赵 汀,刘 超,王登红,李德先
(自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037)
锗是一种非常重要的半导体材料,在光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛应用。2023年7月3日,中国商务部、海关总署两部门发布公告,对镓、锗相关物项实施出口管制,并于2023年8月1日起正式实施,说明锗在高新技术产业中的价值愈加凸显。2023年锗被列入到战略性关键矿产目录[1]。
中国是全球最大的锗生产国和消费国,锗在高科技产业中的重要性日益突显。然而,近年来随着新能源、新材料、半导体等的快速发展,上述领域对锗的需求不断增加,对中国锗资源供给的压力也逐渐加大。因此,对中国锗矿资源的保障程度和潜力进行评价,对于促进产业结构优化和提升国家经济竞争力具有重要意义。
通过全面剖析中国锗矿的地质特征、成因机制、分布规律和储量情况,可以为相关部门制定产业政策和资源战略提供科学依据,推动中国锗产业健康发展,提升国家在全球锗市场中的话语权和竞争力。国内学者在1960年提出要重视锗和锗矿床的研究[2]。近些年来对分散元素超常富集机理研究也积累了丰富的资料和成果,特别是在特定矿物类型和特定矿床类型中分散元素的赋存状态、富集与成矿研究已经取得了重要进展。独立矿物、类质同象和吸附被认为是分散元素存在的主要形式。
由于实验测试技术的落后和理论认识的不足,前人对锗的超常富集成矿机制、成矿规律和找矿预测方面的研究成果相对薄弱。“九五”期间,国家自然科学基金重点项目“分散元素成矿机制研究”开展了锗矿的研究,但并未涉及到具体的锗矿床成因研究[3];“十二五”期间,中国地质调查局“中国三稀资源战略调查项目”开展了锗矿找矿和综合利用的战略研究工作[4]。
中国是全球最主要的锗资源国之一。根据美国地质调查局(USGS)数据,2020年,全球已探明的锗保有储量为8600 t,主要分布在中国、美国和俄罗斯3个国家,其中,锗资源储量最多的国家是美国,占比45%;其次是中国,占比41%;而俄罗斯占比10%(图1(a))。中国是全球最大的锗产品生产国,根据USGS数据,2020年全球锗总产量140 t,而中国的锗产量为95 t。
图1 2022年全球和中国主要省份锗资源储量分布Fig. 1 Distribution map of germanium resource reserves globally and in major Chinese provinces
根据自然资源部发布的全国矿产资源储量统计数据,2022年的全国锗矿储量为2333 t,资源量为10157.41 t,比2019年资源量增加了2266 t。我国保有锗资源量主要分布在贵州(3003.39 t)、内蒙古(2414.02 t)、云南(1603.22 t)、广东(1315.90 t)、广西(446.08 t)、江西(380.00 t)等17个省(区)。贵州保有资源量占全国保有资源量的29.6%,内蒙古占比23.8%,这两省(区)主要是生物化学沉积型矿床(图1(b))。中国锗矿床按地域主要分布在西南地区和华南地区,占总资源量的66%。
我国目前已探明会泽铅锌锗矿床、胜利煤田乌兰图噶煤锗矿床等42处富锗矿床,前人对上述矿床的成因机制和找矿前景等进行了一系列研究[5-7]。中国富锗矿床按成因机制可划分为三大主要类型,即浅成中-低温热液型矿床、生物化学沉积型矿床和化学沉积型矿床。其中,浅成中-低温热液型矿床和生物化学沉积型矿床两种类型资源量占所有锗矿类型资源量的64%[8-9]。
锗矿矿床划分为伴生锗矿床和独立锗矿床两大类,伴生锗的富含硫化物铅锌矿主要分布于扬子地块边缘和粤北地区;徐冬等[10]对中国煤中锗矿的分布状况进行了总结,确定了二连盆地-海拉尔盆地和滇西三江等两大成矿区带。
基于陶琰等[11]、王乾等[12]对西南地区稀散元素伴生成矿的主要类型及伴生富集规律的研究,认为分散元素矿床大都集中分布在古陆边缘,甚至形成分散元素矿集区。位于扬子地块西南缘的我国西南地区大面积低温成矿域中的分散元素矿床,数量多、规模大,分散元素种类齐全,包括了除铼以外的其他所有分散元素,会泽富锗铅锌矿床是典型伴生锗的有色金属矿床之一;粤北地区存在着以凡口铅锌矿为代表的富含稀散金属元素的海底热矿泉沉积层控型铅锌矿矿集区。
胡瑞忠等[13]对云南临沧超大型锗矿、霍超等[14]和林堃琦等[15]对内蒙古伊敏五牧场井田富锗煤矿,以及黄文辉等[16]对内蒙古自治区胜利煤田煤-锗矿床等富锗煤矿的成矿机制及锗的赋存机理进行了研究;宁树正等[17]对我国煤中金属元素矿产资源研究现状进行了总结,表明我国煤中锗元素矿产资源分布成煤时代包括新近纪、早白垩世、侏罗纪、二叠纪和石炭纪,主要分布于东北赋煤区早白垩世煤层,华北赋煤区石炭、侏罗纪煤层,西北赋煤区侏罗纪煤层,华南赋煤区二叠纪煤层以及滇西新近纪煤层。富锗煤主要产于晚中生代-新生代的小型断陷聚煤盆地。
赵汀等[9]对中国锗矿的成矿规律与开发利用现状进行了系统的研究总结,并出版《国内外三稀资源图集》,提出中国的锗资源储量占全球锗资源储量的41%,产量占全球产量的71%,拥有类似于稀土的全球影响力。已查明资源储量的锗矿区主要分布在内蒙古和云南等14个省(区),其中约一半的查明锗资源储量与煤矿伴生,其余大部分与铅锌矿等有色金属矿产伴生。锗可以出现在不同时代的各种矿床中,主要包括中-低温热液型多金属矿床、含锗有机岩矿床和沉积改造型三大类型,以中-低温热液型多金属矿床、含锗有机岩矿床为主,占所有锗矿资源量的64%。我国高品位的富锗煤矿是世界上少有的优质资源,但尚未得到充分的开发利用。
我国是世界锗矿主要生产国,年产量占全球总产量的71%,每年都有大量的锗出口到美国、德国、加拿大等国家,是全球最主要的锗出口国。我国锗矿生产基地主要集中在云南、江苏、内蒙古,主要生产企业有云南临沧鑫圆锗业股份有限公司、四环锌锗科技股份有限公司、中储科技集团有限公司、锡林郭勒通力锗业有限责任公司、云南驰宏锌锗股份有限公司、中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂等,其中,云南是我国最主要的锗产品生产基地[18]。
中国的锗资源主要呈伴生产出,真正系统评价过锗资源的矿区并不多,难以代表全国的锗资源状况。本次工作共统计锗矿42处,其中,大型12处,中型14处,小型/矿点16处(表1),锗矿资源在空间上分布于内蒙古、云南等14个省(区)。
表1 中国锗矿矿床一览Table 1 List of germanium ore deposits in China
锗矿常伴生在铅锌、银、铜、钼的硫化物、铝土矿及煤层中,独立的锗矿很少。伴生在铅锌矿中的锗一般呈类质同象赋存在闪锌矿的晶格中,强还原及低温条件下,Ge4+转变成Ge2+,离子半径与Zn2+相近,易于进入闪锌矿晶格中[19]。
煤层中锗品位变化较大,锗主要富集在顶部和底部,而在上部缺少灰岩和硅质岩的含煤层,基本无锗矿化。胡瑞忠等[13]根据富锗煤矿与硅质岩的空间分布规律、黄铁矿的硫同位素组成、锗在矿化煤层中的品位变化规律及硅质岩的地球化学特征,认为云南临沧帮卖盆地煤层中的锗主要来自热水溶液,而这种热水溶液中的锗主要由盆地基底的富锗花岗岩供应。
在伴生铝土矿石中,锗含量由高到低依次为土状铝土矿石→鲕状铝土矿石→高铁富铝矿石→碎屑型铝土矿石。
在查明中国锗资源储量的矿产地中(表1和图2),与煤矿伴生的锗矿有5处,占全国查明资源储量的42%;与铅锌矿伴生的锗矿至少26处,占全国查明资源储量的29%;与铝土矿伴生的锗矿至少2处,占全国查明资源储量的12.2%;与铁矿伴生的锗矿2处,占全国查明资源储量的3%;与铜矿伴生的锗矿9处,占全国查明资源储量的4%;在煤层中与铀、煤伴生的锗矿1处(大寨铀锗矿),占全国查明资源储量的7.2%,由于共伴生矿种原因,统计数据有重叠。
图2 中国锗矿资源分布图Fig. 2 Distribution map of germanium ore resources in China
中国在20世纪50年代末到60年代初开展过煤中锗资源的综合调查,相继发现了一系列含锗煤矿,主要是褐煤。虽然中国是煤炭大国,但大多数煤中锗含量偏低,不具工业开采价值。已查明的具有独立开采价值的煤-锗矿床有两处,分别是位于云南临沧新生代盆地的帮卖煤-锗矿床和内蒙古中生代盆地的乌兰图嘎煤-锗矿床[20]。
根据空间分布特征,中国锗资源主要集中在“准东哈密富锗煤成矿带”“呼伦贝尔富锗煤成矿带”“锡林郭勒富锗煤成矿带”“鄂尔多斯富锗煤成矿带”“川滇黔锗成矿带”“滇西临沧富锗煤成矿带”“粤北锗成矿带”7个成矿带(表2)。
表2 中国锗矿成矿带划分Table 2 Germanium ore metallogenic belts in China
锗矿目前还没有公认的典型独立矿床,鉴于其主要伴生于铅锌矿或煤矿等矿床中,可以划分出中国锗矿的矿产预测类型,更好地指导找矿预测。
中国锗矿预测类型划分方案(表3),与浅成中-低温热液型、生物化学沉积型、化学沉积型三种类型10个矿床式(表4)相对应。
表3 中国锗矿预测类型一览Table 3 Prediction types of germanium ore in China
表4 中国锗矿矿床式一览Table 4 List of germanium ore deposits in China
浅成中-低温热液型锗矿床以会泽式、凡口式、楠木树式、北山式和刘山岩式等矿床式为主,是最主要的锗矿预测类型之一,适用范围分别在西北地区、西南地区、中南地区、华南地区和华东地区,以中-低温热液成矿作用密切相关的铅锌矿、铜矿伴生锗矿为主。浅成中-低温热液型矿床锗矿成矿时代分布较广,以印支期-燕山期为主,其次为喜山期。矿床的大地构造位置大部分集中在扬子克拉通。
会泽式铅锌矿伴生锗矿规模最大,研究程度最高。该类锗矿床产出的大地构造位置位于安宁河深大断裂与甘洛-一小江深大断裂之间,靠近甘洛-一小江深大断裂的西侧,位于康滇地轴的东缘中南部。赋矿地层为下石炭统摆佐组白云岩,断裂构造对矿体起着控矿和后期改造的作用。矿体主要赋存于下石炭统摆佐组粗晶白云岩中,仅局限于下石炭统摆佐组中、上层位的层间断裂带内,以脉状、网脉状、透镜状、囊状、似层状产出。矿体似层状受北东向层间断裂破碎带控制。矿体延深大于走向长度,在层间断裂带中,构造控矿和热液成矿特征十分显著。
预测类型为浅成中-低温热液型矿床,成矿时代主要为燕山期,矿床规模为大型,预测区域主要为康滇地轴东缘,预测要素主要为燕山期富锗的白云岩及重要断裂的构造交会部位。
生物化学沉积型锗矿床预测类型以乌兰图嘎式、伊敏式、临沧大寨式、营城式等矿床式为主,找矿区域以华北地区、西南地区和东北地区为主,以寻找煤矿伴生锗矿为目的。成矿时代以白垩纪、侏罗纪和晚第三纪为主,大地构造位置主要集中在华北克拉通、西南地区。
其中,乌兰图嘎式锗矿产于锡林格勒胜利煤盆地。矿体主要赋存在白垩系下统巴彦花群中,锗矿与白垩系煤层同体共生,煤层是锗矿的载体。锗主要富集在煤层的顶底部,其次是煤层中部。煤层近水平连续分布,层位稳定。从盆地由边缘向盆内方向锗矿体厚度由薄变厚规律明显,而含锗品位则由高变低,具明显的方向性变化。
预测类型为生物化学沉积型矿床,成矿时代为白垩纪,矿床规模为大型,预测区域为锡林格勒含煤盆地,预测要素包括白垩系煤层,富锗化探异常。
化学沉积型锗矿床预测类型以铜峪沟式、小山坝式等矿床式为主,找矿区域以华南地区、西南地区和西北地区为主,以寻找铝土矿、铜矿伴生锗矿为目的。成矿时代以石炭-二叠纪、印支期、燕山期,大地构造位置主要集中在黔中古陆、扬子克拉通等。
其中,小山坝式锗矿床产于贵州黔中清镇、修文、开阳、息烽等地,即黔中古陆成矿带,区域构造位置位于铁厂复背斜与都拉营复向斜过渡区的小山坝单斜区,最主要的成矿时代是晚古生代的石炭纪-二叠纪。该矿床含矿岩系中,锗主要分布在铝土矿石中,其中锗含量最高土状铝土矿石。
预测类型为化学沉积型矿床,成矿时代为晚古生代石炭-二叠纪,矿床规模为大型,预测区域为西南地区,重点为贵州黔中古陆铝土矿成矿带,预测要素包括地层岩性、沉积相、断裂构造和化探异常。
未来在我国新质生产力发展建设过程中锗将发挥重要作用[21]。新质生产力发展与半导体发展息息相关,锗材料在半导体上应用非常广泛,未来锗的供应保障愈加受到关注,预计2025年全球红外设备、光纤系统、光伏级锗、锗催化剂将消耗锗分别达73.4 t、64.56 t、28.40 t、6.11 t。2025年全球锗需求量将达到198.5 t,2030年预测总需求量达到258.1 t,2035年消费量则继续保持快速增长达到308.6 t,2050年达到378 t[22]。
根据中国在全球锗产量的占比对我国未来锗资源的供应情况进行评估,中国锗金属产量继续保持现在占全球总产量66%的比例,如果要满足上面2025年、2030年两个时间点的需求,按照2022年的锗资源储量2333 t计算,现有储量可以保证供应到2038年。
这一评估结果显示,尽管我国目前的锗资源储量在未来数年内仍然能够满足预期的年产量需求,但随着时间的推移,锗资源供应的压力将逐渐增大。特别是在2035年之后,锗资源储量可能无法满足中国持续增长的产量需求,这可能会对锗产业的发展和相关产业链的稳定性产生影响。
因此,为了确保锗资源的可持续供应,中国需要加强对锗资源的勘查开发工作,提高勘查技术水平,发现新的锗矿资源;同时,还需要加强对锗资源的有效管理和利用,推动资源节约型和环保型的开发利用方式,以确保锗产业的可持续发展和我国高新技术产业的稳定发展。
中国锗的产出主要来源于我国巨大的煤炭消费、铅锌冶炼产能,开采条件便利,国内锗市场需求量较稳定,在全球锗产业中的成本和市场的优势明显。如果我国在2050年前能继续维持较低的锗生产成本,我国锗资源不仅能保障国内需求,而且能在全球锗供应链保持控制力。随着我国经济转向高质量发展,一些落后的产能将被淘汰转化,寻找低成本的锗资源是摆在地质工作者面前的一个挑战。
就矿找矿是最直接而有效的找矿方法,其是依据已知找矿线索开展找矿工作。由于锗矿极少有独立矿床,大部分情况下根据已知富锗主矿产评价其赋存的共伴生锗资源赋存特点,利用已知的矿床来寻找可能共伴生锗的含锗矿床,在已开采或已发现的矿区外围和深部“一横一纵”两个方向分别找矿。
锗通常会以伴生矿的形式存在于多种其他矿产中,在这些矿床中或以独立矿物产出,如灰锗矿、锗石、硫锗铁铜矿、硫银锗矿等,或以类质同象的形式赋存在其他金属矿物中,如闪锌矿。对已知矿床中的硫化物、可能存在的含锗矿物进行分析测试,是寻找共伴生锗矿床的一个重要手段。
罗开等[23]对四川乌斯河矿床闪锌矿进行激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA ICPMS)原位微区分析时,发现该矿床闪锌矿中锗具有显著超常富集特征(矿石中Ge平均品位为72.3×10-6,闪锌矿中Ge含量高达1934×10-6),闪锌矿中Ge主要以类质同象形式存在。同时发现,不同期次闪锌矿以及同一期次闪锌矿颗粒不同部位,锗具有显著差异性富集特征,且闪锌矿中Ge与Cu、Ag等多种元素具有正相关关系,而与Cd呈负相关关系。
张伦尉等[24]在对云南会泽超大型铅锌矿床原生矿石电子探针观察分析过程中,分析的样品为采自10号矿体的原生硫化物矿石,发现一种锗的独立矿物相,形态不规则,与黄铁矿、闪锌矿和方解石共生,探针下其光性与其他矿物具有较明显的差别。波谱分析该矿物主要由Ge和Al组成,同时含少量F、Si、Fe和Zn,其氧化物含量:GeO 39.84%、A12O 49%、F2O592%、SiO23.52%、FeO 0.38%、ZnO 0.38%。
付小方等[25]研究认为铅锌矿中主要伴生Cd、Ge、Ga、In及Se,多以类质同象或机械混入物形式存在,主要赋存矿物为闪锌矿,次为方铅矿,并依此对四川省甘洛县乐日沟大渡河式铅锌矿中矿物进行了稀散元素分析测试,其中分散元素Ge为8.74×10-6。
戚华文等[26]对临沧锗煤矿中褐煤的锗与稀土赋存规律进行了分析总结,大寨和中寨含锗煤的稀土元素分布模式与锗含量密切相关,低锗煤与无锗煤的稀土元素北美页岩标准化分布模式相似,近似一平坦状直线,随着锗含量的增加,富锗煤的稀土元素分布模式发生改变,逐渐变成向左倾斜的直线,相对富集HREE,这对在煤矿中寻找独立锗矿物具有一定的指示意义。
邹本东[27]对锡盟胜利煤田乌兰图嘎锗矿褐煤中金属元素地球化学特性进行了分析研究,认为富锗煤中Ge、W、As、Cd相对于地壳克拉克值发生明显的富集,其他金属元素的总体变化特征富锗煤与无锗煤相似,研究认为盆地基底花岗岩和闪长岩提供了形成锗矿化的锗和大多数金属元素。实验提取结果显示锡盟褐煤中不同元素形态分布规律相差较大,主要存在形态有很大不同。其中,Ge、Fe、Ti主要以有机物和硫化物结合态形式存在。
杜刚等[28]对锡盟胜利煤田锗矿成因地球化学进行了分析研究,通过分析所有煤层煤样锗品位的测试结果,显示锗品位较高的地段主要局限在胜利煤田的西南端,其他区域煤层中锗的品位较小,均达不到工业品位。锗品位与有机质有关的锗的成矿环境为还原环境,锗的聚集强度随沼泽微环境和锗源供应而发生时空变化。研究区锗品位大多在煤层中部出现高峰值与以往报道的有关锗通过扩散和渗透作用进入煤层所具有的地质特点相去甚远,表明泥炭化阶段有机质的吸附作用是研究区内锗的主要聚集方式。
锗属于稀散元素,一般不单独形成具有工业开采价值的矿床,至今为止,世界上确无一个矿床是为单独获得锗或主要为获得锗而开采的。目前,人类利用的锗主要作为副产品来自某些富含硫化物的铅锌、铜、金、铁等矿床;富锗的煤矿。锗在这些矿床中作为伴生组分而存在。
中国是铅锌矿资源大国,全国拥有2000余个铅锌矿区,不同程度的伴生锗,应重点选择在川滇黔锗成矿带、粤北锗成矿带找铅锌锗型矿床。位于杨子地块西南缘的川滇黔锗成矿带是中国重要的铅、锌、锗产地之一,以及中国第四大铅锌基地的主体组成部分。该区蕴藏着220多处铅锌多金属矿床(点)和矿化点,其中,超大型矿床2处、大型矿床5处、中小型21处,富锗铅锌矿床包括会泽、天宝山、富乐厂、大梁子、毛坪、茂租、杉树林和青山等。
我国煤炭在30个省(区、市)都有分布,但富锗煤主要集中分布在滇西临沧富锗煤成矿带、锡林郭勒富锗煤成矿带、鄂尔多斯富锗煤成矿带、呼伦贝尔富锗煤成矿带,大多数研究均指出岩浆活动形成的岩体单元和火山岩层位是盆地内锗的主要来源[20],在白垩世晚期以来碰撞造山,盆地整体隆升,盆地内逐渐由河湖相过渡为沼泽相,水体流速逐渐减缓,有机质大幅增加,不但有利于煤的沉积,也有利于盆地内锗的进一步富集成矿。重点找矿方向选择在滇西临沧富锗煤成矿带、锡林郭勒富锗煤成矿带中褐煤煤层。典型矿床有云南临沧锗矿床、内蒙古乌兰图嘎锗矿床等。
在岩浆热液型矿床研究中发现富锗矿体多分布于斑岩系统边缘带,且矿体多为网脉状或角砾状,具明显的中-低温成矿特征[6-7],斑岩-热液脉型Cu-Mo-Au矿床中锗可能富集于斑铜矿、硫砷铜矿、砷铜矿、铜蓝等矿物中;热液脉型Ag-Pb-Zn矿床主要富集于闪锌矿中。中国铜多金属矿床分布广泛,类型较多,中国多个重要的大型铜多金属成矿带中产出的许多矿床中都伴生或含锗,如铜峪沟铜矿、石将军铜矿、钦甲铜锡矿、刘山岩(大河)铜锌矿、滥泥坪铜矿床、小汉口铜矿等。因此,在铜多金属矿床分布区找锗矿,也是一个重要方向。
沉积型铝土矿和沉积型磷矿中都发现有锗元素的富集现象[7,29],在沉积型铝土矿床寻找锗元素,需要深入理解沉积铝土矿的地质背景、成矿机制以及伴生元素的地球化学行为。以黔西北铝土矿矿集区为例,修文县小山坝铝土矿的锗平均品位89×10-6,截至2020年底,保有锗金属量63.42 t,该区域的沉积铝土矿中锗的载体矿物主要是一水铝石,这种矿物是在特定的地质环境下,通过化学风化作用和后期沉积作用形成的。由于铝土矿中锗含量相对铅锌、煤中的伴生含量较低,开采和利用锗比较困难,目前,只有德国等少数国家成功利用了铝精矿中的微量锗,生产高价值的锗化合物。总体来说,我国铝土矿中锗的利用还处于起步阶段,需要更深入的研究和开发。
根据相关研究,中国约三分之一的磷矿中含有包括锗在内的各类共伴生元素[30]。如会泽地区的磷矿具有较好的成锗潜力,该地区的主要含磷层为下寒武统渔户村组,这一层位也是锗的潜在矿源层之一[7]。磷矿中锗的可利用性尚不明确,需要开展进一步的研究工作。
深部锗矿的成矿预测中,传统的化探、遥感等表层勘探常用方法不太适用,更多依靠的是“就矿找矿”“同类矿产预测”等经验手段,以及典型矿床的成矿特征和成矿理论、物探和钻探技术的结合等多学科多领域交叉应用。锗主要是以伴生矿种的形式赋存在其他矿床中,以独立矿物或者类质同相形式存在。
锗矿深部找矿通常采用一系列地质、地球物理和地球化学方法,结合先进的钻探技术,确定锗矿的分布、形态和品位。
锗矿成矿规律研究,根据研究区域内已知矿床的成矿规律,包括成矿时代、成矿环境、成矿作用等,推断未知矿体的潜在位置。
凡口铅锌矿是中国最为典型的“一富、二大、三集中、四隐伏”的超大型铅锌矿床,累计探明铅锌储量近千万吨,是中国最大的地下开采铅锌矿山,也是我国特大型富含锗、镓资源的工业伴生矿山之一。矿床中伴生的锗累计查明金属量大于2000 t,凡口铅锌矿是重要铅锌原料供应基地,也是锗原料供应基地。主要用户中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂(以下简称“韶关冶炼厂”)回收的主要产品有铅、锌、硫、镉、银、汞、锗、铜、金、砷。根据1998—2000年有关资料数据,韶关冶炼厂锗的产量占全国的三分之一,而目前凡口铅锌矿每年向韶关冶炼厂及金狮冶金化工厂提供的锌精矿中锗、镓金属量达50 t左右[31]。
凡口铅锌矿共进行了三期地质勘探。1956年706地质队对凡口铅锌矿进行了首期地质调查,探明伴生锗金属储量C1+C2级1006 t,镓金属储量C1+C2级1085 t。1976年932地质队作了第二期勘探工作,探明伴生锗金属储量D级287 t,镓金属储量D级237 t。1989—1991年凡口铅锌矿进行了第三期勘探工作-狮岭深部地质勘探工作,勘探成果于1994年通过广东省矿产储量委员会批准,矿山经过近30 a的开采,截至2020年底,锗保有资源储量417 t,锗镓金属都伴生在黄铁铅锌矿石中。凡口铅锌矿正继续深化深部地质勘探工作,矿山保有金属储量还将增大。
迫切需要加强对锗矿床成因和成矿规律的深入探索,这一研究方向对于理解锗的超常富集机制以及找矿预测方面至关重要。首先,需要开展系统性的地质勘查和实地调查,以获取更多的样本和数据,并结合先进的实验测试技术和理论模型,深入剖析锗矿床的地质特征、岩石学特征以及成矿环境。同时,应当加强对锗矿床地球化学特征和矿床构造控制因素的研究,以揭示锗元素在地质过程中的行为规律及其与其他元素的关联。此外,还需要综合运用地球物理、遥感和地球化学等现代技术手段,开展多尺度、多角度的矿床综合研究,为锗资源的勘查增储提供科学依据。
具有工业价值的锗主要以伴生矿产形式出现在铅锌矿床和铜矿矿床中,对其资源的综合评价重视程度不够。由于金属矿产价格波动较大,锗的需求总量又小,国内虽然发现了众多大中型铅锌矿床、铜矿床和煤炭矿床,但对其中的伴生元素锗几乎没有进行评价,以至于中国锗矿产勘查研究程度和资源储量统计结果的可靠程度不高,在后续矿山开采过程中就可能存在综合利用不足、资源浪费的现象。因此,在勘查铅锌、铜和煤炭的同时,特别要关注浅成中-低温热液型矿床、生物化学沉积型矿床的伴生锗。
中国提供了全世界所需要的大部分锗资源,为全球锗产业的发展作出了突出贡献,但话语权不大。中国以41%的储量供给世界71%的产量,是全球最大的锗生产国和出口国,但中国在锗的制造和应用方面,仍处于行业的末端,多以锗锭和粗加工为主,开发利用基本停留在四氯化锗和二氧化锗初级产品水平,精、深加工程度较低,而且大多数产品都用于出口。中国锗行业还没有真正意义上形成具有话语权的全产业链。中国初级锗产品的生产量占据了世界总产量的50%以上,还应该在深加工和高附加值产品上下功夫,建议推动深加工产品研发和产业化,鼓励企业在锗应用关键技术、关键产品上下功夫,提高锗终端应用领域的技术研发,提高关键产品生产能力,提高出口产品的附加值,开拓新应用,将下游做强。
中国锗资源虽然总量较丰富,但优质资源稀少,建议储备优质资源以保障战略性新兴产业的发展。中国的锗资源特别是高品位的富锗煤矿是世界上少有的优质资源,煤中锗还常与镓伴生,但受制于主矿种的开采,回收程度不高。铅锌矿中伴生锗的综合利用除了个别矿床之外,整体上利用水平不高,需要加强资源的保护和综合利用。