2023年4月17日上午，正當世界最大有色金屬交易所——倫敦金屬交易所（LME）的交易員們一如往常忙碌於喊價交易時，萬里之外的一則突發訊息打亂了場內節奏。一份從緬北佤邦流出的內部檔案聲稱，為及時保護剩餘的礦產資源，佤邦將於8月1日後暫停境內礦山勘探、開採、加工等作業[1]。在此訊息驅動下，截至當日下午收盤，倫敦期貨錫（3月合約）交易價格飆升逾10%，創2月末以來新高。同樣受影響的還有上海期貨交易所，滬錫主力合約以漲停收盤。國內股市有色金屬板塊也出現集體上漲，其中錫產業鏈龍頭企業錫業股份更是觸頂漲停 [2] 。
表1 一份內部檔案引發的暴漲 | 資料來源：[3]
看到這裡，大家可能隱約猜到，在一天之內同時引發中外市場異動的“罪魁禍首”是錫礦。但又不免心生疑惑，錫礦究竟有何價值，能讓緬北軍閥的一紙檔案撬動世界有色經濟的運轉？實際上，我們與錫結緣甚早，它奠定了人類青銅文明的基礎，又在工業革命的燈火中默默奉獻。即使到當下的資訊時代，錫的重要性與應用範圍也不斷顯現和擴大，使得我們不惜跨越千山萬水來尋覓它。那麼錫是如何與人類在不同時代攜手前行呢？下面請大家跟著我的腳步，一起在歷史的海洋中探尋錫的過往。
錫：青銅文明的基礎
錫，元素符號Sn，原子序數50，屬於第Ⅳ主族元素。他住在同族元素鍺和鉛之間，所以錫的很多性質與鉛相似，且易與鉛形成合金。錫是一種銀白色的金屬，它熔點較低，僅231.9℃，易於冶煉。但錫的硬度低，因此需要與其他金屬合作形成合金，以增強合金的硬度和耐腐蝕性。人類先民對錫的提取和使用大概可以追溯到公元前3000年左右[4]。由於在部分地區，脈錫礦與銅礦混生，因此青銅很可能在古人熔鍊混生銅礦的過程中誕生。人類與錫初次相識，對青銅中的錫含量尚不能適當控制，合金中錫含量往往較低。但隨著礦冶技術的進步與生產經驗的總結，合金中錫的含量迅速升高，工匠開始針對兵器、鏡子、鍾等特定產品，生產質量穩定的不同錫含量合金。
如果大家對央視文博綜藝欄目《國家寶藏》感興趣的話，那麼對接下來這件文物一定不陌生。它就是被稱為湖北省博物館鎮館之寶的越王勾踐劍。它雖然在地下沉睡了2000餘年，但在出土時仍然非常鋒利且毫無鏽蝕。為了解開古劍千年不鏽之謎，考古學者曾於1977年採用質子X熒光非真空分析法對古劍進行了無損傷科學檢測。他們發現，古劍的主要成分是銅錫青銅合金，且劍的各個部分銅錫比例不同[5]。作為兵器而言，劍既需要有鋒利且堅硬的尖端和刃口以實現前刺的功能，同時也需要劍身稍軟有適當韌性，以防止劈砍過程中折斷劍身。古代煉劍工匠為實現上述兩個目的，巧妙利用不同比例的銅錫合金，創造了複合劍來解決問題。所謂複合劍，是指劍身中部用含錫較低的青銅，韌性大；而尖端和刃部使用含錫較高的青銅，硬度高。分兩次澆築，先鑄中間劍芯，再澆築尖端與刃口部分[6]。最後在劍尚未完全冷卻時塗覆上一層富含錫的膏劑，使得古劍表面具備防腐蝕功能[7]，使其歷經千年而不鏽爛。
圖1 越王勾踐劍 | 圖片來源：央視網
大量存世的如越王勾踐劍等精美青銅器的背後，離不開工匠們鑄造青銅器合金的成熟配比經驗。成書於戰國時期的《周禮·考工記》被考證為齊國的官書，其中總結了自商周以來青銅合金成分配比的“六齊”規律，是世界上第一部有關合金配比的著作。原文如下：
金有六齊：六分其金而錫居一，謂之鐘鼎之齊；五分其金而錫居一，謂之斧斤之齊；四分其金而錫居一，謂之戈戟之齊；三分其金而錫居一，謂之大刃之齊；五分其金而錫居二，謂之削殺矢之齊；金錫半，謂之鑑燧之齊[8]。
齊通劑，指劑量。所謂“六齊”，指的是六種青銅合金的配置用量比例（如下表）。
表 2 “六齊”合金配比及錫的百分含量 | 圖片來源[9]
正如前面提到的越王勾踐劍的合金配比選擇，隨著含錫量的增加，青銅的顏色會逐漸由黃變白，韌性下降但硬度上升。鐘鼎所需的合金配比，使得鑄成的產品呈現金黃的顏色，編鐘的聲音渾厚飽滿，符合禮樂器的要求。而青銅鏡和陽燧（生火用凹面鏡）需要經常磨製，硬度上需要提升，故含錫量最高。雖然“六齊”規律在古代受限於技術條件顯得較為粗糙，但在世界冶金史上也是一項了不起的古代科學成就。
錫：工業革命的無名配角
在欣賞完古代中國青銅文明之美后，讓我們將目光轉移到工業革命時期的西方。當大家提到錫時，腦海中通常會浮現起兩個關於他的傳說。一個傳說是1812年拿破崙遠征沙俄，俄國冬季寒冷的氣候使得士兵衣服上的錫紐扣隨著時間的推移而粉末化，大量士兵凍傷導致大軍最終失利。另一個傳說是英國南極探險家羅伯特·斯科特的，他的儲備物資中包含大量用錫焊封的汽油罐，在南極冰天雪地的環境中，這些汽油罐焊錫變成了粉末狀的灰錫，導致汽油都漏光了。
無論這些傳說真實與否，都反映了錫的兩種不同的同素異形體：灰錫（α-Sn）和白錫（β-Sn）。我們常見的銀白色金屬錫為白錫，它具有正方形晶體結構，但白錫弱不經風，一旦氣溫降到13.2℃以下時，銀白色的身軀便會黯然失色，逐漸碎裂成煤灰般鬆散的粉末。這種錫的“疾病”還會傳染給其他“健康”的錫器，正常的錫板在接觸到灰錫後也會產生斑點並逐漸腐爛掉，這種現象被稱為“錫疫”，是由古希臘哲學家亞里士多德最早發現的[10]。為了防止“錫疫”的發生，我們通常會請來幾位小夥伴來保護他，如我們之前提到過禁止出國的和胃藥中常見的（點選文字檢視對應文章）。鉍原子中有多餘的電子可供給給錫的結晶點陣，使錫的晶體結構穩定，防止“錫疫”的產生。
圖2 安徒生童話中堅定的錫兵因為錫疫而倒下 | 圖片來源：https://www.miniatures.de/
雖然有著“錫疫”的毛病，但總體而言，錫的化學性質穩定，不易被鏽蝕。因此當1804年法國人尼古拉·阿佩爾發明玻璃瓶罐頭後不久，英國人布萊恩·唐金（Bryan Donkin）和工程師約翰·霍爾（John Hall）透過購買法國專利的方式建立了世界上第一家商業罐頭工廠。他們採用的罐頭形式並非易碎的玻璃，而是穿上了鍍錫外衣的鐵皮。與鍍鋅、鍍鉛相比，錫的化合物對人體相對無害。但需要注意的是，一旦在搬運過程破壞了鐵皮的這身錫外衣，讓鐵暴露於潮溼空氣下時，反而會因為電化學反應促進鐵的鏽蝕。因此當20世紀塑膠興起時，罐頭上又增加了一道塑膠塗層以防止腐蝕的發生。
圖3 1812年早期型馬口鐵罐頭，因為電化學反應已經鏽透 | 圖片來源：Science Museum,London
錫在工業革命時代是默默無名的配角，焊錫幫助人類焊接金屬，鍍錫的馬口鐵罐頭協助人們儲存長距離食物，含錫的軸承合金推動探索遙遠的大海和無盡的天空。此外，用鈷錫酸鹽製成的蔚藍顏料，使得天空之藍得以在油畫中再現……錫的身影頻頻出現，但他的名字卻不為人所知。但錫沒有想到的是，在接下來的資訊時代，他的工作將從傳統產業開始跨入戰略新興產業。而這又引發了各國對錫礦石的新一輪佈局與競爭。
錫：千山萬水來尋你
前面我們介紹了錫的工作，那麼錫一般住在哪裡呢？實際上，錫的主要礦物是錫石（氧化錫），而錫石的形成與火山運動不無關係。當含錫花崗質岩漿侵入現有的地殼岩石並冷卻時，原生火成岩結晶後剩餘的富金屬流體滲入花崗岩和周圍圍巖的空隙中，形成高濃度的錫脈 [11] 。世界錫礦相對集中在五個主要錫成礦帶上：即東亞濱太平洋錫成礦帶（約佔世界總儲量的23%）、西美濱太平洋錫成礦帶（約佔世界總儲量的11%）、東南亞-東澳大利亞錫成礦帶（約佔世界總儲量的42%）、歐亞大陸錫成礦帶（約佔世界總儲量的7.5%）及非洲錫成礦帶（約佔世界總儲量的8%） [12] 。中國是世界第一大錫資源國，但保有資源儲量僅有110萬噸 [11] 。錫礦為我國傳統優勢礦產，但由於自清末以來的高強度開發，錫礦儲量快速消耗，至2008年中國已成為錫礦淨進口國[13]。截至緬北佤邦禁礦前的2022年，雲南錫業是全球第一大生產商，產量約佔全球總產量的21%。在全球前十大錫生產商中，中國企業佔4家，包括雲南乘風、江西新南山和廣西華錫，產量合計佔比32% [14] 。
圖 4 錫石標本 | 圖片來源：geologyscience.com
既然中國有著如此龐大的工業產能，必然要越過千山萬水來尋找錫的身影。那這和偏處緬北的佤邦又有何關係呢？談到緬北，大家一般會想到電詐等當地傳統藝能。但實際上大家不瞭解的是，緬北部分地區恰好處在成礦帶上。如佤邦北部地區，正好處在中國著名的三江成礦帶的南段西側部位與撣泰馬成礦帶的結合部上 [15]。已經探明的礦點（糯巴、曼相）均為中型錫礦, 錫礦石品位較高並伴生鉛鋅等多種有色金屬[15,16]。因此當20世紀90年代中國及周邊國家在緬北大力推行替代經營時，佤邦北部錫礦的發現無異於為當地禁種禁毒打下了一支經濟強心劑。由於地理位置接近中緬邊境，開採出來的錫礦多以邊境貿易的形式出口到中國，佤邦也成為緬甸錫精礦的主要來源地之一。
圖 5 佤邦領導人鮑有祥對錫礦開發的回憶 | 圖片來源：鳳凰衛視紀錄片《金三角的大佬們》
錫礦資源雖讓幫助佤邦一時渡過了經濟困境，但是在粗放集中開採下礦山資源終歸有限。2015年以前，佤邦礦山開採的是地表高品位富礦，露天礦品位甚至一度高於10%。但到2017年，礦山全面進入地下開採低品位（1.5-2%）貧礦階段，開採難度和生產成本都有很大的增幅。雖然當地還有大量的礦石庫存可供售賣，但礦山總體品味系統性下降不可避免 [17]。根據海關進口資料統計，2022年我國礦錫進口比例達到49%，緬甸是我國第一大的礦錫進口國，緬甸錫礦佔我國進口總量的50%左右[14]。而同期國際錫期貨市場價格走勢低迷，出賣錫精礦利潤微薄。佤邦出於保護本地經濟性礦產資源的考慮，最終下達了文章開頭的那封撬動世界期貨市場的內部檔案。
佤邦內部檔案風波實際上是近些年來戰略礦產供應鏈擾動事件的一個縮影，那麼對於我國而言，應該如何保護自身的資源供應鏈與新興產業不受外界局勢變動影響呢。一個事實是，全球目前探明的錫礦資源總量呈現下降趨勢，而去全球化浪潮下引發的地區資源民族主義傾向抬頭，更加劇了進口的不確定性。過於依賴單一國家礦產出口，不如未雨綢繆，提前佈局新的海外供應基地。鼓勵礦冶企業藉助“一帶一路”發展倡議走出去，基於互利共贏的原則，在錫成礦帶沿線的南美、非洲國家展開地質勘探調查，基於互利共贏的原則聯合當地企業帶動資源開發，履行企業社會責任，踐行ESG（環境、社會和公司治理）理念。開源的同時尚需節流，國內加強電子垃圾回收力度，基於雙碳目標提高再生錫的使用率，併為再生錫生產回收企業量身定做優惠政策。相信透過上述措施，縱使走遍萬水千山，我們有“錫”望在資訊時代裡繼續心心相“錫”，合作譜寫更加絢麗的時代新章！
參考文獻
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[2].董依菲. 緬甸佤邦禁礦令提振內外盤錫價[N/OL].期貨日報網. (2023-04-17). http://www.qhrb.com.cn/articles/313168.
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來源：石頭科普工作室
編輯：薄薄酒
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