土元素(土元素的东西有哪些)

在新冠疫情的笼罩下，在俄乌冲突事件的推动下，让“能源”与“资源”在2022年多次被人们提及与关注，战略资源储备越来越受到重视，其重要性也日渐凸显。毫无疑问，矿产资源是国家资源安全和经济安全的重要载体，被称为“工业的粮食”。尤其是战略性矿产资源，更是国家经济发展的重要支撑，在国家安全中占有极其重要的地位。我国战略性矿产资源的需求持续增长。那么，对于战略性矿产资源大家有多少了解呢？除了稀土，以下重要的战略性矿产你都认识嘛？

天堑信连勇/摄（引自王登红，2022）

“战争金属”—锑

辉锑矿标本

辉锑矿（硫化锑）是金属锑最重要的矿石矿物。铅灰色，金属光泽，性脆，易熔。辉锑矿为分布最广的锑矿物，常见于中、低温热液矿床，与辰砂、雄黄等矿物共生。锑是我国四大战略资源之一。锑的供给跟稀土一样，我国都是全球第一供应大国，全球锑资源主要集中在中国、俄罗斯、玻利维亚，这三个国家锑矿储量占全球总储量近80%。湖南、广西、贵州、西藏、云南等地均有辉锑矿床分布。湖南冷水江市锡矿山的辉锑矿床，总面积为116平方千米，锑的年产量占全国三分之一，具有“世界锑都”之称。

金属锑

锑与其他金属合金化时可提高其强度和耐用性。从17世纪后期开始，它被添加到锡（锡合金）中。锑在一战的时候就被称为“战争金属”，因为锑可以增加金属硬度，增加杀伤力。锑与锡的合金，具有较高的硬度、韧性及耐酸性，用来提升焊接材料、子弹及轴承的性能。锑还可用作蓄电池的金属板，做海底电缆的保护套。锑金属还能用于枪、炮、子弹头内的充填物。锑的化合物可用于阻燃剂、陶瓷、医药、炸药等方面，也是军火工业的原料之一。美国在2018年就已经将锑列入了35种关键的矿产清单，只允许勘测，不允许开采。一方面锑是一种有限的、不可再生的资源，另一方面锑是有剧毒的，而且在提炼锑的过程中也会污染环境，造成水土流失严重，土壤质量受损，重金属污染等问题。

“工业味精”—锡

锡石标本

锡石是金属锡最主要的矿石矿物，呈暗褐色。锡是人类最早发现和使用的金属之一。早在商代，我们的祖先就能用锡、铜、铅生产青铜器皿。锡与金、银、铜、铁并称为“五金”、与钨、锑、稀土并称为我国四大战略资源。锡是一种具有白色光泽的低熔点稀有金属元素。锡的质地柔软、熔点低、耐腐蚀、延展性好且无毒，被广泛应用于医药、化工、农业、航天、电子、轻工、汽车、船舶等领域。被称之为“工业味精”。在锡众多应用中，锡合金焊料所使用的锡用量最多，接近世界锡消费量的50%，主要用于电子工业行业焊接；锡化工行业方面，主要用于工业催化剂、阻燃剂、稳定剂和杀虫剂等；镀锡板俗称马口铁，在食品饮料包装、照明工程、玩具制造和厨房用具等方面广泛应用，其消耗量约占锡消耗量的12%；此外，在新能源领域，锡可以用来提高锂离子电池的续航时间，在电池领域应用比较广泛，约占到锡行业应用的7%。

金属锡

锡是工业发展的重要原材料，我国为产锡大国，它集中分布于广东、江西云南、广西、湖南、内蒙古等地，以上地区占据我国锡总储量的94.6％。云南个旧锡矿素有“锡都”之誉。但是我国同样是全球最大的锡消费国，目前我国自产的锡精矿并不能满足生产消费需求，自2008年开始我国从传统的锡出口大国转为净进口国，每年需要从国外进口大量锡矿，锡矿对进口依赖度大致在30%-40%之间，锡矿进口来源单一，最大进口来源国为缅甸，占我国进口量的90%以上。

“工业牙齿”—钨

黑钨矿含有铁、锰和钨，是金属钨的主要矿石矿物，是提炼钨元素的重要矿石原料之一。颜色会跟随着铁、锰含量而变化，含铁越多，颜色越深，常见为褐红色至黑色。现如今钨已经属于国家战略资源，是欧盟认定的14种关键原材料之一。说到金属钨，大家的第一反应大多会是“灯泡里那根会发光的灯丝”，其实不仅如此，钨金属耐高温而不变形，熔点为3410℃，是熔点最高的金属，常温下不受空气侵蚀，被广泛应用于合金、电子、化学以及军事等领域。钨既能用于制造硬质合金，号称“工业的牙齿”，也能用于制造纯钨制品或钨合金，被称为战争金属之王。

黑钨矿标本

金属钨

钨的最显著用途是用于制作各种高速，尤其是穿甲弹，钨几乎是其必不可少的成分。钨在军事上的广泛用途也决定了其作为一个国家的战略资源地位，在美国国家风险清单中钨的地位也很高，是被严格限制出口的材料之一。世界大部分钨矿分布于环太平洋两岸，中国钨矿主要集中分布于华南地区（江西、湖南、福建、四川等地）。根据美国地质调查局(USGS)数据显示，2021年世界钨储量370万吨（钨金属）。全球钨资源主要分布在中国、俄罗斯和越南等国家，其中，中国钨储量190万吨，占比51.4%；俄罗斯钨储量40万吨，占比为10.8%；越南钨储量9.5万吨，占比为2.7%。中国钨资源储量优势明显。

“矿石玫瑰花”—铀

沥青铀矿（氧化铀）是放射性元素铀的主要矿石矿物。它的成分中常含铅，不含或微含针、稀土元素，微含卦，另含有极低的镭。沥青铀矿是提取铀的最主要矿物原料，主要产于中、低温热液矿床和沉积、淋积矿床中。澳大利亚是铀矿储量最丰富的国家，占全球储量的27%，其次是哈萨克斯坦，加拿大和南非。这4个国家就占了世界铀储藏量的80%以上。铀是一种十分活泼的化学元素，可以和许多元素结合形成矿物，其中有的特别容易氧化并形成新的矿物，铀矿石色彩斑斓，形态多样。铀矿也被誉为矿石家族中的“玫瑰花”。

沥青铀矿标本

金属铀

铀是重要的天然放射性元素，也是最重要的核燃料。铀元素是1789年由德国杰出的化学家、矿物学家M.H.克拉普洛斯（Martin Heinrich Klaproth，1743~1817）发现的。它的发现在世界科技史上具有划时代的意义，开创了原子能研究的应用领域。1938年O.哈恩（Otto Hahn）和F.施特拉斯曼（Fritz Strassmann）用中子轰击铀核发现在核裂变同时释放出能量，重新引起了人们对铀的重视。第二次世界大战期间和战后，由于核武器的使用让我们认识到了铀的“力量”。战争期间核动力的需要，加速了铀资源的勘探和开采，之后利用铀的核裂变建立了核电站。铀的科研和生产受到世界各国的高度重视，核武器制造和核电工业便也得到迅速发展。铀作为技术成熟的清洁能源，在核能发电、核能供暖、核能制氢、核能海水淡化等方面起着重要的作用。核能作为零排放的清洁能源，被认为具有广阔的发展空间，在减少碳排放中起着重要作用。因此，铀作为唯一天然可裂变核素，其重要性不言而喻。另外，沥青铀矿不仅含有铀元素，还有两个极其重要的放射性元素——钋（Po）和镭（Ra）。所以说，沥青铀矿真的是个“宝藏”矿石！

“人类文明的使者”—铜

蓝铜矿标本

蓝铜矿呈深蓝色，是一种含铜的碳酸盐矿物，分子式为Cu3(CO3)2(OH)2，蓝铜矿在中国古代称为石青，与孔雀石紧密共生，产于铜矿床氧化带中，通常多呈粒状、钟乳状、皮壳状或土状集合体。其大量产出时可作为铜矿石利用，粉末可用于制作天然蓝色颜料。此外，蓝铜矿石可以作为寻找原生铜矿的标志。蓝铜矿石硬度低，做宝石不耐用易磨损，长时间使用易失去光泽，故常用于制作串珠和胸针，或者装饰品、壁炉和桌面镶嵌等。世界著名的蓝铜矿产地有赞比亚、澳大利亚、纳米比亚、俄罗斯、扎伊尔、美国等地区。我国著名的蓝铜矿产地有广东阳春、湖北大冶和赣西北等地。1972年我国与联邦德国建交后，曾以“阳春蓝铜矿”作为国宾礼物赠送给当时的德国政府。

金属铜

铜也被誉为开启人类金属文明的矿产，从石器时代到青铜器时代，对铜矿的利用使人类成功跨入金属文明的大门。最早的青铜器记载产于距今5000-4000年前，相当于尧舜禹传说时代。山西中条山的开采历史可追溯至战国时期，至今仍在开采。云南东川铜矿是清朝时期铸币、造器的最重要的原料来源之一，清朝钱币有70%系东川铜所铸。安徽铜陵亦因铜矿得名，因铜而兴，新中国第一个铜工业基地即建于此，第一炉铜水、第一块铜锭均出自铜陵。湖北大冶矿产丰富有“百里黄金地，江南聚宝盆”之美誉，大冶也是华夏青铜文明发祥地之一，拥有中国最早的铜矿冶炼遗址—大冶铜绿山古矿冶遗址。它发现于1973年，是迄今为止中国保存最好、最完整的一处古铜矿遗址，并获评持续开采时间最长的古铜矿吉尼斯纪录。铜矿资源对于我国工业发展来说是必不可少的资源，但是作为全球铜消费大国，目前的资源对外依存度依然较高，要深入推进铜等大宗战略性矿产的勘查。

“无锰不成钢”—锰

硬锰矿标本

硬锰矿是炼锰的重要矿物原料。颜色与条痕均为黑色，半金属光泽，性脆。常见于锰矿床的氧化带和沉积锰矿床中。锰矿是重要的战略矿产之一，我国是全球最大的锰资源消费国和进口国，进口量近年来持续居高不下。尤其是富锰矿和优质锰矿资源，已经被中国列入到紧缺的矿种。作为重要的工业原料，锰被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、农业、医学等领域。锰在电池领域主要是用于生产动力电池正极材料以及传统的锌-锰电池的正极。俗话说，“无锰不成钢”，锰是钢铁行业中必不可少的元素，几乎所有的钢中都含有一定数量的锰。锰能够降低钢的脆性，改善钢的热加工性能，提高钢的强度、硬度和抗磨损度，增强钢的抗大气腐蚀性。同时，锰也是炼钢过程中的脱氧剂、脱硫剂和合金元素。

全球锰矿资源主要分布于南非、巴西、澳大利亚等国。锰在地壳中含量在所有元素里排第十二位，丰度为0.096%。根据美国地质调查局（USGS）数据，2021年全球已探明的锰矿储量约15亿吨（金属量，下同）。南非占比最高，为6.4亿吨，占比为43%，其次为澳大利亚、巴西和乌克兰，占比分别为18%、18%、9%。中国拥有0.54亿吨锰资源，位列全球第六，占比约4%，但是我国的锰矿主要以低品位锰矿为主，品位大多低于30%。富锰矿集中在南非、加蓬、巴西、印度和澳大利亚，品位一般在35%~50%。我国锰矿资源主要集中在贵州、广西、湖南等西南省份，且以小型矿床居多，高品位锰矿石原料进口依存度高。

金属锰

主要参考文献

[1]安海忠,李华姣.战略性矿产资源全产业链理论和研究前沿[J].资源与产业,2022,24(01):8-14.DOI:10.13776/jki.resourcesindustries.20211221.007.

[2]任辉,刘敏,王自国,吴昊,毛景文.我国锰矿资源及产业链安全保障问题研究[J]工程科学,2022,24(03):20-28.

[3]王登红.从俄乌冲突看战略性矿产资源与矿产资源的战略意义[J].自然资源科普与文化,2022(03):4-9.

注：标本图片来自Royal Cornwall Museum（康沃尔皇家博物馆），维基百科，矿晶展。

美编：赵茹昕

校对：刘淇郡 李玉钤