摘自：中國關鍵礦產清單、應用與全球格局
張生輝1 ，王振濤2 ，李永勝3 ，莫宣學4 ，董慶吉1 ，陳叢林1 ，耿林1 ，王利1 ，張海啟5 ，譚秀民5 ，薛迎喜6 ，周尚國7 ，田郁溟7 ，姚超美8 ，焦森8 ，陳正國9 ，陳軍元9 ，王壽成10 ，張浩鈺10 ，付水興11 ，王春連3 ，王永12
1 中國地質調查局
2 中國地質科學院礦產資源研究所
3 自然資源部礦產勘查技術指導中心
4 中國地質大學（北京）
5 中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所
6 中國地質圖書館
7 中國冶金地質總局
8 中化地質礦山總局
9 中國建筑材料工業地質勘查中心
10 有色金屬礦產地質調查中心
11北京礦產地質研究院有限責任公司
12 中國地質科學院地質力學研究所
作者簡介：張生輝，博士，正高級工程師。從事礦產資源調查評價研究與管理工作。
導讀：
關鍵礦產是指對經濟社會發展和國家安全至關重要，由于供應短缺存在較大風險或者具有一定優勢對全球供應具有較強影響力的礦產資源。當前國際貿易爭端由經濟領域、技術領域擴展到礦產資源領域，世界局勢變化對中國礦產資源安全保障提出了新的挑戰，也帶來了新的機遇。
中國地質調查局張生輝博士等在分析當前國內外關鍵礦產競爭態勢基礎上，研究提出了37種中國關鍵礦產建議清單，包括大宗礦產(5種)、三稀金屬礦產(15種)、關鍵黑色有色貴金屬礦產(12種)、戰略非金屬礦產(4種)和特種氣體礦產(1種)。并對37種關鍵礦產的應用領域，全球分布、生產和貿易格局等進行了概略研究。研究表明，這些關鍵礦產既是當今世界經濟社會發展不可或缺的重要物質基礎，也是戰略性新興產業、清潔能源、國防軍工技術發展不可替代的重要物質保障。37種關鍵礦產中我國需要凈進口的22種，凈進口超過50%的19種，超過90%的10種；我國凈出口的11種，凈出口超過50%的5種，其中鎵超過了90%，詳見表1。
表1 中國關鍵礦產進出口百分比
本文重點介紹了這些關鍵礦產的主要礦床類型、 礦石質量等礦床特征和全球資源分布、生產、貿易格局等。
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關鍵礦產主要礦床類型、礦石質量與全球格局
1大宗礦產
1.1 鐵；1.2 錳；1.3 銅；1.4 鋁（鋁土礦）；1.5 鉀鹽
2“三稀”金屬礦產
2.1 稀土；2.2 鋰；2.3 鈹；2.4 鈮、鉭；2.5 鍶；2.6 銣、銫；2.7 鋯、鉿；2.8 稼；2.9鍺；2.10 銦；2.11 錸；2.12 碲
3關鍵黑色有色貴金屬礦產
3.1 鉻；3.2 釩；3.3 鈦；3.4 鎂；3.5 鎳；3.6 鈷；3.7 鎢；3.8 錫；3.9 銻；3.10 鉍；3.11 鉑族；3.12 金
4戰略非金屬礦產
4.1高純石英；4.2石墨；4.3螢石；4.4硼
5特種氣體礦產一氦氣
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1大宗礦產
1.1鐵
2020年全球鐵礦產量（鐵精粉）24.7億t，產量超過1億t的有澳大利亞9.12億t、巴西3.88億t、中國3.6億t、印度2.04億t、俄羅斯1億t，五國合計占全球產量的80%。全球鐵礦資源充足，但分布極不均勻。2021年全球鐵礦儲量（含鐵量）850億t，超過百億噸的國家有澳大利亞250億t、巴西150億t、俄羅斯140億t，三國合計占全球儲量的64%。
目前有工業開采意義的鐵礦床主要有（BIF）沉積變質型、矽卡巖型、巖漿型、火山巖型、沉積型等成因類型。其中（BIF）沉積變質型鐵礦床及其氧化礦床占全球儲量的60%~70%，占全球富鐵礦儲量的70%以上，占全球鐵礦產量的90%以上。沉積變質型鐵礦亦是中國主要的鐵礦類型，儲量占一半以上，但礦石品位低、伴生組分多，絕大多數需經復雜的選礦工藝處理才能入爐。中國四川攀西地區與基性層狀巖體有關的巖漿型釩鈦磁鐵礦分布區是全球最大的釩鈦磁鐵礦集中區，對世界釩、鈦資源格局具有重要意義。
全球有50多個國家生產鐵礦石，對世界格局影響大的國家主要有澳大利亞、巴西、印度和南非。澳大利亞赤鐵礦粉具有較好的燒結性能，是亞洲鋼鐵廠燒結勻礦配料的主要礦種；褐鐵礦絕大多數含磷低，部分礦石由于三氧化鋁較低，大量使用后不僅可以降低成本而且可降低高爐渣量，目前被日本鋼鐵廠和中國寶鋼等企業大量使用。巴西鐵礦石具有品位高、鋁含量低、有害雜質少、燒結性能好等特點，加之巴西港口條件好，被世界各國鋼鐵廠普遍使用。歐洲離巴西近，運費低，是巴西鐵礦出口的主要市場。印度礦因具有較好品質和運距優勢，受到亞洲鋼鐵廠的普遍歡迎。南非塊礦是非常好的高爐直接入爐原料，粉礦則適合在寒冷地區使用。但南非鐵礦石鉀、鈉等堿金屬含量高，長期使用對高爐壽命不利。南非塊礦主要出口歐洲市場，粉礦則主要供應中國中、小型鋼鐵廠。
全球鐵礦石貿易己基本形成由澳大利亞、巴西、南非等向中國、日本、韓國及歐盟等出口的局面。鐵礦供應高度集中于澳大利亞、巴西兩個國家，其出口量約占全球3/4；高度集中于淡水河谷、必和必拓、力拓和FMG四大公司，其出口量約占全球2/3。2020年中國進口鐵礦11.7億t，來自澳大利亞、巴西的進口量分別占總進口量的60%、20%以上。按2020年數據，中國鐵礦進口比例為76%。
1.2錳
2020年全球錳礦產量1890萬t，其中產量超過百萬噸的國家有南非650萬t、澳大利亞333萬t、加蓬331萬t、中國134萬t，四國合計占全球產量的76%。2021年全球錳礦儲量15億t，其中儲量超過億噸的國家有南非6.4億t、澳大利亞2.7億t、巴西2.7億t、烏克蘭1.4億t，四國合計占全球儲量的88%。烏克蘭錳礦品位低且含磷高。加蓬錳礦儲量雖不足1億t（6100萬t），但礦石品位高，對全球錳礦供應具有較大意義。
錳礦床的類型主要有沉積型、火山沉積型、沉積變質型、熱液型、風化型和海底結核-結殼型等。世界高品位錳礦（含錳35%以上）資源主要分布在南非、澳大利亞、加蓬和巴西等。南非錳礦是冶金級優質富錳礦石，在南非東北部以生產化學級錳礦石為主。澳大利亞是世界主要的高品級錳礦石生產國和出口國。加蓬是世界著名的富錳礦石和電池級錳礦石產地和出口國。巴西錳礦資源分布廣泛，產出高品級的電池級錳礦石。中國錳礦資源表現出“小、貧、雜、細”的特點，開采條件復雜，選冶困難。近年貴州東北部發現的埋深超過1000m的沉積型碳酸錳礦床規模大，品位高于目前國內開采錳礦石品位，科學利用有可能改變中國錳礦供需格局。
2020年中國錳礦石消費量為4206萬t，其中國內生產錳礦石1031萬t，進口3166萬t。錳礦進口主要來自南非1370萬t、澳大利亞535萬t、加蓬474萬t、巴西280萬t、加納187萬t、科特迪瓦117萬t、馬來西亞86萬t、緬甸56萬t。按礦石量計算2020年中國錳礦對外依存度為75%。因國內錳礦石品位低，按金屬量計算2020年中國錳礦對外依存度超過90%。
1.3銅
2020年全球礦山銅產量2060萬t，產量超過百萬噸的國家有智利573萬t、秘魯215萬t、中國172萬t、剛果（金）160萬t、美國120萬t，五國合計占全球產量的60%。精煉銅產量2530萬t，產量超過百萬噸的國家有中國1000萬t、智利233萬t、日本158萬t、剛果（金）135萬t、俄羅斯104萬t，五國合計占全球產量的64%。2021年全球銅儲量8.8億t，儲量超5000萬t的國家有智利2億t、澳大利亞9300萬t、秘魯7700萬t、俄羅斯6200萬t、墨西哥5300萬t，五國合計占全球儲量的55%。
世界上銅礦主要類型有斑巖型、沉積巖型層狀、巖漿硫化物型、火山塊狀硫化物型、鐵氧化物銅-金型、矽卡巖型等，分別占世界總資源儲量的69.0%、11.8%、5.1%、4.9%、4.7%、2.2%，合計為97.7%。斑巖型銅礦是世界最重要的銅礦資源，伴生的金、鉬或鋅也具有較大經濟價值。超大型（500萬t以上）斑巖銅礦集中分布于環太平洋成礦域（智利、秘魯、美國、巴拿馬、印度尼西亞、菲律賓、巴布亞新幾內亞等）、特提斯一喜馬拉雅成礦域（中國、巴基斯坦等）和古亞洲成礦域（蒙古、哈薩克斯坦等），環太平洋成礦域尤以南美安第斯成礦帶集中分布。主要產于中非成礦區（剛果（金）、贊比亞等）的沉積巖型層狀銅礦床具有十分重大的經濟價值，也是鈷的主要來源。此類銅礦亦產于俄羅斯、波蘭、阿富汗、哈薩克斯坦、智利、澳大利亞等國。巖漿硫化物典型礦床有俄羅斯諾里爾斯克一塔爾納赫鎳銅礦、美國德盧斯銅鎳礦、加拿大肖得貝里鎳-銅-鉑族元素礦床以及中國甘肅金川銅鎳礦等，火山塊狀硫化物典型礦床有葡萄牙的內維升一科爾沃鋅銅礦床等，鐵氧化物銅-金典型礦床有澳大利亞奧林匹克壩銅-鈾-金-稀土-鐵礦床等，矽卡巖型典型礦床有美國南瓜谷銅礦和中國安徽銅陵冬瓜山銅礦等。
全世界有50多個國家開采銅礦。除了產量超百萬噸的5個國家，澳大利亞、贊比亞、俄羅斯、墨西哥、加拿大、哈薩克斯坦、印度尼西亞、波蘭等也都是重要的銅生產國，以上13個國家產量占全球86.2%。智利國家銅業、瑞士嘉能可、澳大利亞必和必拓、美國自由港一麥克莫蘭、美國南方銅業、加拿大第一量子礦業、波蘭銅業集團、英國力拓、智利安托法加斯塔、英國英美資源等10大公司2020年銅產量占全球45%。
銅精礦主要出口國有智利、美國、印尼、加拿大、巴西、澳大利亞等；主要進口國是中國、日本、印度、韓國、德國、西班牙、菲律賓、保加利亞、巴西和瑞典等，這10個國家的進口量占全球進口量的80%以上。精煉銅主要出口國有智利、贊比亞、印度、秘魯、日本、澳大利亞、俄羅斯、波蘭等，進口國主要有中國、德國、美國、意大利等。全球銅材貿易的主要國家有美國、英國、法國、德國、意大利、日本和中國，德國和日本是凈出口國，美國和中國是凈進口國。
目前中國己成為全球最大銅生產國和進口國。智利、秘魯、蒙古、墨西哥和澳大利亞是中國銅精礦主要進口來源，智利、印度、哈薩克斯坦、日本和秘魯是中國精煉銅主要進口來源，贊比亞和智利是中國陽極銅主要進口來源。2020年中國精煉銅產量1003萬t，其中國內礦山銅產量172萬t、廢雜銅利用約50萬t，計算銅精礦對外依存度78%；精煉銅表觀消費量約1190萬t，計算銅金屬對外依存度為82%。
1.4鋁 （鋁土礦）
2020年，全球鋁土礦產量3.91億t，超過2000萬t的國家有澳大利亞1.04億t、中國9270萬t、幾內亞8600萬t、巴西3100萬t、印度尼西亞2080萬t、印度2020萬t，六國產量占全球產量的90.7%。全球原鋁產量6510萬t，其中中國產量3710萬t，占比57%。俄羅斯、印度、加拿大、阿拉伯聯合酋長國以及澳大利亞、巴林、挪威、美國、冰島等也都是重要的鋁生產國。2021年全球鋁土礦儲量320億t，20億t以上的國家有幾內亞74億t、越南58億t、澳大利亞53億t、巴西27億t、牙買加20億t，五國合計占全球的72.5%。
世界鋁土礦主要有紅土型和巖溶型兩大類，紅土型占90%，巖溶型約占10%。紅土型主要含鋁礦物為三水鋁石，巖溶型主要含鋁礦物為一水硬鋁石和一水軟鋁石。非洲西部紅土型鋁土礦是世界鋁土礦主要來源之一，鋁土礦資源較為豐富的國家包括幾內亞、喀麥隆、加納等。南美洲北部紅土型鋁土礦主要分布于巴西、圭亞那、蘇里南和委內瑞拉等國。印度也是紅土型鋁土礦重要資源國。東南亞紅土型鋁土礦主要分布在越南和印度尼西亞。澳大利亞鋁土礦資源亦為紅土型，昆士蘭北部和西澳達令山脈是兩處世界上最大的己探明可開發的鋁土礦集中區。歐洲及地中海國家希臘、土耳其、意大利、葡萄牙、西班牙、法國、匈牙利、克羅地亞、波黑等廣泛發育巖溶型鋁土礦。加勒比海地區牙買加巖溶型鋁土礦在全球鋁土礦供需格局中占有重要地位。伊朗也是重要的巖溶型鋁土礦資源國。中國的鋁土礦資源90%以上為巖溶型。
全球鋁土礦海運量從2012年的7600萬t增長到2019年1.39億t，出口國以幾內亞、澳大利亞、印度尼西亞為主，進口國以中國、歐洲、北美為主。2019年，幾內亞（6628萬t）、澳大利亞（3700萬t）、印度尼西亞（1400萬t）、巴西（711萬t）四國占全球出口量的89%，中國（10051萬t）、歐洲（1932萬t）、北美（739萬t）占全球進口量的91%。當前，中國、歐洲和北美仍然是全球鋁土礦需求的中心。幾內亞鋁土礦主要出口到中國和歐洲，澳大利亞、印尼和馬來西亞鋁土礦的95%以上都出口到中國，巴西、牙買加鋁土礦主要出口到美國、歐洲。鋁土礦生產集中度高，2019年前三家企業（力拓、美鋁、贏聯盟）產量占全球41%。2019年中國國內鋁土礦產量6840萬t，按實物量估算對外依存度60%。
1.5鉀鹽
2020年，全球鉀鹽產量4400萬t，加拿大（1380萬t）、俄羅斯（811萬t）、白俄羅斯（740萬t）、中國（600萬t）四國合計占全球產量的80%。2021年全球鉀鹽儲量超過35億t，加拿大（11億t）、白俄羅斯（7.5億t）、俄羅斯（4億t）、中國（3.5億t）、美國（2.2億t）五國合計占全球的80%。此外，以色列和約旦從死海提取鉀鹽，包含約20億t氯化鉀。
鉀鹽資源分為兩種類型，一種是以固體鉀礦石形式存在，如鉀石鹽礦床、光鹵石礦床和鉀長石礦床，另一種是以含鉀的鹵水形式存在，包括硫酸鹽型、氯化物型和硝酸鹽型等含鉀鹵水。固體鉀礦占比在85%左右，鹵水鉀鹽占比在15%左右。固體鉀礦資源集中分布在加拿大、俄羅斯、白俄羅斯、泰國、老撾、歐洲等地區，礦床類型以海相成因為主，主要礦石為鉀石鹽和光鹵石。美國含鉀鹵水為硫酸鹽型，以色列與約旦為氯化物型，智利為硝酸鹽型。中國察爾汗和羅布泊均為氯化物型。加拿大薩斯卡徹溫盆地、俄羅斯烏拉爾邊緣的上卡姆盆地和白俄羅斯涅帕盆地呵斯塔羅賓三大鉀礦探明儲量占全球總量的71%。鉀鹽生產高度集中，加拿大Nutrien、俄羅斯Uralkali、白俄羅斯BelaruskAli、加拿大Mosaic、中國鹽湖股份、德國K+S、以色列ICL、約旦ArabPotash、中國藏格鉀肥和國投羅鉀等十家公司產量占全球90%。
中國、美國、印度和巴西是世界主要的鉀肥消費國，約占世界總量的70%；因自身鉀資源分布少，均需大量進口鉀肥。加拿大、俄羅斯和白俄羅斯等主要鉀鹽生產國自身消費量少，其生產量的約3/4用于出口。2019年中國鉀肥總產量966萬t（實物量，下同），進口量921萬t，自給率超過50%。主要進口來源國為加拿大（325萬t）、俄羅斯（217萬t）、白俄羅斯（187萬t）、以色列（88萬t）、約旦（68萬t）、老撾（20萬t）。
2“三稀”金屬礦產
2.1稀土
2020年全球稀土礦產量（稀土氧化物，下同）24萬t，其中中國產量14萬t，占58%。其他產量較大國家還有美國3.9萬t、緬甸3.1萬t、澳大利亞2.1萬t。以上四國占全球產量96%。2021年全球儲量1.2億t，其中中國4400萬t、越南2200萬t、俄羅斯和巴西各2100萬t，以上四國合計占全球90%。其他儲量較多的國家還有印度690萬t、澳大利亞400萬t、美國180萬t、格陵蘭150萬t。
自20世紀90年代末以來，中國平均提供了全球90%以上的稀土供應。“中國的稀土材料、器件以及節能燈、微特電機、鎳氫電池等終端產品，滿足了世界各國特別是發達國家高技術產業發展的需求”（中華人民共和國國務院新聞辦公室，中國的稀土狀況與政策，2012年6月）。中國稀土資源經過多年高強度開發，儲量減少，尤其是中重稀土儲量減少，中國稀土資源優勢逐漸減弱。近年來世界各國對稀土礦產勘查開發逐漸重視。據不完全統計，有37個國家的261家公司開發了共計429個稀土項目，新啟動了8?10萬t稀土礦山產能。2021年，美國加州芒廷帕斯的氟碳鈰礦和美國東南部的獨居石礦都被開采。中國也不再是全球稀土冶煉分離產品唯一來源。澳大利亞萊納斯公司是中國以外最大的稀土冶煉分離產品供應商，產量約占全球10%。澳大利亞萊納斯公司與美國藍線公司計劃合資在美國建立稀土分離生產線，由萊納斯公司每年提供1200t原料。美國MP Materials公司位于德克薩斯州沃斯堡的首個稀土金屬、合金和磁體制造工廠己經開工建設，建成后擁有每年生產約1000t釹鐵硼磁體的能力以及規模擴展空間。美國國防部己授予MP Materials資金用于在加州芒廷帕斯稀土材料生產廠精煉和分離重稀土元素。澳大利亞PeakResourcesLimited計劃在英國蒂斯谷（TeesValley）建設稀土分離廠，加工坦桑尼亞Ngualla項目生產的稀土礦。據美聯社2022年8月23日報道，總部設在加拿大多倫多的稀土加工企業新性能材料公司購買了在格陵蘭島的采礦權，計劃開采格陵蘭島西南部的薩爾法托克礦，并將礦石運往該公司位于愛沙尼亞的工廠。
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