近年中国新矿物发现提速！“资源圣地”白云鄂博发现铌包头矿

位于内蒙古包头市的世界著名“资源圣地”白云鄂博矿床再度刷屏。据中核集团近日发布消息，10月3日，由中核地质科技有限公司（核工业北京地质研究院）葛祥坤、范光和李婷研究员等研究发现的新矿物铌包头矿（niobobaotite）获得国际矿物协会新矿物、命名及分类委员会（IMA CNMNC）的正式批准，批准号为IMA 2022-127a。

据介绍，铌包头矿产出于铌-稀土-铁矿石中，呈棕色至黑色，柱状或板状，半自形至他形，粒度约为20-80μm。研究称，这种富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物，是发现于上世纪60年代包头矿的富Nb（铌）类似物。

中核集团方面表示，新矿物的发现与研究隶属基础科学研究范畴，是人类不断认识和发现自然界未知事物的重要体现，体现了一个国家的矿物学研究水平。葛祥坤等人的研究解决了国际矿物学界争论已久的包头矿电价平衡问题，也为铌包头矿的研究奠定了理论基础。具有富Nb特征的铌包头矿增加了该矿床铌矿石矿物的种类，同时也为铌的富集成矿机理提供了新的研究视角，为铌等战略性关键金属的开发提供了新的方向。

铌包头矿背散射电子图像。

战略性新矿物：用于超导合金等领域

铌包头矿是我国核地质系统成立近70年来发现的第13个新矿物，中核集团核工业北京地质研究院（下称“核地研院”）先后主导发现了11种。官网显示，核地研院成立于1959年3月，是一所以铀矿地质为主的多学科综合性研究机构，为我国原子能事业的发展作出了重大贡献，现隶属于中核集团。

值得一提的是，这同时也是白云鄂博矿床发现的第17个新矿物。全球瞩目的白云鄂博，蒙古语意为“富饶的神山”，白云鄂博矿床最早由丁道衡先生作为铁矿床发现于1927年。1958年依矿建区，白云鄂博矿区系独立工矿区。

据官网介绍，白云鄂博矿区辖区内的白云鄂博铁矿是一座大型的铁、稀土、铌等多种金属共生矿床，蕴藏着占世界已探明总储量41%以上的稀土矿物及铁、铌、锰、磷、萤石等 71 种元素、175种矿物。其中铁矿石储量14亿吨，平均品位34%；稀土储量1亿吨，占世界已探明总储量的38%，居世界第一；铌储量660万吨，居全国之首、世界第二；钍储量22万吨，萤石、富钾板岩约1亿吨以上，居全国前列。

实际上，澎湃新闻记者梳理发现，这一“资源圣地”自发现以来的近百年时间里，研究人员和地质工作者们对其认识仍处于不断加深过程中。

近年来公开发表的一些文献资料显示，由于白云鄂博巨大的经济意义和独特的成矿背景，从 20世纪50年代至今，来自海内外的学者对白云鄂博矿床的地质、地球化学进行了大量的工作，在矿床地质特征、赋矿碳酸岩的成因、成矿年代、稀土矿物学等方面取得了一系列重要进展。然而，由于白云鄂博矿床经历了多期成矿后构造变形和热液蚀变，其地质和地球化学特征十分复杂，研究难度大，因此也造成其成因和成矿过程一直饱受争议。

同时值得关注的是，由于基础研究薄弱等多种原因，白云鄂博矿区资源的合理利用问题也是业内的一根“硬骨头”。此前即有专家指出，由于历史原因，对白云鄂博矿的开采比较粗放，稀土矿长期被当成铁矿开采，核心技术被“卡脖子”，稀土价格偏离真实价值。

此次研究中提到的铌是一种银灰色、质地较软、延展性较强的稀有金属，和稀土、锂、铍、钽、锶、镓、锗等均属“三稀矿产”。“三稀矿产”这一概念在十几年前被提出，指的就是稀土金属、稀有金属和稀散元素。值得关注的是，在新兴产业的发展浪潮之下，高科技领域对“三稀矿产”的需求越来越依赖。

铌包头矿的晶体结构图。

相关文献指出，铌为高温合金元素。全球约3/4的铌用来生产各种钢合金，用于管道、道路和建筑等领域。镍基、钴基和铁基超合金中都含有铌，用于喷气发动机部件、核反应堆包壳、燃气轮机、火箭组件、涡轮增压器系统以及其他耐热和燃烧设备。铌合金(如NbTi和Nb3Sn)超导磁铁用于核磁共振、粒子加速器以及超导电动机、超导电缆、磁悬浮机车等。

此外，铌锆合金作为牙科合金和骨植入物已得到应用。铌与锡或锶的合金具有类超导性，有望被用于储能材料。掺杂铌氧化物可以作为太阳能电池的薄膜电容器。铌酸盐有望作为太阳能光解水制氢催化剂。铌酸锂是非线性光学仪器中的重要材料。未来铌金属可能用作超级电容器电极。

不过，由于铌矿物分散度大、成分复杂，除白云鄂博矿区铌作为伴生资源少量回收外，其它均未能很好地开发利用。相关数据显示，目前中国铌资源超过90%依赖进口。

来自中国地质调查局、自然资源部矿产勘查技术指导中心、中国地质大学等单位的22位专家在去年曾发表一篇综合述评。该文章提到，当前国际贸易争端由经济领域、技术领域扩展到矿产资源领域，世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战，也带来了新的机遇。

他们同时提出了一份37种中国关键矿产建议清单，包括大宗矿产、三稀金属矿产（包括铌在内）、关键黑色有色贵金属矿产、战略非金属矿产和特种气体矿产。这份清单中31种矿产与美国、欧盟、日本清单重合。

中国新矿物发现提速，捷报频传

另外值得一提的是，中国近年来在新矿物发现方面捷报频传。

中国地质科学院矿产资源研究所研究员蔡剑辉此前曾专门对21世纪以来我国新矿物的发现与研究进展进行了梳理。她在文章中指出，本世纪近二十年来我国新矿物研究进展尤为突出，已发现新矿物数量达60种，位列世界第六。 特别是关于自然元素矿物大类新矿物的发现位于世界前列，关于稀土新矿物和冲击变质超高压新矿物的发现和研究也取得了令世界瞩目的进展。

中国发现的新矿物则始于1958年的“香花石”。截至2019年底，超过60年的时间里，在中国发现和报道的新矿物达175种，其中142种为获得国际矿物协会新矿物委员会(IMA CNMNC)正式批准的有效独立矿物种。

蔡剑辉在今年的一篇最新文章中进一步统计，截至2023年1月，全球已发现并为IMA CNMNC批准的有效矿物种达5900个。自1958年IMA CNMNC成立以来至2022年，64年间全球共发现新矿物种4144种，其中在中国和由中国学者主导发现的新矿物共181种，约占全球总量的4%。

尽管本世纪的前二十年时间里我国新矿物研究进展突出，但自1958年至2020年，我国每年发现新矿物的数量一直徘徊于个位数。在2000至2019年期间，中国发现的新矿物仅占全球发现新矿物的3.5%。

蔡剑辉指出，直至2021年中国发现的新矿物数量首次晋级十余，2022年继续保持上升势头直接冲入二十。2022年全球共发现新矿物125种，其中中国发现的新矿物数达20种，占比16%，达到历史新高。2022年的数量也是首次超过世界新矿物强国之一俄罗斯，位列世界第二。

其中在2022年9月公布的“嫦娥石”也一度刷屏。彼时，国家航天局、国家原子能机构联合宣布，中国科学家首次在月球上发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。该矿物是人类在月球上发现的第六种新矿物，我国成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家，这也是嫦娥五号月球样品研究取得的又一重大科学成果。

“嫦娥石”发现于嫦娥五号月球样品的玄武岩碎屑中，是一种新的磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钙石族。呈柱状晶体，颗粒大小为2-30微米。该成果也由核地研院，该院月球样品研究团队通过X射线衍射等一系列技术手段，在14万个月球样品颗粒中，分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒，并成功解译其晶体结构。

蔡剑辉还提到一个现象，近年来随着我国国家综合实力的不断增强，特别是中国矿物学研究在国际上的影响力进一步扩大，以中国学者和华人学者姓氏命名的新矿物数量明显增多。据初步统计，截至2022年底，以中国人姓氏命名的矿物种已达50种，其中2022年一年内就有11个新矿物以中国人名命名。

进入2023年以来，新矿物发现成果仍不断公布。今年2月，澎湃新闻也曾报道，经国际矿物学学会新矿物命名与分类专业委员会（IMA-CNMNC）审查、投票，西北大学地质学系、大陆动力学国家重点实验室刘鹏副教授、姚薇博士（现西安矿产资源调查中心高级工程师）、杨文强工程师与其合作者中国地质大学（北京）李国武教授团队、中国地质科学院矿产资源所毛景文院士等申请的新矿物通过审查，正式获得批准。

该新矿物的国际矿物学会编号为IMA2022-120，英文名为yuchuanite-(Y)，中文名为毓川碳钇矿，矿物为缩写Ych-(Y)。该新矿物就是以中国工程院院士、我国著名矿床地质与矿产勘查学家陈毓川的名字命名。