稀土、稀散金属资源地质特征
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矿床地质我国三稀矿产资源的基本特征与研究现状*王登红,王瑞江,李建康,赵芝,于扬,郑国栋,李晓妹,孙艳,李德先,赵汀(中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037)2011年以来,“三稀资源”、“三稀金属”、“三稀矿产资源”等词汇逐渐进入大众视野。
实际上,“三稀”所指的稀有金属、稀土金属和稀散元素对公众并不陌生,尤其邓小平同志“中东有石油,中国有稀土”的名言,将中国的稀土与中东的石油相提并论,可见稀土在国家领导人心目中的重要地位。
1 我国三稀矿产资源的基本特征(1)稀土不土稀土元素虽然带有“土”字,但其本身是典型的金属元素而不同于“高岭土”、“膨润土”、“硅藻土”和“耐火粘土”等带土字的非金属矿产资源,也不同于铝土矿、铁矾土等带土字的金属矿产或共、伴生金属含量较高的非金属矿产。
之所以带土字,并不是完全因为有的矿石呈土状,而主要是因为稀土(rare earth)元素的英文带土字。
对于离子吸附型稀土矿,其矿石的确常呈土状,但离子吸附型稀土矿本身的命名远远晚于稀土元素的命名。
因此,所谓的稀土不土,实质上包含多层意思,一方面稀土不是土,是金属;另一方面,稀土可以来自于“泥土”,也可以改善土壤的性能,从而提高作物的产量。
赣南的脐橙天下闻名,与其所生长的土地富含稀土密切有关(邵文军等,2007)。
云南曲靖有一种“羊毛土”,实际上是富含稀土的凝灰岩风化形成的产物(李光容,1986)。
(2)稀散不散稀散金属主要包括镓、锗、铟、镉、铊、铼、硒和碲8个元素,通常也称为分散元素。
对于这8个元素的误解可能最多,尤其是“分散不富集”的误解长期以来占主导地位,至少在20世纪90年代以前极少正式评价过独立的矿床。
的确,这些元素在地壳中的平均丰度明显低于稀土、稀有金属和“大金属”,甚至要低几个数量级,但并不是绝对不能富集。
比如,我国境内独立的(独立的不一定是单矿种的,所谓的独立有时也指即使单独开采、回收该矿种也不至于亏本)锗矿除了云南临沧锗矿之外,还有很多含于煤矿中的锗矿也可以单独开采,但没有系统评价。
稀有金属和稀土金属到底有什么区别稀有金属根据各种元素的物理和化学性质,赋存状态,生产工艺以及其他一些特征,一般从技术上分为以下五类:稀有轻金属包括锂、铷、铯、铍。
比重较小,化学活性强。
稀有难熔金属包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。
熔点较高,与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
稀有分散金属简称稀散金属,包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。
大部分赋存于其他元素的矿物中。
稀有稀土金属简称稀土金属,包括钪、钇及镧系元素。
它们的化学性质非常相似,在矿物中相互伴生。
稀有放射性金属包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀,以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。
上述分类是不十分严格的。
有些稀有金属既可以列入这一类,又可列入另一类。
例如铼可列入稀散金属,也可列入稀有难熔金属。
稀有金属:因为地壳中含量较少,或者比较分散,人们又称之为“稀有金属”。
如铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、铀等稀土金属:一、稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称,包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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,共17个元素。
“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称,因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少,而且获得的氧化物难以熔化,也难以溶于水,也很难分离,其外观酷似“土壤”,而称之为稀土。
稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”:“轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。
“重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。
二、稀土资源及储备状况由于稀土元素性质活跃,使它成为亲石元素,地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物,最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。
贵州稀土矿及成矿地质特征贵州稀土矿及成矿地质特征稀土元素是指20种元素的集合,包括镧系、钇系和铈系等,由于其独特的物理、化学性质,稀土元素在现代科技、国防工业、环保等领域中有着广泛而重要的应用价值。
我国是世界上最大的稀土资源大国,其中贵州省拥有丰富的稀土资源。
本文将介绍贵州稀土矿及成矿地质特征。
一、贵州稀土矿产区及分布贵州省境内主要的稀土矿产区有兴义地区、都匀地区和遵义地区三个。
1.兴义地区:分布在安龙县和普安县交界处,其主要矿产有大口岸矿床、柿木坪矿床、红峰矿床等,主要以中重稀土矿为主。
2.都匀地区:分布在贵州南部,其主要矿产有南郎沟矿床、铜仁坡矿床等,主要以轻稀土矿为主。
3.遵义地区:分布在遵义市、桐梓县等地区,其主要矿产有蓝田矿床、旧县矿床、金钟山矿床等,主要以中重稀土矿为主。
二、贵州稀土成矿地质特征1.地质构造特征贵州省位于我国南方大地构造复杂的带状构造带上,该构造带为典型的克拉通和造山带的过渡区域。
该地区走向明显的断裂裂谷、相对稳定的地堑和相对活泼的火山岩出现在同一区域内,形成了克拉通-隆起山-远震带-岛弧带的组合式地质构造。
在这种复杂地质体制中,兴义、都匀和遵义地区稀土矿床都发育在断裂带及其周围的变质岩体和含有硅质屑石英砂岩中。
2.成岩成矿作用特征贵州稀土矿主要分布于中、新元古界的燕山期、修复期、伸展期和新构造运动期的岩石中。
这些岩石含有除稀土以外丰富的铁、铜、铅、锡、锑、钨等金属元素,表明在地球的历史上,这一地质区曾经历过多次的成岩-成矿作用的作用。
在成岩成矿作用中,贵州稀土矿床主要受到了热液和流体的影响,其中热液成矿占据了主导地位。
热液通过地下水的洗涤作用,将岩石中的稀土、铁、钇等元素和上述其他金属元素溶解出来,并在断裂、岩脉中聚集,形成了丰富的稀土矿床。
3.稀土矿床特征贵州稀土矿床的特点是矿体含量高、品位高、成分稳定。
在燕山期变质岩体中,主要发育中等型和中重型稀土矿床。
这些矿床多分布在镁铁质、超镁铁质和超基性岩体中,主要矿物有磷灰石、方解石、铁钠长石、橙闪石、黑云母等。
119中国工程科学 2019年 第21卷 第1期我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用研究Characteristics and Exploitation of Rare Earth, Rare Metal and Rare-Scattered Element Mineralsin China王登红,孙艳,代鸿章,郭唯明,赵芝,赵汀,李建康,王成辉,黄凡,于扬,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)Wang Denghong, Sun Yan, Dai Hongzhang, Guo Weiming, Zhao Zhi, Zhao Ting,Li Jiankang, Wang Chenghui, Huang Fan, Yu Yang, Li Dexian(Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Ministry of Natural Resources of the PRC, Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)摘要:我国“三稀矿产”总体上资源丰富,既是资源大国,也是主要生产国和出口国,但往往因为深加工技术落后、环境代价太大、战略意识不强等原因而始终拿不到市场的话语权。
中国已经进入科技创新引领社会发展的关键时期,“三稀矿产”恰恰具有无限的创新潜力。
本文通过梳理2011年以来全国“三稀矿产”资源调查和找矿过程中积累的资料,概略性地总结了我国稀有、稀土和稀散元素矿产的主要特点,提出了一些开发利用建议,进一步强调“稀土不土,稀有常有,稀散不散”的禀赋特征,提出了开发利用过程中“稀土管得着,稀有找得到,稀散用得好”的基本思路。
关键词:三稀矿产;资源特征;开发利用中图分类号:F426;P618.6;P618.7 文献标识码:AAbstract: China is rich in rear earth, rear metal, and rare-scattered element (RRR) minerals in general, and is a major producer and exporter. However, owing to backward deep-processing technologies, high environmental costs, poor strategic awareness, and other reasons, China still doesn’t have a say in the global RRR mineral market. As China has entered a critical period where technological innovation drives social development, the RRR minerals become vital because of their unlimited potentials for innovation. In this pa-per, based on the data accumulated during the investigation and prospecting of the RRR minerals since 2011, we briefly summarize the main characteristics of the RRR minerals, propose some suggestions for their development and utilization, and further emphasize the basic idea that “rare earth should be regulated, rare metal should be found when needed, and rare-scattered elements should be well used.”Keywords: rare earth, rear metal, and rare-scattered element minerals; resource characteristics; exploitation收稿日期:2019-01-05;修回日期:2019-01-12通讯作者:王登红,中国地质科学院矿产资源研究所,研究员,博士研究生导师,主要从事矿产资源研究工作;E-mail: wangdenghong@资助项目:国家重点研发计划“锂能源金属矿产基地深部探测技术示范”项目(2017YFC0602700)“我国锂能源金属成矿规律、靶区优选与重点查证”课题(2017YFC0602701);中国地质调查局“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程项目“川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价”(DD20160055),“华南重点矿集区稀有稀散和稀土矿产调查”(DD20160056),“中国矿产地质与成矿规律综合集成和服务” (DD20160346)本刊网址:DOI 10.15302/J-SSCAE-2019.01.017我国“三稀矿产”的资源特征及开发利用研究一、稀有金属矿产资源的主要特点与开发利用我国稀有金属除锶矿在世界资源储量中占优势地位外,其余矿种均因赋存状态、矿床类型等原因不具备竞争力。
稀土、稀散金属矿资源特点我国稀土金属资源从开发利用来看,有以下特点:1)储量分布高度集中(主要是轻稀土)。
我国稀土矿产虽然在华北、东北、华东、中南、西南、西北等六大区均有分布,但主要集中在华北区的内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的95%,是我国轻稀土主要生产基地。
2)轻、重稀土储量在地理分布上呈现出“北轻南重”的特点,即轻稀土主要分布在北方地区,重稀土则主要分布在南方地区,尤其是在南岭地区分布可观的离子吸附型中稀土、重稀土矿,易采、易提取,已成为我国重要的中、重稀土生产基地。
此外,在南方地区还有风化壳型和海滨沉积型砂矿,有的富含磷钇矿(重稀土矿物原料);在赣南一些脉钨矿床(如西华山、荡坪等)伴生磷钇矿、硅铍钇矿、钇萤石、氟碳钙钇矿、褐钇铌矿等重稀土矿物,在钨矿选冶过程中可综合回收,综合利用。
3)共伴生稀土矿床多,综合利用价值大。
在已发现的数百处矿产地中,2/3以上为共伴生矿产,颇有综合利用价值。
但多数矿床物质成分复杂,矿石嵌布粒度细,多为难选矿石,如白云鄂博矿床中有70余种元素,170多种矿物,其中稀土、铌钽储量巨大,为世界罕见的大型稀土、稀有金属矿床。
在铁矿石中共生的独居石、氟碳铈矿、氟碳钡铈矿、黄河矿等稀土矿物,虽然矿石结构构造复杂,嵌布粒度细微。
但经过不断选冶试验研究,精矿品位和冶炼提取及回收率已有很大提高,成为我国轻稀土主要原料基地。
4)我国稀土矿产资源储量多、品种全,为发展稀土金属工业提供了优越的资源条件。
现已探明的稀土储量达1亿t以上,而且还有较大的资源潜力。
品种全,17种稀土元素除钷尚未发现天然矿物,其余16种稀土元素均已发现矿物、矿石。
在所勘查和开发的矿床中,通过选冶工艺从矿石矿物中提取出16种稀土金属,现已生产出几百个品种和上千个规格的稀土产品,不仅满足了国内需求,而且已大量出口,成为我国出口创汇的主要矿产品及加工产品之一。
稀散金属资源的一个显著的特点是,分布的省区和赋存的某些矿床较为集中,被形象地称谓稀散元素“不稀散”。
稀土元素地质学意义及评价
稀土元素,指17种常见稀土元素,即铈、锕、钇、钆、钡、镧、铽、镱、铒、铥、镤、钌、钐、铪、锶、钆、钛,这些元素属于稀土金属,它们具有重要的地质学意义和化学性质。
它们由地壳中的矿物多层组成,大部分存在于软岩中,在同样的矿物中,稀土元素的浓度一般比其他元素低,但比较固态的矿物,它们的浓度会比较高,而且也有分布不均匀的现象出现。
稀土元素的地质学意义体现在它们的化学性质上,它们的相互作用是通过共价键进行的,可以使矿物具有不同的物理性质和化学性质。
此外,稀土元素还具有调节地壳中元素各种层次的作用,可以调节深部岩浆的密度,能够影响地质过程,如转换热量、影响岩浆的流动以及影响岩石的结构。
稀土元素的评价以矿物组成、浓度分布以及分析技术为核心,即分析稀土元素的组成,研究不同层次的分布、浓度、形成机制以及多层结构,便于识别各类稀土颗粒,而通过分析多个层级的稀土元素,可以得出更准确的结论,能够更清楚地描述稀土元素在地质学中的地位和意义,并为深入探讨其地质学意义提供借鉴。
稀土元素在地质学中具有重要的意义,它们可以影响地质过程、影响地壳层次的分布以及指导矿物质变化。
相应地,对稀土元素的准确评价也具有重要意义,加深了探讨其地质学意义的研究价值,以期在地质学中发挥其宝贵的作用。
综上所述,稀土元素具有重要的地质学意义,由它们的化学性质
可以调节地壳中元素各层次的含量,它们还可以调节深部岩浆密度、影响岩浆流动,以及影响岩石结构,对稀土元素的组成、浓度分布及各层次的分析有助于更好地评价它们,以进一步深入探讨稀土元素在地质学中的地位和意义,最终发挥它们的宝贵作用。
稀有稀土稀散矿产稀土矿产勘查情况稀有稀土稀散金属(简称三稀)是与新兴产业发展密切相关的战略性矿产资源。
战略性新兴产业是引导未来经济、社会发展的重要力量,发展战略性新兴产业也已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。
近两年,我国稀土矿产勘查资金投入呈增长趋势,截止2020年中国稀土矿产勘查资金投入0.49亿元,同比增长63.3%,较2019年增长0.19亿元。
从稀土矿产勘查钻探工作量来看,2016-2018年中国稀土矿产勘查钻探工作量逐年下降,2019-2020年连续两年呈现增长,2020年中国稀土矿产勘查钻探工作量3万米,较2019年增长50%。
2016年以来,稀有稀散稀土矿产数量呈直线下降趋势,2020年中国稀有稀散稀土矿产数量83个,较2019年减少14个,降幅为14.43%。
从稀有稀散稀土矿产数量省市颁布来看,2020年江西有稀有稀散稀土矿产数量20个;新疆有稀有稀散稀土矿产数量13个;内蒙古、四川各有稀有稀散稀土矿产数量10个;广东有稀有稀散稀土矿产数量8个;青海有稀有稀散稀土矿产数量5个;广西有稀有稀散稀土矿产数量3个;浙江、河南、云南、陕西各有稀有稀散稀土矿产数量2个;河北、辽宁、黑龙江、西藏、甘肃各有稀有稀散稀土矿产数量1个。
2016年新发现稀有稀散稀土矿产地4处,均为中型;2017年新发现矿产地4处,其中:大型3处,中型1处;2018年新发现1处大型矿产地稀有稀散稀土;2019年没有发现稀有稀散稀土矿产地;2020年新发现稀有稀散稀土矿产地5处,其中:大型1处,中型3处,小型1处。
2016年中国完成阶段性勘查的稀有稀散稀土矿产地21处,其中:预查7处,普查4处,详查9处,勘探1处;2017年完成阶段性勘查的稀有稀散稀土矿产地21处,其中:预查3处,普查4处,详查12处,勘探2处;2018年完成阶段性勘查的稀有稀散稀土矿产地15处,其中:普查5处,详查9处,勘探1处;2019年完成阶段性勘查的稀散稀土矿产地10处,其中:普查1处,详查1处,勘探8处;2020年完成阶段性勘查的稀有稀散稀土矿产地19处,其中:普查8处,详查4处,勘探7处)。
040地质勘探DI ZHI KAN TAN三稀矿产资源是稀有金属、稀土金属和稀散元素的总称。
近年来,三稀矿产资源得到了快速发展。
但根据调查显示,我国的稀土资源消耗过于迅速,在稀散金属的利用效率还很低,因此,我们应该对三稀矿产资源的地质特征给予高度的重视。
1 地质特征矿区位于中条山北东段,中条山在华北大地构造位置上地处华北地块南缘,其东衔华北东部地块,西邻鄂尔多斯地块,南邻秦岭造山带,大地构造位置独特。
在前寒武纪构造格架划分方案中,属华北地块中部造山带的范畴,正是这特殊构造位置,中条山地区前寒武纪构造研究对探讨华北地块前寒武纪构造格局和构造演化具有重要的作用。
区内地质构造复杂,岩浆活动强烈,成矿地质条件良好,矿产资源丰富。
1.1 地层区内地层发育较齐全,自新太古界、古元古界、中元古界,至古生界、新生界均有出露。
区内地(岩)层类型复杂,既有中浅变质的沉积岩和火山岩地层,又有未变质的火山岩、沉积岩地层以及第四系松散堆积物。
现将不同时代地层概述如下。
1.1.1 新太古界新太古界地层自下而上为宋家山群和绛县群。
1)宋家山群主要出露于勘查区中部的“同善天窗”内即同善镇北宋家山—绛道沟—杜家沟—大犁沟一带,可将其自下而上划分为绛道沟组(Ar j)和大犁沟组(Ar d),其中22绛道沟组主要出露于芦苇沟以西至槐树庄一带,岩性主要为石英岩、长石石英岩、绢英岩、绢云片岩、白云石大理岩及变基性火山岩;大犁沟组出露于槐树庄—葫芦峪一带,岩性主要为石英岩、长石石英岩、绢英岩、含炭绢片岩、白云石大理岩、变基性火山岩、磁铁石英岩。
2)绛县群主要分布于勘查区西北部绛县南华沟以西—垣曲铜矿峪一带,原岩为一套复理石式内源粉砂、泥质和火山沉积建造。
自下而上划分为横岭关亚群和铜矿峪亚群。
横岭关亚群出露铜凹组的一、四段。
其中一段1(Ar t)主要岩性为含炭十字石榴绢云片岩、上部为含炭绢24云片岩,四段(Ar t)主要岩性为绢(白)云石英片岩,时2夹石榴绢(白)云片岩。
我国三稀矿产资源的基本特征与研究现状中国是世界上资源禀赋最丰富的国家之一,其自然资源占世界总量的四分之一,拥有丰富的矿产资源。
其中,属于三种稀缺矿产资源的数量更是引人注目。
据统计,我国三稀矿产资源约占全国矿产资源的一半以上。
因此,分析三稀矿产的基本特征及其新的发展趋势,对于更好地利用我国资源禀赋具有重要的意义。
我国三稀矿产资源包括放射性矿产、稀有金属和稀土矿产。
放射性矿产资源包括铀矿、钍矿、钚矿、铁锆矿和锶矿等,具有毒性、危险性和可持续性的特点,且有多种应用用途。
稀有金属矿产资源包括钛、铍、铌、钼、锂等,它们具有重量轻、延展性强、耐高温等特点,主要用于电子、航空航天等行业。
稀土矿产资源主要包括镧系、铈系、钆系、钪系、镨系等,主要用于制造部件、高分子材料、玻璃等行业,具有重要的现代社会应用价值。
随着政府和企业对矿产资源的日益重视,我国三稀矿产资源的研究和开发也进入了快速发展的历史阶段。
政府颁布和实施的《我国矿业开发矿产政策(2013-2020年)》和《关于进一步促进重要矿产开发的安排》,明确推动矿产开发的目标和政策措施,为三稀矿产资源开发提供了上佳的机遇和环境。
同时,有关领域的重要科研机构也加强了对三稀矿产资源的研究。
以国家矿产资源研究中心的研究为例,该中心研究团队开展了地质勘查、试采和建设等专项以及放射性矿产资源的技术研究。
其他科研机构也加大了稀有金属资源的开发和利用以及稀土矿产资源的深入研究等力度,为我国三稀矿产资源的开发和利用开辟了更加广阔的发展空间。
当前,随着新技术的出现,我国三稀矿产资源采矿、开发和利用也进一步得到改善。
例如,结合稀缺传感器技术和生态环境保护技术,可以更好地识别、定位和采集稀缺矿产资源,有效防止环境污染和资源浪费。
此外,随着新材料的普及,对于稀有金属的需求也在不断增加,它们的应用前景也在不断扩展。
此外,稀土矿产资源也表现出色,其在军事、航天、石油化工等领域的应用受到更多关注。
稀散金属稀土稀散金属稀土是指存在于地壳中含量较低的金属元素,具有独特的物理和化学性质。
它们在现代工业中发挥着重要的作用,广泛应用于电子、能源、材料和环境等领域。
本文将从稀散金属稀土的定义、特性、应用和市场前景等方面进行介绍,以帮助读者更好地了解和认识这一重要的矿产资源。
一、稀散金属稀土的定义稀散金属稀土是指地壳中含量较低的金属元素,其含量通常低于普通金属元素。
这些金属元素包括稀土元素(如镧系元素、钇系元素等)、稀散金属(如锂、铌、钽等)以及贵金属(如铑、铼、铱等)等。
它们在地壳中分布较为分散,开采和提取过程相对复杂,因此被称为稀散金属稀土。
二、稀散金属稀土的特性1. 独特的物理性质:稀散金属稀土具有较高的熔点、硬度和密度,同时还表现出优异的磁性、导电性和光学性能等特点。
2. 丰富的化学性质:稀散金属稀土化合物常常具有较高的化学稳定性和活性,可以与其他元素形成多种化合物,广泛应用于催化剂、储能材料等领域。
3. 稀缺资源:由于其地壳分布相对较少,稀散金属稀土成为了一种稀缺资源,全球储量有限,且分布不均衡。
三、稀散金属稀土的应用1. 电子领域:稀散金属稀土在电子领域中具有重要应用,如稀土磁体用于制造电机、发电机和磁存储器,稀散金属用于制造半导体材料和电子元件等。
2. 能源领域:稀散金属稀土在能源领域中有广泛应用,如锂用于电池制造、钇用于核能产业、铌用于超导材料等。
3. 材料领域:稀散金属稀土在材料领域中发挥着重要作用,如稀土氧化物用于制备陶瓷材料、稀散金属用于合金制备等。
4. 环境领域:稀散金属稀土在环境领域中应用广泛,如催化剂用于净化废气、稀土吸附剂用于处理废水等。
四、稀散金属稀土的市场前景随着现代科技的发展和新能源产业的兴起,对稀散金属稀土的需求不断增加。
然而,由于其开采和提取难度较大,目前全球供应相对紧缺,价格较高。
因此,稀散金属稀土市场前景广阔,投资潜力巨大。
各国纷纷加大对稀散金属稀土的开发和应用研究,以提高资源利用效率,满足不断增长的市场需求。
中国“稀土金属”“稀有金属”“稀散金属”等三稀资源调查报告2016月12月05日发布分类:行业要闻点击量:2640“三稀”是稀土金属(17种)、稀有金属(9种)和稀散金属(8种)的总称,广泛应用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、电气、农业、医药、轻纺等传统领域,更是发展新能源、新材料、节能环保、航空航天、电子信息等新兴产业的核心资源。
未来国际资源竞争,将从大宗支柱矿产转向“三稀”矿产,“三稀”是支撑我国占领科技和经济制高点的关键资源。
一、中国是世界最大的稀土资源国、生产国、消费国和出口国,以36%的稀土资源满足了世界85%的需求(一)中国是世界第一大稀土资源国,重稀土占比不到1%,分布上具有“北轻南重”的特点截止2009年底,我国稀土查明资源储量8396万吨,其中基础储量1859万吨,约占世界总量的36%。
稀土资源以轻稀土为主,重稀土资源占比不到1%。
我国稀土资源分布集中,具有“北轻南重”的特点,轻稀土矿主要分布在内蒙古包头等北方地区和四川凉山地区,重稀土矿主要分布在江西赣州、福建龙岩等南方地区。
经全国矿产资源潜力评价,预测资源潜力3.6亿吨,主要分布在内蒙古、广东、江西和四川。
(二)中国是世界第一稀土生产国、消费国和出口国,资源过度开发、矿区生态环境影响较大2015年我国稀土矿产品产量10.5万吨,占世界的85%,生产的稀土永磁材料、发光材料、储氢材料、抛光材料等均占世界的70%以上;消费量6.5万吨,占世界的65.0%;出口量3.5万吨,占世界的90%。
当前,中国以36%的稀土资源承担了85%的世界市场供应。
经过半个多世纪超强度开采,基础储量不断下降,主要矿区资源加速衰减。
采富弃贫、采易弃难、资源浪费等问题突出。
如北方包头稀土矿采选利用率仅10%,利用率极低;南方离子吸附型稀土长期规模开采破坏矿区地表植被,造成一定的水土流失和土壤污染、酸化,甚至形成部分山体滑坡、河道堵塞、突发性环境污染事件。
二、稀有金属中锂、铍、铌、钽、锶、铷等资源较丰富但禀赋不佳,锆、铪、铯资源匮乏我国稀有金属中锂、铍、铌、钽、锶、铷资源较丰富,查明资源储量均位居世界前列,锆、铪、铯资源短缺,国内需求主要依靠进口。
我国三稀矿产资源的基本特征与研究现状矿床地质我国三稀矿产资源的基本特征与研究现状*王登红,王瑞江,李建康,赵芝,于扬,郑国栋,李晓妹,孙艳,李德先,赵汀(中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037)2011年以来,“三稀资源”、“三稀金属”、“三稀矿产资源”等词汇逐渐进入大众视野。
实际上,“三稀”所指的稀有金属、稀土金属和稀散元素对公众并不陌生,尤其邓小平同志“中东有石油,中国有稀土”的名言,将中国的稀土与中东的石油相提并论,可见稀土在国家领导人心目中的重要地位。
1 我国三稀矿产资源的基本特征(1)稀土不土稀土元素虽然带有“土”字,但其本身是典型的金属元素而不同于“高岭土”、“膨润土”、“硅藻土”和“耐火粘土”等带土字的非金属矿产资源,也不同于铝土矿、铁矾土等带土字的金属矿产或共、伴生金属含量较高的非金属矿产。
之所以带土字,并不是完全因为有的矿石呈土状,而主要是因为稀土(rare earth)元素的英文带土字。
对于离子吸附型稀土矿,其矿石的确常呈土状,但离子吸附型稀土矿本身的命名远远晚于稀土元素的命名。
因此,所谓的稀土不土,实质上包含多层意思,一方面稀土不是土,是金属;另一方面,稀土可以来自于“泥土”,也可以改善土壤的性能,从而提高作物的产量。
赣南的脐橙天下闻名,与其所生长的土地富含稀土密切有关(邵文军等,2007)。
云南曲靖有一种“羊毛土”,实际上是富含稀土的凝灰岩风化形成的产物(李光容,1986)。
(2)稀散不散稀散金属主要包括镓、锗、铟、镉、铊、铼、硒和碲8个元素,通常也称为分散元素。
对于这8个元素的误解可能最多,尤其是“分散不富集”的误解长期以来占主导地位,至少在20世纪90年代以前极少正式评价过独立的矿床。
的确,这些元素在地壳中的平均丰度明显低于稀土、稀有金属和“大金属”,甚至要低几个数量级,但并不是绝对不能富集。
比如,我国境内独立的(独立的不一定是单矿种的,所谓的独立有时也指即使单独开采、回收该矿种也不至于亏本)锗矿除了云南临沧锗矿之外,还有很多含于煤矿中的锗矿也可以单独开采,但没有系统评价。
相山铀矿稀土元素地球化学特征
1定义
相山铀矿稀土元素,是一类具有金属特性的元素,包括稀有地球元素紫外线类、微量金属类和铀类等。
因为含量少且分布稀疏,因此也称为稀土元素。
2地球化学特征
相山铀矿稀土元素在地球上具有显著的地球化学特征。
它们在宇宙中和地球上的分布很不平衡,地壳中稀土元素含量比宇宙中要高很多。
稀土元素的原常大致可以分为三大类:1)少量的地壳中的常量;2)受到活动构造的地质流体以及溶岩流运移的核心稀土元素;3)由沉积形成的稠密、重晶石和疏松晶石中的核心稀土元素。
相山铀矿稀土元素具有明显的深层分布特征,在较深层低温地层中含量更高,而在深部复杂的地质岩石中含量更低。
稀土元素在不同的岩石中的比值有规律,岩石组成和富集对稀土元素比值也有一定影响。
稀土元素具有一定的时代特征,它们在以后的一定时期内在某一区域具有一定的变化特征。
3综合分析
相山铀矿稀土元素地球化学特征表明,它们之所以呈聚集态和稀疏态分布是由于外力(特别是物质能量交换)、物化热力作用(组成
岩浆的主要元素)以及构造作用的影响。
另外,良好的地质考察搭配适当的处理方法,有助于更好的识别相山铀矿的稀土元素的垂向成分及在流体活动中的运移转换,从而有利于隐蔽矿体的勘探和发现。
第三节 稀有金属、稀土金属和稀散元素矿产有矿点46个(多种元素的同一产地统计为1个)。
【稀有金属和稀土金属矿产】已发现的稀有金属矿产有铌、钽、铍、锆,以及习惯划入此类的碱土金属锶;稀土金属矿物有含轻稀土铈、镧的独居石、褐帘石,含重稀土钇的磷钇矿和硅铍钇矿。
共有产地15处,均为矿点。
分布于凤阳、金寨、潜山、枞阳、宿松、歙县、绩溪等。
因规模小、品位低,未进一步工作,也未开采。
铌:矿点4个。
包括岩浆岩型和伟晶岩型两类。
岩浆岩型有2个矿点,一个与花岗岩有关,即青阳进天门铌矿,含铌花岗岩赋存于九华山花岗岩体内,矿化面积0.05—0.37平方公里,含铌矿物为铌铁矿,含量很少,含五氧化二铌0.0169—0.0205%,最高0.0288%;另一个与碱性岩有关,即金寨隔山铌矿,碱性岩脉长540—610米,厚0.77—2.14米,含五氧化二铌0.005—0.10%。
伟晶岩型较好的为绩溪里平坑铌矿,含矿花岗伟晶岩脉长20—150米,含五氧化二铌0.0027—0.0206%。
钽、铍:钽矿点1处(和铍共生),铍矿点3个。
包括伟晶岩型和热液型。
伟晶岩型较好的为绩溪丈尺山钽铍矿,含矿伟晶岩产于杨溪花岗岩体的残留顶盖休宁组砂岩内,岩脉类型为微斜长石-钠长石型和钠长石型,共有47条,长3—40米,厚0.3—0.7米。
稀有金属矿物有铌钽铁矿、细晶石、绿柱石等。
含五氧化二钽0.008—0.022%、氧化铍0.01—0.08%。
热液型只有歙县金石口铍矿1处,位于金石花岗岩和小岫花岗闪长岩的接触带,含绿柱石石英脉长1—5米,宽0.5—2米,成群分布,组成长470米宽270米・・29的矿化带,矿脉中目估含绿柱石1—10%。
锆:全为砂矿,共有矿点4个,探明储量6262吨,保有储量6256吨。
为潜山一带金红石砂矿的共生矿,含锆石0.52—0.81公斤/立方米,虽品位不高,但开采金红石选矿时可回收。
锶:只有枞阳大凹里锶矿点1个。
矿化产于石英正长岩与砂页岩及白云质大理岩的接触带。
稀土知识介绍简介:稀土资源的性质、特点、赋存状态、分解方法,与稀土金属的生产与制备一、概述稀土一词,是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名稀土。
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。
这些稀土元素的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。
过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。
二、稀土元素的性质与应用大多数稀土金属呈现顺磁性。
钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。
铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性,镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。
钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。
稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。
除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
稀土表面积研究是非常重要的,稀土的表面积检测数据只有采用BET 方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。
目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)----气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
一、矿床时空分布及成矿规律我国稀土矿床大多数与稀有元素共生在一起的,矿床形成于从元古宙至中生代的漫长地质历史时期中,在兴安—内蒙古、东秦岭、黑吉辽胶、华南、康滇等成矿区带均有不同程度的分布。
稀土矿床时空分布基本概况是:前寒武纪是稀土矿床的一个重要成矿期。
如位于内蒙古成矿区的白云鄂博铁-铌、稀土矿床是一个多期叠加成矿的世界罕见特殊超大型稀土矿床。
据袁忠信等近年来对白云鄂博矿床成矿时代的研究表明,稀土的成矿主要发生在中元古代,约在1400~1600Ma之间(矿床地质,1991.№.1),矿石是通过沉积方式形成的。
在加里东期,伴随着碱性碳酸岩岩浆,以及可能某些碱性辉长岩岩浆的侵入,导致稀土第二次成矿。
在海西期,伴随着矿区南部花岗岩岩浆的侵入,使原沉积的矿石再次受到改造,有新的晚期阶段的稀土矿物形成。
加里东期形成的稀有、稀土矿床,主要是分布在北方几条北西西向的岩带,如秦岭区、昆仑-祁连山区。
矿床类型以伟晶岩型为主,成矿规模较小。
此外,在南方桂粤的寒武系—奥陶系中普遍含有磷和稀土元素,在混合岩化过程中,使稀土元素富集而形成混合岩型稀土矿床。
海西期,在兴安岭-内蒙古区、阿尔泰区、天山-北山区、昆仑-祁连山区、东秦岭区、华南区、康滇区及黑吉辽胶区都有海西期岩带存在,形成许多规模不等的稀有、稀土矿床。
印支期,目前仅在川西发现大型锂辉石伟晶岩矿床和新疆阿尔泰地区柯鲁木特锂辉石-钠长石伟晶岩矿床。
但尚未发现规模较大的稀土矿床。
燕山期是我国稀有、稀土矿床的主要成矿期,特别是华南成矿区的许多花岗岩型、气成热液和热液型、伟晶岩型、碱性岩及碱性花岗岩型、火山热液型等稀有、稀土矿床,绝大多数是在燕山期成矿的。
此外,四川冕宁牦牛坪稀土矿床经研究属喜马拉雅期成岩成矿的(袁忠信等,1995)。
不同成因类型的稀土矿床的铈族稀土和钇族稀土矿物组合的变化具有一定的规律性。
与碱性-超基性岩浆有关的岩浆矿床中,主要形成铈族稀土矿物组合;与酸性岩浆有关的矿床中,主要形成钇族稀土矿物组合。
稀散金属稀土稀散金属稀土是指地壳中含量较少的金属元素,包括稀土元素和某些其他金属元素,它们在自然界中的分布相对较少。
这些金属元素具有重要的经济和技术价值,被广泛应用于各个领域,如电子、汽车、石油化工、能源等。
本文将介绍稀散金属稀土的特点、应用以及相关的环保问题,并提出相应的解决方案。
稀散金属稀土具有一系列独特的特性使其在现代社会中发挥着重要的作用。
首先,稀土元素具有磁、光、电等特性,因此被广泛应用于电子、通讯等领域。
例如,镧、铕、铽等稀土元素在电视和显示器中充当荧光粉,使画面色彩鲜艳而逼真。
此外,钕铁硼磁体中的稀土元素具有极高的磁性能,因此被广泛应用于电机、发电机等领域。
其次,稀散金属稀土还具有良好的催化性能。
镧系稀土元素可用于汽车尾气净化催化剂中,从而有效控制尾气中有害气体的排放。
此外,一些稀散金属如铌、铼等还具有很高的耐高温性能,因此被广泛用于航空、航天等领域。
稀散金属稀土在现代工业中的广泛应用给人们带来了便利,但也带来了一系列的环保问题。
首先,稀土开采与提取过程产生了大量废水和废渣,其中含有重金属等有毒物质,对环境造成了污染。
其次,稀土元素在使用过程中通常是以氧化形式存在,因此在稀土元素的提取、加工和应用过程中,需要大量的氧化剂和还原剂,这些化学物质的排放对环境造成了污染和破坏。
此外,稀土资源的过度开采也导致了土地的破坏和生物多样性的丧失。
为了解决这些环保问题,我们需要采取一系列的措施。
首先,应加强对稀散金属稀土开采和提取过程的监管,要求企业合规运营,减少废水、废渣的排放,并对废物进行合理处理。
其次,应加强研究和发展,推动稀土的回收和再利用技术的发展,减少对稀土的依赖性。
此外,还应加强对稀土勘探与开发过程中的环境影响的评估与监测,并制定相应的环境保护措施。
总之,稀散金属稀土在现代社会中发挥着重要的作用,但也带来了一系列的环境问题。
我们应该在保证资源持续供应的同时,积极采取措施解决环境问题,实现稀土资源的可持续利用和环境的可持续发展。
1、稀有金属根据各种元素的物理和化学性质,赋存状态,生产工艺以及其它一些特征,一般从技术上分为以下五类:1、稀有轻金属:包括锂、铷、铯、铍。
比重较小,化学活性强。
2、稀有难熔金属:包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。
熔点较高,与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。
3、稀有分散金属:简称稀散金属,包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。
大部分赋存于其它元素的矿物中。
4、稀有稀土金属:简称稀土金属,包括钪、钇及镧系元素。
它们的化学性质非常相似,在矿物中相互伴生。
5、稀有放射性金属:包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀,以及人工制造的锝、钷、锕系其它元素和104 放射性金属至107号元素。
2、TFe:是指总铁或全铁的意思,即Total Fe铁矿基本分析项目主要做全铁(TFe)分析,在铁矿地质勘探中,全铁量(TFe)是评价铁矿石质量的主要技术指标,而磁性铁(MFe) 占全铁(TFe)百分率是评价铁矿床工业价值。
3、Zr:锆的元素符号。
4、钽铌材料及其性能钽1. 钽金属(tantalum):钽是稀有高熔点金属。
熔点2996℃,密度16.68g/cm3,晶格类型:体心立方。
导热系数(25℃)54W/M·K。
线膨胀系数(0~100℃)6.5×10-6。
钽主要用做制作钽电解电容器,钽合金如Ta—2.5W、Ta—10W、Ta—40Nb 等,比任何别的材料更能经受高温和矿物酸的腐蚀,可作为飞机、导弹、火箭的耐热高强度材料以及控制、调节装置的零部件等。
钽在高温真空炉中,可作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。
钽制舟皿可用于真空蒸度装置,钽与人体组织还具有优良的生物兼容性和稳定性,对人体组织不起反应,可作为接骨板螺丝、缝合针等外科手术材料。
2. 钽的化合物(tantalum compound)---应该不是重点3. 钽酸锂晶体(lithium tantalate crystal):钽酸锂(LiTaO3,简称LT)是一种典型的人工提拉法生长的晶体,属三方晶系,3m 点群,它具有良好的压电、铁电、光电、热释电效应,应用领域广泛,涉及工业、民用、军事等各方面。
小秦岭金矿田稀土元素地球化学特征小秦岭金矿田位于中国陕西省西部的秦岭山脉中段,属于八甲地区。
该地区自上世纪80年代以来一直是研究、勘探和开发金多金属矿床的热点领域。
自开发以来,小秦岭金矿田已经发现了许多金矿矿床,其中很多含有稀土元素和其他有价值的金属。
本文将探讨小秦岭金矿田的地球化学特征和它的稀土元素。
小秦岭金矿田的地质背景小秦岭金矿田位于秦岭北段的掆头组,其岩性主要为变质岩、沉积岩和火山岩。
其中,变质岩包括片岩、石英云母片岩、绿岩片岩和变质角岩等;沉积岩包括灰岩、砂岩和泥岩;火山岩主要为玄武岩和安山岩。
这些岩石均为古老的构造形成时期的产物。
该地区的构造发育复杂,有多种类型的变形和褶皱形成。
多条区域性断裂和岩脉系统贯穿于整个矿田,形成了有利的成矿条件。
同时,还有大量的洋岛玄武岩活动,经历了多个年代的构造变形和岩浆活动。
这些地质背景为小秦岭金矿田的成矿提供了机会。
小秦岭金矿田的矿化类型小秦岭金矿田以金、银、铜、铅、锌、钼等为主要金属矿化成分,矿化类型有多种。
其中以石英脉状金矿床最为发育,占地面积较大,具有良好的勘探前景。
同时,还有脉状、层状、接触带型、斑块状等类型的金矿床。
小秦岭金矿田的稀土元素特征近年来,小秦岭金矿田发现了多个含稀土元素的矿床。
这些矿床中的稀土元素含量一般较高,显示出一定的经济价值。
具体来看,小秦岭金矿田中的稀土元素具有如下的特征:1. 地球化学研究表明,小秦岭金矿田中的稀土元素主要以轻稀土元素为主,包括镨、钕、钷、钐等元素。
其中,镨的含量最高,达到了375ppm。
2. 小秦岭金矿田中的稀土元素分布具有不均匀性。
在不同金矿床中稀土元素的含量和分布都不一样。
有些矿床稀土元素含量较高,而有些矿床则较低。
3. 稀土元素和金、铜、银等金属元素之间存在一定的关联性。
在小秦岭金矿田中,稀土元素的含量与具体金属的含量之间存在着一定的相关性。
4. 小秦岭金矿田中的稀土元素也与矿石的物理化学性质有关。
一、矿床时空分布及成矿规律我国稀土矿床大多数与稀有元素共生在一起的,矿床形成于从元古宙至中生代的漫长地质历史时期中,在兴安—内蒙古、东秦岭、黑吉辽胶、华南、康滇等成矿区带均有不同程度的分布。
稀土矿床时空分布基本概况是:前寒武纪是稀土矿床的一个重要成矿期。
如位于内蒙古成矿区的白云鄂博铁-铌、稀土矿床是一个多期叠加成矿的世界罕见特殊超大型稀土矿床。
据袁忠信等近年来对白云鄂博矿床成矿时代的研究表明,稀土的成矿主要发生在中元古代,约在1400~1600Ma之间(矿床地质,1991.№.1),矿石是通过沉积方式形成的。
在加里东期,伴随着碱性碳酸岩岩浆,以及可能某些碱性辉长岩岩浆的侵入,导致稀土第二次成矿。
在海西期,伴随着矿区南部花岗岩岩浆的侵入,使原沉积的矿石再次受到改造,有新的晚期阶段的稀土矿物形成。
加里东期形成的稀有、稀土矿床,主要是分布在北方几条北西西向的岩带,如秦岭区、昆仑-祁连山区。
矿床类型以伟晶岩型为主,成矿规模较小。
此外,在南方桂粤的寒武系—奥陶系中普遍含有磷和稀土元素,在混合岩化过程中,使稀土元素富集而形成混合岩型稀土矿床。
海西期,在兴安岭-内蒙古区、阿尔泰区、天山-北山区、昆仑-祁连山区、东秦岭区、华南区、康滇区及黑吉辽胶区都有海西期岩带存在,形成许多规模不等的稀有、稀土矿床。
印支期,目前仅在川西发现大型锂辉石伟晶岩矿床和新疆阿尔泰地区柯鲁木特锂辉石-钠长石伟晶岩矿床。
但尚未发现规模较大的稀土矿床。
燕山期是我国稀有、稀土矿床的主要成矿期,特别是华南成矿区的许多花岗岩型、气成热液和热液型、伟晶岩型、碱性岩及碱性花岗岩型、火山热液型等稀有、稀土矿床,绝大多数是在燕山期成矿的。
此外,四川冕宁牦牛坪稀土矿床经研究属喜马拉雅期成岩成矿的(袁忠信等,1995)。
不同成因类型的稀土矿床的铈族稀土和钇族稀土矿物组合的变化具有一定的规律性。
与碱性-超基性岩浆有关的岩浆矿床中,主要形成铈族稀土矿物组合;与酸性岩浆有关的矿床中,主要形成钇族稀土矿物组合。
伟晶岩矿床中,碱性伟晶岩矿床主要形成铈族稀土矿物组合;花岗伟晶岩则主要形成钇族稀土矿物组合。
热液矿床中主要形成铈族稀土氟碳酸盐矿物组合。
二、矿床类型我国稀土矿床类型的划分,因稀土元素常与稀有元素共生在一起,故矿床分类都以稀有、稀土矿床表示。
如《中国矿床》(中册)推出的稀有、稀土矿床分类方案。
现将以稀土为主并具有工业意义的矿床类型,简介如下:1.白云鄂博型铁-铌、稀土矿床这是一种特殊类型迄今独一无二的超大型稀土矿床,以其规模巨大,储量丰富,铈族稀土品位高而著称于世,具有巨大的经济价值,是我国稀土矿物原料最大的生产基地。
对其成因类型划分至今众说纷纭,诸如特种高温热液说、沉积变质-热液交代说、岩浆碳酸岩说、火山碳酸岩沉积说、层控说、热卤水沉积说以及复合成因说等。
该类型矿床地质特征将在典型矿区中加以简要介绍。
2.花岗岩型铌、稀土矿床该类型是与花岗岩类岩石有关的岩浆矿床,主要分布在赣南、粤北及湘南、桂东一带,如姑婆山含褐钇铌矿花岗岩。
碱性花岗岩型稀土矿床主要分布在川西和内蒙古的东部地区,如内蒙古巴尔哲碱性花岗岩铌、稀土矿床。
花岗岩型稀土矿床的特点是,储量大、品位稳定,颇有远景。
但品位较低,矿物粒度较细,目前尚未大规模开采利用。
然而在其上发育的风化壳矿床和形成的冲积砂矿、海滨砂矿,易采易选,具有重要工业意义,五六十年代已开采这些砂矿中的独居石、磷钇矿、铌钽铁矿、锆石英等稀土、稀有元素矿物原料。
3.花岗伟晶岩型稀土矿床我国花岗伟晶岩主要富含锂、铍、钽等稀有元素,富含稀土元素并不多见,仅在江西发现有稀土-铌钽-锂伟晶岩型矿床。
这类矿床的特点是稀土品位较高,矿物粒度较大,易采易选,但规模有限,适于地方开采。
4.含稀土氟碳酸盐热液脉状型矿床该类型是独立的轻稀土矿床,经济价值巨大,为国外稀土矿的主要类型之一,如美国著名的芒廷帕斯特大型氟碳铈矿即属此类。
我国目前已勘查出四川冕宁牦牛坪稀土矿床(大型)和山东微山湖郗山稀土矿床(中型)。
这类矿床的形成常与碱性侵入岩有关,规模较大,稀土品位富,主要矿石矿物为氟碳铈矿,富含镧、铈、镨、钕等元素,矿石嵌布粒度大,属易选矿石类型。
这两个矿床已开发利用,经济、社会效益十分可观。
5.含铌、稀土正长岩-碳酸岩型矿床这种类型矿床也是稀土矿床主要类型之一。
具有规模大,共伴生组分多的特点,颇有综合利用价值。
主要矿石矿物以铈族稀土为主。
有独居石、氟碳铈矿、氟碳铈钙矿等,铌矿物有烧绿石、铌铁矿、铌铁金红石等。
在秦岭东段南坡,鄂陕交界处已勘查的湖北竹山庙垭大型铌稀土矿床,探明轻稀土氧化物121.5万t,五氧化二铌92.95万t,尚待开发利用。
6.化学沉积型含稀土磷块岩矿床在化学沉积型矿床中,目前在国内尚未发现独立的稀土矿床。
稀土元素只是作为伴生组分富集在某些磷矿床、铝土矿床和铁矿床中,具有综合回收利用价值。
其中在磷块岩中的稀土元素主要呈类质同象形式赋存于胶磷矿或微晶磷灰石中,稀土含量与主元素磷的含量有密切的相关关系,最高含量可达0.3%,且钇族稀土往往有较高的比例。
70年代初,勘探的贵州织金县新华磷矿床,探明的稀土氧化物储量已达大型矿床规模,其中氧化钇的储量占总储量的1/3。
目前,磷矿已开采,稀土矿待综合回收利用。
7.沉积变质型铌、稀土、磷矿床该类型是近年来发现的一种变质矿床,分布甘肃北部和内蒙古西部。
矿床产于前寒武系大理岩中。
矿石矿物主要有铌铁矿、铌易解石、铌铁金红石、独居石、磷灰石等。
矿床规模较大,以铌为主,稀土和磷可综合回收利用,具有潜在的工业意义。
8.混合岩型稀土矿床这种稀土矿床是含独居石、磷钇矿的混合岩或混合岩化花岗岩。
70年代以来在广东、辽宁、内蒙古陆续发现矿化区和矿床。
如广东的五和含稀土混合岩矿床,辽宁的翁泉沟混合岩化交代型硼铁稀土矿床,内蒙古乌拉山—集宁一带的花岗片麻岩或混合岩中稀土元素含量很高,有可能找到混合岩型稀土矿床。
这种矿床的矿石矿物主要是独居石、磷钇矿、褐帘石和锆石等,辽宁的混合岩中还有铈硼硅石等。
混合岩型稀土矿床,一般规模较大,特别是在南方由混合岩型稀土矿床形成的风化壳矿床和海滨砂矿具有重要开采价值。
9.风化壳稀土矿床这类矿床广泛分布于南岭和福建一带的花岗岩型、混合岩型稀土矿床和个别含稀土火山岩发育的地区,多呈面型分布。
根据稀土元素的赋存状态,风化壳矿床分为单矿物型和离子吸附型两类。
单矿物型风化壳矿床的稀土元素主要以稀土矿物形式出现,其工业矿物种类,视其原岩而定。
有的以褐钇铌矿为主,如湖南和广西富贺钟三县的风化壳花岗岩;有的则以磷钇矿和独居石为主。
其含矿母岩为含矿花岗岩和混合岩。
这类矿床采选简易,已成为稀土特别是重稀土的主要矿物原料来源。
离子吸附型风化壳稀土矿床,是一种新类型稀土矿床。
稀土元素呈离子状态吸附于粘土矿物表面,提取工艺简便,加之规模之大,开采容易,已成为我国重稀土、中稀土提取的主要来源。
这类矿床在我国南方有较广泛的分布,开发这类矿床经济、社会效益十分显著。
10.独居石、磷钇矿冲积砂矿和海滨砂矿在华东、中南、滇西南等地区第四系冲积层中遍布独居石和磷钇矿砂矿。
其原岩为含矿花岗岩和混合岩,砂矿富集程度、品位随地貌单元趋新而渐富。
矿床规模较小,但易采易选,适于边采边探,易于发挥经济效益。
海滨砂矿比冲积砂矿规模大,也易采易选,经济价值巨大。
主要分布在广东、海南、台湾省等沿海一带。
矿体赋于第四纪滨海相细粒石英砂中,主要矿物为钛铁矿、金红石、锆石、独居石和磷钇矿等,均可综合开发、综合回收利用。
三、典型矿区(一)内蒙古白云鄂博铁、铌、稀土矿白云鄂博矿区位于内蒙古包头市白云鄂博区内,南距固阳县城90km,矿区范围东西长16km,南北宽3km,面积约为48km2,由主矿、东矿、西矿、东介勒格勒和都拉哈拉等5个矿段组成。
探明的储量规模:稀土、铌为世界罕见的超大型、铁矿也达到大型以上规模,并伴生多种有益组分,综合利用价值巨大。
白云鄂博矿床从发现到勘查、开发已有70余年历史。
铁矿由丁道衡先生1927年7月首次发现,稀土矿由何作霖先生在丁道衡采回来的标本中,于1935年首次发现两种稀土矿物,命名为白云矿(氟碳铈矿)和鄂博矿(独居石)。
但这样重要的发现,在当时没有重视。
直到新中国成立后才对白云鄂博矿区进行了空前大规模的地质勘查、矿业开发和科研工作。
40余年来许多部门和单位先后在这里做过地质勘查工作。
截至1992年底,累计探明铁矿石储量14.59亿t,探明的稀土储量(RE2O3)占全国总储量的90%以上,铌储量(Nb2O5)占全国总储量的70%(按1996年底保有储量统计),并分别计算了钍、钛、钾、萤石、石英砂等矿产储量,规模也很可观。
白云鄂博矿区地处内蒙古地轴北缘向内蒙古古生代地槽的过渡地带。
矿床位于宽沟大断裂与乌兰宝力格深大断裂交汇处的白云鄂博区。
矿区主要分布有中元古代的下白云鄂博群地层,主要为浅色石英岩、板岩、灰岩和白云岩组成的一套准复理石沉积建造(图3.22.1)。
矿区由近东西走向的宽沟背斜和白云鄂博向斜组成。
矿区的侵入岩以海西期花岗岩类为主,分布于矿床南北,其次是辉长岩类、闪长岩类等。
白云岩是矿区主要含矿层,对稀土和铌而言白云岩即是矿体。
主矿段、东矿段和西矿段,不仅是铁矿体,而且均伴生有工业价值的稀土和铌等稀有金属矿产;东介勒格勒和都拉哈拉主要是铌-稀土矿段。
各矿段的主要矿体规模:(1)主矿段位于白云鄂博向斜的北翼。
矿体赋存于白云岩(H8)与板岩(H9)之间。
矿体产状与围岩一致。
矿体上盘围岩为黑色板岩蚀变而成为黑云母岩,下盘为萤石化、钠闪石化白云岩。
铁矿体长1250m,最宽415m,控制斜深970m。
稀土储量占全矿区总量的32.1%,铌储量占全矿区总量的21%。
(2)东矿段位于主矿段之东,二者相近。
矿体产状与围岩一致。
矿体上盘围岩为白云岩和板岩,下盘为白云岩。
铁矿体长1200m,最宽350m,呈帚状,西窄东宽,最大延深800m。
稀土储量占全矿区总量的21.5%,铌储量占全矿区总量的10.8%。
主、东矿段平均品位:主矿段,TFe 35.97%、RE2O3 6.19%、Nb2O5 0.141%;东矿段TFe 33.85%、RE2O3 5.71%、Nb2O5 0.126%。
在上盘蚀变板岩、白云岩和下盘蚀变白云岩中还有铌、稀土矿体产出,含Nb2O5 0.051%~0.153%。
RE2O3 0.8%~8.18%。
主、东矿段的主要稀土、稀有元素工业矿物为独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、黄河矿、铌铁矿、易解石、烧绿石等。
此外,在主、东矿段境界外的底盘稀土品位RE2O3 3.55%,其储量占全矿区总量的16%。
(3)西矿段位于主矿以西,由16个大小不等的铁矿体组成,分布在白云鄂博向斜的两翼,向斜核部为(H9)板岩,两翼为(H8)白云岩,有的铁矿体本身呈向斜构造。