稀土、稀散金属矿

(稀土、镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼)

　　一、稀土

　　稀土金属又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。

　　稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

　　稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。

　　我国拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，探明的储量居世界之首，为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。

　　二、稀散金属矿(镓、铟、铊、锗、硒、碲、铼)

　　稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。但也有人将铷、铪、钪、钒和镉等包括在内。这7个元素从1782年发现碲以来，直到1925年发现铼才被全部发现。这一组元素之所以被称为稀散金属，一是因为它们之间的物理及化学性质等相似，划为一组;二是由于它们常以类质同象形式存在有关的矿物当中，难以形成独立的具有单独开采价值的稀散金属矿床，(最近在四川省石棉县发现一处以碲为主的碲铋矿床);三是它们在地壳中平均含量较低，以稀少分散状态伴生在其他矿物之中，只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收、综合利用。

　　稀散金属具有极为重要的用途，是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等，均需使用独特性能的稀散金属。用量虽说不大，但至关重要，缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。我国稀散金属矿产丰富，为发展稀散金属工业提供了较好的资源条件。

　　1、碲矿

　　碲是一种非金属元素，可它却有十分良好的传热和导电本领。在所有的非金属同伴中，它的金属性是最强的。

　　碲消费量的80%是在冶金工业中应用：钢和铜合金加入少量碲，能改善其切削加工性能并增加硬度;在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨;含少量碲的铅，可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度，用作海底电缆的护套;铅中加入碲能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。高纯碲可作温差电材料的合金组分。碲化铋为良好的制冷材料。碲和若干碲化物是半导体材料。超纯碲单晶是新型的红外材料。

　　主要用来添加到钢材中以增加延性，电镀液中的光亮剂、石油裂化的催化剂、玻璃着色材料，以及添加到铅中增加它的强度和耐蚀性。碲和它的化合物又是一种半导体材料。

　　碲与它的同族元素硫相比，在地壳中的含量少得多。碲成单质存在的矿是极难找到的。近年来新能源的迅猛发展，而碲又是制造碲化镉太阳能薄膜电池的主要原材料。碲矿资源分布稀散，独立矿床少，大都伴生在铜、铅、金的矿物中，或以杂质状态赋存于其它矿中。我国的碲矿资源储量虽居世界第三位，但只有四川省发现碲矿是独立矿床，尤显珍贵，被称为仅次于大熊猫的“第二国宝”。在不远的将来，我们将会用到更多的太阳能电。四川拥有世界惟一独立的碲矿资源，如果全部开采提炼出来，再运用先进技术可以建成相当于80个三峡电站的太阳能发电站。

　　稀散金属碲以其在现代高科技工业、国防与尖端技术领域中所占有的重要地位，越来越受到人们的重视，应用范围也越来越广。 (化学元素符号Te)

　　2、铼矿

　　铼是一种非常坚硬的银白色金属，看起来象白金一样。它的比重很大。铼是高熔点金属，其熔点仅次于钨。铼的化学性质稳定，耐腐蚀性强，在空气中不被氧化，酸和碱对它的腐蚀作用很小。铼具有极高的机械强度，一根比头发还细的铼合金丝，能够承受七千克以上的重力。此外，铼还有高电阻以及其它电学特性。

　　美国载人航天器上的不少零部件就是用这类铼合金制造的。在铬镍合金中添加少量的铼，能够大大提高合金的熔点和强度，用这种合金制作的零部件，其使用寿命可延长几倍至数十倍。铼在电机、电子和仪器仪表等领域的用途更是令人瞩目。普通钨灯丝的表面如果涂上一层铼，使用寿命可延长5～10倍。现在，大家见到较多的，还有测量温度的钨铼热电偶。总之，铼的用途非常广泛，只是由于价格昂贵，使得它的使用受到限制 。

　　铼在地壳中的蕴藏量极少，通常只伴生在铜矿和辉钼矿中，世界铼金属产量每年不超过几十吨，需求却在不断增加，世界上主要产铼国是智利、墨西哥、哈萨克斯坦等。截至2003年，我国已探明的铼储量约230～300吨。

　　(化学元素符号Re)

全球分布情况

　　根据美国地质调查局(USGS)的数据，截至2025年1月，全球稀土总储量达到9200万吨。其中，中国以4400万吨的稀土储量占据主导地位，约占全球总储量的48%。巴西以2100万吨的储量位居第二，然而其稀土产量在全球占比仍不足1%。包括中国、巴西、印度(690万吨)、澳大利亚(570万吨)、俄罗斯(380万吨)和越南(350万吨)在内的前六大国家的储量合计约占总储量的80%。此外，美国拥有190万吨稀土储量，全球占比约2%。稀土资源主要集中在中国、美国、印度等国家，其中中国是世界上稀土储量最大的国家，同时具备全部17种稀土元素的生产能力。其他国家：美国、澳大利亚、巴西、俄罗斯、印度、马来西亚、越南等国家也拥有相当数量的稀土资源，但这些国家的储备量和中国相比仍有差距。

　　根据美国地质调查局(USGS)2024年的数据，世界稀土储备资源分布情况如下：

　　1.中国：储量约4400万吨，占全球34%左右，居世界首位。轻稀土集中于内蒙古白云鄂博矿区，中重稀土则以江西赣州、福建龙岩等南方地区的离子吸附型矿为主。 

　　2.越南：储量约2200万吨，占17%，位居世界第二。稀土多集中在西北与中国接壤地区以及东部沿海地区，绝大多数来自原生矿床，一小部分位于黑海沙矿床。

　　3.巴西：储量约2100万吨，占16%，排名世界第三。稀土主要集中在东部沿海地区，2022年其稀土产量仅80吨，未来增产潜力巨大。

　　4.俄罗斯：储量约1000万吨，占8%。主要分布在西伯利亚和远东地区，北极地区已探明的稀有和稀土金属资源分布于30个矿床，占俄罗斯总储量的75%。

　　5.印度：储量约690万吨，占全球5%左右。沿海和砂矿床是稀土的主要来源。

　　6.澳大利亚：储量约420万吨，占3%左右。拥有Mount Weld矿，是全球第三大稀土生产国，2022年的产量为1.8万吨。

　　7.美国：储量约180万吨，占1.4%。主要集中在加利福尼亚州的茫廷帕斯矿，此外，科罗拉多州、犹他州等西部地区也有分布。

　　此外，格陵兰的稀土储量约为150万吨，坦桑尼亚约为90万吨，加拿大约为83万吨，也在全球稀土储量中占有一定份额。

　　稀散金属矿全球分布情况：

　　1.镓，是稀散金属中最为丰富的，但其独立矿物却极为稀少。实际上，镓大多数以伴生金属的形式存在，主要伴生于铝土矿、铅锌矿以及铁矿石等矿床中。全球伴生镓资源的铝土矿床主要集中在亚洲、大洋洲和南美洲，而伴生镓的铅锌矿床则主要分布在美国、中国、加拿大和意大利等国家。特别值得一提的是，中国的镓资源极为丰富，占全球储量的80%左右。这些镓资源主要来源于炼铝工业的副产物，占比高达90%，剩余的则主要产自湿法炼锌浸出渣和粉煤灰。

　　2.铟在地质分布中相当分散。尽管存在独立的铟矿种，如硫铟铜矿、硫铟铁矿和水铟矿等，但这些矿物在自然界中极为罕见。铟更多是以类质同象的形式赋存于铁闪锌矿、赤铁矿、方铅矿以及其他多金属硫化物矿石中，且含量非常低，通常仅为10~20g/t。中国是铟资源储量的大国，目前铟主要来源于锌精炼过程的副产物和废弃液晶显示器(LCD)的回收。此外，秘鲁、美国、加拿大和俄罗斯等国的铟资源储量也相当丰富。

　　3.全球铼资源量约为2500吨，南美洲的智利是目前全球最大的铼生产国，该国北部矿区每年产出约60吨金属铼，这个产量占据了全球铼年供应量的50%以上。其次为美国(390吨)、俄罗斯(310吨)、哈萨克斯坦(190吨)、亚美尼亚(95吨)、秘鲁(45吨)以及加拿大(32吨)，世界其他国家铼资源储量的总和约为91吨。

　　4.全球锗储量约为8600吨，主要集中在中国、美国和俄罗斯等国家。这些国家不仅拥有丰富的锗资源，而且在全球锗资源市场中具有重要地位。中国的锗资源分布较为广泛，但主要集中在内蒙古、云南、广东、吉林等省份。

　　5.世界唯一的独立铊矿位于我国贵州，主要成分是红铊，其余大多与铅、锌、铁等矿物混杂。铊矿物空间分布不均匀，集中分布在中欧地区、环太平洋火山带、西伯利亚地区以及我国川滇黔地区，在岩浆岩、变质岩、沉积岩及矿石岩中均有发现。

　　6.全球硒资源的总储量约为12万吨。其中，智利、俄罗斯、秘鲁和美国等国的硒资源相对较为丰富。我国的硒资源主要呈现伴生状态，它们赋存在黄铜矿、黄铁矿、汞铅矿中，同时也存在于辉钼矿和铀矿中，湖北恩施市发现的独立硒矿拥有全球最大储量。

　　7.碲主要分布在南美和北美地区，而中国的碲储量则位居世界第三，主要分布在广东、江西和甘肃等省份。

国内分布情况

中国稀土矿资源分布图

　　中国稀土矿产地在地域分布上具有点多面广又相对集中的特点，全国22个省(区)发现上千余处稀土矿床点。内蒙古包头、江西赣南、湖南湘南、广西桂西南与桂东、广东粤北、四川凉山、云南楚雄和德宏、山东济宁与福建龙岩及三明等地稀土资源集中分布。此外辽宁、山西、河南、湖北、浙江、贵州、陕西、新疆等省(区)也有数量可观的稀土矿。

　　中国稀土矿床主要受欧亚板块、太平洋板块和南亚(印度)板块构造作用控制，陆壳物质沿板块边缘构造活动带或板内裂谷带发生多期重熔分异与迁移富集，从而形成具多种成因类型的稀土矿床。

　　轻稀土矿主要分布在内蒙古包头、四川凉山与山东济宁;重稀土矿集中分布于江西赣南、广西桂西与桂东南、广东粤北、福建闽西等南方7省(区)。

　　磷钇矿主产区位于河南、江西、广西与广东。独居石则位于湖南、福建、广西、广东、海南和台湾等地。含稀土磷矿区位于贵州织金与云南昆阳。长江沿岸重庆段淤砂中多见钪矿。海滨砂矿则在中国漫长的海岸线上广为分布。

　　中国稀土矿主要分布在6个矿集区：

　　华北陆块北缘西段白云鄂博陆缘坳陷带原生矿矿集区，典型矿床有内蒙古白云鄂博REE-Nb-Fe矿(世界著名的超大型多金属矿床，轻稀土储量世界第一，铌储量世界第二);

　　扬子陆块康滇隆起西缘陆缘坳陷带原生矿矿集区，代表性矿床有四川冕宁牦牛坪、德昌大陆槽稀土矿;

　　扬子陆块洞庭断陷砂矿矿集区，典型矿床有湖南湘阴望湘、通城隽水、湖北竹山庙垭稀土矿;

　　华南造山系南岭造山带风化壳离子吸附型稀土矿矿集区，包括赣粤桂闽湘滇浙等南方7省(区)风化壳淋积型稀土矿，赣信丰安息、龙南足洞及寻乌河岭稀土矿等;

　　华南造山系云开隆起砂矿、风化壳离子吸附型稀土矿矿集区，代表性矿床有广西贺县姑婆山、“725”稀土矿;

　　东南沿海海滨砂矿矿集区，包括湘桂闽粤琼台等地发育的海滨独居石-锆石-钛铁矿砂矿型稀土矿。

　　岩矿型轻稀土矿床主要分布在华北陆块北缘成矿省、内蒙大兴安岭成矿省与上扬子成矿省;离子型重稀土矿床集中分布于华南成矿省、上扬子成矿省、下扬子成矿省及三江成矿省。

　　中国稀散金属矿资源分布：

　　在中国稀散金属矿中，超大型矿床31个、大型矿床126个、中型矿床330个、小型矿床544个、矿点177个;除了宁夏、香港、澳门、台湾外，在其他地区均有分布;主要分布在西南、华北和中南地区。矿床数排名在全国前十位的为贵州、广西、内蒙古、云南、山西、湖南、河南、福建、广东和新疆;累计查明资源量超过10万t的依次为云南、内蒙古、河南、广西和山西;资源量超过1万t，小于10万t的依次为贵州、江西、四川、广东、甘肃、新疆、湖南、福建、青海、浙江、河北、黑龙江、陕西、江苏。铅锌矿是伴生稀散金属种类最多、资源量也最多的矿种，其伴生的稀散金属资源量可占到全国总量的33.3%，主要富集镉(92.28%)和铊(2.87%)，同时也是镓、锗、铟等稀散金属重要的伴生矿床;铝土矿以富集镓(99.45%)为主，镓资源量占到全国稀散金属资源总量的25.2%;煤主要富集镓(98.31%)和锗(1.69%)，伴生的稀散金属资源量占到全国总量的14.5%;铜镍多金属硫化物矿床中主要富集硒(81.61%)和碲(18.37%)，铜钼矿中主要富集镓(81.2%)、铼(3.67%)、硒(11.41%)、碲(2.43%)，而其他铜多金属矿中则多富集镓(32.39%)、镉(39.32%)、硒(11.23%)、碲(11.20%);汞矿中以富集硒(56.17%)、铊(40.52%)为主;锡多金属矿中相对富集镉(68.11%)和铟(21.79%)，而金矿中更富集碲(25.76%)、硒(15.43%)、镉(41.99%)等，体现了稀散金属的成矿专属性，这也是寻找稀散金属矿的重要依据之一。

　　中国稀散金属矿的主要矿床类型特征介绍如下：

　　1.浅成中-低温热液型

　　浅成中-低温热液型矿床是伴生稀散金属矿分布最广、资源量最大的一类矿床，其矿床数占全国稀散金属矿床总数的16.82%，资源量占全国稀散金属资源总量的23.86%，对每个稀散金属矿种来说都是非常重要的矿床类型，特别是铊、镉、锗、镓。安徽香泉、贵州滥木厂、云南龙潭独立铊矿和四川大水沟独立碲矿均为浅成中-低温热液型矿床，但矿床规模均为中型，其资源量不足该类型矿床资源量的1%。该类型矿床中绝大多数的稀散金属矿(96%以上)均伴生在铅锌矿中，云南金顶、富乐厂，四川大梁子、天宝山，甘肃厂坝、李家沟，广东凡口，新疆火烧云，贵州猪拱塘、牛角塘、半边街，陕西铅硐山、楠木树，广西北山等为该类型矿床中具有代表性的大型、超大型伴生稀散金属矿床。主要分布在昌都-普洱、康滇隆起、西秦岭、上扬子中东部、喀喇昆仑-羌北等成矿带，成矿时代跨度大，主要为燕山期、华力西期、加里东期，其次是印支期和喜马拉雅期。

　　2.化学沉积型

　　化学沉积型矿床是稀散金属矿床数最多的矿床类型，可占到全国稀散金属矿床总数的21.38%，资源量占全国资源总量的22.11%，97%以上为铝土矿伴生镓矿(极少量伴生锗)。矿床规模以中、小型为主，大型、超大型矿床也较多，主要分布在上扬子中东部、山西(断隆)及华北陆块南缘成矿带，其次是康滇隆起、龙门山-大巴山、桂西-黔西南-滇东南北部成矿带。贵州猫场、正河、小山坝、大竹园，河南夹沟、鱼里，山西石且河、金堆、北故乡等铝土矿为该类型的代表性伴生矿床，矿体主要赋存于二叠系梁山组、栖霞组、大竹园组，石炭系本溪组、九架炉组和大塘组，成矿时代为华力西期。

　　3. 生物化学沉积型

　　生物化学沉积型稀散金属矿床虽然数量不多(仅占全国总量的2.65%)，但其稀散金属资源量可占到全国稀散金属资源总量的19.14%。内蒙古黑岱沟超大型镓矿、乌兰图嘎超大型锗矿，云南临沧大型锗矿，以及湖北渔塘坝小型硒矿等4个独立稀散金属矿床均为生物化学沉积型，其资源量占到该类型矿床的22.39%。该类型矿床中75%左右为煤型伴生镓、锗矿，矿体主要赋存于石炭系太原组，二叠系乐平组、龙潭组，侏罗系沙河子组、下花园组，白垩系巴彦花组，主要分布在鄂尔多斯(盆地)、山西(断隆)、华北陆块北缘、上扬子东中部及新巴尔虎右旗-根河等成矿带，代表性伴生矿床有吉林营城，内蒙古三道敖包、窑子沟、五牧场，山西板塔寺、罗疃，云南富源等。

　　4. 矽卡岩型

　　矽卡岩型矿床是稀散金属矿床数较多、查明资源量较大的矿床类型，其矿床数占全国稀散金属矿床数的17.48%，资源量占全国资源总量的9.78%，是镉、铟、硒、碲等稀散金属矿的重要矿床类型。主要为锡、铅锌、铁、铜等多金属矿伴生稀散金属矿，伴生稀散金属资源量分别占该类型稀散金属资源总量的41%、26%、17%和11%左右，主要分布在上扬子中东部(坳陷带)、滇东南南部、突泉-翁牛特、华北陆块北缘、长江中下游、小兴安岭-张广才岭、湘中-桂中北等成矿带，成矿时代主要集中在燕山期和印支期。代表性矿床有广西南丹大厂、妙皇，云南个旧、都龙，内蒙古白音诺、浩布高，河北大湾，河南三道庄、曲里，安徽新桥，黑龙江翠宏山等。

　　5. 岩浆热液型

　　岩浆热液型矿床是稀散金属矿床分布较广的矿床类型，其矿床数占全国稀散金属矿床数的16.65%，资源量占全国资源总量的5.71%，是镉、铟、硒、碲等稀散金属矿的重要矿床类型。岩浆热液型伴生稀散金属矿床涉及的主矿种类型较多，主要为铅锌矿(约45%)，铜钼、铜镍和其他铜多金属矿(约17%)、铁多金属矿(约12%)、锡多金属矿(约8%)，在金、银等矿床中也有少量伴生稀散金属矿。主要分布在粤西-桂东南、江南隆起、长江中下游、山西(断隆)、上扬子中东部、浙闽粤沿海以及华北陆块北缘东段，成矿时代高度集中在燕山期。代表性矿床有广西砂子岭、广东大降坪、湖南康家湾、江苏仙人山、山西后峪、浙江矾山等。

　　6. 风化型

　　风化型矿床是伴生稀散金属镓矿非常重要的矿床类型，主要为风化型铝土矿伴生镓矿，集中分布在滇东南南部和桂西-黔西南-滇东南北部成矿带。代表性矿床有广西太平、那豆、三合、新圩、禄峒、大品等。

　　7. 斑岩型

　　该类型矿床以铜钼、铜多金属矿伴生铼、镉、镓、硒等稀散金属为主要特征，特别是斑岩型铜钼矿是铼的最重要的伴生矿床。主要分布在武功山-杭州湾、吉中-延边(活动陆缘)、觉罗塔格-黑鹰山、华北陆块南缘等成矿带，成矿时代主要为燕山期和加里东期。代表性矿床有江西冷水坑、银珠山，吉林大黑山，新疆玉海，黑龙江多宝山，陕西黄龙铺等。

　　8. 岩浆型

　　岩浆型伴生稀散金属矿床的数量和资源量都不多，但是伴生硒、碲的重要矿床类型，主矿种主要为铜镍矿，主要分布在阿拉善(台隆)、辽东(隆起)、北准噶尔、觉罗塔格-黑鹰山等成矿带，成矿时代从晋宁期到喜马拉雅期均有分布，但主要集中在华力西期。代表性矿床有甘肃金川、白家咀子，吉林赤柏松，新疆喀拉通克和黄山等。

　　9. 海相火山岩型

　　海相火山岩型矿床是镉、硒、铟等稀散金属的主要伴生矿床，主矿种以铅锌、铜、铁等多金属矿为主，也有少量金、银贵金属矿。主要分布在柴达木北缘、北祁连、南阿尔泰、西秦岭、永安-梅州-惠阳(坳陷)、义敦-香格里拉等成矿带，成矿时代主要为华力西期和加里东期，其次是燕山期和晋宁期。代表性矿床有福建中甲，甘肃小铁山，青海锡铁山、德尔尼，四川呷村、李伍，新疆阿舍勒等。

　　10. 陆相火山岩型

　　陆相火山岩型伴生稀散金属矿床相对较少，但是镉和铟的重要矿床类型，主矿种以铅锌矿和铜多金属矿为主。主要分布在浙闽粤沿海、华北陆块北缘、新巴尔虎右旗-根河等成矿带，成矿时代集中在燕山期。代表性矿床有内蒙古甲乌拉、浙江五部等。

　　11. 斑岩-矽卡岩型

　　斑岩-矽卡岩型是一种复合型矿床类型，主要伴生硒、碲、铼等稀散金属。主矿种主要为铜多金属矿，其次是铅锌、锡、钨等多金属矿床。在南岭、长江中下游及华北陆块南缘有大型、超大型伴生稀散金属矿床分布，成矿时代集中在燕山期，代表性矿床有江西城门山、武山，广东大宝山，湖南野鸡尾，河南上房沟等。