李曉峰 徐凈 朱藝婷 呂友虎

1. 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 1000292. 中國(guó)科學(xué)院地球科學(xué)研究院，北京 1000293. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049

關(guān)鍵礦產(chǎn)資源(Critical Minerals)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)繁榮、國(guó)防安全和技術(shù)飛躍的重要保障。然而，到目前為止，關(guān)鍵礦產(chǎn)資源還沒(méi)有一個(gè)完整、確切的定義。不同國(guó)家、不同時(shí)期對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的定義有所不同，其所包含的礦種也不一樣。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)和歐盟委員會(huì)分別于2008年和2010年發(fā)布了關(guān)鍵礦產(chǎn)的報(bào)告。報(bào)告認(rèn)為關(guān)鍵礦產(chǎn)是指一類既具有重要經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)又存在較高的供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的礦產(chǎn)。本文認(rèn)為關(guān)鍵礦產(chǎn)資源需求量雖然不大，但其社會(huì)價(jià)值較大，且供應(yīng)鏈比較脆弱，其安全穩(wěn)定供給易遭到破環(huán)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有牽一發(fā)而動(dòng)全身。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)表明：自2008年至2017年，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)GDP增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)度接近20%。而戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是以重大技術(shù)突破和重大發(fā)展需求為基礎(chǔ)，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重大引領(lǐng)帶動(dòng)作用的產(chǎn)業(yè)，是實(shí)施“中國(guó)制造2025”五大工程、十大領(lǐng)域重要的支柱產(chǎn)業(yè)。因此，現(xiàn)階段滿足我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的金屬原材料即可理解為關(guān)鍵礦產(chǎn)資源。它是支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，它的安全可靠供應(yīng)直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。

預(yù)計(jì)到2035年，全球?qū)﹃P(guān)鍵礦產(chǎn)資源的需求量將呈幾何數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)，供需矛盾日益突出。美國(guó)、歐盟、澳大利亞、加拿大和日本等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體，先后制定了關(guān)鍵礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略。美國(guó)特朗普總統(tǒng)2017年12月簽署了《確保關(guān)鍵礦產(chǎn)安全和可靠供應(yīng)的聯(lián)邦戰(zhàn)略》總統(tǒng)令，目的是確保美國(guó)充分利用國(guó)內(nèi)的礦產(chǎn)資源領(lǐng)導(dǎo)全球的潔凈能源制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。因此，可以說(shuō)，未來(lái)國(guó)家之間科技競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)就是關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的競(jìng)爭(zhēng)。

銦作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重要的原材料，越來(lái)越受到世界主要經(jīng)濟(jì)體的關(guān)注，并被列為關(guān)鍵礦產(chǎn)資源。因此，弄清其主要成礦類型和關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，擴(kuò)大銦的資源量，是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源銦安全穩(wěn)定供給的主要途徑之一。

1 關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的評(píng)價(jià)和確定

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越依賴于高科技產(chǎn)品，而制造這些高科技產(chǎn)品所使用的礦產(chǎn)資源的種類越來(lái)越多(Gunn, 2014)。較早對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)的定義為它是礦物商品有價(jià)值組成的礦產(chǎn)。該礦產(chǎn)存在供應(yīng)中斷的風(fēng)險(xiǎn)，并且根據(jù)評(píng)估者的觀點(diǎn)，其作用被認(rèn)為是重要的(NRC, 2008; Graedeletal., 2015)，因此，較早關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的評(píng)價(jià)和厘定往往帶有主觀性和隨意性。美國(guó)在1939年通過(guò)的《戰(zhàn)略和關(guān)鍵材料儲(chǔ)備行動(dòng)》被認(rèn)為是較早從國(guó)家層面進(jìn)行關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的確定，這些關(guān)鍵材料主要與美國(guó)國(guó)家的防務(wù)有關(guān)(NRC, 2008; Gunn, 2014; Schulzetal., 2017)。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，礦產(chǎn)資源的關(guān)鍵性評(píng)價(jià)逐步轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)用于生產(chǎn)高科技產(chǎn)品、可再生能源和國(guó)防應(yīng)用的礦產(chǎn)資源(Gunn, 2014; Buijs and Sievers, 2011)。而關(guān)鍵礦產(chǎn)資源在地質(zhì)分布是不均勻的，且主要集中在幾個(gè)國(guó)家或者地區(qū)(Henckensetal., 2016)，或作為另一種礦產(chǎn)資源的副產(chǎn)品進(jìn)行回收(Nassaretal., 2015)。關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的關(guān)鍵性還與相關(guān)的國(guó)家和企業(yè)是否實(shí)施積極的產(chǎn)業(yè)政策有關(guān)，如：改進(jìn)礦物加工技術(shù)、降低關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的利用率、供應(yīng)鏈多樣化、增加庫(kù)存、尋找可替代的原材料等(Jaffeetal., 2011)。國(guó)際市場(chǎng)動(dòng)態(tài)也影響著礦產(chǎn)資源關(guān)鍵性的評(píng)估(McCullough and Nassar, 2017)。支持新興技術(shù)工業(yè)需求的礦產(chǎn)資源突然增加或供應(yīng)的突然中斷都可能會(huì)對(duì)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。尤其是對(duì)外國(guó)礦產(chǎn)資源供應(yīng)的過(guò)渡依賴，會(huì)加劇供應(yīng)中斷的可能性(Lederer and McCullough, 2018)。礦產(chǎn)資源過(guò)渡依賴外國(guó)進(jìn)口造成的一個(gè)后果是貿(mào)易可能被用作政治議程的杠桿(Sykesetal., 2016)。關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的評(píng)價(jià)研究目的正是試圖避免或減少關(guān)鍵礦產(chǎn)資源需求和可用性突然變化而帶來(lái)的對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的影響，確定哪些關(guān)鍵元素在未來(lái)世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有重要的、不可替代的地位，從而做到未雨綢繆、提前規(guī)劃、提前布局。

目前，大多數(shù)公開(kāi)的關(guān)鍵性礦產(chǎn)資源的研究都集中在技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)使用的商品上(NRC, 2008)。經(jīng)濟(jì)受到產(chǎn)業(yè)成功推動(dòng)的國(guó)家，如：美國(guó)，往往會(huì)進(jìn)行關(guān)鍵性研究。隨著越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)行關(guān)鍵性研究，礦產(chǎn)資源關(guān)鍵要素的選擇可能會(huì)反映更廣泛的社會(huì)需求和興趣(Graedeletal., 2015; Gulleyetal., 2018)。

2 世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不同時(shí)期，世界主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)體針對(duì)礦產(chǎn)資源的需求程度及其關(guān)鍵性，分別制定了相應(yīng)的國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。

美國(guó) 1939年美國(guó)制定了《戰(zhàn)略性關(guān)鍵原材料儲(chǔ)備行動(dòng)》，較早實(shí)行了重要礦產(chǎn)的戰(zhàn)略儲(chǔ)備。1946年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《戰(zhàn)略與關(guān)鍵材料儲(chǔ)存法》，標(biāo)志著美國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)備制度和礦產(chǎn)儲(chǔ)備政策的正式形成和實(shí)施。1979年，美國(guó)政府啟動(dòng)了對(duì)礦產(chǎn)重要性的重新評(píng)估項(xiàng)目，出臺(tái)了《戰(zhàn)略與關(guān)鍵礦產(chǎn)儲(chǔ)存修正法-1979》。2008年，美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)發(fā)布《礦產(chǎn)、關(guān)鍵礦產(chǎn)和美國(guó)經(jīng)濟(jì)》報(bào)告。2010年，美國(guó)能源部發(fā)布了《關(guān)鍵原材料戰(zhàn)略研究報(bào)告》。2011年，美國(guó)能源部再次發(fā)布《關(guān)鍵原材料戰(zhàn)略》，但重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)力發(fā)電機(jī)、電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能電池和高效照明這4個(gè)清潔能源技術(shù)領(lǐng)域的材料應(yīng)用。2013年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《2013年國(guó)家戰(zhàn)略與關(guān)鍵礦物生產(chǎn)法》的審議。2013年依托美國(guó)能源部Ames實(shí)驗(yàn)室組建了關(guān)鍵材料研究所，研制關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的可替代品，降低對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的依賴程度，保障關(guān)鍵材料的可靠供應(yīng)。2015年3月20日，美國(guó)國(guó)會(huì)研究服務(wù)部(Congressional Research Service，CRS)發(fā)布報(bào)告《中國(guó)礦業(yè)與美國(guó)戰(zhàn)略和關(guān)鍵礦物的獲?。簢?guó)會(huì)的議題》，探討了中國(guó)在全球礦產(chǎn)和金屬市場(chǎng)中的地位、礦產(chǎn)儲(chǔ)量、供應(yīng)、需求和進(jìn)口的增長(zhǎng)情況，分析了美國(guó)礦產(chǎn)進(jìn)口依存度、美國(guó)礦產(chǎn)進(jìn)口對(duì)中國(guó)的依賴以及對(duì)應(yīng)的政策選擇。2017年12月，美國(guó)特朗普總統(tǒng)簽署一項(xiàng)要求“增加關(guān)鍵礦物原料在美國(guó)本土供應(yīng)的行政令”，目的是打破對(duì)外國(guó)礦產(chǎn)依賴，包括鉑、錳、稀土等23種關(guān)鍵礦物。隨后，美國(guó)內(nèi)務(wù)部宣布包括鈾、鈷和鋰在內(nèi)的35種關(guān)鍵礦產(chǎn)清單。2018年9月，美國(guó)內(nèi)政部向特朗普總統(tǒng)提交了“評(píng)估和加強(qiáng)美國(guó)的制造業(yè)和國(guó)防工業(yè)基礎(chǔ)以及供應(yīng)鏈的彈性”報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為中國(guó)在礦產(chǎn)資源方面對(duì)美國(guó)的戰(zhàn)略安全構(gòu)成的威脅越來(lái)越大。2019年4月美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)表了“美國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源調(diào)查實(shí)施規(guī)劃”。2019年6月4日，美國(guó)商務(wù)部發(fā)布《確保關(guān)鍵礦產(chǎn)安全可靠供應(yīng)的聯(lián)邦戰(zhàn)略》(A Federal Strategy to Ensure a Reliable Supply of Critical Minerals)報(bào)告，報(bào)告提出6項(xiàng)行動(dòng)呼吁、24項(xiàng)目標(biāo)和61項(xiàng)建議，意在減少稀土等關(guān)鍵礦產(chǎn)“對(duì)外依賴”。

歐洲 1975年，歐洲共同體委員會(huì)將鎢、錳、鉻、磷酸鹽、鉑等礦產(chǎn)列為受關(guān)注的原材料。2008年，歐盟委員會(huì)公布了《歐盟原材料倡議滿足對(duì)歐洲增長(zhǎng)與就業(yè)的關(guān)鍵需求》。2010年，歐盟委員會(huì)發(fā)布題為“對(duì)歐盟生死攸關(guān)的原材料”的報(bào)告；報(bào)告14種重要礦產(chǎn)原料列入緊缺名單。2013年，歐委會(huì)工業(yè)和企業(yè)委員啟動(dòng)“原材料歐洲創(chuàng)新伙伴計(jì)劃”，目的是在2020年前將歐洲打造成為全球原材料勘探、開(kāi)采、加工、循環(huán)以及替代利用的領(lǐng)導(dǎo)者。2014年，歐盟委員會(huì)對(duì)關(guān)鍵原材料清單重新修訂為20種關(guān)鍵礦產(chǎn)資源種類；2017年，歐盟委員會(huì)對(duì)關(guān)鍵原材料清單進(jìn)行了第三次修訂，確定了27種關(guān)鍵礦產(chǎn)資源種類。2018年，歐盟委員會(huì)發(fā)布強(qiáng)調(diào)循環(huán)使用關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的報(bào)告。

日本 1983年提出的“稀有礦產(chǎn)戰(zhàn)略儲(chǔ)備制度”一直沿用至今，政府要求必須儲(chǔ)備一定數(shù)量的7種稀有金屬(釩、錳、鈷、鎳、鉬、鎢和鉻)。2006年，日本提出了“新國(guó)家能源戰(zhàn)略”，增加儲(chǔ)備鉑、銦以及稀土等稀有金屬戰(zhàn)略物質(zhì)，并要求確保釩、鉻、錳、鈷、鎳、鉬、白金、銀、銅、鎢、銦以及稀土等31種稀有礦物資源的穩(wěn)定供應(yīng)。2009年，發(fā)布了“確保稀有金屬穩(wěn)定供應(yīng)戰(zhàn)略”，目的是通過(guò)各種方式保障日本的稀土供應(yīng)，降低對(duì)中國(guó)的依賴程度，保護(hù)日本核心利益。2010年，公布了未來(lái)創(chuàng)建新興產(chǎn)業(yè)和新市場(chǎng)的具體計(jì)劃，并作為日本新內(nèi)閣實(shí)施日本新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)戰(zhàn)略的具體措施。

澳大利亞 2018年底與美國(guó)簽署了關(guān)鍵礦產(chǎn)合作協(xié)議。2019年3月發(fā)布了關(guān)鍵礦產(chǎn)報(bào)告，4月發(fā)布了關(guān)鍵礦產(chǎn)戰(zhàn)略，其目的是建成“世界領(lǐng)先的關(guān)鍵礦產(chǎn)勘查、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和加工大國(guó)”。

中國(guó) 2014年，習(xí)近平總書(shū)記在中央國(guó)家安全委員會(huì)第一次會(huì)議中明確提出“資源安全是國(guó)家安全體系的重要組成部分”，首次把資源安全納入國(guó)家安全體系中。2015年，中國(guó)國(guó)務(wù)院正式發(fā)布了《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)，要將中國(guó)建成世界制造強(qiáng)國(guó)。2016年，中國(guó)國(guó)土資源部將鎢、錫、鉬、銻、鈷、鋰、稀土等14種金屬列入戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。但相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)還缺乏對(duì)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的應(yīng)對(duì)方案和戰(zhàn)略規(guī)劃。

總的來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的可靠、安全供應(yīng)已受到世界各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的普遍關(guān)注。雖然各自制定了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施戰(zhàn)略。但它們實(shí)施戰(zhàn)略途徑和目標(biāo)卻有不同(Barteková and Kemp, 2016)，如：歐洲十分注重與資源大國(guó)外交；日本側(cè)重于通過(guò)研發(fā)、回收以及國(guó)外供應(yīng)多元化戰(zhàn)略確保關(guān)鍵礦產(chǎn)資源安全供應(yīng)；美國(guó)則強(qiáng)調(diào)通過(guò)研發(fā)替代品來(lái)降低關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的關(guān)鍵性；澳大利亞比較注重國(guó)內(nèi)供應(yīng)的多元化和資源外交戰(zhàn)略，尤其重視對(duì)研發(fā)創(chuàng)新戰(zhàn)略的使用。美國(guó)和澳大利亞均不提倡大力開(kāi)發(fā)本國(guó)礦產(chǎn)資源；中國(guó)則在采取供應(yīng)多元化戰(zhàn)略的同時(shí)，不斷加強(qiáng)戰(zhàn)略儲(chǔ)備和對(duì)本國(guó)的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源保護(hù)(圖1)。

3 銦的主要用途及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

元素銦(Indium)由德國(guó)學(xué)者Reich和Richter于1863年發(fā)現(xiàn)的。他們?cè)诶霉庾V法測(cè)定一種鋅礦石中鉈的含量過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了銦。他們確認(rèn)光譜中有一條靛青色的明線是屬于這個(gè)新元素的，并以靛青(indigo)為其命名，并于1867年在法國(guó)巴黎世界博覽會(huì)中首次展出(Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)。長(zhǎng)期以來(lái)，銦并未受到人們的重視，一直被視為所謂的“實(shí)驗(yàn)室里的金屬”。銦的工業(yè)生產(chǎn)始于1932年。到20世紀(jì)30年代中期，前蘇聯(lián)開(kāi)始了銦礦的勘查和銦生產(chǎn)工藝的探索工作。1938年前蘇聯(lián)第一次工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)出金屬銦。在人們發(fā)現(xiàn)銦可以做為半導(dǎo)體材料之后，對(duì)銦的興趣才尤為強(qiáng)烈，逐漸成為“科技的寵兒”。

圖1 世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體關(guān)鍵礦產(chǎn)資源安全保障戰(zhàn)略(據(jù)Barteková and Kemp, 2016)Fig.1 Assessment of critical minerals industrial supply chains and strategies across world regions (after Barteková and Kemp, 2016)

銦的應(yīng)用領(lǐng)域涉及的方面很廣。銦由于其較低的熔點(diǎn)和良好的超導(dǎo)性能(在3.4K溫度下)，在當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中越來(lái)越扮演重要的角色。如：由于銅合金中加入少量的銦即可大大增強(qiáng)銅合金在海水中的耐腐蝕性，因此被廣泛地運(yùn)用于船舶制造工業(yè)；由于它在高精尖端技術(shù)材料中的不可替代性，因而在半導(dǎo)體材料、太陽(yáng)能電池和液晶顯示器等制造業(yè)中，逐步顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。此外，作為可熔性合金和焊接材料，它在高速信號(hào)處理機(jī)、ITO(透明電極)以及齒科材料等方面也表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。目前，金屬銦廣泛被應(yīng)用于電子工業(yè)、航空航天、合金制造、太陽(yáng)能電池新材料等高科技領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)、國(guó)防和尖端科技領(lǐng)域不可缺少的支撐材料，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全和科技發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義，被國(guó)際上許多國(guó)家稱之為21世紀(jì)重要的戰(zhàn)略資源。

圖2 近年來(lái)全球主要國(guó)家的銦產(chǎn)量(a)與消費(fèi)量(b)走勢(shì)圖(數(shù)據(jù)來(lái)自USGS(1)USGS. Indium Statistics and Information (from 2000 to 2017). https://www.usgs.gov/centers/nmic/indium-statistics-and-information)

Fig.2 The trends of indium production (a) and consumption (b) in major countries in recent years

作為潔凈能源和光伏電池產(chǎn)業(yè)重要原材料的銦在世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體關(guān)鍵礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)中均占有重要的地位。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)2008年發(fā)布的報(bào)告中，將銦與鉑族元素、稀土元素、錳和鈮列為關(guān)鍵礦產(chǎn)；美國(guó)能源部2010依據(jù)清潔能源的重要性和供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，銦在短期(0～5年)內(nèi)屬于關(guān)鍵礦產(chǎn)，在中期(5～15年)它與鋰、碲被列為接近關(guān)鍵的礦產(chǎn)；美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2018年發(fā)布的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源報(bào)告中也包括銦。從2010年至2017年，在歐盟委員會(huì)發(fā)布的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源名單中銦均被列為關(guān)鍵金屬。日本早在2009年就把鈷、錳、鉻、鎳、鈮、鉬、銠、鈀、銦、釹、鏑、鉭、鎢、鉑列為關(guān)鍵礦產(chǎn)資源；在2018年的報(bào)告中把銦與其他30類礦產(chǎn)列為關(guān)鍵資源。澳大利亞2019年發(fā)布的《澳大利亞關(guān)鍵礦產(chǎn)策略》中，銦也是作為關(guān)鍵金屬之一。由此可見(jiàn)，銦在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要的角色，其關(guān)鍵性愈加明顯。

圖3 近年來(lái)國(guó)際市場(chǎng)銦的價(jià)格變化圖(數(shù)據(jù)引自USGS)Fig.3 The price of indium on the international market in past 20 years

截止2014年，全球銦產(chǎn)量逐漸增加，且主要生產(chǎn)國(guó)是中國(guó)，產(chǎn)量從1996年的200噸增長(zhǎng)到2014年的850噸(圖2a)；全球銦消費(fèi)量亦逐年升高，日本和韓國(guó)是銦消費(fèi)最高的國(guó)家(圖2b)。近20年來(lái)，銦的價(jià)格波動(dòng)較大，在2006年達(dá)到最高(約850美元/千克)，從2014年來(lái)則呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)(圖3)，這與社會(huì)發(fā)展不同時(shí)期對(duì)銦的需求密切相關(guān)。

4 銦的主要礦床類型

圖4 全球主要富銦礦床儲(chǔ)量與品位變化圖(據(jù)Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)Fig.4 Grade vs. tonnage for major reported indium deposits, classified according to deposit type (after Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)

富銦的礦床主要分布在與巖漿活動(dòng)有關(guān)的、具有明顯地溫梯度的活動(dòng)洋殼、大陸邊緣或者造山帶中，這些礦床的形成時(shí)間與造山帶的峰期、或與俯沖作用和碰撞有關(guān)的區(qū)域成礦作用的時(shí)限基本一致(Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)。目前，含銦礦床的分類還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)，已有的銦礦床分類，大多是研究者根據(jù)研究對(duì)象和實(shí)際需要而劃分的。Schwarz-Schampera and Herzig (2002)在對(duì)比世界上富銦礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，把銦礦床分為8種類型：①與脈狀-網(wǎng)脈狀錫礦、鎢礦以及斑巖錫礦有關(guān)的；②與火山巖中的塊狀硫化物(VMS)礦床有關(guān)的；③與噴流沉積(SEDEX)礦床有關(guān)的；④與多金屬脈狀礦床有關(guān)的；⑤與淺成低溫礦床有關(guān)的；⑥與活動(dòng)的巖漿系統(tǒng)有關(guān)的；⑦與斑巖銅礦有關(guān)的；⑧與矽卡巖礦床有關(guān)的。Ishiharaetal. (2006)把銦礦床劃分為兩種類型：一類是與塊狀硫化物礦床有關(guān)的，如Kidd Creek、Broken Hill、Sullivan、Brunswick等；另一類是與浸染狀、脈狀和矽卡巖礦床有關(guān)的，如Mt. Pleasant、Toyoha、Ikuno、Akenobe、Kawayama、Nakatat su和Taishu。Zhangetal. (1998)、張乾等(2003)對(duì)中國(guó)不同類型鉛鋅礦礦石中銦的富集、賦存狀態(tài)進(jìn)行了研究和分析，發(fā)現(xiàn)錫石硫化物礦床和富錫的鉛鋅礦床是比較富銦的；他們根據(jù)產(chǎn)銦鉛鋅礦床的類型，把富銦礦床分為兩種類型：①以海底噴流沉積成礦作用為主的礦床；②與巖漿作用有關(guān)的礦床。Werneretal. (2017)則提出了與花崗巖相關(guān)的銦礦床(花崗巖賦礦型，如澳大利亞Baal Gammon)，以及與沉積(變質(zhì))砂頁(yè)巖型銅礦床有關(guān)的銦礦床(如澳大利亞昆士蘭Waterloo)等分類。統(tǒng)計(jì)表明，矽卡巖型和塊狀硫化物型礦床是銦的主要來(lái)源，分別占全球銦資源量的29.2%和28%，其次為淺成低溫?zé)嵋盒秃统练e型鉛鋅礦床，分別占全球銦資源量19.9%和18.0%(Werneretal., 2017)。盡管VMS和SEDEX礦床中銦的品位較低，但是由于其儲(chǔ)量大，因此，將來(lái)有可能成為銦的主要來(lái)源(圖4)。

世界上代表性的矽卡巖型銦礦床主要有中國(guó)廣西大廠、中國(guó)云南都龍、秘魯Ayawilca、德國(guó)Tellerhauser和Pohla-Globenstein以及加拿大East Kemptville礦床等；淺成低溫?zé)嵋旱V床(包含多金屬脈狀礦床)主要有日本Toyoha、Ashio、Akenobe、Ikuno以及玻利維亞Potosi、Bolivar礦床等；VMS和SEDEX、斑巖型礦床由于其巨大的金屬量往往能夠形成超大型銦礦床，如：加拿大Kidd Creek、Geco/Manitouwadge、Heath Steele以及俄羅斯Gaiskoye、Podolskoye、Sibaiskoye礦床等VMS礦床，以及澳大利亞Broken Hill、玻利維亞Malku Khota、德國(guó)Rammelsberg以及阿爾拜疆Filizchay等SEDEX礦床等。隨著地質(zhì)研究工作的不斷深入，我國(guó)越來(lái)越多的銦資源被發(fā)現(xiàn)，如：西藏班公湖-怒江成礦帶含銦礦床(如：拉屋矽卡巖銅鋅礦床，趙元藝等, 2010)、福建紫金山高硫型金銅礦床(含硫銦銅礦，王少懷等, 2014)、青海賽什塘-日龍溝礦田銅錫銦礦床(Liuetal., 2016)、湖南七寶山銅礦床(Liu, 2017)、湖南香花嶺錫礦床(Liuetal., 2017)、湖南野雞尾錫礦床(Liuetal., 2018)等礦床中相繼發(fā)現(xiàn)了銦的礦物或者銦的礦化。因此，開(kāi)展(含)銦礦床的成因分類研究，不僅可以揭示銦的基本成礦作用，而且有利于發(fā)現(xiàn)新類型的銦礦，擴(kuò)大銦的資源量。

5 銦富集成礦的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題

5.1 關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

5.1.1 巖漿分異與銦的富集

5.1.2 銦的選擇性超常富集

研究表明，銦的來(lái)源主要巖漿熱液系統(tǒng)相關(guān)(李曉峰等, 2007, 2010; Ishiharaetal., 2008, 2011a, b; 徐凈和李曉峰, 2018)，尤其是富錫的巖漿熱液礦床(張乾等, 2003; Zhangetal., 2007; Hu and Zhou, 2012; Huetal., 2017; 楊光樹(shù)等, 2019)。該類型礦床主要是與花崗巖有關(guān)的矽卡巖型與淺成低溫?zé)嵋盒?熱液脈型)。Gionetal. (2018)實(shí)驗(yàn)研究了硅酸鹽熔體中銦在鐵鎂質(zhì)礦物(角閃石、黑云母)與熔體之間的配分系數(shù)與配分特征，提出了銦進(jìn)入黑云母和角閃石中的置換機(jī)制：Mg2++In3++Si4+?Fe2++Ti4++Al3+(黑云母)，2In3++2Al3++(空位)?4R2++Si4+(角閃石)，以及In3++Al3+?R2++Si4+(角閃石)；并進(jìn)一步指出，流體中是否具有足夠的銦富集成礦可能與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿房中鎂鐵質(zhì)礦物結(jié)晶分異的含量有關(guān)。

閃鋅礦作為銦的主要載體礦物，銦含量可高達(dá)24.73%(Baueretal., 2019)。世界上目前95%銦均來(lái)自閃鋅礦的回收(Werneretal., 2017)，許多學(xué)者也對(duì)其元素替換機(jī)制展開(kāi)了大量研究(McIntyreetal., 1984; Cooketal., 2009)。Cooketal. (2009)研究日本Toyoha礦床中閃鋅礦的LA-ICP-MS微量元素時(shí)，認(rèn)為Cu++In3+?2Zn2+是銦進(jìn)入閃鋅礦的主要機(jī)理，并于2012年利用同步輻射X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)(XANES)證實(shí)了該置換機(jī)制(Cooketal., 2012)。Murakami and Ishihara (2013)通過(guò)對(duì)日本、玻利維亞以及中國(guó)的含銦閃鋅礦LA-ICP-MS微量元素分析表明，在Huari Huari和Bolivar礦床中銦的替換機(jī)制也是Cu++In3+?2Zn2+，而在Akenobe和我國(guó)都龍礦床的閃鋅礦中則為Cu+/Ag++In2+?2Zn2+。Belissontetal. (2014)在法國(guó)Saint-Salvy礦床含Ge較高的閃鋅礦中發(fā)現(xiàn)銦進(jìn)入閃鋅礦的機(jī)制為In3++Sn3++(空位)?3Zn2+。Frenzel (2016)提出In3++(Cu, Ag)++Sn2+?3Zn2+以及In3++Sn4++(Cu, Ag)++(空位)?4Zn2+?？梢?jiàn)，Sn對(duì)于閃鋅礦中銦的富集也起到了決定性作用，但是Sn的價(jià)態(tài)卻因不同的環(huán)境顯示較大的差異。Dilletal. (2013)在調(diào)查阿根廷東南部淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu-Zn-Pb-Ag礦化時(shí)提出了閃鋅礦中的“銦窗”效應(yīng)，即當(dāng)閃鋅礦中的鎘含量在0.2%～0.6%之間時(shí)，其特殊的晶格構(gòu)造，有利于銦的富集(高達(dá)29.91%)。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，一個(gè)礦床中并不是所有的閃鋅礦都富集銦。如云南都龍錫鋅礦床中的閃鋅礦可以分為5種類型，第一種和第四種閃鋅礦銦含量在0.01%～0.05%，而第二種和第三種閃鋅礦銦的含量均低于0.01%，而第五種閃鋅礦種銦的含量高達(dá)0.20%～14.75%，這意味在在鋅成礦作用過(guò)程中存在著“銦爆”效應(yīng)，即在成礦的某一階段，存在著銦的爆發(fā)式富集的現(xiàn)象。

其他硫化物，如黃銅礦、黝錫礦、鋅黃錫礦、硫銅錫礦、硫銅錫鋅礦、鐵硫錫銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、藍(lán)輝銅礦等也可以含一定的銦。黃銅礦的銦含量相對(duì)低，但在少量礦床中也出現(xiàn)了高銦黃銅礦，如英國(guó)西南部與花崗巖有關(guān)的銦礦床中黃銅礦銦含量高達(dá)2200×10-6(Andersenetal., 2016)。黝銅礦系列礦物通常可容納大量的銦，如在Neves Corvo礦床中，黝銅礦和砷黝銅礦銦的含量高達(dá)2.8%(Pintoetal., 1997)；在巴西Magabeira錫銦礦化中，黝錫礦和硫銅錫鋅礦的銦含量平均為1.77%(Mouraetal., 2007)。

磁鐵礦和赤鐵礦通常是不含銦的；白鎢礦中的銦含量很低，可忽略不計(jì)(低于0.14×10-6,葉霖等, 2018)；而錫石常常含有一定的銦。Pavlovaetal. (2015)總結(jié)了俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的錫石中的銦含量，發(fā)現(xiàn)錫石-石英脈中的錫石含銦量低于160×10-6，而含錫硫化物脈中的錫石具有較高的銦含量(40×10-6～485×10-6)。Lerougeetal. (2017)研究了歐洲華力西褶皺帶有關(guān)Sn±W礦床中錫石的銦分布特征，發(fā)現(xiàn)研究的13個(gè)礦床中只有3個(gè)礦床的錫石含銦(<1020×10-6)，并提出了錫石中的銦替換機(jī)制：2(Sn4+, Ti4+)?(Fe3+, In3+)+(Nb5+, Ta5+)和Fe2++(Nb, Ta)5+?In3++(Ti, Sn)4+。

總的來(lái)說(shuō)，雖然閃鋅礦主要是銦的載體，銦在閃鋅礦中不僅存在著選擇性爆發(fā)富集的現(xiàn)象，而在其它礦物中形成過(guò)程也會(huì)選擇富集成礦。在成礦過(guò)程中銦選擇富集成礦的機(jī)制尚需進(jìn)一步開(kāi)展研究。

5.2 關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題

對(duì)于銦的測(cè)試最早是利用發(fā)射光譜等測(cè)試方法，來(lái)分析巖石、礦石和礦物中銦的濃度(Shaw, 1952)，但這些方法的測(cè)定結(jié)果是半定量的，精確度較低，因而在不同的文獻(xiàn)中數(shù)據(jù)質(zhì)量差異很大(Linn and Schmitt, 1974)，在后續(xù)的研究中被逐漸淘汰。X射線熒光技術(shù)(XRF)可以產(chǎn)生準(zhǔn)確且可重復(fù)的數(shù)據(jù)，但其僅適用于銦含量較高的礦石樣品(≥50×10-6; Fouquetetal., 1993a, b)。電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)的發(fā)展極大地提高了銦測(cè)定的準(zhǔn)確度，包括低檢測(cè)限(≥50×10-9)和良好的精確度(Hanningtonetal., 1999)。目前，ICP-MS技術(shù)是對(duì)巖、礦石進(jìn)行銦含量測(cè)定的最常用手段。

在礦物的原位分析中，微量的銦可以通過(guò)波長(zhǎng)色散電子探針?lè)治?EMPA)來(lái)檢測(cè)，通常會(huì)增加電流與測(cè)試時(shí)間來(lái)增加信號(hào)收集。然而隨著各種礦物的測(cè)試條件的變化，銦的最小檢測(cè)限和結(jié)果的精度也隨之變化。由于lnLα(λ=3.772?)和SnLη(λ=3.789?)的強(qiáng)烈干擾(Benzaazouaetal., 2003)，因此，當(dāng)測(cè)試礦物中不含錫時(shí)，電子探針?lè)治瞿塬@得較好的結(jié)果，其檢測(cè)限可達(dá)到50×10-6；對(duì)于富含錫的礦物(如錫石、銅-錫硫化物)進(jìn)行銦含量測(cè)試時(shí)會(huì)存在一定的問(wèn)題，如果忽略干擾會(huì)導(dǎo)致銦濃度高(通常需要扣除約0.1%, Benzaazouaetal., 2003)，其檢測(cè)限的降低到100×10-6(Andersonetal., 2016)。對(duì)于測(cè)試標(biāo)樣的種類，目前不同的實(shí)驗(yàn)室有不同的標(biāo)樣，如合成物質(zhì)InP(Baueretal., 2019)、In2Se3(Seifert and Sandmann, 2006)、純金屬銦(Dilletal., 2013)以及自然礦物硫銦銅礦(Lerougeetal., 2017)。

為了獲得10×10-6范圍內(nèi)的較低檢測(cè)限和更精確的銦分布信息，質(zhì)子探針?lè)治?PIXE，質(zhì)子誘導(dǎo)X射線發(fā)射)以及激光燒蝕與ICP-MS的結(jié)合使用(LA-ICP-MS)是當(dāng)前較為適當(dāng)?shù)臏y(cè)試技術(shù)(Hustonetal., 1992; Murao and Furuno, 1990; Serrantietal., 1997; Schwarz-Schampera and Herzig, 2002)。同樣，多種同位素的相互干擾，測(cè)試的結(jié)果需要進(jìn)一步校正。銦有115In(95.71%)和113In(4.29%)兩種同位素。115In具有微弱的放射性，115In放射出電子后，蛻變?yōu)殄a的穩(wěn)定同位素115Sn，半衰期為5×104年。錫有10種同位素，分別是112Sn(0.97%)、114Sn(0.66%)、115Sn(0.34%)、116Sn(14.54%)、117Sn(7.68%)、118Sn(24.22%)、119Sn(8.59%)、120Sn(32.58%)、122Sn(4.63%)和124Sn(5.79)，而鎘有5種同位素：106Cd(1.25%)、108Cd(0.89%)、110Cd(12.49%)、111Cd(12.80%)和112Cd(24.13%)。在銦含量測(cè)定時(shí)通常會(huì)受到115Sn和113Cd元素的干擾，因此通常需要測(cè)試鎘、銦和錫的多個(gè)同位素，并進(jìn)一步通過(guò)計(jì)算得到較為準(zhǔn)確的銦含量(Pavlovaetal., 2015)。

6 實(shí)踐探索

6.1 銦在不同地質(zhì)體中的分布和分配

銦在地殼中的豐度為0.05×10-6(Taylor and McLennan, 1985)。雖然銦屬于中等程度不相容元素，易于在巖漿結(jié)晶的晚期富集，但是，在一些鎂鐵質(zhì)巖石中也存在銦的高度富集，表現(xiàn)出銦地球化學(xué)性質(zhì)的兩面性。如：銦在純橄欖巖中平均含量23×10-9～26×10-9(Hamaguchietal., 1967)，在科馬提巖中平均含量12×10-9～59×10-9(Schwarz-Schampera, 2000)，在玄武巖中平均含量為40×10-9～210×10-9(Voland, 1969)，細(xì)碧巖中含量為15×10-9～50×10-9(Voland, 1969)，輝綠巖平均含量為38×10-9～88×10-9(Greenland and Campbell, l977)等。銦在部分堿性巖石中銦的含量也較高，如：CIS Yakutiya正長(zhǎng)巖中銦的含量為50×10-9～380×10-9?？梢?jiàn)，在巖石成因過(guò)程中銦的分離并不是簡(jiǎn)單地與結(jié)晶分異過(guò)程相關(guān)(Schwarz-Schampera, 2000)，銦在巖漿熱液系統(tǒng)中的地球化學(xué)行為較為復(fù)雜。在銦較為富集的中酸性巖漿巖中，則具有區(qū)域分布的特點(diǎn)，例如德國(guó)Erzgebirge地區(qū)的錫花崗巖中銦含量為13×10-9～340×10-9(平均170×10-9; Voland, 1969)，而德國(guó)其他地區(qū)花崗巖則顯示較低含量(13×10-9～22×10-9; Voland, 1969)。

銦在不同的造巖礦物中含量也有較大差異，如：銦在石英中平均含量為10×10-9(Ivanov, 1963)，長(zhǎng)石中的平均含量為15×10-9(Ivanov, 1963)；白云母中的銦含量可高達(dá)4500×10-9(Shaw, 1952)，黑云母中的含量亦可高達(dá)1800×10-9(Ivanov, 1963)；角閃石中的銦含量相對(duì)較高，可高達(dá)5800×10-9(Shaw, 1952)。因此，白云母、黑云母和角閃石是銦的主要載體礦物。

在我國(guó)云南都龍礦集區(qū)中，老君山花崗巖(白云母花崗巖、黑云母花崗巖和花崗斑巖)的銦含量在0.068×10-6～0.34×10-6；區(qū)內(nèi)大理巖和白云巖的銦含量分別為0.01×10-6～0.03×10-6和0.04×10-6；片巖和片麻巖的銦含量分別為0.01×10-6～0.03×10-6和0.05×10-6；薄竹山花崗巖銦的含量為0.019×10-6～0.084×10-6，花崗巖鎂鐵質(zhì)包體中銦的含量為0.048×10-6～0.178×10-6，明顯高于寄主花崗巖的銦的含量(王大鵬等, 2019)。微區(qū)LA-ICP-MS對(duì)都龍Zn-Sn礦床的硫化物、氧化物與硅酸鹽礦物的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)硫化物中閃鋅礦是主要的含銦礦物(<4752×10-6)，黃銅礦次之(<4572×10-6)；在氧化物中錫石含有一定的銦(<48×10-6)，而磁鐵礦幾乎不含銦(<2.1×10-6)；在硅酸鹽礦物中，早階段鈣鐵榴石含有較高的銦(<648×10-6)(圖5)。這說(shuō)明銦在不同的地質(zhì)體中的分布是不均勻的，在不同的地區(qū)其載體礦物可能也不相同。

6.2 潛在資源

圖5 我國(guó)云南都龍礦床不同礦物中銦的含量Fig.5 The diagram showing In and Sn concentrations in minerals from Dulong Sn-In deposit, Yunan, China

圖6 不同礦床類型中(a)與不同國(guó)家含有(b)確切的和推測(cè)的銦資源量(據(jù)Werner et al., 2017)圖6b中：1-澳大利亞；2-加拿大；3-俄羅斯；4-秘魯；5-墨西哥；6-中國(guó)；7-玻利維亞；8-印度；9-美國(guó)；10-伊朗；11-哈薩克斯坦；12-南非；13-日本；14-智利；15-葡萄牙；16-德國(guó)；17-其它國(guó)家Fig.6 Distribution of reported and inferred indium resources by major deposit type classification (a) and different country (b), indicating contributions from different deposit databases (after Werner et al., 2017)

中國(guó)的銦資源量約占全球銦資源量的18.2%(Werneretal., 2017)。銦礦床類型主要為矽卡巖型錫多金屬礦床，且集中形成于晚白堊世，例如廣西大廠(8775t)、云南都龍(5124t)和個(gè)舊(>4000t)等。在其他地區(qū)也相繼發(fā)現(xiàn)了銦的礦化，如，西秦嶺寒武系金礦床中的銦礦化(劉家軍等, 1998)；而四川岔河錫多金屬礦床中的銦含量高達(dá)186.5×10-6，具有很大的找礦前景(郭春麗等, 2006)。趙元藝等(2010)發(fā)現(xiàn)西藏班公湖-怒江成礦帶上的含銦礦床，在銦含量較高的13個(gè)礦床(點(diǎn))中，5個(gè)礦床(點(diǎn))樣品銦的平均品位達(dá)到伴生工業(yè)品位的要求，且銦礦物種類為羥銦石、自然銦兩種；其中正在開(kāi)采的當(dāng)雄縣拉屋多金屬礦床的銦含量平均為45.44×10-6，最高可達(dá)166×10-6。王少懷等(2014)在研究福建紫金山銅金礦床時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了硫銦銅礦，指示紫金山礦床深部成礦溫度較高，成礦流體中In、Sn、Pb、Zn、Mo、W含量較高，具有斑巖型等中高溫?zé)嵋撼傻V系統(tǒng)的找礦潛力。此外在青海賽什塘-日龍溝礦田銅錫礦床(Liuetal., 2016)，以及湖南七寶山銅礦(Liu, 2017)、湖南香花嶺錫礦(Liuetal., 2017)以及湖南野雞尾錫礦床(Liuetal., 2018)等礦床中皆存在一定量的銦。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)我國(guó)銦新礦床類型的發(fā)現(xiàn)和銦資源的接替具有重要意義。

日本中部Honshu的Green Tuff帶中具有大量的銦異常，然而在Toyoha和Ashio礦區(qū)并沒(méi)有花崗質(zhì)巖石出露，表明次火山環(huán)境對(duì)銦的富集也是至關(guān)重要的。銦可以富集于火山-次火山環(huán)境的磁鐵礦系列花崗巖體中(Ishiharaetal., 2011a, b)。在中國(guó)的華南地區(qū)，廣泛發(fā)育磁鐵礦系列和鈦鐵礦系列兩種不同類型的花崗巖，而兩類花崗巖的過(guò)渡地區(qū)有可能是良好的銦的找礦前景區(qū)。另外，斑巖型鎢礦和鋁土礦中的銦的資源狀況也應(yīng)該引起重視。

目前已知的銦礦床類型有矽卡巖型、塊狀硫化物型、花崗巖相關(guān)的熱液脈型、淺成低溫?zé)嵋盒?、沉積(變質(zhì))砂頁(yè)巖型銅礦床、噴流沉積型鉛鋅礦床等(Schwarz-Schampera and Herzig, 2002; Werneretal., 2017)。主要經(jīng)濟(jì)利用的是矽卡巖型、淺成低溫?zé)嵋盒鸵约皦K狀硫化物型礦床。Werneretal. (2017)報(bào)道了101個(gè)確定的銦礦床，并對(duì)潛在的800個(gè)鉛鋅礦床和611個(gè)銅礦床的銦含量進(jìn)行了估算，其銦儲(chǔ)量大概分別為263kt和11kt，指出鉛鋅礦礦床尤其是噴流沉積型鉛鋅礦礦床是未來(lái)主要的銦資源來(lái)源(圖6a)；澳大利亞、加拿大、俄羅斯將會(huì)是未來(lái)主要的銦產(chǎn)出國(guó)(圖6b)

Choietal. (2018)以銦為例研究了對(duì)清潔能源技術(shù)至關(guān)重要的材料的全球戰(zhàn)略供應(yīng)規(guī)劃，指出全球主要的銦產(chǎn)出國(guó)是中國(guó)、秘魯、巴西、希臘和塔吉克斯坦；模擬分析結(jié)果表明在未來(lái)十年內(nèi)中國(guó)、秘魯和巴西是主要的銦產(chǎn)出國(guó)，且中國(guó)和秘魯?shù)纳a(chǎn)能力大致相當(dāng)，但在今后的30年內(nèi)，巴西將會(huì)取代中國(guó)和秘魯，成為全球最主要的銦產(chǎn)出國(guó)。

6.3 銦成礦基礎(chǔ)理論研究和找礦實(shí)踐

銦在地殼中的含量較低，其元素地球化學(xué)行為決定了其富集成礦需要苛刻的地質(zhì)地球化學(xué)條件。厘清銦選擇性超常富集成礦的關(guān)鍵因素，創(chuàng)新關(guān)鍵資源銦的富集成礦理論，突破銦的找礦勘查技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)銦資源量持續(xù)穩(wěn)定、可靠供給的基礎(chǔ)。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，需要加強(qiáng)以下方面的研究：

6.3.1 銦的富集分布規(guī)律及其特殊的成礦地質(zhì)背景

從全球尺度、區(qū)域尺度、礦集區(qū)尺度、礦床尺度等全方位研究富銦礦床類型、與銦有關(guān)的礦物及其元素組合、銦的賦存狀態(tài)、富銦礦床的成礦時(shí)代、與銦成礦有關(guān)的花崗巖的成巖時(shí)代、巖石類型、地質(zhì)地球化學(xué)特征，揭示全球、成礦區(qū)帶和礦集區(qū)不同尺度富銦礦床成礦的基本地質(zhì)特征；開(kāi)展不同成礦區(qū)帶不同類型礦床之間的對(duì)比研究，揭示富銦礦床的富集分布規(guī)律和特殊的地質(zhì)背景。

6.3.2 銦的選擇性超常富集機(jī)制

銦的富集礦化往往表現(xiàn)出在特定某一成礦階段或多階段富集的現(xiàn)象(Shimizu and Morishita, 2012)，因此，通過(guò)典型富銦礦床的解剖研究，揭示銦在巖漿-熱液演化過(guò)程中的地球化學(xué)行為及其在載體礦床形成過(guò)程中的時(shí)空坐標(biāo)，闡明銦選擇不同載體礦物沉淀的物理化學(xué)條件，揭示銦以獨(dú)立礦物存在的物理化學(xué)條件可能性；研究銦選擇礦物超常富集的關(guān)鍵控制因素及其與其它元素(如，Zn、Cu、Cd、Sn等)共生成因關(guān)系；弄清銦的超常選擇性富集的機(jī)制和成礦環(huán)境，建立銦的成礦模型。

6.3.3 銦資源的探測(cè)技術(shù)

銦的地球化學(xué)性質(zhì)決定了其成礦難，找礦更難。再者，由于銦不能獨(dú)立成礦，其找礦勘查的難度更大。目前世界上還沒(méi)有針對(duì)銦有效的找礦勘查手段。因此，在研究銦的富集分布規(guī)律和揭示銦超常富集機(jī)制的基礎(chǔ)上，開(kāi)展針對(duì)銦有效的找礦勘查的地球物理和地球化學(xué)技術(shù)和方法勢(shì)在必行。如：如何判別不同類型礦床中銦富集成礦的關(guān)鍵指示標(biāo)志或者指示元素？如何對(duì)銦成礦弱信息進(jìn)行提取和識(shí)別？在野外如何快速判別地質(zhì)體是否含銦？能否通過(guò)銦與其它元素的關(guān)聯(lián)性，找出一套行之有效的銦的地球化學(xué)勘查技術(shù)等？

7 結(jié)論

(1)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源是支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定蓬勃發(fā)展重要的金屬原材料，并引起了世界主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)體的高度關(guān)注，它們爭(zhēng)相制定了相應(yīng)的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源發(fā)展戰(zhàn)略。關(guān)鍵礦產(chǎn)資源的評(píng)價(jià)方式由一維逐漸向多維發(fā)展，并且把環(huán)境因素和資源的循環(huán)回收率列為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

(2)銦是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵礦產(chǎn)資源。它一般易于在巖漿結(jié)晶的晚期富集，但在一些鎂鐵質(zhì)巖石或者中酸性侵入體的鎂鐵質(zhì)包體中也發(fā)現(xiàn)了銦的高度富集現(xiàn)象，表現(xiàn)出銦地球化學(xué)性質(zhì)的兩面性。因此，全面評(píng)價(jià)不同地質(zhì)體銦的富集分布規(guī)律，提出未來(lái)銦的找礦方向，是解決銦資源未來(lái)安全穩(wěn)定的主要途徑。

(3)銦的主要載體礦物是硫化物。在不同類型的礦床中，銦的富集對(duì)礦物具有選擇性。銦選擇性超常富集(如銦窗和銦爆效應(yīng))機(jī)制是將來(lái)一段時(shí)間銦成礦作用研究中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，而銦的原位定量分析技術(shù)和勘查技術(shù)的突破是解決這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。