美國礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略

曾小波，李桂菊

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；2.中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報中心，湖北 武漢 430071)

美國是世界上最重要的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)、消費和貿(mào)易國之一，其礦產(chǎn)資源稟賦在世界上僅次于俄羅斯排名第二，生產(chǎn)能力排名第一[1]。美國礦產(chǎn)資源豐富且余缺并存，其中非金屬礦資源最為豐富且分布較廣，其次是金屬礦和能源礦。從地理分布上來看，固體礦產(chǎn)中金屬礦產(chǎn)主要分布在西部地區(qū)，而中部和東部相對較少；非金屬礦產(chǎn)則在東、中、西部各州均有分布。

1 美國礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)狀

礦產(chǎn)資源依然是美國經(jīng)濟(jì)的基石，從采礦、加工和制成品等幾個層面來促進(jìn)美國國內(nèi)生產(chǎn)總值（圖1）。美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計了美國2016年非燃料型礦產(chǎn)資源的利用現(xiàn)狀[2]。2016年，美國非燃料型礦產(chǎn)資源生產(chǎn)價值略有增加，從2015年的734億美元增加到746億美元。美國國內(nèi)原材料和可回收材料被用于加工礦產(chǎn)材料的價值為6750億美元。這些礦產(chǎn)材料依次被下游工業(yè)消耗，2016年的價值為2.78萬億美元，比2015年的2.69萬億美元增加了3%。

圖1 非燃料礦產(chǎn)在美國經(jīng)濟(jì)中的作用（2016年估計值）

從美國對進(jìn)口原材料和加工礦產(chǎn)材料的依賴來看，2016年美國50種非燃料礦產(chǎn)商品的表觀消費中進(jìn)口量占一半以上，其中有20種完全依賴進(jìn)口。2015年的數(shù)據(jù)分別是47種和19種。中國是最主要的非燃料礦產(chǎn)商品供應(yīng)國，其次是加拿大。此外，美國是其他30種商品的進(jìn)口國和16種非燃料礦產(chǎn)商品的凈出口國。

2016年美國金屬礦產(chǎn)產(chǎn)量估計值為230億美元，比2015年減少了5%。2016年在金屬礦生產(chǎn)總值中占主體的是金（37%）、銅（29%）、鐵礦石（15%）和鋅（7%）。2016年美國工業(yè)礦產(chǎn)產(chǎn)量估計值為516億美元，比2015增長5%。2016工業(yè)礦產(chǎn)的產(chǎn)值以碎石（31%）、水泥（18%）和建筑砂石（17%）為主。

2016年美國13種礦物商品的產(chǎn)值超過10億美元。這些礦物商品依次是：碎石、水泥、建筑砂礫石、黃金、銅、工業(yè)砂礫石、鐵礦石（裝運）、石灰、磷酸鹽巖、鹽、純堿、鋅和粘土。

2016年美國11個州各自的非燃料礦產(chǎn)商品產(chǎn)值超過20億美元，按產(chǎn)值由高至低排序分別是：內(nèi)華達(dá)州、亞利桑那州、德克薩斯州、加利福尼亞州、明尼蘇達(dá)州、佛羅里達(dá)州、阿拉斯加州、密歇根州、懷俄明州、猶他州和密蘇里州。

2 美國礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略

從聯(lián)邦層次上，涉及礦產(chǎn)資源與礦業(yè)的管理部門主要有內(nèi)政部、能源部、農(nóng)業(yè)部、勞工部以及環(huán)境保護(hù)局等。這些機(jī)構(gòu)直接或間接與礦產(chǎn)資源和礦業(yè)、能源管理有關(guān)，其中內(nèi)政部下屬的地質(zhì)調(diào)查局和土地管理局，以及能源部主要負(fù)責(zé)制定美國礦產(chǎn)資源的發(fā)展戰(zhàn)略。下面從這三個機(jī)構(gòu)的礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略來了解美國礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略特征。

2.1 美國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略

美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）是內(nèi)政部下屬唯一的科學(xué)部門，研究領(lǐng)域主要集中在核心科學(xué)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、能源礦產(chǎn)、環(huán)境衛(wèi)生、土地資源、自然災(zāi)害和水資源這7個主題。該機(jī)構(gòu)近十多年來制定的礦產(chǎn)資源科學(xué)戰(zhàn)略計劃包括“能源與礦產(chǎn)資源科學(xué)戰(zhàn)略（2013-2023）”、“礦產(chǎn)資源計劃”以及“極地科學(xué)戰(zhàn)略計劃”等。

（1）能源與礦產(chǎn)資源科學(xué)戰(zhàn)略（2013-2023）

2007年，美國地質(zhì)調(diào)查局啟動了《直面明日挑戰(zhàn)——美國地質(zhì)調(diào)查局十年科學(xué)戰(zhàn)略（2007-2017）》，以問題為導(dǎo)向的改革，并明確了USGS的7項使命領(lǐng)域，并于2012年在原有戰(zhàn)略規(guī)劃的基礎(chǔ)上，重新調(diào)整、制定并發(fā)布了新的USGS科學(xué)戰(zhàn)略（2013～2023）以及相應(yīng)的戰(zhàn)略計劃。在USGS的這7大科學(xué)使命領(lǐng)域中，能源和礦產(chǎn)調(diào)查是重要的使命之一，重點關(guān)注新型能源和高技術(shù)型礦產(chǎn)，高度關(guān)注頁巖油（氣）、天然氣水合物、地?zé)帷⑩Q、鎘、鎵、鋰等資源。同時，USGS也高度重視能源和礦產(chǎn)開發(fā)的環(huán)境影響，并積極從環(huán)境的角度為自然資源管理提供支撐。能源與礦產(chǎn)資源領(lǐng)域提出的科學(xué)戰(zhàn)略為《能源與礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略——資源生命周期方法》[3]。該戰(zhàn)略結(jié)合能源與礦產(chǎn)資源需求趨勢及其相互關(guān)聯(lián)性將會帶來的新挑戰(zhàn)，提出了五個戰(zhàn)略目標(biāo)并提出了相應(yīng)的戰(zhàn)略行動，包括：能源和礦產(chǎn)資源形成基本過程的認(rèn)識；能源和礦產(chǎn)資源以及所產(chǎn)生廢物的環(huán)境行為的認(rèn)識；能源與礦產(chǎn)資源儲量評估；能源和礦產(chǎn)資源對自然資源和社會影響的認(rèn)識；對能源和礦產(chǎn)供應(yīng)可靠性和可利用性的認(rèn)識。

（2）礦產(chǎn)資源計劃

礦產(chǎn)資源計劃[4]的目的是提供沒有偏見的科學(xué)和信息，以了解礦產(chǎn)資源潛力、生產(chǎn)、消費以及礦物與環(huán)境的相互作用。該計劃的優(yōu)先科學(xué)研究領(lǐng)域主要包括礦物信息與材料流、關(guān)鍵礦物研究、阿拉斯加礦產(chǎn)資源、中大陸地區(qū)資源、未探明礦產(chǎn)資源評估等。該計劃共有四大目標(biāo)[5]：①增加對礦產(chǎn)資源形成的理解；②提供礦產(chǎn)資源普查和評估；③擴(kuò)大對礦產(chǎn)資源之環(huán)境與社會影響的認(rèn)識；④提供礦產(chǎn)資源可用性和可靠性分析。為實現(xiàn)這些目標(biāo)，提出了五個主要研究領(lǐng)域，包括：礦產(chǎn)信息與材料流、關(guān)鍵礦物研究、阿拉斯加礦產(chǎn)資源、中部地區(qū)資源以及未發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源評估。

（3）極地科學(xué)戰(zhàn)略計劃（2015-2020）

美國地質(zhì)調(diào)查局于2014年啟動了該計劃，計劃重點是景觀生態(tài)系統(tǒng)和自然資源問題，同時為了解極地范圍變化的物理過程提供科學(xué)基礎(chǔ)。最終目的是提供國家資源管理政策并提高北極地區(qū)的管理水平。這項計劃的主要目標(biāo)包括六個[6]：為北極沿海社區(qū)和生態(tài)系統(tǒng)改善科學(xué)信息；對北極生態(tài)系統(tǒng)以及未來的可能變化，進(jìn)一步進(jìn)行綜合性、景觀規(guī)模的了解；評估北極景觀中的礦物和能源資源，并評估北極資源開發(fā)的環(huán)境影響；確定北極變化對環(huán)境健康的影響；加強(qiáng)對北極獨特物理過程的科學(xué)認(rèn)識；改進(jìn)全州地理空間數(shù)據(jù)和映射，以滿足安全、規(guī)劃、研究和資源管理合作伙伴的需求。

2.2 美國土地管理局礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略

美國土地管理局在礦產(chǎn)資源領(lǐng)域的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)所有礦產(chǎn)資源區(qū)域的土地管理工作。早在2011年，土地管理局就發(fā)布了“國家級景觀保護(hù)體系——15年戰(zhàn)略（2010-2025）”[7]，提出了四個目標(biāo)和舉措，分別是：

（1）保護(hù)和恢復(fù)特殊區(qū)域

（2）國家級景觀保護(hù)體系與其他機(jī)構(gòu)的協(xié)同

（3）啟動一項長期公眾宣傳計劃，加強(qiáng)合作

（4）加強(qiáng)溝通和了解這一戰(zhàn)略，以促進(jìn)土地管理局的發(fā)展

此外，土地管理局于2015年3月發(fā)布了“先進(jìn)科學(xué)：先進(jìn)科學(xué)實施戰(zhàn)略”[8]。戰(zhàn)略提出了如下目標(biāo)（表1）。

表1 美國土地管理局先進(jìn)科學(xué)實施戰(zhàn)略目標(biāo)及行動方案

2.3 美國能源部礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略

美國能源部在礦產(chǎn)資源方面的職責(zé)是統(tǒng)一管理礦產(chǎn)資源的勘探、研究、開發(fā)和利用。能源部下的礦產(chǎn)相關(guān)計劃原屬于“工業(yè)技術(shù)計劃”的一部分，后來“工業(yè)技術(shù)計劃”成為能源部下設(shè)的“先進(jìn)制造辦公室”。1998年，美國國家礦業(yè)聯(lián)合會與能源部簽署協(xié)議，共同研究開發(fā)礦業(yè)技術(shù)，該產(chǎn)業(yè)伙伴關(guān)系計劃被稱為“未來礦業(yè)計劃”。該計劃制定了美國到2020年的礦業(yè)發(fā)展目標(biāo)，并提出了幾個重要的計劃，包括：開展針對先進(jìn)管理技術(shù)的研發(fā)計劃；聯(lián)邦、各州和地方政府及其支持者建立伙伴關(guān)系，以建立法律和監(jiān)管體系，及時支持并開發(fā)高效和對環(huán)境友好的采礦項目和產(chǎn)品；開展強(qiáng)有力的公共信息和教育計劃，使公眾能夠了解采礦產(chǎn)品及其衍生價值，并引導(dǎo)民眾了解礦業(yè)的重要性。在這項計劃的引導(dǎo)下也相繼制定了一些路線圖，包括《礦業(yè)交叉領(lǐng)域技術(shù)路線圖》（1999）、《礦物工藝技術(shù)路線圖》（2000）、《勘探與開采技術(shù)路線圖》（2002）和《礦業(yè)專業(yè)人員教育路線圖》（2002）。此外，2002年，美國能源部還發(fā)布了《美國采礦工業(yè)能源和環(huán)境概況》，詳細(xì)介紹了美國礦業(yè)整體情況。隨著礦業(yè)的快速發(fā)展，到2003年發(fā)布《采礦工業(yè)：未來工業(yè)中的水利用》，詳細(xì)探討了未來采礦工業(yè)所面臨的水資源問題。

到2010年，能源部制定首份“關(guān)鍵材料戰(zhàn)略”[9]，主要目標(biāo)是：（1）全球供應(yīng)鏈多樣化，以減輕供應(yīng)風(fēng)險；（2）開發(fā)材料和技術(shù)替代品；（3）促進(jìn)回收、再利用和更有效的使用，以顯著降低全球?qū)﹃P(guān)鍵材料的需求。報告中研究了稀土金屬和其他材料在清潔能源經(jīng)濟(jì)中的作用，其主要結(jié)論包括：（1）包括風(fēng)輪機(jī)、電動汽車、光伏電池和熒光燈等多種清潔能源技術(shù)，短期內(nèi)利用材料有供應(yīng)中斷的風(fēng)險，這些風(fēng)險通常會在中期和長期減少；（2）清潔能源技術(shù)目前約占全球關(guān)鍵材料消費量的20%。未來隨著清潔能源技術(shù)的更廣泛應(yīng)用，這一份額會增長；（3）分析結(jié)論認(rèn)為，在短期內(nèi)鏑、釹、鋱、銪和釔這五種稀土金屬以及銦最為關(guān)鍵；（4）合理的政策和戰(zhàn)略投資可以降低供應(yīng)中斷的風(fēng)險，尤其是從中長期來看。到2011年12月，能源部又發(fā)布了關(guān)鍵材料戰(zhàn)略更新版本[10]，主要更新了關(guān)鍵性的評估、市場分析以及技術(shù)分析，以解決關(guān)鍵材料的挑戰(zhàn)。報告中評估了用于風(fēng)輪機(jī)、電動汽車、光伏電池和熒光燈中的16種關(guān)鍵元素，認(rèn)為在短期內(nèi)（至2015年）鏑、鋱、銪、釹和釔這五種稀土元素至關(guān)重要，這五種稀土元素主要用于風(fēng)輪機(jī)磁鐵、電動汽車和節(jié)能照明中熒光粉。其他元素如鈰、銦、鑭和碲認(rèn)為比較關(guān)鍵；在短中期之間（2015-2025），清潔能源的重要性和某些材料的供應(yīng)風(fēng)險發(fā)生變化，釹、鏑、銪、釔和鋱元素至關(guān)重要，而鋰和碲本認(rèn)為比較關(guān)鍵。

3 對我國礦產(chǎn)資源開發(fā)的啟示

我國是礦產(chǎn)資源大國，也是礦業(yè)大國，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)172種，探明資源儲量的有162種，品種較為齊全，勘查開發(fā)體系完整，主要礦產(chǎn)品產(chǎn)量和消費量居世界前列[11]。近年來，隨著我國對礦產(chǎn)資源的科技投入不斷加大，科技水平不斷提升，部分技術(shù)已經(jīng)處于世界先進(jìn)水平。與此同時，為規(guī)范和鼓勵資源節(jié)約與綜合利用，我國政府提出了《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃》、《“十三五”資源領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等宏觀規(guī)劃，推出了資源法、管理規(guī)定、稅收政策、技術(shù)目錄以及試點建設(shè)工作制度以進(jìn)一步加強(qiáng)對礦產(chǎn)資源的綜合利用。不過，我國各地區(qū)在礦產(chǎn)資源利用管理方面還存在發(fā)展不均，與國際先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和管理方法也存在一定差距。通過對美國礦產(chǎn)資源開發(fā)現(xiàn)狀和戰(zhàn)略特征的整體研究，我們可以得到以下啟示：

3.1 加強(qiáng)礦產(chǎn)資源科學(xué)技術(shù)研究，注重科技對決策的支撐

注重科學(xué)技術(shù)對決策的支撐作用，更好地服務(wù)于礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略的制定和相關(guān)措施的落實。從美國地質(zhì)調(diào)查局、土地管理局以及能源部的礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略可以看出，美國在開發(fā)利用礦產(chǎn)資源的過程中十分重視科學(xué)技術(shù)的作用，在長期的戰(zhàn)略規(guī)劃中始終保持對相關(guān)科學(xué)和技術(shù)的穩(wěn)定投入，并充分利用科學(xué)研究成果和先進(jìn)技術(shù)工具為礦產(chǎn)資源的利用和管理服務(wù)。另外，在具體科學(xué)戰(zhàn)略方面特別注重跨學(xué)科合作，包括探索學(xué)科交叉的方法、信息合成和空間分析技術(shù)，強(qiáng)調(diào)科技和信息對決策的支撐服務(wù)作用。

3.2 礦政機(jī)構(gòu)管理體制明確，各機(jī)構(gòu)間分工協(xié)作

美國礦產(chǎn)資源管理體制完善，聯(lián)邦礦政管理機(jī)構(gòu)和各州礦業(yè)管理部門根據(jù)土地權(quán)限和礦業(yè)權(quán)分類，各自分工有相互協(xié)作，礦業(yè)管理趨向集約化、科學(xué)化。美國礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略與舉措持續(xù)，政府對地質(zhì)調(diào)查局、土地管理局、能源部等聯(lián)邦礦政管理機(jī)構(gòu)提供持續(xù)的支持，開展礦產(chǎn)資源計劃。此外，聯(lián)邦礦政管理機(jī)構(gòu)對未來礦業(yè)發(fā)展制定明確的技術(shù)發(fā)展路線圖，包括礦業(yè)交叉領(lǐng)域、礦物工藝技術(shù)領(lǐng)域、勘探與開采技術(shù)領(lǐng)域以及礦業(yè)業(yè)專業(yè)人員培養(yǎng)領(lǐng)域等，以支撐產(chǎn)業(yè)部門和政府制定相關(guān)決策。

3.3 關(guān)注全球礦產(chǎn)資源，加強(qiáng)對全球礦產(chǎn)資源鏈的操控能力

美國不僅注重本國礦產(chǎn)資源的綜合找礦、綜合評價和綜合開發(fā)利用，還關(guān)注全球礦產(chǎn)資源分布及綜合利用狀況的評價，并對全球礦產(chǎn)資源的產(chǎn)業(yè)鏈具有一定的操控能力。美國能源部從美國能源發(fā)展戰(zhàn)略的未來需求角度出發(fā)，對全球范圍內(nèi)的礦產(chǎn)供應(yīng)鏈進(jìn)行風(fēng)險分析，研究關(guān)鍵礦產(chǎn)的用途，并加強(qiáng)對礦床類型、提取技術(shù)、加工技術(shù)和其開發(fā)、加工過程中產(chǎn)生的廢棄物等的研究。此外，美國地質(zhì)調(diào)查局加強(qiáng)極地科學(xué)戰(zhàn)略，最終目的是支撐國家資源管理政策和提高北極地區(qū)的管理水平。