談鍺礦成礦規(guī)律與開發(fā)利用現(xiàn)狀

張 強

（贛西地質調查大隊礦產院，江西 南昌 330052）

鍺礦作為隨著經濟發(fā)展與科技技術手段不斷提升而發(fā)現(xiàn)并利用的礦物質，工作人員對其生成規(guī)律與開發(fā)方式仍然存在認知不足、掌握不清等原因，因此為更好地對鍺礦進行穩(wěn)定的開發(fā)與利用，相關工作人員可以先從探索鍺礦的自身物理、化學性質與成礦規(guī)律出發(fā)，充分掌握其整體性質與狀態(tài)，進而探索研究相應的開發(fā)利用方式，為后續(xù)的工作奠定穩(wěn)定的基礎。

1 鍺礦成礦規(guī)律與開發(fā)利用相關概述

鍺即指一種化學元素，其在化學領域的元素符號為Ge，自身的原子序數(shù)為32，原子量為72.64。鍺位于化學元素周期表中的第4周期，隸屬第IVA族。鍺這作為一種具有光澤性、質量較硬的灰色準金屬，其整體的化學性質與錫與硅類似。而由鍺組成的鍺礦更是具備不溶于水、鹽酸物質、稀苛性堿溶液的性質，但是由于其具有兩性性質，其容易溶于過氧化堿、堿金屬硝酸鹽、碳酸鹽、王水、濃硝酸、硫酸、堿等物質中。在一般環(huán)境中鍺礦的性質較為穩(wěn)定，不會與空氣、水蒸氣等發(fā)生反應。鍺礦作為高純度的半導體材料，能夠在提純后被廣泛應用于各類晶體管、整流器、裝置零件、熒光板、高折射率玻璃等。由于鍺礦的不同物理與化學性質，其在具體的成礦中擁有自身獨有的特點與規(guī)律，因此為更好的加強對鍺礦的開發(fā)與利用，相關工作人員需要在掌握鍺礦成礦規(guī)律的基礎上制定適合自身的開發(fā)利用模式。

2 影響探索鍺礦成礦規(guī)律與開發(fā)利用的因素

雖然鍺礦一直存在于自然界，但是由于對礦物質探索不足以及技術水平限制，大眾對鍺礦的研究、開發(fā)、利用等均是伴隨著現(xiàn)代第二產業(yè)的發(fā)展開始的。因此當下在鍺礦研究與開發(fā)領域工作的工作人員對鍺礦的認知仍然存在不足。影響工作人員充分認知的因素眾多，首先便是工作人員自身的知識儲備不夠充足，對鍺礦的性質掌握不清楚，缺少對鍺礦成礦規(guī)律的專業(yè)探索。其次便是在對鍺礦成礦規(guī)律掌握不清的基礎上對鍺礦的開發(fā)措施與開發(fā)環(huán)境與其自身的物理性質、化學性質不相適應，開發(fā)利用措施與實際工作不相符合。此外在當下對鍺礦的成礦規(guī)律研究與開發(fā)利用過程中缺少專業(yè)且科學的監(jiān)督體系同樣會影響工作人員的工作質量與狀態(tài)。

3 掌握鍺礦成礦規(guī)律并提升開發(fā)利用質量的措施

（1）充分總結已有鍺礦研究成果，加強對鍺礦及其性質的探索。雖然鍺與錫、鉛等在元素周期表中屬于同于IVA族，但是由于發(fā)展狀態(tài)與認知的局限性，大眾的生產與生活中利用到鍺礦的幾率十分有限，因此相關工作人員對鍺礦的探索與研究仍然有待完善。因此為進一步加強對鍺礦物理、化學性質的認識，加強對鍺礦成礦規(guī)律的把握，相關工作人員需要引入新型實用型人才，加強對鍺礦及其性質的探索。

例如，當下工作人員可以先對以往鍺礦的探究成果進行總結，通過查閱資料與學習可以得知，鍺礦雖然是地殼中分布廣泛的礦物質，但是真正含有鍺礦的巖層卻較為稀少，屬稀散元素。（鍺礦如圖）

圖 1 鍺礦物理圖

圖2 獨立鍺礦床、銅鉛鋅-鍺礦床的分界斷裂構造圖

同時由于鍺礦中大致含有五種同位素，其分別為70、72、73、74、76，其會在溫度達到700℃以上時與氧氣發(fā)生作用生成GeO2，在溫度達到1000℃以上時與氫發(fā)生作用。在總結已有鍺礦的知識后工作人員便可以更加清晰地尋找到自己對鍺礦研究的著手點中。通過對鍺礦物理、化學性質的總結，在參考已有礦物生成存在的規(guī)律，工作人員可以大致總結出鍺礦的生成規(guī)律。鍺作為稀散元素，其生成礦物時主要會呈現(xiàn)伴隨狀態(tài)與獨立狀態(tài)，在獨立鍺礦生成狀態(tài)中主要可以分為銅鉛鋅-鍺礦床、砷銅-鍺礦床，而伴隨鍺礦床大致可以劃分為含鍺的銅鉛鋅銀硫化物礦床、含鍺的沉積型鐵或鋁土礦床、含鍺的有機巖（如石油、黑色頁巖、煤炭等物質）礦床。在掌握鍺礦常常存在的礦床后便可以進行有針對性地尋找鍺礦，為后續(xù)的開發(fā)與利用創(chuàng)造良好的工作方向。

（2）遵從鍺礦的物理化學性質，打造科學開發(fā)環(huán)境與步驟。鍺礦憑借其特殊的物理、化學性質被防范應用于理探測、光纖通訊、紅外光學、半導體、航空航天測控、化學催化劑、生物醫(yī)學、核物太陽能電池等領域，同時鍺礦還可以作為催化劑被應用于電子工業(yè)與光學工業(yè)中。因此為充分滿足當下市場對鍺礦的需求，工作人員需要在掌握鍺礦的成礦規(guī)律后遵從鍺礦的物理化學性質，打造科學開發(fā)環(huán)境與步驟。

例如，工作人員首先可以對鍺礦的成礦規(guī)律進行研究，明確其礦層的礦物組成、附屬礦物圍巖、典型礦床等內容。以獨立鍺礦床銅鉛鋅-鍺礦床為例，工作人員可以通過實地考察與研究明確其內部含有的礦物質，如硫銀、白鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等，同時通過地質觀測還可以確定銅鉛鋅-鍺礦床的附屬圍巖為泥質頁巖、凝灰?guī)r、斑巖、流紋巖等。

在充分掌握銅鉛鋅-鍺礦床的構成與地質構造后工作人員便可以制定專業(yè)且科學的開發(fā)計劃。由于銅鉛鋅-鍺礦床中鍺礦時與黃銅礦等共同存在的，因此為更加準確地尋找到鍺礦，工作人員可以確定屬于泥質頁巖、凝灰?guī)r、斑巖、流紋巖的巖層，在此類巖層中探索銀、白鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等物質，一般具備這兩個要素的巖層便會含有鍺礦。由于鍺礦的性質較為穩(wěn)定，其在實際開發(fā)中只需注意不與強酸、強堿相接觸即可。同時由于鍺礦屬于低毒礦物質，其中含有金屬鍺和氧化鍺會導致人類肺部炎性損害，四氯化鍺和四氟化鍺會對呼吸道黏膜產生刺激作用。因此在實際開采過程中需要做好充分的防護措施來確保工作人員的人身安全。

（3）充分總結鍺礦開發(fā)障礙，建設科學嚴謹監(jiān)督體系。雖然鍺礦在一般狀態(tài)下無法與空氣、水分等發(fā)生反應，但是在實際開發(fā)過程中為充分確保鍺礦的恒定與工作人員的環(huán)境，需要在實際開發(fā)場地、運輸場地、存儲場地創(chuàng)造專業(yè)嚴謹?shù)沫h(huán)境，因此工作人員需要充分總結鍺礦開發(fā)障礙，建設科學嚴謹監(jiān)督體系。

例如，工作人員可以先總結鍺礦的性質與容易發(fā)生反應的條件。經過總結與調查，鍺礦與酸性物質、堿性物質均會產生反應，當溫度升高到600℃以上時同樣會發(fā)生一系列化學反應，但是鍺礦不會與碳發(fā)生反應。而在鍺礦的開發(fā)與利用過程中開挖行為會產生熱量、在運輸中容易出現(xiàn)污染狀況、在利用時容易出現(xiàn)溫度控制不當?shù)葐栴}，因此在此基礎上工作人員可以建立起專業(yè)且科學的監(jiān)督體系。在鍺礦開發(fā)階段時可以加強對不同的開采設備產生的溫度進行檢測與控制，防止因為溫度過高而出現(xiàn)鍺礦與氧氣、氫氣發(fā)生反應。在運輸階段，工作人員需要確保運輸環(huán)境的低溫狀態(tài)，不與酸、堿類物品共同運輸，時刻確保運輸?shù)臐崈襞c穩(wěn)定。而在實際利用過程中工作人員便需要對存儲環(huán)境進行監(jiān)督，確保其涼爽、干燥、清潔、通風、無化學藥品腐蝕等，在科學嚴謹?shù)谋O(jiān)督體系運行下為后續(xù)的鍺礦運用奠定穩(wěn)定的基礎。

4 總結

為充分總結鍺礦的成礦規(guī)律，加強工作人員對鍺礦的開發(fā)利用水平，相關工作人員可以通過采取充分總結已有鍺礦研究成果，加強對鍺礦及其性質的探索；遵從鍺礦的物理化學性質，打造科學開發(fā)環(huán)境與步驟；充分總結鍺礦開發(fā)障礙，建設科學嚴謹監(jiān)督體系等措施實現(xiàn)對鍺礦的充分利用，進而為后續(xù)的生產與加工奠定穩(wěn)定的基礎。