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摘要:
中国铂族元素(Platinum group elements, PGEs)矿产资源的需求量呈现不断增加的趋势, 对外依存度高达98%, 存在巨大的供应风险。从全球PGEs矿产资源的产出环境、分布特征和成因类型出发, 结合近10年全球PGEs矿产资源的开发与消费, 研判中国PGEs产业链的消费形势和供需格局, 深入分析世界和中国PGEs矿产资源的未来发展趋势, 提出保障中国PGEs资源安全供应的合理化建议, 以期实现PGEs资源的储量保障和合理配置。研究表明, ①全球PGEs资源储量稀缺, 空间分布集中, 主要分布在南非、津巴布韦、俄罗斯和北美等国家或地区, 中国探明PGEs资源量所占比重不足世界资源量的1%, 对外依存度高达98%;②全球PGEs矿床成因类型多样, 但以产于镁铁质—超镁铁质大火成岩省内的岩浆型PGEs矿床为主, 占全球PGEs矿床数量10%的大型—超大型矿床则占据了世界PGEs资源量的85%。③近3年, 全球和中国PGEs勘查工作进入低谷期, 新发现资源较少。未来10年全球供应量将不会呈现明显的增长。与此同时, 由于全球PGEs供应量主要被欧美、南非和俄罗斯等矿业寡头控制, 中国大型PGEs矿业企业国际竞争力相对较弱; ④未来10年中国PGEs需求量将高达160~185 t, 年均增长率约为2.67%, 建立战略储备、稳定全球供应和加强循环利用势在必行。
Abstract:The demand for PGEs mineral resources in China shows an increasing trend, and the external dependence is as high as 98%, which is a huge supply risk.This paper summarizes geological environment, distribution, and genetic type of the world-class PGEs deposits, and we also count supply and demand date of PGEs in China and the world in recent ten years(2011-2019), such as the exploration, consumption and the industrial chain.And then, we forecast the PGEs consumption, supply patterns and trends of China in next few years, and we also offer reasonable suggestions.Research shows that: ① Global PGEs reserve is scarce, but the distribution is more concentrated, mainly distributed in South Africa, Zimbabwe, Russia and North America.China's proved PGEs resources accounted for < 1% of the world's resource, therefore external dependence is very high; ② the genetic types of the PGEs deposit is various, but the magmatic PGEs deposits, especially outputed in mafic-ultramafic volcanic rocks, is the most important, with 10% large-superlarge deposits accounting for 85% of the world's PGEs resources; ③ The world's and China's PGEs exploration is at low ebb, and the increasing of PGEs resources and supply is not obvious.Especially, most of the world-renowned mining companies are mainly controlled by European and American, South African and Russian mining oligarchs, and China's large PGEs mining are relatively weak in international competitiveness; ④ China has established a relatively complete PGEs industrial chain, and the demand for PGEs in China in the next ten years may be as high as 160~185 t, with an average annual growth rate of 2.67%.Therefore, it is imperative to establish strategic reserve, stabilize global supply and strengthen recycling.
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Key words:
- PGEs /
- resource distribution /
- supply and demand situation /
- trend research /
- mineral exploration engineering /
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表 1 主要镁铁质-超镁铁质火山岩省产出全球97%以上的PGEs资源(按PGEs金属量排序；数据据参考文献[11]④)
Table 1. The table showing world's large intrusion provinces with known PGEs deposits
侵入体(国家) 面积/km2 岩体年龄/Ma 代表性矿床 矿石量@平均品位/Mt@10-6 世界储量占比 资料来源 Bushveld Complex
布什维尔德杂岩体(南非)75 200 000 2054.4±1.3 Merensky、UG2、Platreef 21700@3.46 73% [12] Noril’sk-Talnakh
诺里尔斯克-塔尔纳赫(俄罗斯)10 100 000 290±2.8~226.7±0.9 Talnakh、诺里尔斯克，马斯洛夫斯科 2080@4.84 10% [13] Great Dyke
大岩墙(津巴布韦)8 190 000 2575.4±0.7 主硫化带、Boehmke Reef 2260@3.63 7.9% [14] Stillwater Complex
斯蒂尔沃特杂岩体(美国)2 240 000 2704±4 东博尔德、J-M矿脉、斯蒂尔沃特 149@15 2.2% [15] Duluth Complex
德卢斯杂岩体(加拿大)1 390 000 1095.94±0.18 诺斯迈特、桦木湖、马图里(PGES的矿床) 2490@0.56 1.3% [16] Onega intrusion,
奥涅加侵入体(俄罗斯)837 000 2050±70 普多日戈尔斯克矿床 517@1.62 0.81% ⑤ Fedorov-Pana intrusion
费多罗夫-帕纳侵入体(俄罗斯)780 000 25326±6；2496±7 n.d. 458@1.7 0.75% [17] Burakovskaya intrusion
布拉科夫斯卡娅侵入体(俄罗斯)645 000 2433±4；2430±5 n.d. 587@1.10 0.62% [18] Portimo Igneous Complex
波尔蒂莫火成岩杂岩体(芬兰)524 000 n.d. n.d. 382@1.37 0.51% ⑤ Wellgreen intrusion
威尔格林侵入体(加拿大)421 000 232.3±1 n.d. 461@0.91 0.41% [19] Skaergaard
斯卡加德侵入体(格陵兰)227 000 55.59±0.3 Pd5层 104@2.18 0.22% [20-21] Stella intrusion
斯特拉侵入体(南非)210 000 3033.5±0.3 Kalplats项目 137@1.53 0.20% [22] Lac des LLes
法兰西岛(加拿大)207 000 2689±1 n.d. 56@3.68 0.20% ⑥ 
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表 2 PGEs矿床的主要类型及代表性PGEs矿床(据参考文献[31-32]修改)
Table 2. PGEs deposit type and representative PGEs deposits
矿床类型 矿床名称(国家或地区) 含矿岩性 矿体位置 矿化类型 矿石品位/10-6 参考文献 岩浆型 铜镍硫化物型 克拉通内部或边缘 整合接触型 BIC的Platreef(南非) 单斜辉石岩-斜方辉石岩 底部和边部 PGEs-Cu-Ni 5 [33] 层状 BIC的Merensky(南非) 斜方辉石岩-铬铁岩-(方辉橄榄岩)纯橄岩-橄长岩 中部 PGEs-Cu-Ni 5~7 [34] 层状 Stillwater的J-M层(加拿大) 纯橄岩-橄长岩-斜长岩-辉长岩 中部 PGEs-Cu-Ni 20 [35] 碰撞造山环境 金川(中国) 橄榄岩 中、下部 Cu-Ni-PGEs 0.2~4 [31] 陨石撞击 层状 Sudbury(加拿大) 苏长岩 下部 Cu-Ni-PGEs 1 [31] 铬铁矿型 克拉通内部或边缘 脉型 BIC的UG2层(南非) 铬铁矿 中部 PGEs-Cr 5~7 [36] 磁铁矿型 克拉通内部或边缘 Stella(南非) 磁铁矿-辉长岩 上部 PGEs-Ni [22] 岩浆热液型 矽卡岩 克拉通内部或边缘 Mcbratney (加拿大) 辉石-辉长质的岩体 围岩和岩体的接触处 PGEs-Au [37] 斑岩型 克拉通内部或边缘 Santo Tomasll (菲律宾)
Ok Tedi(巴布亚新几内亚)石英闪长玢岩 Cu-Au-PGEs [38] VMS型 岛弧 Besshi(日本) 铝质粘土岩 Cu-Zn-PGEs 8 [39] 外生型 黑色页岩型 克拉通内部或边缘 俄罗斯干谷 含有机质的黑色页岩 围岩交代蚀变带处 Au-PGE等多金属 8.3 [40] 砂铂 克拉通内部或边缘 Zolotaya砂金矿(俄罗斯) Au-PGEs [41]
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表 3 全球主要PGM资源国储量、资源量和矿床(点)统计结果④⑦
Table 3. Proven reserves and resources of the main PGM resource countries in world
国家 储量/t 资源量/104 t 世界比重 矿床(点)数量/个 大型-超大型 中型 小型 合计 非洲 南非 47001 6.893 74.40% 59 13 48 120 津巴布韦 3740 0.569 6.14% 7 0 7 14 博茨瓦纳 70 0.008 0.09% 0 0 2 2 坦桑尼亚 — 0.003 0.03% 0 0 1 1 欧洲-远东地区 俄罗斯 — 1.124 12.13% 2 3 2 8 芬兰 — 0.042 0.45% 1 1 1 3 格林兰 19 0.002 0.02% 0 1 0 1 北美地区 加拿大 1456 0.138 1.49% 1 4 1 6 美国 629.37 0.365 3.94% 2 0 0 2 大洋洲 澳大利亚 54.32 0.024 0.26% 0 2 1 3 亚洲 中国 134 0.095 1.03% 1 1 2 印度 0.002 0.02% 1 1 合计 53103.69 9.265 注：矿床规模(按铂族金属储量)为大型≥10t，2t≤中型＜10 t，小型及矿点 < 2 t；“—”表示数据未知
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表 4 全球PGEs供应量、需求量及全球和中国产业链需求(数据据参考文献④⑦[11])
Table 4. Table showing the supply and demand of global PGEs, the market potential of different PGEs industrial chains in world and China
年份 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 全球PGEs金属供应量/t 金属种类 Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd Pt Pd 南非 147.7 82.3 147.4 83.5 130.1 74.4 135.9 75.6 100.2 62.5 140.7 82.5 132.9 76.7 133.4 79.9 134.3 79.5 130.7 77.5 俄罗斯 24.4 84.7 25.4 84.1 25 81.6 23 78.6 21.4 80.3 22.4 80.1 21.1 78.6 22 84.9 21.6 83.1 21.2 82 加拿大 4 11 8.4 17.4 6.9 17.3 6.8 16.5 8.7 18 7.5 16.1 8.3 15.9 7.2 14.5 6.6 15.2 6.9 18.3 美国 3.5 11.6 3.7 12.4 3.7 12.3 3.7 12.6 3.7 12.5 3.8 12.6 4 13.1 4.1 13.3 4.2 14.3 4.6 13.7 津巴布韦 8.9 6.9 10.6 8.1 10.4 8 12.7 9.8 12.4 10.1 12.4 10 15 12.1 14.9 12.3 14.9 12.3 14.3 11.3 其他国家 3.9 9.2 3.6 7.8 4.3 8.4 4.9 8.1 4.4 7.6 4.1 7.4 4.2 7.1 4 6.4 3.8 6.4 3.4 6.1 小计 192.3 205.6 199.2 213.4 180.3 202.1 187 201.2 150.7 190.9 190.9 208.8 185.6 203.4 185.6 211.3 185.3 210.7 181.1 208.9 供应总量 397.9 412.6 382.4 388.2 341.6 399.7 389 396.9 396 390 全球PGEs金属需求量/t 北美 30.54 63.02 34.99 63.64 36.64 73.62 37.51 80 38.1 79.78 37.11 79.34 37.88 87.93 38.19 90.57 37.85 60.68 39.44 92.84 欧盟 61.12 62.52 62.27 69.11 56.3 67.37 54.37 65.69 58.57 68.12 61.74 71.57 64.76 73.09 61.37 75.11 57.51 75.36 55.95 72.84 日本 32.22 47.81 34.12 44.85 33.65 50.01 22.83 47.77 23.51 47.84 38.07 44.23 36.45 42.98 29.89 43.33 31.41 41.55 30.67 40.43 中国 64.29 52.19 63.73 52.69 70.32 55.58 75.15 60.28 70.73 62.58 69.3 60.68 66.5 69.73 64.66 73.53 67.84 75.3 61.43 80.9 其他地区 40.34 39.56 42.36 38.97 39.22 38.79 36.48 37.95 41.46 41.86 40.78 41.65 42.08 44.29 46.03 47.15 50.36 50.7 55.08 54.43 小计 228.52 265.09 237.47 269.26 236.1 285.4 226.3 291.69 232.4 300.18 247 297.47 247.7 318.03 240.2 329.69 245 303.6 242.57 341.5 需求总量 493.61 506.73 521.51 518.02 532.55 544.46 565.71 569.84 548.57 584.03 金属PGEs产业链需求量/t 汽车和航空行业 94.21 165.6 96.86 174.7 92.56 194.8 92.44 206.8 97.1 219 98.19 229 98.47 247.3 99.13 260.4 98.22 268.1 99.78 276.2 珠宝首饰 71.26 24.8 75.39 21 81.06 18.6 85.63 16.4 83.2 15 81.24 10.2 72.75 9.2 69.52 8.9 66.09 8.3 64.69 8.1 化工行业 76.48 18.4 79.87 17.6 84.97 17 88.96 15.9 87 14.8 84.23 14 76.95 13.3 74.87 12.7 71.48 12.1 71.04 11.4 电子行业 8.8 11.5 7.96 12 7.06 11.8 6.28 12.7 6.07 12 5.69 11.6 5.54 14.3 6.13 14.6 7.22 15.7 7.43 16.2 玻璃 15.71 39.2 10.51 38.9 11.23 38.6 0.68 35.3 2.21 34.5 5.88 30.8 8.71 29.2 10.92 27.7 14.9 25.6 7.9 24.6 货币投资 15.36 2.5 17.39 1.9 19.32 1.2 20.19 1.2 21.77 1.4 20.68 1.4 22.61 1.4 23.27 1.7 24.07 1 25.01 0.9 其他工业 2.95 2.8 9.7 3.1 8.77 3.1 4.23 3.1 4.39 3.2 18.1 3.2 17.11 3.1 9.21 3.1 9.67 3.1 8.93 3.2 小计 284.77 264.8 297.68 269.2 305 285.1 298.4 291.4 301.7 299.9 314 300.2 302.1 317.8 293.1 329.1 291.7 333.9 284.78 340.6 中国PGEs产业链需求量/t 汽车和航空行业 6.7 32.1 5.7 34 5.4 38.2 6.7 43.6 7.9 47.8 7.1 51.8 8 60.8 9.1 63.8 9.2 65.7 9.6 70.9 珠宝首饰 47.6 12.8 50.4 10.6 54.3 8.4 57.6 6.4 54.7 5.3 51.7 0.9 43.4 0.1 40.2 0.1 35.8 0 33.8 0 现代医疗 2.7 0.1 4.1 0.1 4.3 0.1 4.8 0.1 5.7 0.1 5.1 0 6 0 6.1 0 7.2 0 8.3 0 化工行业 1.2 1.4 1.1 2.1 1.1 2.4 1 3.1 0.9 2.4 0.8 1.7 0.8 2.8 0.9 3.9 0.9 4.5 0.9 5 电子行业 5.8 5.9 6.4 7.1 6.9 6.2 6.1 5.8 5.4 5.2 玻璃 4.9 1.7 4.5 3.7 0 2.6 5.5 4.6 10.8 4.1 其他工业 1.3 0.1 1.6 0.1 1.6 0 1.9 0.1 2.1 0.1 2.5 0.1 3.2 0.1 3.4 0.1 3.7 0.1 4.2 0.1 小计 64.4 52.3 64.6 52.8 71.2 55.5 75.7 60.4 71.3 62.6 69.8 60.7 66.9 69.9 64.3 73.7 67.6 75.7 60.9 81.2
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表 5 2019年全球和中国主要PGEs矿业公司的产量及排名⑦
Table 5. Table showing the major PGEs mining company in world and China, and also showing their production in 2019
公司(国家) Pt金属 Pd金属 产量/t 全球比重 全球排名 产量/t 全球比重 全球排名 全球顶级PGEs矿业公司 Sibanye-Stillwater Ltd.(南非) 52.81 27.52 1 26.45 12.69 3 Anglo American Platinum Ltd.(南非) 42.59 22.20 2 32.48 15.58 2 Impala Platinum Holdings Ltd. 27.42 14.29 3 14.45 6.93 4 PJSC MMC Norilsk Nickel(俄罗斯) 20.35 10.60 4 84.14 40.37 1 Lonmin Plc(英国) 17.20 8.97 5 7.35 3.53 7 Northam Platinum Ltd.(南非) 9.26 4.83 6 5.26 2.52 10 Zimplats Holdings Ltd.(津巴布韦) 8.40 4.38 7 6.66 3.19 9 Royal Bafokeng Platinum Ltd. 7.43 3.87 8 3.08 1.48 12 African Rainbow Minerals Ltd.(南非) 4.69 2.44 9 4.17 2.00 11 Vale S.A.(巴西) 4.20 2.19 10 6.78 3.25 8 Incwala Resources(Pty)Ltd. 3.78 1.97 11 1.61 0.77 14 Glencore Plc(瑞士) 3.46 1.80 13 9.42 4.52 5 Impala Canada Ltd.(加拿大) 0.51 0.27 22 7.55 3.62 6 中国主要PGEs矿业公司 金川集团股份有限公司 1.28 0.67 18 0.75 0.36 18 云南黄金矿业集团股份有限公司 0.49 0.25 24 0.83 0.4 17 新疆新鑫矿业股份有限公司 0.12 0.06 34 0.02 0.01 29
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表 6 中国主要的PGEs矿床
Table 6. The major PGEs deposits in China
矿床类型 产出环境 矿床名称(省份) 赋矿岩体 矿化类型 矿石储量@品位 成矿时代 资料来源 岩浆型 铜镍硫化物型 碰撞造山环境的侵入体 金川(甘肃) 橄榄岩 Cu-Ni-PGEs 200.67 t PGEs @ 0.2×10-6~4×10-6 1509~1526 Ma [46] 峨眉山地幔热点 金宝山(云南) 辉石岩 PGEs-Cu-Ni 48.4t @ 1.5×10-6 255±4 Ma [47] 钒钛磁铁矿型 碰撞造山环境的侵入体 喀拉通克(新疆) 角闪橄榄苏长岩 Cu-Ni-PGEs 3.9 t @ 2.3×10-6 281~290 Ma [48-50] 峨眉山地幔热点 安益(云南) 超基性岩、基性杂岩 Cu-Ni-PGEs 9.6 t @ 1.22×10-6~ 2.56×10-6 250~259 Ma [51-52] 峨眉山地幔热点 荒草沟(云南) 超基性岩、基性杂岩 Cu-Ni-PGEs 5.34tPGEs@0.88×10-6 250~259 Ma [51-52] 铬铁矿型 峨眉山地幔热点 朱布(云南) 超基性岩、基性杂岩 Cu-Ni-PGEs 5.92t @ 0.95×10-6 259~261 Ma [51] 中亚造山带 五星(黑龙江) 铁质超基性岩 Cu-Ni-PGEs 8.33 t PGEs@0.78×10-6 35~40 Ma [51, 53] 峨眉山地幔热点 杨柳坪(四川) 铁质基性-超基性岩 Cu-Ni-PGEs 27.98 t PGEs @ 0.49×10-6 249~251 Ma [51] 峨眉山地幔热点 新街、红格(四川) 辉长岩 Cu-Ni-PGEs 品位低，副产品 260 Ma [54] 蛇绿岩套 罗布莎 镁铁质—超镁铁质岩、科马提岩 Cr-Fe-Cu-Ni-PGEs 品位低，副产品 中新生代 [55] 碰撞造山环境的侵入体 大道尔吉(甘肃) 蛇绿岩 Cr-Fe-Cu-Ni-PGEs NA 463±1 Ma [55] 热液型 斑岩型 岛弧和大陆边缘 德兴(江西)、玉龙(西藏)、多宝山(内蒙古) 花岗斑岩、石英斑岩、花岗闪长岩 Cu-Au-PGEs 0.01×10-6~0.03×10-6 NA [56] 矽卡岩型 大陆边缘 铜录山、铜山口(湖北) 酸性或基性侵入岩与碳酸盐岩接触带 Cu-Au-PGEs 0.17×10-6~1.8×10-6 NA [57] 中低温热液型 大陆边缘 三道沟(河北)、金山(江西) 蚀变岩、石英脉 Au-PGEs 0.5×10-6~3×10-6(三道沟) 燕山期 [58] 沉积成因 黑色岩系型 前陆盆地 大庸、慈利、盐源官房沟、峨眉龙池等 含炭(硅)质黑色页岩 Au-PGEs 0.04×10-6~0.43×10-6 NA [58] 砂矿型 前陆盆地 阿拉坦哈拉、酸刺沟、红坑等 现代河床、 Au-PGEs 0.006×10-6~0.04×10-6 新生代 [56]
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表 7 未来十年中国汽车工业PGEs消耗量预测
Table 7. Forecast of PGEs consumption in China's automobile industry in the next decade
年份 产量/万辆 预测单车PGEs消耗量/(g·辆-1) 2.7 3 3.2 3.4 3.6 柴油和汽油车系消耗PGEs量/t 2026年 3083 83.241 92.49 98.656 104.822 110.988 2030年 3112 84.024 93.36 99.584 105.808 112.032 清洁能源车系消耗PGEs量/t 年份 产量/万辆 预测单车消耗量/(g·辆-1) 7.5 12.5 15 17.5 20 2026年 30 2.25 3.75 4.5 5.25 6 2030年 60 4.5 7.5 9 10.5 12 合计 产量/万辆 2026年 3113 85.491 96.24 103.156 110.072 116.988 2030年 3172 88.524 100.86 108.584 116.308 124.032 注：汽车数量和单车PGEs的消耗量预测数据据参考文献⑧⑨
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