黃文斌++李萬倫++吳西順

摘 要：鈾既是一種能源資源，也是一種重要的國防戰(zhàn)略資源。隨著核電技術(shù)逐步完善以及核電事業(yè)在全球范圍內(nèi)的快速發(fā)展，我們?cè)陉P(guān)注核電發(fā)展的同時(shí)，更需要關(guān)注世界鈾資源的發(fā)展?fàn)顩r，及時(shí)了解各國鈾資源勘探、開采、生產(chǎn)情況，對(duì)了解世界未來的核能發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：鈾礦資源；形勢(shì)；找礦；勘探進(jìn)展

1 概述

在過去的60年中，鈾礦已經(jīng)成為世界上最重要的能源礦產(chǎn)之一。1kg鈾235核完全裂變所釋放的能量相當(dāng)于燃燒2500噸優(yōu)質(zhì)煤所放出的能量。目前鈾絕大部分應(yīng)用在發(fā)電上，一小部分應(yīng)用在生產(chǎn)醫(yī)用同位素上，還有一些被用于船舶的動(dòng)力裝置上。鈾，既是一種能源資源，也是一種重要的國防戰(zhàn)略資源，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)、核電事業(yè)和國防工業(yè)的發(fā)展具有重要的作用和意義。

世界上鈾資源豐富的國家主要有澳大利亞、哈薩克斯坦、俄羅斯、加拿大、美國、納米比亞、尼日爾等，世界上絕大部分天然鈾的供應(yīng)與生產(chǎn)均來自于這些國家。

目前全球的鈾需求量大約為每年67，000噸鈾。大約42%的鈾來自于傳統(tǒng)的礦山（露天和地下開采），其中大約51%來自地浸鈾礦，還有7%是在其他礦物提取過程中作為副產(chǎn)品進(jìn)行回收。總的來說，已開采的鈾占年度核電需求量的84%。世界上目前已探明鈾（590萬噸）如果只在傳統(tǒng)的反應(yīng)堆中使用，那么將足夠使用約90年。因此，相比大多數(shù)礦物來說，鈾的資源保證度高。

還有一部分鈾來自于次級(jí)來源。目前每年次級(jí)供應(yīng)的鈾可提供11，000噸鈾，主要是來自于美國和俄羅斯退役的核彈頭。鈾的其他來源包括政府和公用事業(yè)儲(chǔ)備和歷史遺留下來的大量貧鈾礦石，隨著工藝技術(shù)的提高，這些礦石可重新被提取。還有一小部分是燃料使用后再處理過程中產(chǎn)生的再循環(huán)鈾。

2 全球鈾礦資源形勢(shì)

全球鈾資源分布呈現(xiàn)不均勻性，主要是由于地殼演化以及結(jié)構(gòu)的不均勻性引起的。從區(qū)域來看，亞洲和大洋州的鈾礦資源最為豐富，其次是北美洲和非洲。

澳大利亞已探明鈾資源量為1，706，100噸，擁有世界約31%的鈾礦資源（WNA，2013）。從20世紀(jì)70年代初以來，澳大利亞發(fā)現(xiàn)了一系列重要鈾礦床，特別是南澳大利亞奧林匹克壩（Olympic Dam）超大型礦床的發(fā)現(xiàn)，使得澳大利亞具有成為世界最大的鈾礦生產(chǎn)地的潛力。如今，澳大利亞已查明鈾資源量世界最多，位居世界第一，其中鈾開采成本低于130美元/千克的資源量達(dá)167萬噸，幾乎占據(jù)著世界已查明鈾資源量三分之一的份額。每年生產(chǎn)出的鈾的總量約為5000噸，所有的鈾均出口。

在過去50年多年的時(shí)間里，哈薩克斯坦一直是世界鈾的一個(gè)重要來源。哈國已查明鈾資源量為679，300噸鈾，占世界12%。從2000年開始，幾乎所有的鈾都來自于地浸鈾礦。除了一個(gè)礦山外，所有運(yùn)營或計(jì)劃中的地浸鈾礦均位于該國的中南部，其中楚薩雷蘇（Chu-Sarysu）盆地/省，擁有全國已知資源量的一半以上。

目前加拿大已探明鈾資源量占世界鈾的8%，但是它供應(yīng)著世界約16%的鈾，這使得它成為繼哈薩克斯坦之后的第二大產(chǎn)鈾國。大部分鈾用于出口，只有大約五分之一用于國內(nèi)需求。20世紀(jì)70年代掀起的第二次找鈾高潮中，在阿薩巴斯卡盆地（Athabasca Basin）發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)大型的元古代不整合面型鈾礦床，如麥克阿瑟河鈾礦，礦石品位高，儲(chǔ)量巨大，其超過20%的鈾礦石處于600米的深度，以較大優(yōu)勢(shì)成為世界上最大的鈾礦，該礦山曾經(jīng)貢獻(xiàn)了世界鈾產(chǎn)量的15%。

俄羅斯國家鈾控股公司（AtomRedMetZoloto）是一家國有的俄羅斯原子能工業(yè)股份公司（Atomenergoprom）的子公司，2007年俄羅斯所有的鈾礦勘探和開采資產(chǎn)全部整合到它的旗下，它接管了鈾總資源量約40萬噸的19個(gè)項(xiàng)目。俄羅斯的鈾絕大多數(shù)來自于外貝加爾山脈的斯特列里措夫（Streltsovskiy）地區(qū)或者靠近中國和蒙古邊界的東南西伯利亞赤塔（Chita）地區(qū)的幾座大型的地下礦山。未來大部分的產(chǎn)量將自于赤塔地區(qū)薩哈共和國的愛爾康（Elkon）項(xiàng)目。這些礦床一旦投產(chǎn)后，可在2024年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)5000噸鈾。

納米比亞擁有能生產(chǎn)世界總產(chǎn)量10%的兩個(gè)大型鈾礦。在納米比亞還有幾個(gè)有前景的開發(fā)項(xiàng)目，其中包括靠近羅辛（R?ssing）鈾礦的哈薩博（Husab）鈾礦項(xiàng)目，該項(xiàng)目有望成為世界上最大的鈾礦項(xiàng)目之一。它被中國最大的核電運(yùn)營商——中廣核集團(tuán)（CGN）所持有。

2015年世界天然鈾總產(chǎn)量為6.0514萬噸U，同比增長8%，其產(chǎn)量可滿足全球核電工業(yè)年度用鈾量的90%以上。頭號(hào)產(chǎn)鈾國哈薩克斯坦2015年產(chǎn)量達(dá)2.38萬噸U，約占世界總產(chǎn)量的39%。雪茄湖（Cigar Lake）項(xiàng)目產(chǎn)量猛增，使加拿大2015年總產(chǎn)量大幅增長46%，達(dá)到1.3325萬噸U。澳大利亞產(chǎn)量增加671噸U，增幅為13%，達(dá)到5672噸。這三大產(chǎn)鈾國的產(chǎn)量之和約占世界總產(chǎn)量的70%。納米比亞、美國和南非等國產(chǎn)量下降比較明顯。

盡管大約有20個(gè)國家開采鈾，但是2015年世界總產(chǎn)量的52%來自于6個(gè)國家的10座礦山（表1），其產(chǎn)量之和為3.176萬噸U。其中，4座位于哈薩克斯坦，2座位于加拿大，其余4座分別位于澳大利亞、尼日爾、俄羅斯和納米比亞。2015年產(chǎn)量最大的鈾礦是麥克阿瑟河鈾礦，2015年產(chǎn)量達(dá)到7354噸鈾，約占全球總產(chǎn)量的12%。

3 鈾礦找礦勘探

20世紀(jì)60年代末，將核能用于民用電力變得極具經(jīng)濟(jì)前景，這種積極的增長態(tài)勢(shì)使鈾再次發(fā)生短缺，大型礦業(yè)公司都被鼓勵(lì)去勘探鈾礦。1986年4月切爾諾貝利核電站發(fā)生核反應(yīng)堆爆炸，導(dǎo)致整個(gè)蘇聯(lián)和歐洲普遍受到放射性影響。對(duì)核能的利用產(chǎn)生一定影響。20世紀(jì)80年代末，核能并沒有像人們希望的那樣快速增長，這導(dǎo)致鈾市場(chǎng)發(fā)生嚴(yán)重的供過于求。到了21世紀(jì)初，鈾的價(jià)格達(dá)到了歷史低點(diǎn)，U3O8為16.42美元/公斤。但在2003年初價(jià)格開始上漲，主要原因是人們希望利用核能取代燃煤發(fā)電，以解決燃煤所排放的溫室氣體引起氣候改變所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。由此引發(fā)鈾礦勘探熱潮。從2003年到2009年底，一共有600多個(gè)鈾礦勘探項(xiàng)目，所花經(jīng)費(fèi)大約57.5億美元。尤其是在2005和2006年，鈾礦勘探力度加大，在這兩年內(nèi)世界已查明鈾資源量增加了15%。然而，在2011年3月日本福島第一核電站多個(gè)反應(yīng)堆發(fā)生事故后，不僅抑制了鈾的價(jià)格，更是使一些國家做出正式退出或暫緩核能的決定，從而鈾礦勘探活動(dòng)也相應(yīng)地減少。

尋找投入少、回報(bào)高、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)低的低成本鈾礦資源是當(dāng)今世界鈾礦地勘界共同、主要、首選的目標(biāo)，僅少數(shù)國家、公司不惜成本地在找鈾礦，也還有少數(shù)國家、公司把尋找大型，超大型鈾礦作為主要的、首選的目標(biāo)類型。綜合各方面信息，與不整合面有關(guān)的鈾礦、角礫雜巖型鈾礦和宜采用原地浸出工藝開發(fā)的砂巖型鈾礦這3種鈾礦類型是當(dāng)今世界鈾礦地勘界主要首選目標(biāo)類型。

目前，自然界業(yè)已査證的、儲(chǔ)量不少于500噸U、U品位大于0.03%的近600個(gè)各種類型的鈾礦床中與不整合面有關(guān)的鈾礦約為25個(gè)、角礫雜巖鈾礦約為6個(gè)、宜采用原地浸出工藝開發(fā)的砂巖鈾礦百余個(gè)。

加拿大，尋找與不整合面有關(guān)的鈾礦始終是該國的首選目標(biāo)類型。另一個(gè)鈾礦資源大國——澳大利亞，鈾礦地勘界已鎖定的目標(biāo)類型是：與不整合面有關(guān)的鈾礦、地浸砂巖鈾礦等。在俄羅斯，尋找與不整合面有關(guān)的鈾礦床的工作區(qū)主要鎖定在波羅的、阿爾丹以及阿納巴爾地盾等地區(qū)。其中首先告捷的是位于俄西北的拉多加地區(qū)，該地的地質(zhì)背景酷似加拿大阿薩巴斯卡盆地，在目前發(fā)現(xiàn)的卡爾庫礦床中已確認(rèn)了3個(gè)、U品位達(dá)0.97%、厚度超過4.5m的高品位鈾礦體。另一個(gè)尋找與不整合面有關(guān)的鈾礦床的有利地區(qū)是位于布爾布克廷（Bulbukhtin）地區(qū)的伊爾庫茨克地段，相關(guān)的地勘工作正在進(jìn)行中。

4 未來展望

自從2011年福島事件之后，全世界對(duì)核電的未來感到不確定，使得鈾礦價(jià)格持續(xù)走低。以鈾礦為核心的公司股價(jià)也隨之下降，德國和意大利等國目前均已放棄了其核計(jì)劃。

然而，目前日本的反應(yīng)堆正在慢慢恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其他國家對(duì)核能的態(tài)度也開始轉(zhuǎn)變，中國和印度等國正在從其他能源轉(zhuǎn)向核能。許多專家和分析人士認(rèn)為，新的需求和新的鈾礦投產(chǎn)缺乏將有可能使鈾在2018年之前的未來幾年內(nèi)產(chǎn)生供應(yīng)赤字。

國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）和國際能源署（IEA）等國際機(jī)構(gòu)在2015 下半年公布了對(duì)全球未來能源市場(chǎng)的最新預(yù)測(cè)結(jié)果，其中包括對(duì)核電未來發(fā)展的預(yù)測(cè)。兩家機(jī)構(gòu)均認(rèn)為，盡管核電發(fā)展當(dāng)前面臨諸多挑戰(zhàn)，例如化石燃料價(jià)格低迷，全球經(jīng)濟(jì)陷入泥潭以及2011年日本福島核事故的后續(xù)影響，但全球的核電裝機(jī)容量未來仍將呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。在國際能源署2015年11月發(fā)布的《世界能源展望2015》報(bào)告中，核發(fā)電量將從2013年的2478TWh增至2040年的4606TWh。核能在應(yīng)對(duì)氣候變化方面的作用得到國際能源組織和權(quán)威氣候?qū)＜业倪M(jìn)一步確認(rèn)。2015年12月聯(lián)合國氣候大會(huì)達(dá)成巴黎協(xié)議，各國承諾控制溫室氣體的排放。權(quán)威氣候?qū)＜抑赋?，提高核能份額對(duì)實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排目標(biāo)至關(guān)重要。

2015年8月11日，日本九州電力公司仙臺(tái)1號(hào)反應(yīng)堆裝載燃料并重新啟動(dòng)。雖然這一次的重新啟動(dòng)并不會(huì)導(dǎo)致鈾的供應(yīng)和需求平衡的重大轉(zhuǎn)變，但它表明，在日本電力公司和核監(jiān)管局之間的大力推動(dòng)下，這是一個(gè)正確的發(fā)展方向。

中國自從2015年3月份恢復(fù)建造新的核電站項(xiàng)目以來，正一直致力于增加其在鈾市場(chǎng)的份額。除了正在全國范圍內(nèi)建造的24座反應(yīng)堆（以及其他計(jì)劃中的項(xiàng)目）外，中國還在尋找哈薩克斯坦、加拿大和澳大利亞的鈾礦資源。亞洲國家也紛紛在與其他地方的核電巨頭簽署協(xié)議。

雖然日本和中國是最近的主要焦點(diǎn)，但俄羅斯對(duì)鈾礦領(lǐng)域的影響也不可忽視。鄧迪資本市場(chǎng)（Dundee Capital Markets）的David Talbot說，俄羅斯的影響力可能會(huì)變得越來越重要?？紤]到俄羅斯國家原子能公司擁有國際上數(shù)量最多的建造反應(yīng)堆，其在十多個(gè)國家內(nèi)有29個(gè)反應(yīng)堆正處于規(guī)劃和建設(shè)的各個(gè)階段，這些都證明了俄羅斯對(duì)鈾礦市場(chǎng)的影響不容忽視。美國能源部認(rèn)為美國公用事業(yè)的鈾礦需求在2017年和2018年將是“實(shí)質(zhì)性的”。一些美國公用事業(yè)公司已經(jīng)開始簽約。半島能源在2016年8月底宣布已經(jīng)與美國主要的電力公司簽署了兩個(gè)濃縮鈾買賣協(xié)議。

在過去的幾年里，全球的鈾礦勘探展現(xiàn)了杰出的成果。主要的成功仍然是在已知項(xiàng)目上的擴(kuò)張（如澳大利亞的蘭杰（Ranger）和奧林匹克壩（Olympic Dam），加拿大的麥克阿瑟河（McArthur River）以及世界各地的重大新發(fā)現(xiàn)。這些礦床從超低品位（如納米比亞的Etango-Goanikontes品位為0.0193%U3O8）到超高品位（如加拿大維爾京河菲尼克斯（Wheeler River Phoenix）品位為15.74%的U3O8，是目前世界已知的品位最高的礦床，2011年數(shù)據(jù)）。很明顯，全球已知鈾資源量的趨勢(shì)是上升的，但全球鈾礦石平均品位將繼續(xù)下降，因?yàn)楦推肺坏牡V石和礦床類型越來越占據(jù)主要位置。很明顯，隨著時(shí)間的推移，在發(fā)現(xiàn)或探明新鈾礦資源上還會(huì)有繼續(xù)取得進(jìn)展（包括世界范圍的礦床類型和地區(qū)），有足夠鈾來滿足未來核能的需求。

全球鈾資源分布呈現(xiàn)不均勻性，世界各國鈾的生產(chǎn)與需求也呈現(xiàn)著極大的不均勻性。一般鈾資源豐富或者產(chǎn)量大的國家如澳大利亞、哈薩克斯坦、納米比亞等，國內(nèi)核電裝機(jī)規(guī)模很小或者沒有核電產(chǎn)業(yè)，因而需求都較小。而世界上主要核電大國如日本、法國等，部分鈾資源不豐富甚至貧鈾。未來全球核電裝機(jī)建設(shè)主要還來自后者國家，因此未來全球鈾資源供求矛盾將愈加突出，各國面對(duì)鈾資源的競(jìng)爭(zhēng)將愈加激烈。由此引發(fā)的能源之爭(zhēng)和地緣政治需加以注意。

本文得到中國地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“地學(xué)情報(bào)綜合研究與產(chǎn)品研發(fā)”（121201015000150002）子項(xiàng)目“地質(zhì)調(diào)查專題情報(bào)分析與綜合研究”資助。

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