专辑编者按

战略性关键矿产研究现状与科学前沿

侯增谦，陈骏，翟明国

关键矿产或关键金属是国际上最近提出的资源概念，是现今社会必需、但安全供应存在较高风险的一类矿产的总称，主要包括稀有金属（如Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf、W、Sn等）、稀土金属（La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y）、稀散金属（Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl）和部分稀贵金属（PGE、Co等）。

关键金属因具有极度耐热、难熔、耐腐蚀以及优良的光电磁等独特性能，在新能源、新材料、信息技术等新兴产业和国防军工等行业中具有不可替代的重大用途。随着科技和新兴产业的发展，未来几十年全球对关键矿产的需求将迅猛增长，供需矛盾将日益突出。以美国、英国及澳大利亚为首的西方国家，基于其国家战略安全，率先制定了各自的关键矿产发展战略，并启动了关键矿产重大研究及勘探计划，旨在减少因关键矿产资源供应链中断而带来的国家安全与经济发展隐患，保障关键矿产资源的稳定供给。面对迫切的新兴产业资源需求和严峻的国际资源竞争态势，迫切需要加大科技创新力度，为保障我国关键矿产资源的安全供应提供科技支撑。

在此背景下，国家自然科学基金委员会于2019年7月启动了“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划，拟通过我国关键矿产资源成矿规律、成矿作用和高效利用的综合研究，摸清我国关键矿产资源家底，创新关键矿产成矿及分离理论，提升我国对关键矿产的控制力和话语权。

确定成矿元素赋存状态及其“源-运-聚”过程是建立关键矿产成矿理论及分离理论的核心。然而，与铁、铜等传统大宗金属相比，关键金属元素在矿床中常具有“稀、细、伴”的特征，通常含量极低，独立矿物小而少，不易被直接观察到；同时，关键金属元素地球化学行为较为复杂，矿化类型繁多，成矿机制多样，认知难度大。另一方面，关键矿产是国际上最近提出的资源概念，针对此类矿床的专门研究刚刚起步，且目前的研究多聚焦赋存状态、资源潜力等方面，针对成矿机理的研究较少，认知程度较低。

因此，相对于传统大宗金属矿产来说，关键矿产成矿及分离理论的研究面临着更大的科学挑战。传统大宗金属元素, 其地壳丰度较高，正常富集几倍到几十倍即可成矿。然而，大多数关键金属元素的地壳丰度很低（一般为ppm级以下），需要百倍甚至万倍的富集才能形成可供开采的矿床。显而易见，关键金属元素的成矿经历了“超常富集”，因此，低丰度金属元素超常富集成矿过程与驱动机制，亦即低丰度金属元素超常富集成矿动力学，则成为关键矿产成矿学研究的核心科学问题。

那么到底是什么地质过程驱动和地球化学机制导致这些关键金属元素的超常富集？要回答这一核心科学问题，必须解决好以下三个关键科学问题：

解决上述核心科学问题, 需聚焦以下科学前沿: 

在“战略性关键金属超常富集成矿动力学”重大研究计划启动之初, 特此在《科学通报》上组织出版了“中国关键矿产资源研究”专辑，系统梳理我国主要关键矿产资源现状、研究进展及存在的主要科学挑战，为中国关键矿产今后的研究或项目部署提供综合性素材及框架性认识。本专辑共收录13篇文章，主要作者来自中国科学院、教育部及自然资源部等多个系统，内容上几乎涵盖了上述所有关键金属元素。本专辑的编辑出版得到了南京大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院地球化学研究所、中国地质科学院地质研究所等单位相关研究组的大力支持，在此表示衷心的感谢。希望通过本专辑的出版，能使读者了解我国关键矿产资源的现状、进展和挑战, 活跃本领域的交流与合作，促进我国关键矿产研究的快速发展。