全球硼礦資源開發(fā)現(xiàn)狀與潛力分析

王靚靚，王秋舒，吳 亮

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037； 2.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054)

硼以其典型性非金屬的身份在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中嶄露頭角，其用途達(dá)300多種，除傳統(tǒng)五大領(lǐng)域(玻璃、陶瓷、農(nóng)業(yè)、洗滌劑和漂白劑)外，隨著社會進(jìn)步與高新技術(shù)不斷發(fā)展，含硼化合物在航空航天和國防建設(shè)中的應(yīng)用，越來越受到人們的重視。全球?qū)ε鸬男枨髮⒃谝欢螘r間內(nèi)持續(xù)增長，探討全球硼礦資源勘查開發(fā)現(xiàn)狀與潛力分析具有重要意義。

本文以全球硼礦資源分布特點為基礎(chǔ)，介紹了主要硼礦資源國資源概況、勘查開發(fā)概況，劃分了全球硼礦資源潛力區(qū)。嘗試性提出了我國面對高品質(zhì)硼資源對外依存度較高的形勢下，應(yīng)以“兩翼齊飛”為發(fā)展態(tài)勢，實施多元化資源利用的戰(zhàn)略建議。

1 硼資源概況

1.1 全球硼礦資源分布特點

硼礦資源主要集中分布在環(huán)太平洋與地中海構(gòu)造帶內(nèi)，主要資源國為土耳其、俄羅斯、美國、智利和中國，這五個國家硼礦儲量總和約占世界總儲量的97%。

據(jù)USGS統(tǒng)計，2010～2017年，全球硼礦儲量變化較大，2010年為21 000萬t，2015年增至38 000萬t，2017年達(dá)到110 000萬t。全球儲量變化主要受土耳其儲量大幅提升所影響，土耳其2010年硼礦儲量為6 000萬t，2016年增至23 000萬t，2017年達(dá)到95 000萬t。其他資源國儲量相對穩(wěn)定，2017年美國與俄羅斯同為4 000萬t，共同位列全球第二位；智利為3 500萬t，位列全球第三位；中國為3 901.71萬t[1]，位列全球第四位。

土耳其：資源主要集中在小亞細(xì)亞半島的安托利亞高原西部、馬爾馬拉海以南(東西長300 km，南北寬150 km)，地處阿爾卑斯-喜馬拉雅板塊構(gòu)造帶。該區(qū)自北向南再向東，依次分布有大型火山沉積型硼礦床：凱斯特雷克(Kestelek)、比加第奇(Bigadic)、埃梅特(Emet)和柯爾卡(Kirka)。

俄羅斯：典型礦床以東西伯利亞薩哈(雅庫特)共和國南部的矽卡巖硼礦床為主，塔約扎諾耶(Tayozhnoye)成礦于太古宙的鐵硼礦床為輔。

美國：資源集中分布在西部太平洋沿岸，主要類型為火山沉積型和現(xiàn)代鹽湖型。最為著名的硼礦是克拉默火山沉積型硼礦床，其規(guī)模大、被開采利用時間最長，其次為死谷硼礦，規(guī)模比前者小。除此之外西部地區(qū)存有一系列硼酸鹽鹽湖，最大的鹽湖型礦床為加利福尼亞的西爾斯湖。

智利：資源集中分布在其北部與玻利維亞和阿根廷交界處的塔拉帕卡區(qū)、安托法加斯塔區(qū)和阿塔卡馬地區(qū)。典型礦床有：蘇里萊干鹽湖(Salar de Surire)、阿斯考坦干鹽湖(Salar de Ascotan)、吉斯吉羅干鹽湖(Salar de Quisquiro)和阿瓜斯卡林特斯蘇(AguasCalientesSur)鹽湖。

1.2 中國硼礦資源分布特點

據(jù)自然資源部《中國礦產(chǎn)資源報告2017》，我國硼礦基礎(chǔ)儲量為3 901.71萬t，資源量為3 915.55萬t，集中分布在遼東-吉南地區(qū)、青海-西藏地區(qū)，此外，還有少數(shù)零星分布在四川省、湖南省等地區(qū)。

根據(jù)中國硼礦資源分布特征，具有經(jīng)濟價值的硼礦床主要為沉積變質(zhì)型和現(xiàn)代鹽湖型。其中，沉積變質(zhì)型硼礦是中國主要開采硼礦類型，占全國儲量的65.18%，分布在遼東-吉南地區(qū)；其次為現(xiàn)代鹽湖型硼礦占全國儲量的33.14%，主要分布在青海-西藏等高原地區(qū)；再次在湖南常寧地區(qū)有少量矽卡巖型硼礦產(chǎn)出[2]。

2 硼資源的勘查開發(fā)

2.1 重要資源國勘查開發(fā)現(xiàn)狀

2010～2017年，全球硼礦山產(chǎn)量呈遞增趨勢，2010年產(chǎn)量為408萬t，2015年產(chǎn)量達(dá)到937萬t，2017年增至980萬t[3]。主要生產(chǎn)國為土耳其、秘魯、智利、阿根廷、玻利維亞、中國、哈薩克斯坦。其中，土耳其、哈薩克斯坦呈明顯增勢；俄羅斯呈遞減趨勢；其他國家小幅波動(圖1)。

圖1 2010～2017年全球主要國家硼礦產(chǎn)量Fig.1 Boron production of major countries in the world from 2010 to 2017(資料來源：USGS,Mineral commodity summaries(2011～2018))

當(dāng)前全球主要硼礦公司集中在亞洲、北美洲、拉丁美洲地區(qū)，其中，土耳其埃蒂礦業(yè)公司和美國硼砂公司(力拓工業(yè)子公司)是產(chǎn)量最大的公司(表1)。

2.1.1 土耳其

土耳其近期硼礦資源勘查開發(fā)活躍，2017年政府將礦業(yè)總投資的34%用于硼礦行業(yè)。礦山產(chǎn)量增幅明顯，由2010年的200萬t增加到2017年的730萬t。土耳其的埃蒂礦山集團是世界上最大的硼礦資源開采和生產(chǎn)企業(yè)之一，在國內(nèi)處于壟斷地位，歷史悠久，主營業(yè)務(wù)集中在本國西部的硼酸鹽礦區(qū)，有多個超大型硼酸鹽項目。該公司年產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的30%～40%，產(chǎn)品涉及硼酸、硼砂、氧化硼等精礦產(chǎn)品，同時出口至美國、歐洲等地區(qū)。

2.1.2 秘魯

2017年，秘魯硼礦山產(chǎn)量為66萬t，位列全球第二位。資源大多位于阿雷基帕省(Arequipa)火山地區(qū)的第四系現(xiàn)代鹽湖礦床中，硼礦物多為斜硼鈉鈣石。本國硼礦企業(yè)以因卡伯爾公司(INKABOR)為主，公司成立于1985年，位于意大利的阿雷基帕。

表1 全球主要硼礦開發(fā)公司概況Table 1 The main boron producers in the world

資料來源：文獻(xiàn)[4]

該公司成立之初由七個獨立的硼產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)構(gòu)成， 后續(xù)幾個公司被意大利GRUPPCOLOROBBIA收購整合。

2.1.3 智利

2017年，智利硼礦山產(chǎn)量為52萬t，位列全球第三位。生產(chǎn)能力最高的地區(qū)為安托法加斯塔(Antofagasta)的阿斯科坦鹽沼(Salar de Aseotan)。吉米卡硼公司是智利最大的硼產(chǎn)品企業(yè)，成立于1986年，位于西部阿瑞卡。其主要產(chǎn)品為農(nóng)用硼肥和硼酸產(chǎn)品，年產(chǎn)硼鈉鈣石原礦45萬t，硼酸產(chǎn)能8萬t，顆粒級硼鈉鈣石4萬t，主要銷售到南美洲及東亞地區(qū)。公司目前主要采用硫酸分解工藝生產(chǎn)硼酸和農(nóng)業(yè)化學(xué)品，每年消耗平均品位為25%的鈉硼解石40萬t，硼收率可達(dá)75%左右。

2.1.4 阿根廷

2017年，阿根廷硼礦山產(chǎn)量為45萬t，位列全球第四位。該國主要硼礦企業(yè)有：阿根廷硼砂公司(Borax Argentina S.A.)、圣麗塔礦物公司(Minera Santa Rita)、普羅西薩多拉硼砂公司(Procesadora de Borates Argentinos)與烏萊克斯(Ulex)公司等。

阿根廷硼砂公司是其國內(nèi)最大的硼礦產(chǎn)品生產(chǎn)商，產(chǎn)品出口美國。其工作基地由位于薩爾塔省的廷卡拉玉(Tincalayu)礦床和西杰斯(Sijes)礦床、位于胡胡伊(Jujuy)省的克哈瑞(SalarsCauchari)鹽湖和賈比羅(Diabillo)鹽湖礦床構(gòu)成。

圣麗塔礦物公司擁有5個硼礦開采礦區(qū)，其中位于卡塔馬卡省、胡胡伊省和薩爾塔省的3個礦山正在開采，所有礦區(qū)礦石儲量超過了600萬t，品位為20%～24%。同時，該公司經(jīng)營位于坎波奎加諾(Campo Quijano)的硼酸加工廠，以鈉硼解石為原料，采用先進(jìn)的硫酸分解工藝技術(shù)，硼的收率可達(dá)85%。

目前，阿根廷正在尋求硼酸、硼肥的代理商和開發(fā)合作伙伴，并計劃進(jìn)一步勘查開發(fā)該地區(qū)新的硼礦資源，中國企業(yè)可考慮借此機會進(jìn)入。

2.1.5 玻利維亞

2017年，玻利維亞硼礦山產(chǎn)量為15萬t。其資源主要蘊藏于西南部的烏尤尼鹽湖中，礦石類型以斜硼鈉鈣石和伴生粗硼砂為主，儲量約為400萬t，平均品位為30%。由于烏尤尼一直處于限制開采的狀態(tài)，玻利維亞國有礦業(yè)公司(COMIBOL)，正在尋找機會開發(fā)烏尤尼湖平原，計劃投資500萬美元設(shè)立實驗工廠以確定全規(guī)模生產(chǎn)可行性。

2.1.6 俄羅斯

2017年，俄羅斯硼礦山產(chǎn)量為8萬t。博爾化工公司(Russian Bor Concern OJSC)是該國最大的硼酸鹽生產(chǎn)商，也是全球主要的硼礦開采、加工、銷售企業(yè)之一，其產(chǎn)品主要用于出口，出口國為中國、韓國、日本等東亞國家。

2.1.7 美國

美國硼砂公司(U.S.Borax.Inc.)是英國力拓集團的全資子公司之一，主要業(yè)務(wù)為硼酸鹽產(chǎn)品的開采與加工。公司在全球范圍內(nèi)擁有大量的硼礦項目，其擁有美國加利福尼亞州的克拉默礦床和阿根廷的超大型硼酸鹽礦床礦權(quán)，為全球最大的硼產(chǎn)品經(jīng)營公司，與土耳其的埃蒂礦山集團并列世界前位。

2.2 中國勘查開發(fā)現(xiàn)狀

2017年，中國硼礦山產(chǎn)量為16萬t，位列全球第五位?？辈殚_發(fā)現(xiàn)狀可謂是“高儲低產(chǎn)”，在眾多類型的硼礦物中，目前被加工利用的原料95%以上是硼鎂石礦石，這部分礦石的數(shù)量僅占總儲量的6.64%，而占儲量58.54%的硼鎂鐵礦則由于加工技術(shù)尚未完全過關(guān)，工業(yè)利用量極少。占儲量33.14%的鹽湖硼礦由于分布在青藏高原，受交通條件和開采條件的限制，也基本上未得到充分開發(fā)利用。占全國總量1.69%的其他類型硼礦利用率受限。

國外主要利用的火山沉積型硼礦床儲量大、品位高，在中國尚無發(fā)現(xiàn)，但具有一定的找礦條件。如新疆博格達(dá)山南坡石炭系火山-沉積巖系區(qū)、東部侏羅-白堊系火山巖系地表區(qū)、浙江壽山石礦區(qū)、內(nèi)蒙古巴林石礦區(qū)等出現(xiàn)找硼線索。近年來，國家對硼資源勘查投入雖增幅較大，但因勘查工作程度主要以預(yù)查和普查為主，勘探階段的工作量偏少，部分硼資源探明程度不高或沒有進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟評價，經(jīng)濟可采的硼資源儲量比例較少等因素，導(dǎo)致硼資源儲量升級較緩慢，需進(jìn)一步加大工作力度[5-6]。

3 全球硼資源潛力分析

硼礦成礦主要受火山與構(gòu)造環(huán)境、物質(zhì)來源、氣候條件等因素影響?；鹕交顒优c構(gòu)造作用聯(lián)合生成的火山-構(gòu)造復(fù)合盆地為富集硼礦成礦提供了優(yōu)良環(huán)境；板塊俯沖過程中洋殼在深部熔融，為硼礦床形成提供了豐富物質(zhì)來源；封閉盆地干旱的環(huán)境提供了成硼的氣候條件[5]。

根據(jù)以上因素，在全球范圍內(nèi)圈定資源潛力區(qū)5個，分別為土耳其西安托利亞潛力區(qū)，南美安第斯?jié)摿^(qū)，遼-吉-東西伯利亞潛力區(qū)，青海-西藏潛力區(qū)，美國西部潛力區(qū)。

3.1 土耳其西安托利亞潛力區(qū)

土耳其西安托利亞潛力區(qū)屬于特提斯成礦域，地中海成礦帶，位于土耳其西北部安托利亞高原。硼酸鹽礦床位于安托利亞(Anatolia)西部、馬爾馬拉海南部，東西跨度為300 km，南北跨度為150 km，主要集中在5個沉積盆地(比加第奇盆地、蘇坦加伊盆地、克斯特勒盆地、伊美特盆地、科卡盆地)。

西安拉托尼亞硼酸鹽區(qū)位于歐亞板塊的南北匯聚帶，伊茲密爾-安卡拉-埃爾津縫合線上。區(qū)域內(nèi)發(fā)育南北兩條巨大走向滑動斷層：北安拉托尼亞斷層和東安拉托尼亞斷層，受礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力場的影響，一系列的北東向、北西向、較少東西向的、受正斷層控制的地塹型斷陷活動十分活躍。據(jù)USGS統(tǒng)計，該地區(qū)的儲量為9億t，僅比加第奇礦床的探明及遠(yuǎn)景礦石量便達(dá)8.95億t，蘇丹澤里礦床的估計儲量達(dá)3億t，因此該區(qū)具有巨大的開發(fā)潛力，硼礦資源勘查開發(fā)活躍。

3.2 南美安第斯?jié)摿^(qū)

南美安第斯?jié)摿^(qū)位于安第斯山脈靠近阿根廷、玻利維亞、智利和秘魯共同邊界處的安第斯構(gòu)造火山成礦帶(長達(dá)885 km)，分布有40多個硼礦床，其中14個礦床目前處于開采階段。該帶以壓縮性構(gòu)造為主要特征，存在許多封閉的干鹽湖盆地，是現(xiàn)代鹽湖型硼礦床聚集地。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,該地區(qū)阿根廷、智利、玻利維亞和秘魯?shù)膬α靠偤蜑? 100萬t，其中最大礦床為廷卡勞礦床，其儲量為1億t；玻利維亞的鹽湖礦床烏尤尼礦床，其資源量據(jù)稱可達(dá)到1億t，但是該地區(qū)地質(zhì)研究程度低，很多地質(zhì)資料不完善，勘探程度也較低，因此進(jìn)一步勘探的潛力巨大。

3.3 遼-吉-東西伯利亞潛力區(qū)

遼-吉-東西伯利亞潛力區(qū)位于歐亞板塊東部，太平洋沿岸，屬于勞亞成礦域，中朝成礦帶，主要的資源為沉積變質(zhì)型硼礦床。該區(qū)域向南到遼寧東部，向北至俄羅斯雅庫特地區(qū)。該區(qū)域南部是中國的沉積變質(zhì)型硼礦床集中區(qū)域，有大中型硼礦十幾處，同時還有繼續(xù)發(fā)展資源量的巨大可能，根據(jù)遼寧省化工地質(zhì)勘查院的研究工作來看，遼東地區(qū)還有多個次級的遠(yuǎn)景區(qū)在深部發(fā)現(xiàn)了多處規(guī)模較大的礦化點，因此應(yīng)做進(jìn)一步的勘察研究，儲量預(yù)估達(dá)到1億t。

3.4 青海-西藏潛力區(qū)

青海-西藏潛力區(qū)位于中國青海、西藏地區(qū)，屬于勞亞成礦域，中朝成礦區(qū)。資源集中在柴達(dá)木盆地內(nèi)的5處大型硼礦床，分別為大柴旦鹽湖、小柴旦鹽湖、一里坪鹽湖、西臺吉乃爾鹽湖和察爾汗鹽湖。累計探明儲量1.1741×107t(以B2O3計算)，保有儲量1.1511×107t(以B2O3計算)，其中固體硼礦4.621×106t，鹵水硼礦7.12×106t。

3.5 美國西部潛力區(qū)

美國西部潛力區(qū)位于美國西部，太平洋東岸，涵蓋美國多個州省，其中有加利福尼亞、內(nèi)華達(dá)等。屬于北美成礦區(qū)、勞亞成礦域。潛力區(qū)內(nèi)分布有世界上最大的硼礦床——克拉默礦床，該礦床的資源量為1億t，在克拉默礦床附近還分布有其他幾個大中型礦床?？紤]到美國西部地區(qū)的火山沉積型硼礦床與土耳其西安托利亞地區(qū)的硼礦床形成機制、成礦時間和礦石礦物類似，美國西部的構(gòu)造單元更為龐大，因此該地區(qū)很可能存在更多個大型、超大型礦床。

4 結(jié)論和建議

從硼礦資源分布、勘查開發(fā)現(xiàn)狀及資源潛力綜合分析來看，我國硼礦資源量處于世界領(lǐng)先地位，但絕大多數(shù)硼礦石的品位較低，B2O3含量低于12%的硼礦石約占全國硼礦保有儲量總數(shù)的90.74%，同時硼礦生產(chǎn)基地產(chǎn)能較低，全球市場競爭不強，難以支撐飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟需要，將導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)硼資源缺口擴大，對外依存度上升。

面對當(dāng)前形勢，中國硼礦資源戰(zhàn)略應(yīng)以“兩翼齊飛”為發(fā)展態(tài)勢，實施多元化資源利用戰(zhàn)略?！耙灰怼笔橇⒆銍鴥?nèi)，在尋找大規(guī)模、優(yōu)質(zhì)硼礦床上加大勘查與生產(chǎn)投入，實現(xiàn)鹽湖型硼鋰鉀資源的綜合利用，提高硼礦附加值，同時加大對硼資源高端產(chǎn)品的研發(fā)投入；“另一翼”是通過各種國際合作契機有效開發(fā)利用國外硼礦資源潛力區(qū)，補給國內(nèi)硼礦資源需求。

4.1 以資本介入方式參與土耳其硼礦勘查開發(fā)

土耳其安托利亞地區(qū)擁有全球上最大的硼礦資源，品位較高，開發(fā)程度好；本國開采加工技術(shù)趨于成熟，且技術(shù)與人工成本相對較低；同時該國投資環(huán)境友好，國內(nèi)已有很多企業(yè)在土耳其成功投資案例可以借鑒。此外，該國經(jīng)濟總在低迷中徘徊，渴望外資促進(jìn)本國經(jīng)濟恢復(fù)與增長，利用這個契機，在保證其國內(nèi)政治安全的前提下，可以資本介入形式參與其境內(nèi)的硼礦勘查開發(fā)。

4.2 加強對南美硼礦資源潛力區(qū)的勘查投入

現(xiàn)代鹽湖型硼礦床是目前全球范圍內(nèi)可利用的第二大硼礦資源類型，以儲量大、開采便利等優(yōu)勢著稱。南美硼礦潛力區(qū)是全球現(xiàn)代鹽湖型硼礦床最為集中的區(qū)域，擁有良好的成礦環(huán)境；但開發(fā)程度較低，地質(zhì)資料數(shù)據(jù)欠缺，因此前期開發(fā)成本可能較高。近幾年阿根廷、智利等國加大本國硼礦勘查開發(fā)力度，不斷有較大型硼礦床被發(fā)現(xiàn)，使得該區(qū)有望成為全球第二大硼礦生產(chǎn)地。該地區(qū)投資環(huán)境較好，政府對外來礦業(yè)投資項目幾乎沒有門檻，同時勞動力成本低。基于上述因素，該區(qū)已成為礦業(yè)巨頭投資重點目標(biāo)，中國企業(yè)應(yīng)積極介入開展勘查及開采工作。

4.3 加大國內(nèi)硼礦勘查的投入和綜合利用

國內(nèi)青海-西藏地區(qū)的現(xiàn)代鹽湖已經(jīng)作為重要的硼礦資源供應(yīng)地，應(yīng)繼續(xù)加大開發(fā)，擴大資源規(guī)模；遼寧-東西伯利亞潛力區(qū)沉積變質(zhì)型硼礦床在過去幾十年一直是我國主要的開發(fā)對象，但資源量提升空間有限，據(jù)遼寧省化工地質(zhì)勘查院的勘探工作顯示，該區(qū)在深部、邊部等非傳統(tǒng)位置發(fā)現(xiàn)新的含礦層和礦化點，建議應(yīng)加大資源勘查力度，緩解國內(nèi)目前硼礦資源的需求。

4.4 其他硼礦資源潛力區(qū)的勘查開發(fā)建議

美國西部地區(qū)雖然擁有大量硼礦資源，但其國內(nèi)需求量較大，同時美國還是全球主要的硼砂加工國和出口國，本土企業(yè)占絕對主導(dǎo)地位；此外考慮到政治、經(jīng)濟等因素，該國對中國礦業(yè)開發(fā)投資存在種種限制，且國人力成本和環(huán)保成本較高，使得企業(yè)回報率相對較低，因此難以介入。