靜態(tài)保障年限和對外依存度兩個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù), 容易因?yàn)楝F(xiàn)有產(chǎn)量為零或極小而出現(xiàn)虛高的結(jié)果。如金屬鉿、鈧等金屬, 目前國內(nèi)產(chǎn)量為零, 儲產(chǎn)比則為無窮大, 此時(shí)不能代表該種礦產(chǎn)國內(nèi)保障程度較高, 作者參考消費(fèi)量與儲量的關(guān)系進(jìn)行了適當(dāng)修正; 再如鈮和鉭, 我國資源豐富,但目前由于技術(shù)原因金屬產(chǎn)量較小, 對外依存度較高, 但并非是資源短缺造成的不安全性, 與本文設(shè)置的指標(biāo)意義有沖突, 作者對此類數(shù)據(jù)也進(jìn)行了相應(yīng)的修正。

3.2.2 變量權(quán)計(jì)算

首先, 構(gòu)造判斷矩陣 A=aij(i=1, 2,…, n, j=1,2,…, n)。為了檢驗(yàn)矩陣 A 的一致性, 需要計(jì)算它的一致性指標(biāo) CI, CI=(λmax-n)/(n-1); 其中,λmax為A的最大特征值, CI越大表示判斷矩陣A的一致性越差, 為了檢驗(yàn)判斷矩陣 A是否具有好的一致性, 需要將CI與平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI進(jìn)行比較。當(dāng)CR=CI/RI＜0.10時(shí), 判斷矩陣具有令人滿意的一致性; 否則, 就需要調(diào)整判斷矩陣 A, 直到CR＜0.10。

表1 原始數(shù)據(jù)矩陣生成原則Table 1 The principles for the generation of the original data matrix

表2 48種礦產(chǎn)評價(jià)得分表Table 2 Evaluation scores for the 48 kinds of minerals

然后, 用求和法計(jì)算各指標(biāo)的變量權(quán)重。具體步驟為:

1)離散化原始矩陣: 原始數(shù)據(jù)矩陣記為 Y, 將矩陣Y的各列加和, 然后取平均值。若列值大于平均數(shù), 則記為“1”; 若列值小于平均數(shù), 則記為“0”,可得到數(shù)據(jù)離散化后48×11的矩陣X。

2)計(jì)算 X′X矩陣: 由矩陣 X求其轉(zhuǎn)置矩陣 X′,然后計(jì)算 X′X, 記 C=X′X。

3)將矩陣C進(jìn)行平方計(jì)算, 得到M矩陣。將M矩陣的各行和除以矩陣的總和（記為 m），再開方,便得到各變量的權(quán)(記為ci)。

3.2.3相對重要性得分計(jì)算

將各指標(biāo)權(quán)重與X矩陣中對應(yīng)的48個(gè)礦種的值相乘, 然后求各值之和, 可得到各樣品最終得分(表 2)。

4 討論

4.1 合并和分類

在進(jìn)行打分和評價(jià)的過程中, 要對每一礦種單獨(dú)進(jìn)行打分, 但一些以共伴生形式產(chǎn)出的礦產(chǎn)由于沒有獨(dú)立礦床不能作為獨(dú)立勘查礦種, 必須按照共伴生特點(diǎn)將其合理歸并。例如, 鉛和鋅是共生礦產(chǎn),可合并為一類(在實(shí)際勘查工作中也是如此); 鉿主要賦存在鋯礦中, 鋯鉿可以合并; 分散元素礦產(chǎn)如鍺主要賦存于煤礦、鉛鋅礦中, 銦主要伴生于閃鋅礦中, 錸主要產(chǎn)出于輝鉬礦中等, 要將其合并至相應(yīng)的主礦種中。

圖3 我國礦產(chǎn)資源勘查礦種優(yōu)先序列評價(jià)結(jié)果Fig.3 The importance ranking for mineral resources exploration

為使評價(jià)結(jié)果更有效地應(yīng)用于實(shí)際地質(zhì)勘查工作的部署中, 也方便對結(jié)果的討論, 本文將重點(diǎn)勘查的礦種分成四個(gè)級別: 重點(diǎn)勘查、優(yōu)先勘查、次優(yōu)先勘查和一般勘查, 通過合并和分類后, 最終評價(jià)結(jié)果如圖3所示。

4.2 礦種排序的討論

4.2.1 重點(diǎn)勘查礦種

本文評價(jià)結(jié)果中, 重點(diǎn)勘查礦種為銅(鈷)、鈾、鎳(鈷)、鉀鹽、重稀土和鉛鋅礦。這些礦產(chǎn)在資源短缺性、經(jīng)濟(jì)意義以及國防和戰(zhàn)略意義上都非常重要, 并具有較好的勘查前景。以重稀土為例, 據(jù)王登紅等(2013)“我國三稀礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略調(diào)查”的研究結(jié)果顯示, 風(fēng)化殼型離子吸附型稀土資源(中重稀土礦)是我國特有的資源類型, 具有良好的勘查前景, 然而該類資源在我國目前稀土資源總量中僅占 1%左右, 且消耗快速, 因此, 在保護(hù)好該類資源的同時(shí), 應(yīng)對其進(jìn)行重點(diǎn)勘查。

4.2.2 優(yōu)先和次優(yōu)先勘查的礦種

(1)石墨和螢石。由于在節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料方面的應(yīng)用, 螢石和石墨的未來需求將會(huì)快速上升, 它們同時(shí)被美國和歐盟列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)。我國作為這兩類礦產(chǎn)的第一生產(chǎn)大國, 無論從發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)還是保持我國優(yōu)勢地位的角度, 都應(yīng)將這兩類礦產(chǎn)列為優(yōu)先勘查的礦種。

(2)鎢、錫、鉬和銻。這幾種礦產(chǎn)都是我國傳統(tǒng)的優(yōu)勢礦產(chǎn), 然而據(jù)最新的儲量核查結(jié)果表明, 我國錫礦和銻礦保有資源儲量明顯下降, 保障程度快速降低, 因此錫和銻在本次評價(jià)中排位較為靠前。尤其是錫礦, 我國 2012年對外依存度已達(dá)到 17%,未來全球無鉛化進(jìn)程將進(jìn)一步推動(dòng)錫焊料用量的增加, 全球錫資源可能面臨供不應(yīng)求的狀況, 因此錫在優(yōu)先勘查礦種中排在第一位。銻礦伴隨著阻燃行業(yè)的快速發(fā)展, 消費(fèi)量也會(huì)持續(xù)增加(袁博等, 2011),但由于銻礦目前尚可保持出口, 因此銻礦排在錫礦之后。我國鎢礦資源豐富且共伴生組分多, 可實(shí)現(xiàn)綜合利用(賈木欣等, 2013; 余良暉等, 2013), 鎢礦雖然也存在過度開發(fā)的問題, 但重要性不及錫和銻;而鉬礦的開發(fā)存在明顯地過度勘查和盲目擴(kuò)產(chǎn)問題(閆興虎, 2013), 導(dǎo)致目前國內(nèi)資源優(yōu)勢難以轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢, 因此鉬礦排在次優(yōu)先勘查的礦種之列。

(3)鋁土礦。鋁土礦是我國用量較大的大宗礦產(chǎn),應(yīng)用重要性與銅不相上下, 但本文的評價(jià)結(jié)果顯示其不在重點(diǎn)勘查礦種之列, 主要的原因有兩點(diǎn): 一是我國現(xiàn)有鋁土礦未占用保有資源達(dá)到 70%, 未占用資源的進(jìn)一步利用將能夠緩解鋁土礦資源的緊缺性; 二是國內(nèi)氧化鋁和原鋁產(chǎn)能過剩, 過剩產(chǎn)能的逐步化解也將使其緊缺性得到緩解。

(4)金。在全球性商業(yè)性勘查中, 金一直做為重點(diǎn)勘查的礦種之一, 本文評價(jià)結(jié)果顯示其在次優(yōu)先勘查序列, 主要的原因如下: 本文的指標(biāo)體系設(shè)置立足于國內(nèi)資源安全, 而黃金做為避險(xiǎn)工具, 其資源屬性對市場的影響愈加減弱(韓美玲, 2010), 從資源安全的角度說, 黃金勘查的緊迫性并不強(qiáng)烈, 其四級指標(biāo)的打分都處于中等分?jǐn)?shù), 因此結(jié)果分?jǐn)?shù)也較低。

(5)煤炭和鐵礦石。煤炭排名靠后的原因如下:目前, 我國煤炭資源的保有程度和儲產(chǎn)比都較高,而未來需求將會(huì)下降, 這是由于在減少碳排放和環(huán)境污染的雙重壓力下, 隨著能源結(jié)構(gòu)的逐步調(diào)整和清潔能源使用的增加, 煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重將會(huì)下降。鐵礦石排位也較靠后, 原因一方面是我國鋼鐵需求已經(jīng)到達(dá)頂點(diǎn), 廢鋼的回收量也逐步上升, 鐵礦石未來需求將進(jìn)入緩慢下行階段,另一方面是目前我國還有大量保有資源未被利用。

(6)鉻鐵礦和錳礦。鉻鐵礦和錳礦都是我國十分緊缺的礦產(chǎn), 特別是鉻鐵礦大部分依賴進(jìn)口, 但隨著我國鋼鐵需求的到頂, 主要用于鋼鐵產(chǎn)業(yè)的錳和鉻的需求也會(huì)相應(yīng)放緩, 并且我國錳礦和鉻鐵礦的勘查前景都相對較差, 因此排在次優(yōu)先勘查礦種之列。

(7)鋰鈹鈮鉭礦。鋰在新能源領(lǐng)域、鈮鉭在航空、航天領(lǐng)域和鈹在軍工領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用, 屬于優(yōu)先勘查的礦種。前文述及花崗偉晶巖型礦床是我國鋰鈹鈮鉭礦產(chǎn)出的最重要的礦床類型, 事實(shí)上, 鈮鉭礦的另外一類比較重要的礦床類型是與碳酸巖有關(guān)的稀土-鈮-鐵型(如內(nèi)蒙古白云鄂博超大型稀土-鈮-鐵礦)礦床, 但在本文的評價(jià)結(jié)果中, 輕稀土和鐵礦石目前都屬于次優(yōu)先勘查的礦種, 考慮到鈮鉭礦的重要性, 本文未將鈮鉭歸入輕稀土的共生礦產(chǎn)中。同樣, 鋰礦的主要利用類型之一是鹵水鋰礦,然而我國鹽湖鋰產(chǎn)量不足的主要制約因素是含鋰鹵水的鎂鋰比值較高, 而非資源短缺, 因此未將鹵水鋰礦單獨(dú)作為一個(gè)勘查礦種考慮。綜上所述, 本文將鋰鈹鈮鉭歸為一類, 并主要指花崗偉晶巖型的鋰鈹鈮鉭礦床。

4.2.3 一般勘查的礦種

上述評價(jià)結(jié)果中一般勘查的礦種為金剛石、葉蠟石、滑石、鎂、毒重石、鉑族、地?zé)帷⒏邘X土、重晶石和寶石。這些礦產(chǎn)有的資源潛力不大, 且替代性很強(qiáng)(如金剛石), 有的資源豐富, 分布廣泛,且工業(yè)意義要遜于其他的礦產(chǎn), 因此排在一般勘查的礦種之列。

4.3 評價(jià)結(jié)果的時(shí)空限制

(1)時(shí)間限制。本文的評價(jià)研究是從資源需求出發(fā)的, 資源需求預(yù)測的時(shí)限是未來20年, 因此本文評價(jià)結(jié)果的有效性為未來20年內(nèi), 而20年之后資源供需形勢可能會(huì)發(fā)生更多的變化, 勘查工作也要相應(yīng)的進(jìn)行更大的調(diào)整。

(2)空間限制。首先, 本文是立足國內(nèi)資源安全的研究成果, 未將全球資源供需格局納入考慮, 未來印度、印度尼西亞等東南亞國家的經(jīng)濟(jì)崛起對資源的需求可能會(huì)影響我國的資源勘查工作; 其次,本文的評價(jià)指標(biāo)體系是將我國作為整體進(jìn)行討論,我國國土面積廣大, 東、中、西部地區(qū)發(fā)展程度和資源消費(fèi)水平都存在很大差異, 本文的評價(jià)指標(biāo)體系不能反映相應(yīng)的問題, 存在一定的局限性。例如我國鋁土礦資源總體品質(zhì)較差, 而廣西、貴州地區(qū)是產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源的重要地區(qū), 在這些地區(qū)勘查優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源十分必要; 我國煤炭資源分布具有“北多南少、且南方煤炭品質(zhì)相對較差”的特點(diǎn),因此要加強(qiáng)南方地區(qū)優(yōu)質(zhì)煤炭資源的勘查和開發(fā);未來鐵礦石的勘查也不能一概否定, 隨著未來我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)將會(huì)向中西部進(jìn)行轉(zhuǎn)移, 在中西部一些欠發(fā)達(dá)地區(qū), 要保持適度的鐵礦石勘查力度, 以滿足地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求, 而東部地區(qū)則不宜再大規(guī)模進(jìn)行鐵礦石勘查。

5 結(jié)論

本文主要有以下結(jié)論:

(1)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)演進(jìn), 進(jìn)而帶動(dòng)礦產(chǎn)資源需求的波次遞進(jìn)。未來20年我國經(jīng)濟(jì)增速逐步放緩,鐵及相關(guān)礦產(chǎn)、主要有色金屬礦產(chǎn)等將陸續(xù)達(dá)到頂點(diǎn), 而與新能源、新技術(shù)有關(guān)的金屬礦產(chǎn)需求將快速增加。

(2)通過分析我國各類礦產(chǎn)資源供需特征, 從資源稟賦、需求趨勢、可替代性和經(jīng)濟(jì)意義等方面綜合考慮設(shè)置了四個(gè)原則, 本文初步篩選出 48種備選的礦產(chǎn)。

(3)本文建立了重點(diǎn)勘查礦種評價(jià)指標(biāo)體系, 選取了資源安全程度、經(jīng)濟(jì)意義、國防和戰(zhàn)略意義以及資源勘查前景等 4個(gè)二級指標(biāo), 未來需求趨勢、資源潛力等 11項(xiàng)三級指標(biāo), 運(yùn)用層次分析法對 48種礦產(chǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)評價(jià)。

(4)通過合理歸并和分類, 勘查礦種優(yōu)先序列如下:

重點(diǎn)勘查類: 銅(鈷、碲)、鈾、鎳(鈷)、鉀鹽、重稀土、鉛鋅(銦鍺鉍碲);

優(yōu)先勘查類: 錫(鉍、鈧)、石墨、螢石、銻、鋁土礦、鎢(鉍、鈧)、鈮鉭鋰鈹?shù)V、磷礦; 其中鈮鉭鋰鈹?shù)V主要指花崗偉晶巖型;

次優(yōu)先勘查類: 銀、鉬(錸、硒)、金、鋯鉿、煤炭(鍺)、鉻鐵礦、釷、鐵礦石、錳礦、輕稀土(鈧)、高純石英;

一般勘查類: 金剛石、葉蠟石、滑石、鎂、毒重石、鉑族、地?zé)帷⒏邘X土、重晶石、寶石。

陳其慎, 王安建, 王高尚, 杜學(xué)明, 邢萬里.2013.美國礦產(chǎn)資源消費(fèi)圖譜初探[J].中國礦業(yè), 22(5): 8-14.

陳其慎, 王高尚.2007.我國非能源戰(zhàn)略性礦產(chǎn)的界定及其重要性評價(jià)[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì), (1): 19-21, 44-45.

費(fèi)紅彩, 張玉華.2013.美國未來能源格局趨勢與中國頁巖氣勘查現(xiàn)狀[J].地球?qū)W報(bào), 34(3): 375-380.

韓美玲, 張德會(huì).2010.世界黃金產(chǎn)業(yè)分析[J].資源與產(chǎn)業(yè),12(4): 100-106.

胡小平.2005.礦產(chǎn)資源供應(yīng)安全評價(jià)[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì),(7): 6-9.

賈木欣, 王明燕, 李艷峰, 孫傳堯.2013.我國鎢資源礦石性質(zhì)特點(diǎn)及資源利用存在的問題[J].礦冶, 22(1): 90-94.

孔銳, 裴文林, 曾禎.2011.我國重要礦產(chǎn)資源評價(jià)模型設(shè)計(jì)與研究[J].資源與產(chǎn)業(yè), 13(2): 31-36.

李文芳, 孔銳, 王仁財(cái).2008.我國重要礦產(chǎn)資源評價(jià)指標(biāo)體系研究[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì), (7): 26-29.

孫永波, 汪云甲.2005.礦產(chǎn)資源安全評價(jià)指標(biāo)體系與方法研究[J].中國礦業(yè), 14(4): 36-37, 81.

王安建, 王高尚, 陳其慎, 于汶加.2010.礦產(chǎn)資源需求理論與模型預(yù)測[J].地球?qū)W報(bào), 31(2): 137-147.

王安建.2010.世界資源格局與展望[J].地球?qū)W報(bào), 31(5):621-627.

王登紅, 王瑞江, 李建康, 趙芝, 于揚(yáng), 代晶晶, 陳鄭輝, 李德先, 屈文俊, 鄧茂春, 付小方, 孫艷, 鄭國棟.2013.中國三稀礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略調(diào)查研究進(jìn)展綜述路[J].中國地質(zhì),40(2): 363-370.

王高尚.2010.后危機(jī)時(shí)代礦產(chǎn)品價(jià)格趨勢分析[J].地球?qū)W報(bào),31(5): 629-634.

徐銘辰, 王安建, 陳其慎, 杜雪明.2010.中國能源消費(fèi)強(qiáng)度趨勢分析[J].地球?qū)W報(bào), 31(5): 720-726.

閆興虎.2013.中國鉬礦資源開發(fā)問題分析及對策[J].中國礦業(yè),22(10): 16-18.

于汶加, 王安建, 王高尚.2010.中國能源消費(fèi)“零增長”何時(shí)到來[J].地球?qū)W報(bào), 31(5): 635-644.

余良暉, 馬茁卉, 周海東.2013.我國鎢礦資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].中國鎢業(yè), 28(4): 6-9.

余良暉, 薛亞洲, 賈文龍.2012.礦產(chǎn)地戰(zhàn)略儲備的礦種選擇分析[J].中國礦業(yè), 21(6): 5-8.

袁博, 范繼濤, 余良暉.2011.我國銻資源形勢分析及對策建議[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì), (3): 47-49, 56.

張曉佳, 王高尚, 陳其慎, 彭穎.2010.我國區(qū)域性礦產(chǎn)資源需求差異與趨勢分析[J].地球?qū)W報(bào), 31(5): 679-685.

British Geological Survey.2012.Risk list 2012.An update to the supply risk index for elements or elements groups that are of economic value[OL/EB].[2013-10-12].http://www.bgs.ac.uk.CHEN Qi-shen, WANG An-jian, WANG Gao-shang, DU Xue-ming, XING Wan-li.2013.Discussion on mineral resources consumption altas of American[J].China Mining Magazine, 22(5): 8-14(in Chinese with English abstract).

CHEN Qi-shen, WANG Gao-shang.2007.Definition for Strategic Non-energy Minerals in China and Their Quantified Weighty Evaluation[J].Natural Resource Economics of China, (1):19-21, 44-45(in Chinese with English abstract).

European Commission.2010.Critical raw materials for the EU-Report of the Ad-hoc Working Group on defining critical raw materials[OL/EB].[2013-10-12].http://ec.europa.eu.

FEI Hong-cai, ZHANG Yu-hua.2013.The Trend of US Future Energy Pattern and the Present Situation of China’s Shale Gas Exploration[J].Acta Geoscientica Sinica, 34(3): 375-380(in Chinese with English abstract).

HAN Mei-ling, ZHANG De-hui.2010.Analysis on world gold industry[J].Resources ＆ Industries, 12(4): 100-106(in Chinese with English abstract).

HU Xiao-ping.2005.Evaluation on Mineral Resource Supply Security[J].Natural Resource Economics of China, (7): 6-9(in Chinese with English abstract).

JIA Mu-xin, WANG Ming-yan, LI Yan-feng, SUN Chuan-yao.2013.Characteristics of Chinese Tungsten ore and the Problems in the Tunsten resources utilization[J].Mining ＆ Metallurgy, 22(1): 90-94(in Chinese with English abstract).

KONG Rui, PEI Wen-lin, ZENG Zhen.2011.Design and Study of Evaluation Model of China’s Vital Mineral Resources[J].Resources ＆ Industries, 13(2): 31-36(in Chinese with English abstract).

LI Wen-fang, KONG Rui, WANG Ren-cai.2008.Research on Evaluation Target System of Important Mneral Resources in China[J].Natural Resource Economics of China, (7): 26-29(in Chinese with English abstract).

Office of the Under Secretary of Defense for Acquisition, Technology and Logistics.2013.Strategic and Critical Materials 2013 Report on Stockpile Requirements[OL/EB].[2013-10-12].http://mineralsmakelife.org.

SILBERGLITT R, BARTIS T J, CHOW G B, AN L D, BRADY K.2013.Critical Materials Present Danger to U.S.Manufacturing[OL/EB].[2013-10-12].www.rand.org.

SUN Yong-bo, WANG Yun-jia.2005.The Study of Evaluation Index System and Way in Mineral Resources Security[J].China Mining Magazine, 14(4): 36-37, 81(in Chinese with English abstract).

U.S.Department of Energy.2010.Critical Mineral Stratery[OL/EB].[2013-10-12].http://energy.gov.

WANG An-jian, WANG Gao-shang, CHEN Qi-shen, YU Wen-jia.2010.The Mineral Resources Demand Theory and the Prediction Model[J].Acta Geoscientica Sinica, 31(2): 137-147(in Chinese with English abstract).

WANG An-jian.2010.Global Resource Structure and Its Perspective[J].Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 621-627(in Chinese with English abstract).

WANG Deng-hong, WANG Rui-jiang, LI Jian-kang, ZHAO Zhi,YU Yang, DAI Jing-jing, CHEN Zheng-hui, LI De-xian, QU Wen-jun, DENG Mao-chun, FU Xiao-fang, SUN Yan,ZHENG Guo-dong.2013.The progress in the strategic research and survey of rare earth, rare metal and rare-scattered elements mineral resources[J].Geology in China, 40(2):363-370(in Chinese with English abstract).

WANG Gao-shang.2010.Mineral Commodity Prices Trend in the Late Crisis Times[J].Acta Geoscientica Sinica, 31(5):629-634(in Chinese with English abstract).

XU Ming-chen, WANG An-jian, CHEN Qi-shen, DU Xue-ming.2010.Trend Analysis of China’s Energy Consumption Intensity[J].Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 720-726(in Chinese with English abstract).

YAN Xing-hu.2013.Analysis of problems during molybdenum resources development in China and suggestions[J].China Mining Magazine, 22(10): 16-18(in Chinese with English abstract).

YU Liang-hui, MA zhuo-hui, ZHOU Hai-dong.2013.Present Situation and Development Suggestion of Exploiting and Utilizing China's Tungsten Resource[J].China Tungsten Industry, 28(4): 6-9(in Chinese with English abstract).

YU Liang-hui, XUE Ya-zhou, JIA Wen-long.2012.Analysis of the strategic reserves mineral resources selection[J].China Mining Magazine, 21(6): 5-8(in Chinese with English abstract).

YU Wen-jia, WANG An-jian, WANG Gao-shang.2010.A Prediction on the Time of Realizing Zero Growth of Energy Consumption in China[J].Acta Geoscientica Sinica, 31(5):635-644(in Chinese with English abstract).

YUAN Bo, FAN Ji-tao, YU Liang-hui.2011.Situation Analysis and Suggestions for China’s Antimony Resources[J].Natural Resource Economics of China, (3): 47-49, 56(in Chinese with English abstract).

ZHANG Xiao-jia, WANG Gao-shang, CHEN Qi-shen, PENG Ying.2010.China’s Regional Differences in Mineral Resources Demands and Trend Analysis[J].Acta Geoscientica Sinica,31(5): 679-685(in Chinese with English abstract).