由高純石英找礦問題引發的礦產資源分類新思考——筑牢新質生產力與資源安全之基

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（本文發表于2025年第1期）

緣 起

1990年起，筆者在導師陳毓川先生指導下，先后對廣西大廠錫礦和新疆阿舍勒銅礦開展野外實地調查，以查明硅質巖、硅質頁巖、石英巖、次生石英巖、碧玉、鐵碧玉等以石英為主要組成礦物的巖石的成因。作為金屬礦床學碩、博士研究生，筆者起初未能深刻理解導師的用意——為什么反反復復去研究自然界最常見的礦物而且是非金屬礦物石英呢?直到1996年，筆者在承擔“阿爾泰成礦省的成礦系列與成礦規律”專題研究任務時，才意識到金屬礦產與非金屬礦產若是同一次成礦作用的產物，完全可以歸屬于同一個“礦床的成礦系列”，并非如諸多礦床學教科書那樣對金屬礦產與非金屬礦產分別介紹。同期，時任地質礦產部礦床地質研究所（后改為中國地質科學院礦產資源研究所）的王裕先研究員實現了石英提純到99.99%、總雜質含量< 40×10-6的技術指標，然而因缺乏項目支持，相關“廢石”與尾礦資源無法得到及時且充分的利用。直至2020年后，高純石英的國內短缺問題受到廣泛關注，可曾經有可能從中提取高純石英的石英廢石堆卻早已消失，實在令人唏噓。

那么，對于礦產資源的管理來說，這又有什么啟示呢?

> 斑斕尾礦 視覺中國 / 供

“高純石英”是選出來的還是找出來的

高純石英是半導體、光伏、精密光學、光纖通信及高端照明等高新技術產業不可缺少且無法替代的重要功能材料，已成為支撐戰略性新興產業發展的重要基礎，對國民經濟和科學技術發展起到重要的支撐作用。近年來，國家高度重視高純石英的找礦問題，設立了不少項目；企業更是等米下鍋，無論是業界龍頭企業還是民間資本均對高純石英項目興趣濃厚，經常有人帶著樣品到科研院所進行純度測試。但是，在實際找礦工作中，地質人員遇到的往往不是“找石英”的問題而是石英是否“高純”的問題。由于純度要求高，在野外靠經驗、靠肉眼已經難以滿足取得直接找礦突破的需要，而一般的實驗室也難以達到99.995%這樣的測試精度。如何圈定礦體更是成為難題，因為高純石英還不是一個礦種，也沒有相應的勘查規范，邊界品位如何確定，共伴生組分、有害物質、可采厚度等基本的勘查評價指標都沒有現成標準可參照。因此，對于“高純石英是選出來的還是找出來的”這樣的問題，也無須多費筆墨，因為，礦（無論什么類型的礦）既是“找”出來的，也是“選”出來的，二者不可偏廢。

> 高純石英砂

礦產資源究竟是什么

正如“高純石英究竟是礦產資源還是礦產品”一樣，礦產資源究竟是什么?答案不可能唾手而得。地質勘查與找礦工作，找的是什么?勘探的又是什么?采礦采的是什么?選礦選的又是什么?簡言之，選礦選的是礦物，采礦采的是礦石，（勘）探礦探的是礦體，而找礦找的就是礦產（資源）。這既是礦業產業鏈不同階段的概要區分，也是分工明確的具體體現。其中，找礦就是要尋找到有用的資源，而并不一定要查明礦體的形態、產狀、長度、寬度、厚度、品位、儲量、共伴生組分、開發利用條件、盈利水平等具體參數，這些參數則屬于“勘探”工作所必需。同樣，采礦工人面對的是五顏六色、各種結構構造的礦石（集合體），選礦工人則需要把顏色、形態單一而明確的礦物一一分離出來。到了冶煉階段，冶金專業人員面對的或者期望獲得的是單一的“元素”，如鐵、銅、金、銀、銻、鋁、錫等，而不再是礦物了。換句話說，冶煉就是破壞礦物得到元素，選礦就是破壞礦石得到礦物，采礦就是破壞礦體得到礦石，勘探就是從地質體中區分出礦體，而找礦就是從天地洪荒乃至于宇宙星空中尋找到有益于人類的礦產資源。那么，什么是礦產資源呢?

《礦產資源法》本身沒有給出“礦產資源”的定義，《地球科學大辭典》《礦產資源工業要求手冊》等權威性工具書將“礦產資源”定義為“賦存于地殼內或其表面、由地質作用形成的呈固態、液態或氣態的具有現實和潛在經濟意義的天然富集物”，而《礦床學》教科書將“礦產”定義為“自然界產出的有用礦物資源”，并指出“礦產在地殼中的集中產地即是礦床”，并下定義“礦床是指地殼中由地質作用形成的，其所含有用礦物資源的質和量，在一定的經濟技術條件下能被開采利用的地質體”。顯然，這些定義已經不完全符合現實，更不能滿足發展戰略性新興產業對于礦產資源的新需求。比如，氦氣、低氘水、地熱就不是礦物資源，而干熱巖（字面上是巖石）也不是礦物資源，而金剛石、銅鎳硫化物礦床及鉑族金屬礦有一部分可能在地幔中就形成了，只是由于構造運動、巖漿活動被帶到地殼內而“就位”的。因此，從內涵的角度，對于礦產資源、礦床等概念的重新認識，是社會發展的客觀需求；而從外延的角度，假如自然界由動物、植物、礦物三大類組成，那么，除了動物資源、植物資源之外的其他自然資源，也不妨納入到“礦產資源”的大框架，包括太陽能、風能、水能。太陽能、風能、水能除了與地質作用密切相關之外，其轉化為“工業化利用”的途徑離不開其他礦產資源的支撐。例如，太陽能光伏板用到大量的礦產資源，而風力發電機同樣離不開金屬礦產，包括巨大的鐵塔、使用稀土的發電機，以及傳輸電能的電線。這些特征，與常規礦產資源的開發利用并無二致。換句話說，正是太陽和風讓稀土、稀有金屬等以往用量不大的關鍵小金屬有了廣闊的用武之地。

先找礦還是先選礦

礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎。人類社會的發展歷史實際上就是對礦產資源進行開采開發利用的歷史，從水資源到非金屬到金屬，也基本上代表了人類文明的演化歷史。科學技術作為第一生產力，必然也體現在礦產資源勘查開采、開發利用的歷史中。如果說人與其他動物的區別在于利用工具，而石頭有可能就是最早的工具——既可以打擊野獸，也可以砍砸堅果。那么，原始人類在選擇什么樣的石頭來打擊野獸、砍砸堅果甚至用于“鉆木取火”呢?可能性較大的就是燧石——石英巖。石英巖帶有刃口，比較鋒利，也易于拾得。這實際上就是一個找礦、選礦互相制約、互相促進的過程。選擇性地利用某些特殊的石頭，不就是最直接最樸實的“選礦”嗎。顯然，認識到不同的石頭具有不同的功能，這一過程無疑是漫長的，但其本質就是一個“認識—實踐—再認識—再實踐”的過程，符合歷史唯物主義，也符合辯證唯物主義。因此，要嚴格區分“先找礦還是先選礦”，不但在歷史上難以區分，在現實中也似無必要。之所以區分出“找礦”與“選礦”，誠然是社會分工越來越細的具體體現。隨著科學技術的發展，人類使用的工具更是名類繁多，絕不是一塊石頭砍砸到底的。這就必然帶出找礦、采礦、選礦的技術分類，也必然引出礦產資源的分類問題。

金屬礦產還是非金屬礦產

恩格斯指出：“分類是科學研究的最高境界。”猿人利用石頭打擊野獸、砍砸堅果、切分食物，石頭起到的就是投槍、斧頭、菜刀等作用，此時的石頭無論是花崗巖、沉積巖還是變質巖，抑或本身就是一塊鐵礦石，起到的就是“金屬工具”的作用，滿足人類生存的基本需要。古人也可以利用石頭來壘墻建屋擋風遮雨，石頭起到了當今建材“非金屬”的作用，滿足人類改善生活質量的新需求。可見，我們目前對于礦產資源的分類，實際上也是人類在認識自然改造自然的過程中逐漸形成的客觀認識，是人類文明的標志性成果之一。1994年3月26日我國頒布的《中華人民共和國礦產資源法實施細則》（國務院152號令）給出了168種礦產的分類細目，代表了我國20世紀90年代對于礦產資源認識、研究的時代水平。進入21世紀，尤其是第三次、第四次工業革命的快速發展，戰略性新興產業在中國受到高度重視，以新能源汽車為代表的七大戰略性新興產業經過不到20年的發展正在成型，并且在國際舞臺上占有了一席之地，有的已經領先國外。但是，我們不能滿足于此。

發展新質生產力是推動高質量發展的重要著力點。那么，發展新質生產力尤其是要發展未來產業，究竟需要什么樣的礦產資源來保障呢?仍然以“石英”為例。石英的化學成分是二氧化硅，因此，純的石英不含金屬元素；但是，用石英作為原料可以制造出“工業硅”，其成分98% ~ 99.99%是硅，已經具備金屬的特點（與鍺、鉛、錫相近，具有半導體性質），因此又被稱為“金屬硅（結晶硅）”，其至少有60%用于生產鋁合金。此時，硅算不算是一種礦產資源呢?屬于金屬礦產，還是非金屬礦產?同樣，石墨的化學成分是碳，但石墨本身也具有金屬物質的導電性等特點，而“石墨烯”更是比金屬還“剛強”，其強度比世界上最硬的鋼鐵還要強100倍。同樣，金剛石的化學成分也是碳，其硬度完全超過金屬礦物，可以切割金屬物質，簡直是比金屬還金屬。可見，這些非金屬礦產起到了金屬難以起到的作用。與此相反，鋼鐵主要由鐵這種典型的金屬元素制成，但鋼鐵的主要用途難道不是“建筑材料”嗎?在建筑行業，金屬材料被越來越多地采用（目前全球用于建筑的鋼材的產量占總鋼材的50%左右），蓋樓房已然是先構建鋼鐵的框架結構而不是先砌磚墻；而在冶金行業，非金屬也正在被越來越多地利用，即便是煉鋼的高爐也離不開非金屬耐火材料。因此，在現代各行各業，已經很難以生產資料來嚴格區分冶金、建材、有色這樣的傳統行業。作為生產資料的礦產品，也必然面臨重新“定位”的選擇。在發展新質生產力、未來產業的新階段，對于礦產資源進行重新認識，進行再分類，自然也是社會發展、科學技術進步的客觀需要。

什么是“尚未入列的礦產資源”

原國土資源部2000年5月27日發布第8號公告，新增了輝石巖、輝長巖和正長巖3個礦種；2011年12月3日發布第30號公告，新增頁巖氣為新礦種；2017年10月17日有關部門向國務院呈報了《國土資源部關于將天然氣水合物列為新礦種的請示》，國務院于11月3日批準同意將天然氣水合物列為新礦種，并于2017年11月16日向社會公布。至此，全國已發現礦產總數達173種。除此之外，我國還有綠泥石、鉀硝石、蛋白土、皂土、砂石（砂、卵石、碎石）、絹英巖/絹云片巖、觀賞石、硯石（含印章石）等賦存于地殼內或其表面的、由地質作用形成的呈固態、液態或氣態的具有現實和潛在經濟意義的天然富集物，完全符合“礦產資源”的定義，而且有的已經開發利用，但沒有被《中華人民共和國礦產資源法實施細則》附錄列入，本文稱為“尚未入列的礦產資源”。顯然，隨著經濟社會的發展和科學技術的進步，除了“磚瓦黏土”這樣因為環境保護和土地保護的需要而禁止開采并已經從礦產資源目錄中去掉（相當于“出列”）的礦產資源之外，肯定還有不少礦產資源沒有“入列”，比如“天然氫”。另外，氦作為惰性氣體在現代工業制造業和醫學、軍工等領域十分重要，但同樣屬于惰性氣體的氖、氬、氪、氙卻沒有被“入列”。此外，據悉“高純石英”有可能作為獨立礦種。

對于已經是獨立礦種的部分礦產資源，由于種種原因尚無“儲量”，實際上并非技術問題而可能是歷史原因造成的。比如，鉿（Hf）主要伴生在鋯石中，但以往的地質勘查過程中很少分析測試鉿的含量，乃至于鉿的資源家底不清。也有一部分礦產資源實際上是管理方式沒有及時更新造成的。比如稀土元素，在20世紀六七十年代，單獨分析每個稀土元素的含量在技術上難度比較大而且昂貴，因此采用的是“配分法”，即只測定稀土元素的總含量，再根據個別樣品或者組合樣品中每個元素所占的百分比，加以換算得到各個元素及其氧化物的含量。但隨著分析技術的突破，一般的實驗室在20世紀八九十年代就可以直接測定單個元素的含量，完全沒有必要再用“配分法”換算。

> 中國可能用作高純石英原料礦的大型石英類礦產地分布簡圖

礦產資源分類的三性原則

由于礦產資源具有“自然屬性、社會屬性和經濟屬性”，對于礦產資源的合理分類也必然要考慮到這三大屬性。但是，以哪個為主，卻是公說公有理婆說婆有理，目前的分類更多是考慮到自然屬性和社會屬性。自然屬性強調的是其地質特征和產出規律，社會屬性強調的是用途的不同和行業分類，而經濟屬性則實際操作難度大。近年來，高科技礦產、關鍵金屬、戰略性新興產業礦產等新名詞、新概念的提出，也是更多地考慮到了其社會屬性和經濟屬性，而淡化了自然屬性。“高純石英”實際上也淡化了其自然屬性，因為高純石英可以來自于石英巖、石英砂、脈石英、石英砂巖、粉石英等“自然屬性”不同的原材料，強調的是其“社會屬性”（即在戰略性新興產業中十分重要）和“經濟屬性”（即價格昂貴）。盡管在現行管理體制下，要兼顧三大屬性，在礦種及亞礦種分類問題上“一碗水端平”還是十分困難的，肯定會增加管理難度，但這些無疑是社會發展和技術進步所不可避免的，應該加以重視，加強研究，及早部署，以免一些珍貴的礦產資源被浪費掉了，或者高價值礦產被低水平、低端化利用了也還不知道問題出在哪里。

制定礦產資源目錄清單的必要性

正如前文討論的，“高純石英”因為不是獨立礦種，不可能有探明的儲量，也就不可能摸清其資源家底。此外，隨著戰略性新興產業的快速發展，同位素是否也應該作為礦產資源加以強調?因為不同的同位素在地殼中的分布規律、賦存狀態乃至開采利用的方式是不同的，經濟價值、戰略意義也是完全不同的。例如，氦-3和氦-4，鋰-6與鋰-7，等等。天然鈾作為金屬元素，由3種同位素組成，但鈾礦作為能源礦產，最關鍵的是鈾-235，盡管鈾-235只占0.71%，但它能夠為熱中子所裂變，是現今原子能的能源。鈾-238和鈾-234只能為快中子所裂變，可用于快中子反應堆。低氘水與普通礦泉水在價格上也可相差幾十倍。前述的稀土元素也是如此，只有圈定單個稀土元素的礦體，才能真正實現精細化管理。再如，以氦為代表的惰性氣體，對于需要隔絕氧氣、水汽的操作環境尤其是高端制造業尤為重要，而我國的氦氣主要靠從美國等國家進口，受制于人。氦之外的惰性氣體在某些場合也可以部分替代氦，但其卻不是礦種，不被認為是“礦產資源”，自然也無法開展找礦工作，更談不上資源保障。

毫無疑問，礦產資源為國家所有。對于中國這么大的國家來說，“家里有礦，心中不慌”。同時，中國的制造業名列世界前茅，制造的產品銷往全世界，為人類命運共同體的建設作出了巨大貢獻。因此，中國進口礦產品或原材料，并不只是滿足中國作為最大的發展中國家的基本需要，也在滿足全世界的需要，比如新能源汽車、光伏板、鋰電池乃至于芯片也在大量出口。可以說，沒有哪一種礦產資源是人類可以輕視的，而礦產資源又是不可再生的，必須珍惜。但是，不同國家對于礦產資源的名稱、目錄是不完全一樣的，其中，以美國地質調查局每年發布的《礦產品概要》最為流行，但嚴格來說這是“礦產品概要”而不是礦產資源分類。

科學制定當前和今后一段時期內礦產資源的目錄清單，理清不同礦種的輕重緩急，對礦產資源進行合理分類，助力找礦及高質量開發利用，不但是當務之急，也是國家安全和國計民生的基本保障。

> 礦魂印記 視覺中國 / 供

編輯： 何陳臨秋

排版： 何陳臨秋

審核： 刁淑娟

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