中國稀散金屬礦資源概況

李德先，劉家軍，黃 凡，王成輝，趙 汀，于 揚，郭春麗，王 巖

（1. 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；2. 中國地質大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083；3. 中國地質大學（北京）地質過程與礦產資源國家重點實驗室，北京 100083）

0 引言

稀散元素又叫分散元素，包括鍺（Ge）、鎵（Ga）、銦（In）、鉈（Tl）、錸（Re）、鎘（Cd）、硒（Se）、碲（Te）8個元素，最早由蘇聯礦物學家弗拉基米爾·伊萬諾維奇·維爾納茨基提出，并于1919年引入地球化學領域[1]。1987年由全國礦產儲量委員會辦公室主編的《礦產工業要求參考手冊》，明確將這8個礦種劃定為稀散元素礦產；2010年出版的《礦產資源工業要求手冊》中將其歸入金屬礦產大類，因此，稀散元素通常也稱作稀散金屬。

稀散金屬用途十分廣泛，不但在冶金、石油化工、玻璃陶瓷、電氣、農業、醫藥、輕紡等傳統領域具有重要的用途，而且在信息技術、節能環保、新能源、新材料、航空航天、電子信息、高端裝備等戰略性新興產業領域更有著不可替代的作用[2]。特別是近十年來，隨著鎵、鍺、銦等稀散金屬在電子科技、國防軍事等領域的廣泛應用，稀散金屬已得到了全球極大的關注。

中國稀散金屬礦的勘查工作主要集中在中華人民共和國成立之后。20世紀80—90年代，國內集中發現了四川大水溝碲礦、湖北魚塘壩硒礦、貴州濫木廠汞鉈礦、云南龍潭砷鉈礦等一批稀散金屬獨立礦床，稀散金屬礦的研究曾一度成為熱點。進入21世紀以來，國內對稀散金屬礦的勘查工作更加深入，對大多數伴生稀散金屬礦進行了資源評價，并開展了全國資源儲量核查等工作。本次工作依托中國地質調查局地質調查項目《中國礦產地質志》，以2008—2011年全國資源儲量核查的數據為基礎，同時收集了各階段全國地質調查的成果數據，對中國542處礦產地（未包括香港特別行政區、澳門特別行政區和臺灣省）的稀散金屬資源進行了梳理，對其保障程度進行了客觀評價，為中國稀散資源的合理應用提供了基礎數據支撐。

1 中國稀散金屬資源的全球地位

根據目前已公布的數據，全球稀散金屬資源儲量鎵23 萬t、鍺8 600 t、銦11 000 t、鉈65 萬t、錸11 000 t、鎘66 萬t、硒99 000 t、碲31 000 t[3-7]，中國稀散金屬資源儲量分別為鎵約19 萬t、鍺3 500 t、銦8 000 t、錸585 t、鎘9.2 萬t、硒26 000 t、碲6 600 t。可以看出，中國鎵、鍺、銦資源儲量在全球占有重要優勢，分別占全球資源儲量的80%～85%、40.7%和72.73%。根據美國地質調查局（USGS）數據[8]，2020年，全球鎵產量327 t，中國鎵產量317 t，占全球產量的96.94%；全球鍺產量140 t，中國鍺產量95 t，占全球產量的67.86%；全球銦產量960 t，中國銦產量540 t，占全球產量的56.25%。中國也是美國原生鎵、鍺、銦的主要進口國，2015—2020 年，美國50%以上的原生鎵和原生銦、30%以上的原生鍺均來自中國。

鎵、鍺、銦等稀散金屬在戰略新興領域中的作用日益突顯，如鎵和鍺是全球芯片制造業至關重要的戰略原材料，尤其是半導體制作的兩大核心原材料，因此，對鎵、鍺、銦等稀散金屬資源的保護和利用已成為大國戰略博弈的新焦點。美國、歐盟、澳大利亞、俄羅斯、加拿大、日本等國家和地區已相繼將鎵、鍺、銦等稀散金屬列入其關鍵礦產清單。

中國于2016 年11 月公布了《全國礦產資源規劃（2016—2020 年）》，將包括8 個稀散金屬在內的35 個礦種全部列入重點礦種。近年來，隨著新一代技術革命的興起，全球對芯片的需求大幅增長，促使半導體芯片產業發展迅猛，對鎵和鍺的需求呈現出明顯增長的趨勢。中國稀散金屬資源的戰略地位日益明顯，引起了一些發達國家的不安。2022年10月起，美國宣布實施芯片出口管制措施；2023年6月，荷蘭宣布進一步收緊光刻機出口政策，高端DUV光刻機自9月1日起限制向中國出口。2023年7月3日，中國商務部、海關總署發布《關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》，對鎵、鍺相關物項實施出口管制，該政策已于2023年8月1日起正式實施。中國對鎵、鍺相關物項的出口管制被視為對外部圍堵打壓實施的反制，對維護全球供應鏈穩定具有正面作用。

2 中國稀散金屬礦資源特征

本次工作共收集中國稀散金屬礦產地542處，對各礦床（點）的地理位置、礦床類型、成礦時代、稀散金屬資源量、規模、品位等信息進行了系統梳理，全面客觀地揭示了中國稀散金屬礦的主要特征。

2.1 分布廣泛，但相對集中

中國稀散金屬資源分布廣泛（圖1），在全國29個省（區、市）均有分布。本次工作收集的資料顯示，中國稀散金屬已查明資源儲量共計102.82萬t，其中，鎵礦44.65萬t，鍺礦1.39萬t，銦礦2.52萬t，鉈礦2.96萬t，鎘礦47.12萬t，硒礦2.56萬t，碲礦1.53萬t，錸礦893.00 t。中南地區、西南地區和華北地區是稀散金屬資源分布的主要地區，3個地區的稀散金屬資源量占中國稀散金屬資源總量的85%。其中，中南地區稀散金屬35.61萬t，占全國總量的34.62%，以鎵礦、鎘礦為主（圖2），其次是銦礦和鉈礦；西南地區稀散金屬34.27萬t，占全國總量的33.33%，以鎘礦、鎵礦為主，其次是鉈礦和銦礦；華北地區稀散金屬17.59萬t，占全國總量的17.10%，以鎵礦為主，其次是鎘礦。西北地區、華東地區和東北地區稀散金屬資源量相對較少，西北地區以鎘、硒、碲為主，華東地區以鎘、碲為主，東北地區則以鎘、硒、鍺為主。

圖2 中國不同地區稀散金屬資源量占比Fig. 2 Proportion of different dispersed metals resources of different regions in China

云南稀散金屬資源儲量居全國之首，占全國總量的23.32%；其次是河南和廣西，分別占全國總量的13.18%和12.24%；稀散資源儲量超過萬噸的省（區）還有內蒙古、山西、貴州、廣東、甘肅、湖南、四川、青海，這些省（區）的稀散金屬資源總和占全國稀散金屬資源總量90%左右。

單礦種的分布也相對集中（圖3），鎵礦集中分布在河南、廣西、山西、貴州、內蒙古等鋁土礦和煤礦較多的省（區），上述5省（區）鎵資源量總和占全國鎵礦資源總量的91.64%；鍺礦主要分布在內蒙古、廣東、貴州、云南、吉林、山西、山東等省（區），7省（區）鍺資源量總和占全國鍺礦資源總量的87.16%；銦礦主要分布在廣西、云南、內蒙古、湖南、青海、廣東等省（區），6省（區）銦資源量總和占全國銦礦資源總量的91.59%；鉈礦集中分布在云南、廣東、湖南、貴州等省（區），4省（區）鉈資源量總和占全國鉈礦資源總量的83%；錸礦主要分布在山西、河南、內蒙古、黑龍江、湖南、新疆、四川，這些省（區）的錸資源量總和占全國錸資源總量的84.42%；鎘礦在各省（區）均有分布，超過萬噸的省（區）有云南、廣西、廣東、四川、甘肅、內蒙古、湖南、青海、浙江、貴州，這些省（區）的鎘資源量總和占全國鎘礦資源總量的88.17%；硒礦資源量超過千噸的省（區）有甘肅、新疆、湖南、青海、黑龍江、湖北、廣東、貴州，8省（區）硒資源量總和占全國硒礦資源總量的84.21%；碲礦超百噸的省（區）有廣東、江西、甘肅、陜西、四川、湖北，6省（區）碲礦資源量總和占全國碲礦資源總量的98.14%。

圖3 中國不同省份稀散金屬資源量占比Fig. 3 Proportion of different dispersed metals resources of different provinces in China

2.2 獨立礦床極少，但資源量可觀

稀散金屬在地殼中含量低，且以分散狀態存在，因此很少形成獨立礦物，更難形成獨立礦床。目前全球稀散金屬獨立礦床屈指可數，比較著名的有美國猶他州西南部的埃佩克斯（Apex）鎵鍺礦床[9]、非洲西南部的楚梅布（Tsumeb）鍺礦床[10]、玻利維亞帕卡哈卡（Pacajake）硒礦床等[11]。中國稀散金屬獨立礦床極少（表1），云南南華龍潭砷鉈礦床是發現較早的獨立鉈礦床，20世紀60年代提交鉈資源儲量138.5 t[12]；20世紀80—90年代相繼發現了貴州濫木廠汞鉈礦床[13]、湖北恩施魚塘壩硒礦床[14]、內蒙古烏蘭圖嘎鍺礦床[15]、四川大水溝碲礦床[16-17]、云南臨滄大寨鍺礦床[18]等獨立稀散金屬礦床；21世紀初又發現了安徽和縣香泉鉈礦床[19]和內蒙古黑岱溝鎵礦床[20]兩個獨立稀散金屬礦床。

表1 中國獨立稀散金屬礦床信息一覽Table 1 List of information on independent dispersed metal deposits in China

獨立礦床數量雖然在中國稀散金屬礦床中的占比極少，但資源量可觀，8個獨立稀散金屬礦床資源量總和占全國稀散金屬資源總量的6.64%。礦床規模以中型居多，也有超大型礦床和大型礦床。成礦時代以燕山期和華力西期為主，礦床類型僅淺層中-低溫熱液型和生物化學沉積型兩種。中國西南低溫熱液改造成礦域是稀散金屬獨立礦床形成的重要區域[21]。

2.3 礦床規模以中、小型居多，但大型礦床資源量占比較大

本次工作收集到的542處（包括礦床/點759個）稀散金屬礦產地中，超大型礦床21個，大型礦床90個，中型礦床234個，小型礦床290個，礦點124個，中型礦床和小型礦床數占到稀散金屬礦床總數的近70%，資源量總和占稀散金屬資源總量的不足20%；大型礦床和超大型礦床數占稀散金屬礦床總數的14.63%，但資源量總和超過稀散金屬資源總量的80%。甘肅白家咀子，廣東大寶山、凡口、大降坪，廣西新圩、大廠，貴州貓場、小山壩，河南夾溝，江西城門山，內蒙古五牧場、黑岱溝、烏蘭圖嘎，山西羅疃，四川大梁子，云南金頂、都龍等21個超大型礦床的稀散金屬資源量總和占全國總量的53.17%（表2）。

表2 中國大型、超大型伴生稀散金屬礦產地一覽Table 2 List of large and ultra large associated dispersed metal production areas in China

2.4 伴生稀散金屬礦與主礦種關系密切

稀散金屬礦絕大多數為伴生礦床，多作為伴生組分富集在一定類型的礦床中，如鎵主要伴生在鋁土礦和煤礦中，一水鋁石是鎵的主要載體礦物；鉈主要伴生在鉛鋅多金屬硫化物礦床中，以黃鐵礦為主的硫化物礦物是鉈的主要載體礦物；銦主要伴生在錫石硫化物礦床中，閃鋅礦、黃錫礦、黃銅礦、鍺石等為銦的主要載體礦物；錸主要伴生在銅鉬礦床中，輝鉬礦是錸最主要的載體礦物。

本次工作的數據分析顯示，中國稀散金屬高度富集在鉛鋅多金屬礦床（38.07%）、鋁土礦（30.44%）、煤礦中（10.87%），其次是鎢-錫多金屬礦（6.95%）、銅多金屬礦（4.77%）、硫鐵礦（3.09%）等礦床中（圖4）。主礦種不同富集的稀散金屬種類也不同（圖5），如鉛鋅多金屬礦中富集多種稀散金屬，但以鎘、鉈居多；鋁土礦主要富集鎵；煤中主要富集鎵、鍺；銅鎳多金屬硫化物礦床中主要富集硒、碲；鎢錫多金屬礦中相對富集鎘、銦等。

圖4 中國不同主礦種中稀散金屬資源量占比Fig. 4 Proportion of dispersed metals resources of different deposit types in China

圖5 稀散金屬在中國不同主礦種中的資源量占比Fig. 5 Proportion of dispersed metals resources of different deposit types in China

2.5 綜合利用率低

稀散金屬綜合利用率普遍較低，如全球鋁土礦中的鎵資源量超過100萬t，鋅資源中也含有相當數量的鎵，而鋁土礦和鋅資源中只有不到10%的鎵具有潛在的可采性[4]。中國稀散金屬的綜合利用也相對較低，其原因一方面是提取技術難以突破，稀散金屬往往以類質同象的形式存在于特定礦物的晶格中，很難從中提取出來，因此對提取技術的要求比較高；另一方面是由稀散金屬在選礦過程中的分配行為決定的[22]，如在鉛鋅礦的選礦過程中，鎘、銦絕大部分能在浮選過程中富集于鋅精礦，回收率較高，但鎵、鍺在低溫成因的鉛鋅礦中主要分布在閃鋅礦中，大部分可以伴隨主要目標礦物被回收，但在高溫成因的鉛鋅礦中，則往往在選礦過程中進入硫精礦或尾礦，損失率比較高；Se、Te、Tl通常在硫精礦和尾礦中的分配率非常高，因此回收率較低。此外，回收成本也是決定稀散金屬資源回收率高低的一個重要因素，稀散金屬作為伴生組分如果回收成本過高，礦山一般不會有積極性。

錫鐵山、凡口等大型鉛鋅礦山10多年前就開始了伴生稀散金屬的回收工作[23-24]，但目前仍有一些礦山未進行稀散金屬礦產資源的回收，有的礦山可能還未對伴生的稀散金屬礦產資源進行評價。相信隨著中國稀散金屬在全球戰略地位的提升，國內稀散金屬礦產資源的綜合利用率也會不斷提高。

3 中國稀散金屬的資源保障

根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，全國稀散金屬總保有儲量分別為5.42萬t、7.02萬t和8.26萬t，呈逐年上升趨勢，但分礦種情況不盡相同。

全球鎵資源儲量約23萬t，中國鎵金屬儲量占世界總儲量的80%～85%[5]。中國原生鎵產量居全球第一，2022年估算全球原生鎵年產量550 t，中國占到98%[4]。中國鋁土礦中伴生的鎵資源潛力巨大，加之氧化鋁企業對鎵回收的高度重視，中國鎵資源儲備充足。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國鎵資源保有儲量分別為2.07萬t、2.48萬t和2.89萬t，呈逐年上升的趨勢。2023年8月1日，中國開始正式對鎵、鍺相關物項實施出口管制，中國鎵資源保有儲量也將繼續保持增長態勢。

全球鍺資源儲量約8600 t，中國鍺金屬儲量約占世界總儲量的41%[5]。中國是全球最大的鍺產品生產國，2020年全球鍺總產量140 t，中國占到68%，產量達95 t[8]。中國鍺主要來源于豐富的煤炭和鉛鋅礦，由于開采條件便利，國內市場需求量也比較穩定，在全球鍺產業中具有巨大的成本優勢和市場優勢。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國鍺資源保有儲量分別為1728.6 t、2162.9 t和2333.5 t，呈逐年上升的趨勢。目前中國對鍺相關物項實施了出口管制，中國鍺資源能夠保障國內需求。

全球銦資源儲量11000 t，中國銦資源儲量約占世界總儲量的73%[6]。中國銦生產居全球第一位，2022年全球銦產量約900 t，中國銦產量530 t[4]，占全球總產量的58.9%。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國銦資源保有儲量分別為1793 t、1999 t和1926 t。中國銦礦雖然具有較大的潛力資源，但主要集中在廣西和內蒙古，目前整個廣西富銦資源開采利用程度較高，同時國內銦的回收利用程度不高，銦資源的供給能力會逐漸減弱。此外，中國銦礦的出口也較高，2018—2021年，美國銦進口量的18%來自中國[4]，這在一定程度上也加劇了國內銦資源危機。

全球鉈儲量目前沒有最新數據，2011年全球鉈儲量約38 t[25]，中國鉈資源非常豐富，儲量位居世界前列。中國鉈資源儲量主要集中在廣東和云南兩省，兩省鉈資源儲量占全國鉈資源儲量的86%左右。鉈雖然用途較多，但用量非常少；在大多數醫學成像中，锝被用作鉈的替代品，也使得鉈的用量減少；此外，由于金屬鉈及其化合物是劇毒物質，鉈的用量也受到限制。2005年以來，全球鉈產量基本沒超過10 t。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國鉈資源保有儲量分別為342.5 t、803.6 t和1582.4 t，呈逐年上升的趨勢，能夠滿足國內需求。

全球已查明錸資源量約為11000 t，探明錸儲量約為2400 t[26]。根據自然資源部資料，2022年錸的保有儲量僅19.2 t。2022年全球錸產量58 t，中國錸產量2.5 t[4]。雖然近年來，錸的查明資源量逐年增加，顯示中國具有較大的錸成礦潛力和找礦空間，但隨著航空航天業和現代工業發展，錸的需求量也會大幅增加，中國錸資源的保障程度亟待提升。

全球鎘資源量估算約66萬t，中國鎘儲量9.2萬t[6]。2022年，全球鎘產量2.4萬t，中國鎘產量1.0萬t[4]。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國鎘保有儲量分別為1.85萬t、3.42萬t和3.77萬t，呈逐年上升趨勢。中國鎘資源豐富，高度富集在鉛鋅礦中，鉛鋅礦中的鎘資源量占到全國鎘資源總量76%，云南金頂鉛鋅礦提供了全國近45%的鎘資源。金頂鉛鋅礦目前已采損至少三分之一[6]，且該礦山對伴生鎘并沒有進行充分回收，這會很大程度地影響了鎘的保有儲量，應引起高度重視。

全球硒資源儲量9.9萬t，中國2.6萬t[3]。2022年，全球硒產量3200 t，中國硒產量1300 t，居全球第一位。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國硒資源保有儲量分別為6052 t、3362 t和5015 t，呈波動變化。硒主要富集在銅多金屬礦床中，隨著主礦種的持續開采，如果伴生硒沒有充分回收利用，勢必造成硒資源保有儲量的顯著下降。中國是硒資源消費大國，占全球硒資源消費總量的50%以上。自產硒遠不能滿足國內需求，每年需進口大量的產品硒和原料硒，對外依存度較高，需加強硒資源保護。

全球碲資源儲量31000 t，中國6600 t[3]，2022年，全球碲產量640 t，中國340 t。根據自然資源部發布的全國礦產資源儲量統計數據，2020—2022年，中國碲資源保有儲量分別為3024.5 t、807.2 t和3109.5 t，呈波動變化。中國碲資源豐富，與硒相同，主要伴生在銅多金屬礦床和銅鎳硫化物礦床中，隨著銅礦的持續開采，有可能造成碲保有儲量降低。中國是全球最大的碲資源國、消費國和生產國，近年來，碲產業發展較快。碲作為新能源、新材料領域重要的原材料，特別是隨著太陽能產業的持續發展，碲在國內和全球的需求量持續增長，中國碲資源有可能出現供不應求的局面。

可以看出，稀散金屬鎵、鍺、鉈資源保障程度較高，能夠滿足國內需求；銦、鎘、硒、碲、錸資源保障程度較低，需加強資源保護。

4 討論與結論

稀散金屬資源儲量數據是動態的，隨著礦石的開采及開采可行性的降低，資源儲量有可能減少，但隨著新礦床的開發，或者當前開采礦床的進一步勘探，以及經濟可行性的提高，儲量資源有可能增加。因此，對中國稀散金屬資源儲量應進行動態跟蹤。根據目前所收集到的資料，總結中國稀散金屬資源特征如下所述。

1）中國稀散金屬資源分布廣泛，但主要集中在西南地區、中南地區和華北地區。中國中西部地區稀散金屬分布極少，但并不意味著該區域沒有稀散金屬礦，有可能該區域還未進行伴生礦的評價，隨著找礦程度的加深，中西部地區也有可能發現更多的稀散金屬礦。

2）獨立礦床極少，絕大多數為伴生礦床，礦床規模中、小型居多，但超大型、大型和獨立礦床資源儲量超過稀散金屬資源總量的80%。

3）中國稀散金屬主要伴生在鉛鋅礦、鋁土礦和煤礦中，3類礦床集中了近80%的稀散金屬資源，鎢-錫多金屬礦、銅多金屬礦、硫鐵礦等礦床也是重要的伴生稀散金屬礦床。

4）中國鎵、鍺、鉈資源的儲備充足，但硒、碲、錸、銦、鎘資源相對缺乏。加強稀散金屬礦的調查評價、找礦勘查，制定合理的出口政策，是中國稀散金屬資源保障的有力手段。