关键矿产的研究意义、矿种厘定、资源属性、找矿进展、存在问题及主攻方向

关键矿产的研究意义、矿种厘定、资源属性、找矿进展、存在问题及主攻方向

自工业４．０和第四次科技革命开始以来，关键矿产的重要性越来越显著。２０１７年底，特朗普以总统令的方式要求美国对３５种危机矿产实现“自给”，进 一 步 提 升 了 国 际 社 会 对 于 关 键 矿 产 的 关 注 度。中 国 作 为 世 界上最大的发展中国家，但矿产资源的自给能力远不如美国，不但大宗矿产需要大量进口，锂铍铌钽等稀有金属的对外依存度也是居高不下，而中国社会对于这些“小矿 种”的 重 视 程 度 也 远 不 如 美 国。因 此，加 强 对 关 键 矿 产 的 调 查研究与找矿勘查已经迫在眉睫。在当前形势下，为了保障战略性新兴产业的发展，为了实现伟大复兴的中国梦，也为了国民经济和国家的长治久安，提出将９种稀有金 属、１７种 稀 土 金 属、８种 稀 散 金 属、６种 稀 贵 金 属、３种 稀 有 气体矿产、１２种关键黑色和有色金属矿产和８种非金属矿产及铀作为中国的关键矿产。这８个 大 类４１个 矿 种（组）与美国的３５个矿种（组）大致对应。自２０１１年以来，中国以稀有稀土稀散金属（三稀）矿产为重点开展了调查评价工作，在成矿理论、潜力评价、找矿突破、环境保护、物理选矿、找矿 方法、分析测试、矿政管理等方面不断取得新进展，尤其是通过对四川甲基卡及可尔因等地的找矿工作，新增资源储量相当于１０个大型锂辉石矿床，为 川 西 大 型锂矿资源基地的建设提供了资源保障。但是，我国铌钽铍等长期短缺的稀有金属仍然没有取得找矿突 破，以往探明的资源往往品位低、难选冶而实际上有相当一部分资源属 于“呆 矿”；即便是以往具有优势的锡、锑、汞等有色金属也已经开始进口，湖南锡矿山等世界闻名的大型超大型矿床纷纷进入资源枯竭阶段，接替资源难以为继，需要高度重视。建议在加强已有矿山深部找矿的同时，不但要继续攻克共伴生资源综合利用的难题，还要对非常规的、新类型的关键矿产资源（如沉积型锂矿）加强研究、勘查与开发利用的攻关，从关键矿产的关键应用方面寻找突破口，让关键矿产在关键时刻发挥关键作用。

关键词：稀有稀土稀散金属矿产；战略性新兴产业；关键矿产

关键矿产是人类社会发展到关键阶段、在关键场合发挥关键性作用的矿产资源。如铜和锡开启了青铜时代，铁开启了农耕文明时代，锗和硅开启了微电子时代和信息时代。中国面临深刻变革、深度调整的中国特色社会主义新时代，需要新的关键矿产来支撑战略性新兴产业的发展。这些关键矿产大致包括了稀有、稀土、稀散金属（简称“三稀”金属）、稀贵金属（铂族金属）和部分在我国被称为有色金属而国际上公认 属 于 稀 有 金 属 的 Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ 等，稀有气体和部分非金属矿产也涵盖在内。

哪些矿产资源属于关键矿产？这是一个在不同国家、不同时段、不同场合会给出不同界定的动态概念。因为不同国家或者同一国家所处的经济、技术发展阶段不同、采取的国家发展战略不同，所需要的关键矿产自然不同。一般来说，影响或制约一个国家经济发展的紧缺矿种或者优势矿种，会被认定为关键矿产。通常也被形象地描述成在国际上“被别人卡脖子”或“卡别人脖子”两种状况（具有“杀手锏”效应），在国内则是维系国民经济正常运行的关键性矿种、支撑高新技术和战略性新兴产业发展的小矿种（发挥“四两拔千斤”的作用）。

１．１ 关键矿产与大宗矿产的关系

要严格区分关键矿产和大宗矿产是不容易的，因为二者的分类不符合严格的逻辑要求。“关键”指的是“作用”，不针对产能大小，而“大宗”一般指的是产能和需要量，即产量很大的支柱性矿种归属于大宗矿产，但并不是说产量大的矿种不是关键矿产，也不是说关键矿产的产能一定小。如果一定要用产量来区分，大致可以以年需求量２０万吨为界线，稀有、稀土、稀散金属等的年需求量一般在２０万吨以下，而铁、锰、铜、铅锌、铝的需求量都在百万吨以上甚至超过十亿吨。

关键矿产与大宗矿产都是国民经济的支持性自然资源，但二者明显不同，比如：①产能不同。大宗矿产的产量、从业人数、经济总量等都远远大于关键矿产，关键矿产显然属于“小矿种”，在产能上无法与大宗矿产相比。②大宗矿产的有无往往决定着一个国家或地区某一工业门类甚至产业部门是否存在及其存在的级别。比如，煤、石油、铁和以石灰岩为代表的建材，在我国都曾经设立有专门的国家级部门———煤炭工业部、石油工业部、冶金工业部和建材工业部。关键矿产则不可能有如此大的产业体量和社会影响力。③大宗 矿 产 涉 及 到 的 往 往 是 长 线 产业，国内外技术路线相对成熟且稳定，矿山、工厂及下游产业一旦建设则不容易改变。关键矿产则具有总量小、涉及面广、技术路线变更快的特点。也正是船小调头快的特点，决定了关键矿产可在关键时刻发挥“四两拔千斤”之关键作用。比如，第一次世界大战期间，美国发现钨作为钢的强化剂在战争中能够发挥特殊作用，以至于美国将向敌国出口钨视为叛国。美国当局以间谍罪逮捕了３个人，因为他们向德国走私了２００磅钨。而英国同样认为钨这样的稀有金属对战争极其关键，将对德出口钨宣布为非法。德国由于得不到钨的供应保障，转而研发钼在钢铁中的应用，钢铁在第一次、第二次世界大战已经属于“成熟”产业，但钼的重要性尚未“普及”，属于高度机密。德国克虏伯大炮公司的工程师发现，将稀有金属钼加入钢中，可以提高炮筒的耐热性能，从而重新设计了“大贝尔塔”巨型炮，在第一次世界大战初期就直接轰垮了比利时的“铜墙铁壁”，震慑了法国首都巴黎，几乎动摇了协约国的军心；在第二次世界大战期间又通过“古斯塔夫轨道炮”直接命中了位于克里米亚塞瓦斯托波尔要塞３０ｍ 深、１０ｍ 厚防弹墙的地下工事，并引爆弹药库，摧毁了苏军的军事堡垒。显然，钢铁工业由于在美国、英国和德国得到了钨和钼两种不同关键金属的“支持”而影响到战争的走向以及战后科学技术的发展战略。

１．２ 国外对关键矿产种类的选择

正是第二次世界大战之后，德国、日本等战败国意识到大宗矿产由于资源供应的困难（即便可以到殖民地国家或到占领国去开采———掠夺他国的矿产资源也是侵略国发动战争的目的之一），即便是获得矿石之后要运回国内也困难重重（笔者２００９年在菲律宾多地看到日本人在１９４５年之前开采的铁矿石至今存放在原地而没有运走），于是在战后改变了策略，高度重视“小金属”的关键作用，无论是德国还是日本，不但很快恢复了经济，而且在电子、冶金、信息等领域占据了主动地位。

１．２．１ 美国：战略高技术矿产

美国在２０１８年挑起了新一轮贸易战，主要针对中国，并且列出了针对中国的３５种“关键矿产”，要求美国要保障自我供应。其实，美国在２０世 纪３０年代 就 将 矿 产 资 源 的 危 机 性 （ｃｒｉｔｉｃａｌ）与 战 略 性（ｓｔｒａｔｅｇｉｃ）这 两 个 名 词 引 入 到 官 方 正 式 文 件 中。如，美国政府１９３９年制订了《战略性和危机性原材料储备法》，并将矿产资源的危机性与战略性收入联邦法典。该法认为，战略性和危机性原材料，一般指在战争或者国家紧急情况时需要的原材料。这是基于美国在第一次、第二次世界大战中对于战争走向及关键金属发挥的关键作用而得出的明智之举，而且上升为国家意识。２０世 纪３０年 代后期，为了限制日本不断膨胀的军国主义，美国总统富兰克林·德拉诺·罗斯福要求美国制造商限制向日本出口飞机零件以及一系列稀有金属，如钼、钨和钒。战争正式打响后，华盛顿向拉美邻国施压，不能将资源卖给敌国，又运用美国的石油出口作为杠杆敦促西班牙和葡萄牙停止与德国进行钨贸易。同时，美国又花费了２０亿美元在全球购买稀有金属，积极开展与德国的价格战，从而将某些材料的价格推高至和平时期的１０到２０倍。到战争末期，盟军成功切断了希特勒的铬、钨供应，从而“停止了纳粹的战争机器”（里 根 政 府 的 国 防 部 官 员 事 后 评 述，转 引 自Ａｂｒａｈａｍ，２０１５）。随后，杜鲁门总统在１９５１年组建了材料政策委员会并制定出一个框架以保障美国军工企业有充足的资源保障；到２０世纪８０年代，美国又成立国家危机原材料委员会（ＮＣＭＣ），将危机矿产定义为：影响到国家经济健康和安全的矿产资源，认为危机矿产比战略矿产的范围更宽泛，危机原材料包括民用的、工业的、军事的原材料，其供应对国家经济健康和安全产生影响；危机矿产可能是、也可能不是战略矿产，但战 略矿产 必 然 是 危 机 矿 产。

进入２１世纪，美国对于关键矿产的研究与保控丝毫没有懈怠，包括加紧立法。如，２００５年，美国修订了《战略性和危机性原材料储备法》，认为：战略性和危机性原材料，是指在美国国家紧急情况下军事、工业和民用所必需的原材料，这些原材料在美国国内没有足够的产量来满足自身的需求。美国国防部从２００６年开始加强了钴、镓、铟、碲和钇等资源的战略储备，美国地质调查局及相关机构研究确定了１１种关键的战略高技术矿产：稀土金属、锂、铂族金属（特别是 铂、钯、钌）、铌、钽、钒、钛、镓、铟、锰、铜。２０１０年底，美国科技政策办公室牵头组建了专门的关键和战略矿产供应链委员会，负责关键材料研究和相关政策的协调，美国地质调查局则加强了关键矿产信息的采集与分析，加强了对美国及全球“未发现矿产资源”和“高技术矿产”的调查评价，美国国防部启动了关键矿 产供 应 链 分 析 项 目，重点是稀土。２０１０年，美国国家科学技术理事会（ＮＳＴＣ）成 立了危机矿产和战略矿产供应链委员会（ＣＳＭＳＣ），并与美国白宫科学技术政策局（ＯＳＴＰ）发 布研究报告，认为危机矿产是一些为制造业提供最基本服务的矿种产业链，这个产业链一旦脆弱乃至中断，将会对国民经济或国家安全带来严重后果；战略矿产是一系列危机矿产，是国防安全的重要支柱。２０１３年，美国国防部认为，战略矿产和危机矿产是指在国家紧急状态期间，需要供军事、工业和平民所需，而国内并不能提供足够数量来满足需求的矿产。２０１５年，美国国会研究部（ＣＲＳ）发布《中国资源产业政策背景下美国获取战略性和危机性矿产资源的路径》的研究报告，认为过去２０多年，美国从中国进口危机矿产 的 数 量 在 不 断 增 加。２０１７年１２月２０ 日 美国总统特朗普发布第 １３８１７号行政命令———《确保关键矿产安全和可靠供应的联邦战略》；随即，美国内政部发布了《危机矿产清单草案》的概要版本，美国地质调查局同时发布《危机矿产清单草案》的详细版本。将美国危机矿产的矿种界定为３５个：铝 土矿、锑、砷、钡、铍、铋、铯、铬、钴、镓、锗、萤石、天然石墨、铪、氦、铟、锂、镁、锰、镍、铂族金属、钾、稀土元素组、铼、钪、锶、铌、钽、碲、锡、钛、钨、铀、钒和锆。

１．２．２ 欧盟：关键矿产原材料

欧盟的关键矿产资源虽然并不丰富，但对关键矿产的利用技术一直走在世界前列。比如德国制造的医药用“ＭＲ造影剂”，实际上是稀土产品（钆喷酸葡胺），长期垄断国际市场。中国虽然是稀土大国，也只能在以低价向德国出口钆（Ｇｄ）这 一重稀土资源的同 时，高 价 进 口 钆 喷 酸 葡 胺 （ＭＲ 造 影 剂）。１９８０年中国出口１吨９９．９％纯度的氧化钆的价格是当时人民币的１７．９万元，而２０１１年的出口价是每吨１８万元人民币。

欧洲委员会２０１０年６月发布了题为《欧盟关键矿产原材料》的初步报告，将１４种重要矿产确定为关键原材料，包括：稀土金属、铂族金属、钨、锑、镓、锗、铍、钴、镁、铌、钽、铟、萤石、石墨。该报告还建议：关键矿产原材料清单应每年更新一次，同时增加“关键性”评价的范围；欧盟委员会应组建专门的原材料供应小组以确保战略的实施；推动关键矿产的地质勘查；研究老矿山废石堆的选矿和开采技术，鼓励深部矿床开发；加强循环回收；鼓励代用，推动关键矿产原材料替代品的研发等。

１．２．３ 日本：战略稀有金属

日本政府２００９年７月出台了《稀有金属保障战略》，考虑不同矿种的勘查开发状况、技术研发进展、工业需求动向等，将锂、铍、硼、钛、钒、铬、锰、钴、镍、镓、锗、硒、铷、锶、锆、铌、钼、钯、铟、锑、碲、铯、钡、铪、钽、钨、铼、铂、铊、铋、稀土元素等３１个矿种作为优先考虑的战略矿产。日本目前已有的保障稀有金属稳定供应的战略重点包括：保障海外资源、回收利用、开发替代材料、储备等４方面，以综合战略解决稀有金属供求两方面的问题。

１．２．４ 澳大利亚：关键矿产

澳大利亚是矿业大国，不但是大宗矿产的富有国，也是关键矿产的重要出口国。但是，澳大利亚联邦政府在发布《澳 大 利 亚 关 键 矿 产 ２０１８》（Ｃｒｉｔｉｃａｌ ＭｉｎｅｒａｌｓｉｎＡｕｓｔｒａｌｉａ：Ａ ＲｅｖｉｅｗｏｆＯｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＮｅｅｄｓ）之后，２０１９年４月又高调推出《澳大利亚关键矿产战略２０１９》，明确提出要发展多元矿产，使澳大利亚成为世界领先的关键矿产勘查、开发、生产和加工大国，成为支撑农业、航天、国防、可再生能源 和 通 信 等 产 业 发 展所需矿产的供应大国。不仅如此，澳大利亚在其西北部传统的铁矿区，连续取得锂辉石找矿突破，并且很快在４年内就实现了出口，包括向中国出口高品质的锂辉石精矿粉。

１．２．５ 联合国环境保护署：关键金属

联合国环境保护署（ＵＮＥＰ）发 布《未来持续技术用关键金属及其循环回收潜力》的调研报告，其要点是未来可持续发展技术，包括可再生能源及节能技术。这些技术必须利用铟、锗、钽、铂族金属（特别是钌、铂、钯）、碲、钴、锂、镓、稀土以及其他一些“高技术金属”。这些金属被归类为“绿色稀有金属”，它们是清洁技术创新的基础。

１．３ 我 国对关键矿产 （战略性新兴产业矿产）的认识

我 国 对 于 关 键 矿 产 的 研 究，起 步 很 晚，直 到２０１４年才有《关于及早谋划战略性新兴矿产发展的思考与 建 议》等 少 量 文 章 对 此 问 题 进 行 专 门 探 讨。相 关部门、相关企业及科研院校的研究也基本是“跟跑”。但是，进入２１世纪以来，尤其是２０１０年钓鱼岛事件之后，人民群众从稀土开始对于关键矿产的关键作用有了“第一感觉”。２０１０年１０月，国 务院下发了《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，明确提出：到２０２０年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重要力争达到１５％左右。２０１２年７月９日，国务院发布了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》；２０１２年１２月３１日，财 政部、国 家 发 展 改 革 委又发布了《战略性新兴产业发展专项资金管理暂行办法》，鼓励三稀矿产资源的地质找矿、开发利用与节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车７大新兴产业的有机结合。２０１６年４月１２日，国土资源部发布《国土资源“十三五”规划纲要》，其中与关键矿产含义比较接近的有“新兴材料矿产”、“新型材料矿产”、“紧缺战略性矿产”和“战略性新兴产业矿产”４ 个术语，只有“战略性新兴产业矿产”用了４次，其他均为１次。工业和信息化部牵头的《稀有金属管理条例》，早在２０１５年就列入国务院立法 工 作 计 划，目 前 尚 未 出台，但各部门正在加紧推进。其涉及到的矿种与关键矿产可能高度关联。中国地质调查局２０１５年起设立了“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程，２０１９年起设立“战略性新兴产业矿产调查”工程（均由本文作者担任工程首席专家）。也就是说，虽然中国矿业界尚未对“关键矿产”的定义与范围取得一致意见，但均认识到，在国际竞争日趋激烈的新形势下，我们必须加强未来战略性新兴产业发展对矿产资源的需求论证，特别是高新技术发展对关键矿产资源的需求论证，提前部署对关键矿产资源的勘查，否则未来必将如石油、铁、铜等矿种那样再次被别人“卡脖子”。

１．４ 本文对关键矿产种类的选择

如前所述，美国、日本、英国及欧盟等国家和组织，对于关键矿产的理解和定义并不相同。其中美国发布的《危机矿产清单草案》将美国危机矿产的矿种界定为３５个：铝 土矿、锑、砷、钡、铍、铋、铯、铬、钴、镓、锗、萤石、天然石墨、铪、氦、铟、锂、镁、锰、镍、铂族金属、钾、稀土元素组、铼、钪、锶、铌、钽、碲、锡、钛、钨、铀、钒和锆。中国学术界有时也将此“危机矿产”等同于“关键矿产”。

其实，类似于天然石墨这样的非金属矿产资源并不是因为其资源本身越来越稀少，或者像铌这样被个别企业（巴西冶金和采矿公司，ＣＢＭＭ）绝对掌控（世界上８５％的 铌 都 产 自 阿 腊 夏 一个矿床，产能最大，成本最低，可以垄断两百年的世界需要），而是由于“石墨烯”新材料及相关产业的兴起而再度被重视。因此，结合我国的实际情况，本文认为，没有必要固定化、模式化地给出一个“关键矿产清单”，需要高度关注的恰恰是关键矿产的新用途。只有不断地发现其新用途，只要政府主管部门和社会各界能够意识到“关键矿产资源是可以在关键的时刻发挥关键的作用，在关键的时刻是买不来的，在关键的场合是无法替代的”这样几个要点，我国在第四次科技革命中抓住机遇、实现“弯道超车”是有可能的。

但是，为了向大众普及科学知识，本文认为，以下８个大类４１个矿种（组）可以列为我国在当前和今后一段时期内必须高度重视的关键矿产：①稀有金属矿产（锂、铍、铌、钽、铷、锶、锆、铪、铯）；②稀土金属矿产；③稀散金属矿产（镓、锗、铟、铊、镉、硒、碲、铼）；④稀贵金属矿产（铂族金属）；⑤稀有气体矿产（氦、氖、氩）；⑥能源金属矿产（铀）；⑦关键黑色和有色金属矿产（铬、钒、钛、镁、镍、钴、钨、锡、铋、钼、锑、汞）；⑧特种非金属矿产（特定类型的金刚石、石墨、萤石、硼、脉石英、高岭土、膨润土、硅藻土）。其中，铂族金属和稀土金属都是元素性质比较接近的一个“组”，分 别包括锇、铱、钌、铑、铂、钯和镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和钪，共２３个矿种。

因此，相对于我国门类比较齐全的工业部门以及蓬勃兴起的战略性新兴产业，我国关键矿产的种类实际上要超过上述４１种，而每个矿种在战略性新兴产业中都能起到“关键作用”，如前文提到的“ＭＲ造影剂”中唯一的金属元素就是钆 （Ｇｄ，重 稀土之一）。未列入其中的铝土矿、锰和钾在我国属于大宗紧缺矿产，砷 和钡 在我 国 有 一 定 的 资 源 优 势。锑、汞、锡等我国具有资源优势的矿种，以往被称为“有色金属”，但近年来已经开始大量进口，需要高度重视。另外，钼在我国属于优势矿产，但铼需要从钼矿中回收，因此钼也不可或缺。

关键矿产资源和其他矿产资源一样，都是地球演化过程中元素聚集的产物，且在当今经济技术条件下和工业４．０、第四次科技革命的大背景下不但可以被人类利用，而且具有极高的经济价值和非凡的科技价值。同时，在人类开发利用关键矿产资源时，其金属元素在重新迁移富集过程中会以不同的赋存状态进入地壳表层各种载体，如：土壤、河流、湖泊等，从而对生态环境造成影响，这就是一般意义上我们所说的矿产资源三大属性：自然属性、经济属性和环境属性。

２．１ 关键矿产资源的自然属性

关键矿产也是地球演化过程中巨量关键矿产堆积的产物；在时间和空间分布上也具有不均一性，找矿难度大；与大宗矿产一样仍然是不可再生的，是人类必须珍惜、保护的资源；在地球上的分布具有规律性，是可知的。

２．２ 关键矿产资源的环境属性

关键矿产的开发利用有助于保护环境。矿床是有用物质大规模聚集形成的矿物集合体，往往有益元素和有害元素共存，既是有用地质体，也可能会成为污染源。如铊矿，不开采掉就是一个“毒瘤”；铅锌矿中的镉，如果不回收利用，同样会通过自然风化作用等地质过程排放到环境中。自然界中物质的迁移过程是不以人的意志为转移的，而对有害元素矿床的开采，只要科学合理地管理，对环境的负面影响是可以控制的。国外把采矿过程认定为人类文明的组成部分，因而矿山也是人类进步的历史记录。废弃的矿山往往当作工业遗迹加以保存。采矿的过程实际上也是去除“毒瘤”的过程，是有助于保护环境的。

关键矿产的开发利用总体上对环境的扰动不大。虽然稀有金属等关键金属在矿石中的含量很低（一般不到１％），获取少量的金属就需要 挖掘大量的矿石（９９％是“废弃物”），对环境会产生一定的扰动。但由于关键矿产都是小矿种，开采总量不大（中国最大的稀土矿———内蒙古的白云鄂博，也 是 在 开采铁矿的过程中同时回收稀土的），因而对环境的影响远 不 如 大 宗 矿 产。２０１７ 年 中 国 原 煤 产 量 达 到３４．４５亿吨，全世界则达７７．３亿吨。中国金矿２０１９年第一季度的产量就达到９２．７８吨，按３ｇ／ｔ的品位估算，开采的矿石量约０．３亿吨。而全世界全年需要氧化锂按１５万 吨 计 算，开 采 品 位 按１％计，需 要开采的矿石量为０．１５亿吨，仅相当于中国金矿一个季度开采矿石量的一半，相当于中国年采原煤的矿石量的１／２３０。

在工业４．０和第四次科技革命的过程 中，关 键矿产开发利用的目的之一就是降低碳排放，实现绿色产业革命。高强度消耗矿产资源过 程中ＣＯ_２ 气体的大量排放是海平面上升、气候变暖的原因之一，而关键矿产的利用恰恰是为了减少排放的。比如，一旦可控核聚变实现商业化，１ｇ锂发电产生的能量就相当于３．７吨标准煤，部分替代煤电，其降低碳排放的效益是十分显著的。

２．３ 关键矿产资源的经济属性

跟大宗矿产资源一样，关键矿产具有一般商品的基本属性，可以通过市场交换，具有可供性，其价值和价格在经济全球化背景下，受国际市场价格体系的制约。但是，关键矿产多数是小金属，全世界的年需求量往往不到２０万吨，受国际市场的影响更大，供应链更容易断裂。

矿产资源本身就是一个动态的概念，过去和现在不曾被认为是矿产资源的地质体，随着科学技术的进步和经济可利用性的变化，将会成为新的矿产资源，矿产资源的种类、数量和用途也将因此而不断的增加和拓展。关键矿产的“动态可变性”特点更加显著，一方面作为“高科技矿产”，技术上的创新突破往往会瞬时改变某一矿种的供需平衡；另一方面，先期掌握对关键矿产“利用秘密”的科学技术，更容易占据市场 乃 至 于 国 际 战 略 的 主 动 权 和 制 高 点。比如，美国因为最先掌握了锗用于制造微型集成电路芯片的秘密，也就最先制造出了 ＣＰＵ，以至于 在 过去的半个多世纪，美国一直处于计算机及其相关领域的全球领先地位。而我国虽然拥有极为丰富的锗资源（全球最大的生产国、出口国），锗资源储量占全球的４１％，产量占全世界的７１％，但至今 还 要 进 口 ＣＰＵ。我 国 进 口 芯 片 所 支付的费用已经超过了进口原油。

矿产资源在人类社会发展的整个历史进程中是具有可替代性的。比如，从获取热能的角度，在使用石油之前，人类使用煤炭，在使用煤炭之前，人类使用的是木材，使用木材之前，人类只能靠天吃饭即使用太阳能。德国鲁尔工业区的煤炭在工业化开采之前，人们宁愿砍树来当燃料，而不愿意烧煤，因为燃煤产生“烟雾”而污染环境。直到１３７４年，控制鲁尔区的利西公爵威廉二世才开始向从田地里捡拾煤块的农民征税（ＢａｉＭｅｎｇｃｈｅｎ，２０１９）。随着人类认识和科学技术水平的快速提高，原来意义上的矿产资源可能被新的更“经济”、更“清洁”的矿产资源所取代，如天然气取代石油，核能（铀和锂）取代化石能源。但取得“可替代性”资源之前，关键矿产往往显示出“不可替代性”。谁先掌握了关键矿产，谁就掌握主动权。仍以德国为例，鲁尔工业区虽然煤炭资源丰富，但缺乏铁矿资源，第一次世界大战时，大部分铁矿石来自于原属法国的洛林铁矿。但第一次世界大战之后，法国收回了洛林铁矿，德国只好从瑞典进口铁矿石。瑞典因为基鲁纳铁矿品位高、储量大而幸免于德国的入侵，成为“矿石换和平”的实例。进入２１世纪，稀土的使用范围越来越广，而特定的稀土金属往往有特定的优先使用领域。如，Ｌａ用于合金材料和农用薄膜；Ｃｅ大量用于汽车玻璃；Ｐｒ广泛用于陶瓷颜料；Ｎｄ广 泛用于航空航天材料；Ｐｍ为卫星提供辅助能量；Ｓｍ 应用于原子能反应堆；Ｅｕ用于制造镜片和液晶显示屏；Ｇｄ用于医疗核磁共振成像；Ｔｂ用于飞机机翼调节器；Ｅｒ在军事上用于激光测距仪；Ｄｙ用于电 影 印 刷 等 照 明 光 源；Ｈｏ用 于制造光通讯器件；Ｔｍ 用 于临床 诊 断 和 治 疗 肿 瘤；Ｙｂ用作电脑记忆元件添加剂；Ｌｕ用于能源电池技术。中国由于重稀土资源丰富，供应较充分，在某些工业领域占有先机，因为轻稀土在某些领域还难以取代重稀土。但是，日本、德国和美国等缺乏重稀土的国家，都在研发轻稀土或其他关键金属代替重稀土的技术，一旦取得突破，中国的“重稀土”就难以起到“杀手锏”的作用。因此，资源为王，技术为“王后” （虽然在幕后，但作用绝对不可忽视）。只掌握资源而不研发新技术，是难以维持“稀土王国”的可持续发展的。稀散金属也如此，中国目前大量出口锗、铟、镓、镉等的初级产品，而用锗、铟、镓、镉等关键金属制造的最先进的计算机芯片、红外扫描仪等精密仪器仍然需要进口，研发技术仍然落后于美 国、日本、德国。

西方科学技术先进的国家，对稀土、稀有和稀散金属的工业化研究已经有了１００多年的历史，而我国才起步不久。鉴于大宗矿产的工业化生产技术比较成熟，在我国也形成了成熟、配套的工业化体系，无论是钢铁工业、煤炭工业、石油工业还是有色金属、建材、化工，都形成了规模宏大、门类齐全的生产力，为我国国民经济的建设奠定了扎实的基础，为我国成为世界第二大经济体作出了巨大贡献。但是，我国在很多领域仍然落后，仍然受制于人，仍然被别人卡脖子，其中就包括关键矿产的资源保障和开发利用。比 如，钢 铁 工 业 中 关 键 的 添 加 剂———铌（Ｎｂ），中国９０％以上靠进口。因此，加强对关键矿产的研究意义重大。

３．１ 关键矿产是世界各国争夺的重要战略性资源

（１）关键矿产是维系国家经济安全和可持续发展的重要物质基础：关键矿产对国家的发展、稳定和提升国际竞争力具有重要战略意义，对国家经济安全以及可持续发展有着重要的影响力和制约力，和平时期能够稳定、持续供应，并保持适度储备，能够应对国内外突发事件。拥有战略性关键矿产资源的多少是体现一个国家综合国力的重要指标。如果一个国家在某种关键矿产资源上占有绝对优势，并能控制该资源的国际市场价格和走势，对于提高其国际地位也具有重要的战略性意义。

（２）关键矿产同样具有自然属性和商品属性：战略性关键矿 产 和 战 略 性 物 资 是 两 个 完 全 不 同 的 概念，前者属于自然资源的范畴，而后者是劳动成果或产品。石油、天然气、水资源是战略性矿产资源，粮食和钢材则是战略性物资。战略性矿产资源还必须具有可供性，它既可以国内拥有，也可以从国际市场上购买或通过境外勘查活动获取。

（３）战略性关键矿产资源是一个动态的、与时俱进的概念。不同历史时期战略性矿产资源具体矿种的确定受下列因素的影响：①经济建设和社会发展对矿产资源的需求；②国内矿产资源开发利用状况及其对国民经济建设的保证程度；③国际市场价格关系及其繁荣、稳定程度；④国际环境影响，与境外资源供应国和境外矿产勘查国的政治、经济、军事关系等。

３．２ 关键矿产资源是我国“稳增长、调结构”的基础保障和历史机遇

战略性新兴产业的发展是我国目前和今后相当长一段时期面临的新机遇，而高新技术的发展是一个国家国际竞争力的现实体现，在传统产业稳步增长的同时要大力发展战略性新兴产业。据中国工程科技发展战略研究院在第二十届中国国际高新技术成果交易会（２０１８年１１月１４日 至１８日，深 圳）上发布的《２０１９中国战略性新兴产业发展报告》，２０１６年和２０１７年，我国战略性新兴产业工业增加值同比增长分别为１０．５％和１１．０％，高于同期规模以上全国工业增加值增速４０％以上；２０１８年上半年，战略性新兴产业工业增加值同比增长８．７％，比 同期规模以上工业增加值增速快２个百分点。因此，在经济新常态下，战略性新兴产业成为中国经济新引擎，而战略性新兴产业的发展对关键矿产资源的需求无疑将日益增加。随着高新技术产业将在我国经济结构和产业布局中的地位、作用越来越大，关键矿产资源对目前我国“调结构，保增长”经济发展方针的意义也将日益凸显。

３．３ 关键矿产在当前国际竞争中的特殊意义

自１９８８年中国稀土产品产量超过美国、尤其是离子吸附型稀土大量开采，１９９３年中国稀土出口超过万吨开始，１９９４年国外一些重要公司改从中国进口稀土，稀土在国际政治、经济格局的话语权越来越受到关注。邓小平就有“中东有石油，中国有稀土”的著名论断。美国也注意到，对于美国来说，中国一直是非常 重 要 的 危 机 矿 产 的 主 要 进 口 来 源 国。因此，美国对于危机矿产的进口要努力实现进口来源的多元化，以摆脱“对中国的依赖性”。

实际上，即便同样从１９９３年算 起，中 国 对 于 美国的高科技技术和产品的高度依赖早已众所周知，而中国对于美国矿产资源尤其是“关键性矿产资源”的进口依赖性却是鲜为人知的。中国人总是“不好意思”。比如，作为稀有金属之一的铍，广泛用于航空、航天和核反应堆，在国防领域被用作原子能反应堆的防护材料和制备中子源的原料；在宇航和航空工业中，用以制造火箭、导弹、宇宙飞船的转接壳体和蒙皮，用作大型飞船、空间渡船的结构材料，用以制作飞机制动器和飞机以及飞船、导弹的导航部件，用作火箭、导 弹、喷 气 飞 机 的 高 能 燃 料 的 添 加 剂 等等。但美国掌握了全世界２／３以上的资源储量、２／３以上的产量和２／３以上的出口量，在全世界处于垄断地位。中国同样从美国进口铍。再比如，作为“拯救生命气体”的氦，中国年需求量在２２００万立方米，也主要从美国或美国企业进口。一旦停止进口，中国的高端装备制造业、中国各大研究机构及高校的实验室、医院等等都将面临窘境。

为此，自２００７年起，中国将稀土 的 生 产 计 划 由指导性调整 为 指 令 性。２０１０年，国 务 院 发 布《关 于加快 培 育 和 发 展 战 略 性 新 兴 产 业 的 决 定》。２０１１年，财政部和 国 土 资 源 部 联 合 发 布 了《２０１１年 矿 产资源节约与综合利用专项资金申报指南的通知》，关键矿产资源获得国家专项资金的支持，旨在通过“以奖代补”奖励资金重点支持关键矿产资源企业运用新技术、采用新工艺、提高矿产资源“三率”，达到矿产资源节约与综合利用的目的。这是国家层面上第一次将“三稀资源”作为一个整体概念提出来而不再作为其他矿种的“附属品”。同年，国务院下发了《关于促 进 稀 土 行 业 持 续 健 康 发 展 的 若 干 意 见》。在２０１６年４月发布 的《国 土 资 源“十 三 五”规 划 纲 要》中明确要“加强稀有稀散金属等战略性新兴产业矿产的保护”、“以能源、紧缺及战略性新兴产业矿产为重点”深入实施找矿突破行动、“加强油气、页岩气、铀矿、战略性新兴产业矿产等调查评价”，而《全国矿产资源规划（２０１６－２０２０）》将石油等２４个矿种列为战略性矿产，并进一步明确要“保障战略性新兴产业矿产的供应”。２０１６年底，国家发布《“十三五”战略性新兴产业发展规划》，相关部门也制定了《战略性新兴产业重点产业和服务指导目录》。

在中国《全国矿产资源规划（２０１６－２０２０）》中，石油、天然气、页岩气、煤炭、煤层气、铀、铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀 土、锆、磷、钾 盐、晶质石墨和萤石这２４个矿种（组）被列为战略性矿产，但没有明确指出其中的哪些属于“战略性关键矿产”。一般认为这２４个矿种（组）中的铀、铬、镍、钨、锡、锑、钴、锂、稀 土、锆 和 萤 石 符 合“用 量 不 大 但 关键”的内涵，可以界定为“战略性关键矿产”，同时还可以根据社会经济的发展以及战略性新兴产业发展的趋势补 充 一 些 矿 种，如 铍、铌、钽、铪、铯、锗、铟、铋、碲、铼、铂族金属、氦、膨润土、金刚石等。

应该说，美国也不是严格按照对外依存度来界定其“危机矿产”的属性。如，铍是美国的优势矿产，也一直在出口铍及其产品，但铍仍然是美国的“危机矿产”，即“多多益善”，可以发挥“卡别人脖子”的作用。因此，中国也不能因为稀土、钨、锡、锑等资源丰富而不再 作 为“关 键 矿 产”，或 者 从“保 护 性 开 采 名录”中去掉。

矿产资源，国家所有。关键矿产，当然也是国家所有。由于这些关键矿产资源与煤、石油、铁、铜、金等大宗矿产资源不同，其市场需求不大，直接产生的经济总量不大，社会影响面也不大，导致我国一直未重视找矿，以至于资源保障程度很低，长期依赖于国外，而且对外依存度居高不下。而且，随着新兴产业的发展，高科技领域对稀有、稀土和稀散金属及其他关键矿产资源的“依赖”将越来越明显。据美国统计，２／３的高科技产品都要用到作为关键矿产主体的三稀金属矿产，因此，稀有、稀土和稀散金属矿产也 被 称 为 高 科 技 （Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ）矿 产。

３．４ 关键矿产在第四次科技革命中的战略意义

第四次工业革命是继蒸汽技术革命（第一次工业革命）、电力技术革命（第二次工业革命）和计算机及信息技术革命（第三次工业革命）以来的又一次科技革命，也被认为是“第四次科技革命”，是以人工智能、清洁能源、机器人技术、量子信息技术、可控核聚变、虚 拟 现 实 以 及 生 物 技 术 为 主 导 的 技 术 革 命。２０１３年４月７日至１１日，在 德 国 汉 诺 威 工 业 博 览会上，全球６５个国家和地区的５０００多家厂商参展，中国也有近６００家参展商，规模仅次于东道主德国。会议期间提出的“工业４．０”概念受到普遍关注，该博览会也被认为推动了“第四次工业革命”。

以往的三次工业革命，第一次工业革命开创了“蒸汽时代”（１７６０－１８４０），标志着农耕文明向工业文明的 过 渡；第 二 次 工 业 革 命 进 入 了 “电 气 时 代” （１８４０－１９５０），使得电力、钢铁、铁路、化工、汽车等重工业兴起，石油成为新能源，并促使交通的迅速发展，世界各国的交流更为频繁，并逐渐形成一个全球化的国际政治、经济体系；两次世界大战之后开始的第三次工业 革 命，更 是 开 创 了“信 息 时 代”（１９５０年以来），全球信息和资源交流变得更为迅速，大多数国家和地区都被卷入到全球化进程之中。这前三次工业革命使得人类发展进入了空前繁荣的时代，但也造成了巨大的能源、资源消耗，付出了巨大的环境代价和生态成本，扩大了人与自然的矛盾。进入２１世纪，人类面临空前的全球能源与资源危机、全球生态与环境危机、全球气候变化危机的多重挑战，由此引发了第四次工业革命———绿色工业革命。如果说以往的工业革命尤其是第二次工业革命以“烟囱如林”为标志的话，这第四次工业革命则 是 “去 烟 囱化”，让雾都伦敦这样的大都市不再浓烟滚滚，让德国的鲁尔工业区变成文化休闲的绿色公园，让加拿大萨德伯里这样的世界最大的镍矿山变成了旅游胜地，因而人们更愿意将第四次工业革命直接称为“第四次科技革命”，工业二字都不愿意使用了。的确，刚刚拉开序幕的第四次工业革命将是一场全新的绿色工业革命，其实质和特征，就是大幅度地提高资源的生产率，经济增长与不可再生资源要素将全面脱钩。那么，对于中国这样一个全球最大的发展中国家来说，人口多、底子薄、基础差的现状没有根本性改变，人民生活水平、社会文明程度、物质积累程度都无法与美国、欧洲及日本等资本主义国家相比，核心技术如 ＣＰＵ 仍 然 掌 握 在 国 外 企 业 手 中，但 既 然已经与世界强国站在了同一起跑线上，如何提高资源效率尤其是矿产资源的使用效率，关系到中国能否抓住历史机遇，扭转落后挨打的被动局面，通过弯道超车实现中华民族的伟大复兴，则是第四次科技革命带给 中 国 地 质 者 的 现 实 而 迫 切 的 新 命 题。显然，提高稀有、稀土、稀散、稀贵金属及稀有气体矿产资源的保障程度并科学合理地开发利用好这些关键性矿产资源，对于中国的第四次科技革命是具有战略性意义的。

严格来说，只有在人类社会历史进程中发挥过显著的、关键性作用的矿产资源才可能算得上“战略性关键矿产”。比如，会不会使用石器是人类区别于猿的关键之一，而铜的使用、铁的使用、煤的使用、石油的使用，都在人类社会发展历史上起到过关键作用，铁、煤、石油一起可以作为近现代工业化国家必需的战略性矿产资源。第二次世界大战之后尤其是到了第三次工业革命，大宗矿产资源的工业化技术基本成熟而且规范化、标准化甚至模块化，而对于稀有金属、稀土金属及稀散金属的使用，却异军突起，而且更加易于“保密”，对于不同国家能否掌握后工业化的主动权具有非同寻常的意义。比如，锗这一稀散金属对于ＪａｃｋＫｉｌｂｙ在１９５８年发明集成电路时起到的关键作用堪称经典，而集成电路无疑开启了２０世 纪 以 来 的 微 电 子 时 代、信 息 时 代！不 仅 如此，美国在１９８４年就把锗矿列为国防储备矿种，为其后在红外光学设备（占６５％的消费量）、光导纤维（占１５％）、宇宙空间探测器（占５％）等高端装备制造业等工业领域的崛起和军事装备的更新换代提供了保障。其中，红外扫描仪（夜视镜，锗是必需的）装备部队之后，美军在伊拉克战争中不但占据压倒性优势，也为 现 代 战 争 的“夜 间 化”样 式 提 供 了 模 板。可见，锗虽然属于稀散元素，但在第三次、第四次科技革命的进程中起到了不能被忘却的关键作用，具有特定的历史意义，因而被认为是战略性关键金属之一，当属无疑。

再比如，锂属于稀有金属，在２０世纪７０年代还主要以配角的身份用于“拜尔法”炼铝等冶金工业，到了２０１０年之后随着新能源汽车和个人电器用充电锂电池的普及化，锂在储能设备制造领域异军突起，需求量猛增，并在整个地勘行业不景气的大背景下带来了一抹亮色，尤其是２０１７、２００１８年几乎全世界都在找锂矿。但是，在“工业４．０”或第四次科技革命的大趋势中，人们的目标是实现可控核聚变的商用化，即把“氢弹爆炸的基本原理应用于发电”，从而达到“从根本上改变能源结构”的目的，而这一目标正是第四次工业革命的标志之一。因此，将锂作为“２１世 纪的能源金属”，将锂作为战略性关键矿产，也理所当然。

自２０１１年起，中国地质调查局设立“三稀金属矿产战略调查”等项目至今，在中国地质科学院矿产资源研究所的组织实施下，在全国３３个单位２２０多人共同努力下，对我国的三稀金属矿产资源进行了迄今为止“最全面、最深入”（《中 国矿业报》２０１６年１２月 ３１ 日 的评价）的一次调查研究，在四川甲基卡、江西赣州、福建永定等发现了一批新矿产地，实现了从战略研究到战略侦查再到 找 矿 突 破 的 三 跨越；首次建成了全球和国内“三稀调查成果数据库”；编制《全国三稀矿产调查工作部署方案》，基本选定了三稀矿产调查评价的工作部署选区，包括华南幕阜山、西昆仑大红柳滩，川西甲基卡上升为国家规划区；坚持“资源调查与矿山环境监测空－天－地－人一体化”；“赣南钻”获得发明专利，可成倍加大离子吸附型稀土矿的勘查深度，提升资源潜力数倍；提出了离子吸附型稀土矿单元素圈矿的方法；提出了三稀矿产资源储量动态计算的方法与技术，发明了“离子吸附型稀土矿快速经济评价方法”专利；构建了离子吸附型稀土矿山环境评价模型和 ＳＭＡＩＭＡ 工作方法体系；创新了我国独特的离子吸附型稀土矿产的“八多两高一深”成矿理论和大型伟晶岩型锂矿“多旋回深循环内外生一体化”成矿理论，建立了综合评价模型、“层脉组合勘查模型”及找矿标志；形成了被国土资源部领导称为“三稀别动队”的团队，为矿政管理提供支撑服务。

４．１ 重点省份三稀资源家底初步摸清，实现从战略研究到战略侦查再到找矿突破的跨越

初步查明我国重点省份（内蒙、福建、江西、湖南、广东、广西、四川、云南、青海、新疆等１０省（区））三稀矿产资源家底与开发利用状况，开展了对未查明三稀矿产资源勘查开发利用潜力和典型矿床的调查研究，提出了我国在三稀资源领域的应对措施，及时服务了矿政管理工作，为我国制定三稀资源勘查开发战略和新兴产业发展战略提供了理论依据和资源保障，如甲基卡工作区经后期查证，至２０１５年底新增３３４ 级 别 资 源 量 ８８．５５ 万 吨 氧 化 锂，２０１６－ ２０１８年间又新增３３４级别资源量２５．７７万吨，合计新增３３４级别氧化锂１１４．３２万吨。再如，在云南发现黑妈锂云母型的锂矿，在福建发现永定大坪超大型花岗斑岩型钽矿，在江西九岭发现岩体型以磷锂铝石为主的锂多金属矿，共发现矿（化）点２３处、找矿靶区３４处、离 子吸附 型 稀 土 矿 产 地 多处。

期 间 还 对 一 些 重 要 矿 区 的 尾 砂 资 源 进 行了调查，为资源综合利用、矿山环境整治和绿色矿业可持续发展 提 供 了 依 据。比如，四川牦牛坪矿区堆放在河道中的稀土尾砂，不但堵塞了河道，阻碍泄洪，而且尾砂中的稀土氧化物含量很高（０．７８％～２．１２％），均 超 过 了 现 行 工 业 指 标 的 边 界 品 位 （０．５％ ～ １．０％），且老尾砂的稀土含量高于新尾砂，尾砂中Ｂａ含 量可达 １．８％，Ｓｒ含 量可超过 １０％，Ｍｏ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ａｇ等有用元素也发生了不同程度的富集，尤其是 Ｍｏ达到了边界品位（磁选后的尾砂 Ｍｏ含 量达到２．２７５％），足以重新加以利用。对采自不同矿区的稀土精矿粉也进行了地球化学方面的研究，为后期利用稀土精矿粉配制稀土溶液研究反射波谱特征以及遥感技术监控离子吸附型稀土矿山的开采、不 同类型三稀矿石及矿 产 品 的 现 代 仪 器 测试全新方法的建立奠定了基础。

４．２ “三稀调查成果数据库”信息丰富，大数据平台首次搭建并不断充实

２０１５年初步建成了涵盖国内外３８８９个矿产地的空间数据库和“三稀调查成果数据库”，集成了长周期矿产品价格数据库、采样测试分析数据库、文献数据库、进出口贸易数据库、全国稀土矿区遥感数据库，对今后我国三稀资源调查和管理具有重要意义。在此基础上研究了全球三稀资源分 布 特 征 及 我 国 在 全球资源格局中的地位，分析了全球三稀资源需求、利用技术和应用领域，探讨了与三稀金属资源有关的高新技术发展方向、动态和趋势，为我国战略性新兴产业发展布局提供了依据，有助于增强我国矿产资源的国际竞争力，有利于积 极 参 与 全 球 资 源 优 化 配 置，对 于 我 国 在ＷＴＯ 体制下三稀矿产品贸易政策的制定及相关研究工作也具有重要的参考价值。

４．３ 通过对关键矿产调查选区的部署，为找大矿、找好矿提供了决策依据

完成了设证１００多个稀土矿区及其他重要三稀矿产地的野外调研工作，研发了新的技术方法，如离子吸附型稀土样品野外现场快速定性定量评价稀土原矿品位方法在川西及江西赣州取得良好效果。开展了我国三稀资源调查部署选区研究，提供了一批重要的三稀矿产资源战略接续区，为找矿突破战略行动的实施、国家规划矿区的设立、三稀矿产地储备体系的建立作好了技术准备。

４．４ 矿山环境监测“空－天－地－人”一体化，全方位服务矿政管理

针对稀土矿山开采过程中的乱采滥挖现象，以赣南寻乌及定南地区为试点，基于最新高空间分辨率遥感数据，结合矿权资料建立了离子吸附型稀土矿山非法开采解译标志，开展了矿山非法开采遥感调查及监测研究，提出了今后监测的预警区域，获国家发明专利多项。针对离子吸附型稀土矿存在的土地荒漠化及水体污染问题，基于高分辨率遥感数据，提取了土地荒漠化较为严重的区域，评估了稀土矿开采周边河流的污染程度，基于稀土光谱特征提出了一套全新的评估河流中稀土浓度的技术方法，也获得国家发明专利。高空间分辨率遥感数据处理与分析，为离子吸附型稀土矿山快速、准确、动态监测提供了良好的技术手段。在赣州市针对离子吸附型稀土矿山的执法检查等矿政管理工作中，高分辨率遥感技术发挥了重要作用，提高了政府执法的公信力。同时，应用遥感技术在南岭东段开展了成矿预测，也取得了初步成果，圈定的靶区都得到了验证。

４．５ 风化壳型稀土矿勘查技术方法更新换代，加大勘查深度

随着稀土勘探工作难度的不断加大，要想获得真实动态的信息，需要不断创新，迫切需要在找矿勘探过程中引进新技术、新方法，以 求 达 到 效 果 最 大化。为此在赣南开展了典型离子吸附型稀土矿区赣南钻、浅钻、小圆井等勘查方法的对比研究，认为赣南钻为最佳的勘查技术手段，获国家实用新型专利１项。该技术的推广应用将显著增大对风化壳型矿床的勘查深度，新增资源潜力若干倍，具有重要的现实意义。

４．６ 离子吸附型稀土矿实现单元素圈矿，稀缺矿种精准定位

在赣南、滇西某些离子吸附型稀土矿区开展了稀土总量和稀土浸取量圈矿方法的对比研究，提出了稀土单元素圈矿方法。以往以稀土总量为主要评价对象的圈矿方法存在不合理性，即当稀土浸取率高时把矿圈成非矿（即漏矿），当浸取率较低时又把非矿圈成矿。本次提出以稀土浸出量为主要评价对象的圈矿方法不仅与当今的采矿工艺相符，圈定的矿体和计算的储量更有利于指导离子吸附型稀土矿床的开采。与稀土总量、稀土浸取量圈矿相比，稀土单元素圈矿更为精细、准确地反映出稀土单元素的资源分布状况，有利于进一步体现不同稀土矿床的经济价值，对稀土资源尤其是 Ｅｕ、Ｄｙ等最关键稀土资源的寻找、管理与开发具有重要的现实意义。

４．７ 离子吸附型稀土资源储量动态计算方法与时俱进，真正体现“经济地质”

创新了稀土储量动态评价的技术方法，获软件著作权１项和国家发明专利“离子吸附型稀土矿快速经济评价方法”。以往在离子吸附型稀土矿储量计算过程中普遍使用的是水平投影地质块段法，但该方法对于矿体厚度、面积、品位的变化控制需要较高的探矿工程网度和较大的资金及人力投入。赵汀等以赣州某稀土矿为例，详细研究了克里格法在矿体顶底板圈定、品位插值计算、矿体三维模型建立等方面的应用，并引入矿产品市场价格数据进行敏感性分析，提出了不同价格条件下动态估算储量的新方法，其结果与传统块段法估算结果基本相符，但工作效率更高，可以快速、经济地获得更合理的资源量数据。随着离子吸附型稀土矿山开采方法的改变，原地浸矿工艺得到推广，为了最优化设计采矿方案，在以“离子吸附型稀土矿快速经济评价方法”为基础的三维估算系统中动态设置边界品位，可以随时根据市场价格的变化，动态地圈定矿体边界，迅速地计算出所圈定矿块的各种经济参数，帮助矿山选择合理的采矿工程布置，为稀土资源的合理利用提供了技术支撑。该方法在浙江、云南等地离子吸附型稀土矿区的调查评价过程中得到了应用，取得了初步成效。

４．８ 构建 了 离 子 吸 附 型 稀 土 矿 山 环 境 评 价 模 型，ＳＭＡＩＭＡ工作法自成体系

为了弄清我国离子吸附型稀土矿区在开采过程中是否对周边水体造成了环境污染及其严重程度，于扬等人选择赣南地区流经典型稀土矿区的桃江、濂江（赣江上游）和寻乌河（东江源头）作为研究对象，６年持续采样（共５５２件），多 学科多方法协同，对离子吸附型稀土矿区淋滤废水、矿区山泉水、生活用井水、近矿支流、矿区下游、矿区上游等地表水及地下水的地球化学特征、成矿岩体—地表水的相互转化关系，以 及 离 子 吸 附 型 稀 土 资 源 开 采 的 水 资源—环境效应进行了系统研究，建立了对采矿过程中的环境效应进行调查、检测、评估的工作方法，即：野外调查（Ｓ）—实 验测试（Ｍ）—特 征分析（Ａ）—指标体系构建（Ｉ）—模 型研究（Ｍ）—综 合评价（Ａ）的ＳＭＡＩＭＡ 方法，分析了离子吸 附 型 稀 土 矿 区 及 周边地表水中 ＲＥＥ及理化指标的时空变化特征，查明了污染的原因和路径，指出矿区尾水、渗滤水和淋滤水是矿区下游水体污染的源头，构建了稀土矿区水环境质量评价指标体系，提出了针对离子吸附型稀土矿区水环境的模糊综合评价模型，通过隶属函数权重计算，对研究 区水 环 境状 况 进 行 了 综 合 研究。在此基础上，构建了基于支持向量机（ＳＶＭ）的离子吸附型稀土矿山环境效应定量评价模型，并运用该模型，对龙南（重稀土）、安 远（中稀土）、寻 乌（轻稀土）三种不同类型的稀土矿山环境进行了综合评价分级，为离子吸附型稀土矿区的环境管理及其生态环境风险评价提供了科学依据，为政府部门在该区开展精准扶贫和环境修复提供了建议和对策，并取得实效。该工作方法可以推广运用到其他矿山环境的调查与治理。

４．９ 深化离子吸附型稀土成矿理论研究，内生外成机制关联找矿标志

在系统总结南岭地区花岗岩、火山岩和变质岩区离子吸附型稀土矿床内生矿化机制和外生成矿因素的基础上，提出了从“内生外成”的角度重新认识成因机制，认为富 Ｆ－ＣＯ_２－ＲＥＥ 的 流 体 交 代 作 用 是稀土内生矿化的重要因素，从而在理论上解释了成矿母岩的多样性，并根据交代作用的复杂性和不均一性解释了矿化类型的多样性和 成 矿 强 度 的 差 异性。利用大数 据 统 计 了 南 岭花岗 岩－风 化壳的风化程度（风化蚀变指数 ＣＩＡ、ＬＯＩ）与 稀土元素富集程度之间的内在联系，指出了影响外生成矿的主要因素，当风化蚀变指数６５％＜ＣＩＡ＜８５％时，风化程度与稀土含量呈正相关性，当８５％＜ＣＩＡ＜１００％时，风化程度与稀土含量呈反相关，从而厘定了离子吸附型稀土矿成矿的最佳风化条件。利用大数据统计了风化壳中轻稀土和重稀土的分布规律，重点指出了重稀土的找矿空间。

４．１０ 提高三稀矿政管理科技含量，助力行业健康可持续发展

三稀矿 产 调 查 研 究 不 只 是一个普通的地质项目，还需要直接为矿政管理和战略性新兴产业的发展提供地质依据和资源保障。基于“稀土不土，稀有常有，稀散不散”的认识，提出“稀土管得住，稀有找得到，稀散用得好”的矿政管理模式。出版的《稀有稀土稀散矿产资源及其开发利用》和《国外稀有稀土矿床》两部专著及发表的系列论文，即便是对非地质专业人员也具有实用的参考价值。通过综合研究和实地调查，对稀土、锂、铍等３４种 矿 产 资 源 的 资源家底、在新兴产业中的应用状况、可持续发展的资源保障等方面的问题进行了深入研究，总结了三稀资源分布规律及我国在全球资源格局中的地位，探讨了与三稀金属资源有关的高新技术发展方向、动态和趋势，为我国战略性新兴产业布局提供了重要依据，为矿政管理和相关产业的可持续健康发展提供了支撑服务。２０１１年，根 据《国务 院 关 于 促 进 稀 土行业持续健康发展的若干意见》，工信部牵头组织了“开展全国稀土生产秩序专项整治行动”。项目组成员参加了对广西、云南等地的专项检查，其研究成果和高分辨率遥感图像等资料对检查工作起到了积极作用。通过对贵州织金新华磷矿床中离 子 吸 附 型 稀 土 存 在与否及初步定量研究，认为要从此类磷块岩中独立分离出稀土金属，成本太高，技术难度大，还不如直接当作“稀土磷肥”开发利用。该建议已经得到贵州西南能矿集团股份有限公司的高度重视，并上报贵州省政府。

４．１１ 分析测试技术手段日新月异，技术要求和行业规范不断完善

传统的、常规的分析测试技术难以解决类型多样、基体复杂、含量变化大的三稀矿石及矿产品的测试要求，而基于ＩＣＰ－ＭＳ、ＩＣＰ－ＡＥＳ和 ＸＲＦ 的 现代仪器分析测试技术大有取代重量法、容量法、比色法等经典化学分析方法的趋势。通过２０１１年以来的努力，一套涵盖１０种新方法、针对４９种不同类型地质样品的全新的测试方法体系得以建立（已经申请到发明专利证书），不 但测试元 素 多 而 且 工 作 效 率高，为关键矿产的战略侦查、调查评价、理论研究与找矿突破提供了技术支撑。此 外，Ｘ 粉晶衍射、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ原 位分析、单个包裹体分析测试及新一代电子探针等技术，为查明矿床成因、查明稀有稀土稀散元素的赋存状态、评价其开发利用的价值、为采选冶工艺流程的制定提供了现代化的测试手段，为四川大水沟碲矿中未知矿物相“Ｂｉ５Ｔｅ”、甲基卡锂矿及陕西镇安等地祖母绿等罕见矿物的鉴定作出了贡献。锂同位素的分析测试，为“以锂找锂”方法的建立奠 定了基础。

４．１２ 找矿方法和勘查技术不断更新，绿色勘查取得新进展

除了将遥感找矿的方法继续运用于华南离子吸附型稀土矿区的调查评价、取得新发现之外，利用高光谱、雷达等多种遥感技术手段寻找伟晶岩型稀有金属矿床，在川西甲基卡、南疆大红柳滩等地也取得了新进展，并且申请了新的发明专利———“基于高光谱的含锂辉石伟晶岩识别方法”和“基于多源遥感数据的伟晶岩型锂矿的找矿方法”等。面对环境保护的新要求，类似于甲基卡这样的重点工作区不能施以槽探等常规的地表勘探工程，深部钻探验证也要求越来越严苛。项目组通过多年的努力，摸索出一套包括“牛粪找矿”在内的生物探矿技术和水化学找矿方法（“一种基于牛粪锂元素含量寻找隐伏矿体的方法”和“一种基于植物中铍元素含量预测隐伏铍矿的方法”等，正在申请专利）。钻探工作也创新了岩芯钻探工作部署的技术思路，以进口钻机为主，每天进尺可达１００ｍ，效 率高；钻探设备实现模块化集成，容易搬家，机动灵活，不用修路；采用清水钻进，不产生泥浆污染环境或导致牛羊因为“吸食泥浆”而死亡的事件，从而改变了钻探工作的被动局面，初步实现了高原绿色勘探。

４．１３ 通过物理选矿（物），探索非药剂绿色矿山建设的新路子

以稀有稀土稀散金属矿产为代表的关键矿产，往往由于元素的赋存状态复杂，品位又低，矿物粒度细小，开发利用的难度很大。因此，要充分利用好现有的三稀及其他关键性矿产资源（包括铂族金属），不但需要通过化学分析、仪器分析测试的手段获得样品中金属元素的含量参数，更要查明金属元素的分布规律及赋存状态，岩矿鉴定是必须的工作，而常规的岩矿样品制备不但耗时费力，而且由于矿物颗粒之间硬度等物理性质差异大而难以制备高质量的光薄片样品。２０１８年，通 过反复实践，初步完成了“全自动数控岩矿样自动化制片系统”，不但提高了样品质量（为电子探针、ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ等 原位分析测试奠定了良好的基础），而且提高了工作效率，可以更快更多地提供光薄片。在此基础上，矿产资源研究所王裕先研究员利用其自有的发明专利，根据锂辉石物 性 参 数 不 同 于 其 他 矿 物 的 基 本 特 点 （密 度３．１３～３．２ｇ／ｃｍ^３；介电常数８．４２＞７），采 用三磁法（聚磁永磁超强磁，场强３Ｔ）全物理技术路线，对四川甲基卡的锂辉石矿石和江西九岭的磷锂铝石矿石进行了选矿实验。在不采用化学药剂的前提下，甲基卡样品选矿后 Ｌｉ_２Ｏ 含量达６．３９４％（国际锂辉石精矿标准ｙｂ８３６－７５一级品要求＞６％），远高于融达锂矿公司的传统选矿指标（５．４８％），而成本要低得多。其社会环保效益显著，且不使用选矿药剂，可实现清洁生产，为节能环保型产业化提供了示范。

４．１４攻深找盲，川西大型锂矿资源基地取得新突破

在川西大型锂矿资源基地甲基卡工作区，２０１６ －２０１８年间共施工钻孔１２个，总进尺２８００ｍ，共获Ｌｉ_２Ｏ 资源量２５７６５９吨、伴生ＢｅＯ（３３４）资源量８９７８吨，Ｔａ_２Ｏ_５（３３４）资源量２０１５吨，Ｎｂ_２Ｏ_５（３３４）资源量３０１７吨。３年新增锂资源量相当于发现３个大型矿床，另外还圈定７个找矿靶区，落实２个矿产地。在甲基卡大型锂矿资源基地，自２０１１年以来由国家出资、中国地质调查局项目累计施工３８个钻孔，除了２个钻孔未见矿，８个钻孔见到伟晶岩但锂不够品位之外，其余２８个钻孔均钻遇矿体，验证了靶区，为国家提交了相当于１１个大型锂辉石矿床的资源储量（表１），为川西大型锂矿基地的建设提供了资源保障，同时也带动了四川省地方财政以及民营企业的投入，形成了一个川西找锂的高 潮。

４．１５ 幕阜山大型稀有金属基地基本成型，为湘鄂赣革命老区脱贫作出贡献

幕阜山大型稀有金属基地位于湖北、湖南和江西三省交界处，既是革命老区也是稀有金属、有色金属、贵金属、铀矿以及萤石等非金属矿产资源丰富的矿集区，在２０世纪８０年代就发现了断峰山、传梓源等大中型稀有金属矿床，但一直没有正规开发。周边地区的武汉、长沙、南昌及九江、宜春等大中小城市工业发达，对稀有金属的需求十分旺盛。宜春四一四矿床目前是我国最重要的稀有金属生产矿山，但资源危机。因此，近年来，项目组通过对１４０多条矿脉的野外调查研究，查明了伟晶岩的区域分带性（微斜长石型→微斜长石＋钠长石型→钠长石型→钠长石锂辉石型），建立了“大型构造控制大型矿脉”的找矿模型，在距离幕阜山岩体８．５ｋｍ 的外带发现了锂辉石伟晶岩，大大拓展了伟晶岩型锂矿的找矿空间，也助力湖南核工业３１１地质队在仁里取得特大型 铌 钽 矿 的 找 矿 突 破。与此同时，项目组在连云山地区 通 过 钻 探 探 获 资 源 量 估 算 （３３４ 级 别）：ＢｅＯ 为 １．６１６ 万 吨，Ｌｉ_２Ｏ 为 １．１２８ 万 吨，（Ｔａ， Ｎｂ）２Ｏ５ 为０．３４５万吨，均达到大中型规模（表２）。

实际上，幕阜山与江西境内的九岭和武功山地区都是以花岗岩类大面积出露为特点的稀有金属找矿远景区，但不同地段的成矿条件不同，找矿方向也不一样。仁里大型层状钽矿的发现对江西和湖北的找矿是有启发意义的，而江西九岭含磷锂铝石浅色花岗岩型稀有金属矿床的发现，也对湖北和湖南有指导作用。在江西九岭同安等地的浅色花岗岩中，磷锂铝石的含量可达４％～５％，实际上已经是造岩矿物了，同时还含有绿柱石、锡石、铌钽矿物等金属有用矿物。岩体的岩相分带性也与宜春四一四矿床有一定的相似性。２０１７年对７个区块进行了系统采样，２０１８年 估算 Ｌｉ_２Ｏ资 源 量 达 ３８．２６ 万 吨。更有意义的是，此类岩体型稀有金属矿床，类似于铜矿中的“斑岩铜矿”，虽然品位不是很高但规模很大，具有“低品位大吨位”的特点，对改变锂矿资源格局具有潜在的、但十分重要的意义。目前正在开展选矿研究工作，一旦经济可行，将是一种新的工业类型。

在关键矿产领域，我国存在的理论难题和技术瓶颈包括：①优势矿种只有稀土和部分稀散金属矿产。稀有金属高度依赖进口，难以保障战略性新兴产业的快速发展甚至可能影响到国家安全，尤其是美国对伊朗制裁自２０１８年１１月生效之后，连带影响到中国原油的进口。这一杀鸡儆猴的策略，意味着在石油之外的关键矿产资源，美国也可能采取类似的手段。②好矿少，品位低，难选冶，缺乏国际竞争力，如铌和铍。③探明程度低尤其是典型矿床的深部均未封闭或“来历不明”，包括最著名的白云鄂博、攀枝花、个旧，也包括新疆的可可托海。成矿物质从何而来的问题一直未解决，制约了找矿方向的确定和勘查技术手段的选择。④成因机制不明。尤其是最著名的一些矿床，如云南会泽、广东大宝山等著名的稀有稀散金属矿床，以往认为是层控，现在发现延深１ｋｍ 仍然成矿很好。⑤探测技术手段有限，主要是矿山企业通过“边采边探”增加资源量，如广西大厂１００＃ 矿 体。⑥ 共伴生资源为主，独立矿床少，需要加强采选冶技术的研发。比如，我国的铍矿要么是新疆可可托海这样的复杂类型，要么是江西画眉坳这样伴生在钨矿中但在钨矿的开采过程中并没有充分利用而实际上浪费了的资源，要么是四川雪宝顶这样虽然质量好但位于高海拔、保护区而难以正规化开采的类型。

因此，需要研发的关键技术，包括：①成矿机制的实验研究（尤其是地壳中高度分散的三稀金属是如何高度聚集成矿的，包括湖南的锡矿山、广西的大厂、甘肃的金川），争取在关键矿产成矿理论方面有所创新；②采选冶技术和助推新兴产业发展的相关技术（包括锂同位素作为高端产品的可能性实验），争取在第四次科技革命中取得一定的主动权；③深部探 测 的 技 术 （包 括 ３０００ｍ 深 度、２０００ｍ 深 度、１０００ｍ 深度、５００ｍ 深度和５０ｍ 深度的系列化探测技术），争取为矿山企业以及相关产业的可持续发展提供资源保障。

创新切入点包括：①查明不同类型关键矿产的空间分布规律。比如，为什么国外的硬岩型锂矿集中分布在地台区，而中国的硬岩型锂矿却分布在造山带。②查明重点矿集区（或者大型资源基地）不同层次的深部结构，为深部找矿提供技术支撑。２００８－２０１３年期间，通过对南岭成矿带地壳岩浆系统结构的探测实验（ＳｉｎｏＰｒｏｂｅ－０３－０１课题），将南岭成矿带分为以花岗岩为主、沉积岩为主及其过渡型三类浅表地壳结构并进一步细分不同类型的矿集区（如沉积岩区又可分为岩溶的、硅钙界面的等等），取 得 了 很 好 的 效 果。③查明典型矿床的精细结构（或者叫透明化）与精准探测技术（层脉识别），尤其是“五层楼＋地下室”勘查模型的建立，不但适合于华南地区的石英脉型钨矿区，也适合于川西甲基卡、可尔因等大型锂矿资源基地，不但为深部找矿提供了理论依据，也为人工地震等深部地球物理探测技术手段的使用指明了 方 向。④查明锂等稀有金属的立体分带机制和离子吸附型 稀 土 矿 的 垂 向 富 集 机 制。⑤对新类型关键矿产尤其是三稀矿产资源的调查研究，有助于弥补传统资源之不足，还可以带动理论创新，如 铝 土 矿 中 高 含 量 钨 和 锂 的 发 现，不 但可以提升铝土矿的资源价值，也对如何利用好此类沉积型或者其他非传统关键矿产提出了新的科技命题。近年来国内外对于卤水、油田水及砂岩中赋存的锂等稀有金属的开发利用价值给予了高度关注，我国柴达木盆地西部古近系和新近系油田卤水中的 Ｌｉ含 量最高达 ９８３ｍｇ／Ｌ，一般也有几十 ｍｇ／Ｌ，而四川盆地多个层位的绿豆岩有可能为深部卤水中锂的富集提供成矿物质来源。

关键矿产是人类社会发展到关键阶段、在关键场合发挥关键性作用的矿产资源。根据我国战略性新兴产业发展的需要和国内外发展趋势，可以将年需求量不超过２０万吨而应用领域十分广泛的稀有金属、稀土金属、稀散金属、稀贵金属、关键性的黑色和有色金属以及稀有气体、铀、部分非金属矿产资源归属于关键矿产。关键矿产与大宗矿产一样具有自然属性、经济属性和环境属性，但关键矿产在进入第三次工业革命尤其是第四次工业革命以来，其技术属性更加凸显，作为高科技矿产已经成为世界各国抢占战略制高点的重要战略资源，也是我国保障战略性新兴产业发展与国家安全的基本保障，因而无论是在国际竞争还是国内发展中都具有十分重要的战略意义。

通过近１０年来的努力，我国在部分省份初步摸清了以三稀矿产为重点的关键矿产的资源家底，也实现了硬岩型锂矿等部分矿种的找矿突破；建立了三稀矿产的数据库，设立了专门的调查评价工程，为地质找矿工作部署提供了依据；在应用遥感技术、新一代分析测试技术、绿色勘探技术等方面取得了一批新进展，也获得了“赣南钻”等一批发明专利并得到了实践应用；在生物找矿、环境综合评价、资源储量动态计算、物理选矿技术等方面取得了一系列独创性成果，获得了发明专利；在川西甲基卡－可尔因矿集区、湘鄂赣交界处的幕阜山－九岭矿集区以及武夷山南段－南岭等地取得了一批找矿成果。但是，总体上看，我国关键矿产资源紧张的局面尚未改变，并随着社会经济的快速发展，对原有探明资源的快速消耗，自我保障能力越来越差，对外依存度却越来越高。因此，必须高度重视关键矿产在社会发展尤其是对于保障我国战略性新兴产业发展、保障国家能源资源安全方面的重要意义。加强老矿山的就矿找矿，加强新类型和非传统类型矿产资源的探查，加强对已有资源的综合利用，加强关键技术的研发，应成为我国当前和今后相当长时期内关键矿产领域的主攻方向。