稀土元素作爲新(xīn)材料、新技術革命(mìng)的戰略資源在原(yuán)始地幔和超基性(xìng)岩中含量甚微,不(bu)易富集成具有工(gōng)業意義的稀土礦(kuàng)床。而在地殼及其(qí)發展演化形成的(de)花崗岩類、碳酸岩(yan)類、堿性岩類岩石(shí)中則大量富集,常(cháng)形成具有工業意(yi)義的大-超大型礦(kuàng)床。中國地處歐亞(yà)闆塊、太平洋闆塊(kuai)和南亞(印度)闆塊(kuai)構造作用中間區(qu),沿闆塊邊緣構造(zao)活動帶或闆内裂(liè)谷帶,組成大陸地(dì)殼的物質發生多(duō)期重熔、分異、遷移(yí)、富集,從而形成多(duō)種成因類型的稀(xī)土礦床。
中國是世(shì)界上稀土資源最(zui)豐富的國家,全國(guo)已有22個省(區)先後(hou)發現一批稀土礦(kuàng)床,主要分布在内(nèi)蒙、江西、廣東、廣西(xi)、四川、山東等地。
自(zì)1927年丁道衡教授發(fā)現白雲鄂博鐵礦(kuàng),1934年何作霖教授發(fā)現白雲鄂博鐵礦(kuang)中含有稀土元素(su)礦物以來,中國地(di)質科學工作者不(bú)斷探索和總結中(zhōng)國地質構造演化(hua)、發展的特點,運用(yòng)和創立新的成礦(kuàng)理論,在全國範圍(wéi)内發現并探明了(le)一批重要稀土礦(kuàng)床。20世紀50年代初期(qi)發現并探明超大(da)型白雲鄂博鐵铌(ni)稀土礦床,20世紀60年(nian)代中期發現江西(xi)、廣東等地的風化(huà)淋積型(離子吸附(fu)型)稀土礦床,20世紀(ji)70年代初期發現山(shan)東微山稀土礦床(chuang),20世紀80年代中期發(fā)現四川涼山"牦牛(niú)坪式"大型稀土礦(kuang)床等。這些發現和(he)地質勘探成果爲(wèi)中國稀土工業的(de)發展提供了最可(ke)靠的資源保證,同(tóng)時還總結出中國(guo)稀土資源具有成(cheng)礦條件好、分布面(miàn)廣、礦床成因類型(xing)多、資源潛力大、有(yǒu)價元素含量高、綜(zōng)合利用價值大等(děng)最基本的特點。
中(zhōng)國稀土礦床在地(dì)域分布上具有面(miàn)廣而又相對集中(zhōng)的特點。截止目前(qian)爲止,地質工作者(zhe)已在全國三分之(zhi)二以上的省(區)發(fa)現上千處礦床、礦(kuang)點和礦化産地,除(chu)内蒙古的白雲鄂(e)博、江西贛南、廣東(dōng)粵北、四川涼山爲(wei)稀土資源集中分(fen)布區外,山東、湖南(nán)、廣西、雲南、貴州、福(fu)建、浙江、湖北、河南(nán)、山西、遼甯、陝西、新(xin)疆等省區亦有稀(xi)土礦床發現,但是(shi)資源量要比礦化(hua)集中富集區少得(de)多。全國稀土資源(yuán)總量的98%分布在内(nei)蒙、江西、廣東、四川(chuān)、山東等地區,形成(chéng)北、南、東、西的分布(bù)格局,并具有北輕(qing)南重的分布特點(dian)。
中國稀土資源的(de)時代分布,主要集(jí)中在中晚元古代(dai)以後的地質曆史(shi)時期,太古代時期(qi)很少有稀土元素(sù)富集成礦,這與活(huo)動的中國大陸闆(pǎn)塊演化發展曆史(shi)有關。中晚元古代(dai)時期華北地區北(bei)緣西段形成了巨(ju)型的白雲鄂博鐵(tie)铌稀土礦床;早古(gu)生代(寒武系)形成(cheng)了貴州織金等地(dì)的大型稀土磷塊(kuài)岩礦床;晚古生代(dài)有花崗岩型和堿(jiǎn)性岩型稀土礦床(chuáng)形成;中生代花崗(gǎng)岩型和堿性岩型(xíng)稀土礦床廣布于(yú)中國南方;新生代(dài)(喜山期)有堿性花(hua)崗岩和英堿岩稀(xi)土礦床的形成;第(dì)四紀有中國南方(fāng)風化淋積型稀土(tǔ)礦床的形成。中國(guo)稀土礦床成礦時(shi)代之多、分布時限(xian)之長是世界上其(qi)他國家所沒有的(de)。但我國稀土資源(yuán)最主要的富集期(qī)是中晚元古代和(he)中-新生代,其他時(shi)代的稀土礦床一(yi)般規模較小。
中國(guó)稀土礦床不論其(qi)成因類型爲何,在(zai)構造分區上,同世(shi)界其他地區的稀(xi)土礦床一樣,均分(fen)布于地殼活動區(qu)的褶皺系或過渡(dù)帶,如秦嶺褶皺帶(dài)、華南褶皺帶、三江(jiāng)褶皺帶、華北闆塊(kuài)北緣裂谷系、川滇(dian)裂谷系等。在相對(duì)穩定的華北闆塊(kuai)、揚子闆塊區雖也(yě)有一些稀土礦床(chuáng)的分布,但不是主(zhu)要的。稀土資源這(zhe)種受控大地構造(zao)環境的分布與活(huó)動大陸殼的發展(zhǎn)、演化密切相關。
由(yóu)于中國地質構造(zào)的特殊性和稀土(tǔ)、稀有金屬成礦的(de)複雜性和多樣性(xing),因而形成了多種(zhǒng)成因類型的稀土(tǔ)礦床,衆多學者多(duo)以賦礦圍岩爲主(zhǔ)要判别特征作爲(wèi)成因類型的劃分(fèn)依據。中國地質科(kē)學研究院白鴿、袁(yuan)忠信研究員将中(zhōng)國已知稀土礦床(chuáng)劃分爲三大類、九(jiu)亞類、三十二種類(lei)型,中國科學院地(di)質研究所張培善(shàn)先生則劃分爲十(shi)種主要類型。根據(ju)成礦主要地質特(tè)征、賦礦圍岩性質(zhì)及礦床規模與工(gong)業意義,中國稀土(tu)礦床主要成因類(lei)型可分爲八種,即(ji):海底噴流(溢)沉積(ji)型(或海相火山沉(chén)積稀有金屬碳酸(suān)岩型)(白雲鄂博)、沉(chen)積型(貴州織金、雲(yun)南昆陽)、變質岩型(xíng)(湖北大别山)、花崗(gǎng)岩型(山東微山、内(nei)蒙"801"礦),花崗岩風化(huà)淋積型(江西尋烏(wū)、龍南等)、岩漿碳酸(suān)岩型(湖北廟垭、新(xin)疆瓦吉爾塔格等(děng))、堿性岩型(四川冕(miǎn)甯、遼甯賽馬等)、海(hǎi)濱砂礦(廣東、海南(nan)、台灣)。
在已發現的(de)稀土礦床中,以海(hai)底噴流(溢)沉積型(xíng)、堿性岩型、花崗岩(yan)類風化淋積型稀(xī)土礦床在我國最(zui)具工業意義。在世(shi)界稀土礦床成因(yin)類型中,除含鈾稀(xi)土變質礫岩型、含(han)鈾稀土礫岩、磷稀(xi)土堿性岩和铌稀(xi)土碳酸岩風化殼(ke)在我國少有發現(xian)外,其他類型均有(you)發現。而在我國南(nán)方七省區廣泛分(fèn)布的風化淋積型(xing)稀土礦床,世界級(jí)超大型"白雲鄂博(bó)式"鐵铌稀土礦床(chuang),成礦時代(喜山期(qi))最新的四川冕甯(ning)"牦牛坪式"稀土礦(kuàng)床,僅在我國有所(suǒ)發現,未見世界其(qi)他國家和地區有(yǒu)這類礦床發現的(de)報導。
由于成礦地(dì)質條件有利,中國(guo)稀土資源不僅成(chéng)因類型齊全,而且(qie)資源量十分豐富(fu),爲世界之最。我國(guó)稀土資源的勘查(cha)與開發研究,始于(yú)20世紀50年代初期至(zhì)80年代末發現并探(tan)明了一批重要稀(xi)土礦床。據有關地(dì)質勘探和礦山生(shēng)産部門提供的數(shu)據統計,截止2000年底(dǐ)全國已探明稀土(tǔ)資源量(REO)超過10000萬噸(dun),預測資源遠景量(liang)大于21000萬噸,顯示出(chū)我國稀土資源的(de)巨大潛力。我國西(xī)部地區是輕稀土(tu)資源的最主要分(fen)布區,僅内蒙古的(de)白雲鄂博礦區地(dì)表至地下200m範圍内(nei)已探明稀土資源(yuan)量約10000萬噸,平均含(han)稀土氧化物(REO)3%~5%,預測(ce)全區稀土資源量(liàng)超過13500萬噸;中國南(nan)方的風化淋積型(xing)稀土礦已探明資(zi)源量正式公布的(de)數字爲150萬噸,另有(yǒu)調查資料統計,南(nán)方七省區(江西、廣(guǎng)東、廣西、湖南、雲南(nan)、福建、浙江)已探明(míng)稀土資源量840萬噸(dūn),預測資源遠景爲(wèi)5000萬噸,表明我國南(nán)方中重稀土資源(yuán)潛力巨大。另外,我(wo)國四川涼山州的(de)冕甯和德昌縣境(jing)内已探明稀土資(zī)源量約250萬噸,于冕(mian)甯花崗岩體東西(xi)兩側及其以南地(di)區成礦條件有利(li),是尋找單一氟碳(tàn)铈礦的最佳有望(wàng)區,預測稀土資源(yuan)遠景超過500萬噸。
除(chu)已知主要成礦區(qu)具有很大的資源(yuán)潛力外,我國内蒙(méng)古東部地區與堿(jian)性花崗岩有關的(de)稀有稀土礦床;我(wǒ)國湖北、新疆等地(dì)與碳酸岩有關的(de)铌稀土礦床;我國(guó)雲南、四川等地與(yǔ)貴州織金相同類(lèi)型的含稀土磷塊(kuài)岩礦床等均具有(yǒu)很大的資源潛力(lì)。有利的成礦條件(jiàn),豐富的資源,爲我(wo)國稀土的開發利(lì)用提供了最基本(běn)的物質條件。
稀土(tǔ)礦床由于成礦作(zuo)用的複雜性和多(duo)樣性,常與多種有(yǒu)價元素或礦物共(gong)生,構成綜合利用(yong)價值極大的共生(sheng)礦床,如鐵、铌、稀土(tu)礦床,铌、稀土碳酸(suan)岩礦床,含稀土磷(lín)塊岩礦床,含稀有(yǒu)稀土堿性花崗岩(yan)礦床,含鈾礫岩型(xíng)稀土礦床等,而作(zuo)爲單一稀土礦床(chuáng)的則所見不多。我(wo)國已發現的重要(yao)稀土礦床,常與多(duō)種金屬或非金屬(shu)礦物共生,有益組(zu)分含量高,綜合利(lì)用價值大。内蒙古(gu)白雲鄂博鐵、铌、稀(xi)土礦床,除鐵、铌、稀(xi)土儲量巨大外,且(qiě)富含钛、钍、錳、金、氟(fu)、磷、鉀等,具有極高(gao)的綜合利用價值(zhí)。礦區内儲量巨大(dà)的含稀土白雲岩(yan)(Ca>20%、MgO>12%、RE2O3>3%、Nb2O5>0.05%),經科學試驗,可制(zhi)成煉鋼用稀土鈣(gài)矽鎂(铌)鐵合金,具(jù)有良好的開發應(yīng)用前景。白雲礦區(qu)铌資源十分豐富(fù),已探明儲量218萬噸(dun),資源遠景超過600萬(wan)噸,就資源量而論(lun)爲世界铌礦床之(zhī)最,因此白雲礦區(qu)铌資源的研究與(yǔ)開發利用具有十(shí)分重要的意義。白(bai)雲礦區含K2O>12%的富鉀(jiǎ)闆岩,資源量巨大(dà),已探明儲量2.4億噸(dun),資源遠景超過4億(yi)噸,經試驗研究可(ke)制成氯化鉀、碳酸(suan)鉀、沸石分子篩、白(bai)炭黑産品,其工藝(yì)流程基本達到無(wú)廢水、廢碴、廢氣的(de)"三無"高效工業要(yào)求。另外,白雲礦區(qu)礦石中的氟、磷、钛(tài)、钍等資源量大,具(jù)有潛在的綜合利(lì)用價值。四川涼山(shan)地區稀土礦雖爲(wèi)單一的氟碳铈礦(kuàng)床,除主元素稀土(tǔ)外,還伴生有大量(liàng)的螢石、重晶石等(děng)工業礦物以及Pb、Mo、Bi、Ag等(děng)可綜合利用元素(sù)。中國許多稀土礦(kuàng)床均爲稀土、铌,稀(xi)土、鐵,稀土、磷,稀土(tǔ)、稀有等共生礦床(chuang),且儲量都很大,有(you)用組分含量高,可(ke)在開采主元素的(de)同時回收利用與(yǔ)之伴生的有益元(yuán)素,經濟效益可觀(guan)。
世界稀土資源儲(chu)量巨大,除我國已(yi)探明資源量居世(shì)界之首外,澳大利(lì)亞、俄羅斯、美國、巴(bā)西、加拿大和印度(du)等國稀土資源也(yě)很豐富,近年來在(zài)越南也發現了大(dà)型稀土礦床。另外(wai),南非、馬來西亞、印(yin)度尼西亞、斯裏南(nán)卡、蒙古、朝鮮、阿富(fù)汗、沙特阿拉伯、土(tǔ)耳其、挪威、格陵蘭(lan)、尼日利亞、肯尼亞(yà)、坦桑尼亞、布隆迪(di)、馬達加斯加、莫桑(sāng)比克、埃及等國家(jiā)和地區也發現具(ju)有一定規模的稀(xī)土礦床。世界上主(zhu)要稀土資源國中(zhong)一批大-超大型稀(xī)土礦床的發現與(yu)開發是世界稀土(tu)資源的主要來源(yuan)。中國内蒙古白雲(yún)鄂博鐵、铌、稀土礦(kuàng)床,中國四川冕甯(níng)"牦牛坪式"單一氟(fu)碳铈礦礦床,中國(guo)南方風化淋積型(xíng)稀土礦床;澳大利(li)亞韋爾德山碳酸(suan)岩風化殼稀土礦(kuang)床,澳大亞利東、西(xī)海岸的獨居石砂(shā)礦床;美國芒頓帕(pa)斯碳酸岩氟碳铈(shi)礦礦床;巴西阿臘(là)夏、寨斯拉估什碳(tan)酸岩風化殼稀土(tǔ)礦床;俄羅斯托姆(mu)托爾碳酸岩風化(hua)殼稀土礦床,希賓(bin)磷霞岩稀土礦床(chuáng);越南茂塞碳酸岩(yán)稀土礦床等,其稀(xī)土資源量均在100萬(wan)噸以上,有的達到(dào)上千萬噸,個别超(chāo)過1億噸,構成世界(jie)稀土資源的主體(ti)。據有關資料統計(jì),我國稀土資源從(cóng)20世紀70年代占世界(jie)總量的74%,到80年代下(xia)降到69%,至90年代末下(xia)降到45%左右,這主要(yao)是澳大利亞、俄羅(luo)斯、加拿大、巴西、越(yuè)南等國近20年來在(zài)稀土資源的勘查(cha)與研究方面取得(de)重大進展,先後發(fā)現了一批大-超大(da)型稀土礦床,如澳(ao)大利亞的韋爾德(dé)山、俄羅斯的托姆(mu)托爾、加拿大的聖(shèng)霍諾雷、越南的茂(mào)塞等稀土礦床。但(dan)我國稀土資源仍(reng)占世界首位,且資(zī)源潛力很大,因此(cǐ)有理由認爲今後(hou)相當長的時間内(nei)不會改變中國稀(xi)土資源大國的地(dì)位。
我國不僅稀土(tu)資源豐富,而且還(hai)具有資源質量方(fāng)面的許多優勢,不(bú)同的稀土礦床具(ju)有不同的優勢。
白(bái)雲鄂博鐵、铌、稀土(tu)共生礦床,不僅稀(xi)土儲量居世界之(zhī)最,而且稀土元素(su)含量高,種類多,稀(xi)土礦物中輕稀土(tǔ)占79%,钐、铕比美國芒(máng)頓帕斯稀土礦高(gāo)一倍,尤其是铈、钕(nǚ)等稀土元素含量(liàng)豐富,具有重要工(gong)業價值。從稀土氧(yang)化物的構成明顯(xian)反映出富铈貧钇(yǐ),高富集钐、铕、钕等(děng)特點。其中镧、铈、镨(pǔ)、钕、钐占稀土氧化(hua)物總量的97%,以CeO2爲最(zui)高,達48.7%,Ce∶La∶Nd=50∶30∶15。钐、铕多富集(jí)在易解石礦物中(zhong),其含量爲氟碳铈(shì)礦的1.25倍,爲獨居石(shí)的3~4倍,這是國内外(wài)其他稀土礦床少(shǎo)有的稀土氧化物(wu)組成特征。白雲鄂(e)博稀土随鐵礦大(da)規模采、選,成本低(dī),同品級稀土精礦(kuàng)售價比國外低60%。
另(lìng)外,四川涼山地區(qu)"牦牛坪式"單一氟(fu)碳铈礦礦床,礦物(wu)粒度粗,有害雜質(zhì)含量低,易選冶,可(kě)直接入爐冶煉中(zhong)間合金,工藝簡單(dān)易行,成本低,擁有(you)資源質量優勢。我(wǒ)國山東微山稀土(tǔ)礦,爲一典型的氟(fu)碳铈镧礦床,稀土(tǔ)元素La、Ce、Pr、Nd之和占稀土(tǔ)總量的98%,稀土礦物(wù)粒度粗,有害雜質(zhi)含量低,稀土精礦(kuang)易于深加工分離(lí)成單一稀土元素(sù),亦具有明顯的資(zī)源質量優勢。
我國(guó)南方的江西、廣東(dong)、廣西等七省(區)風(feng)化淋積型中重稀(xi)土資源十分豐富(fù),且品位高,類型齊(qi)全,易于采選。江西(xī)尋烏等地風化淋(lín)積型稀土礦中Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7分(fen)别比美國芒頓帕(pa)斯氟碳铈礦中含(han)量高10倍、5倍、12倍和20倍(bei);世界上钇資源主(zhu)要分布在中國,我(wo)國江西龍南等地(di)的磷钇礦儲量巨(jù)大(16萬噸),是國外钇(yǐ)工業儲量的4倍,是(shi)美國的47倍。因此,我(wo)國南方風化淋積(jī)型中重稀土資源(yuán)不論其資源量還(hái)是元素種類與配(pèi)分形式都是世界(jie)上任何國家無法(fǎ)比拟的。
我國稀土(tu)地質科學研究,在(zai)不斷吸引國外科(ke)技新理論的同時(shí),根據中國大陸地(di)質構造演化發展(zhan)的規律,總結并創(chuang)立具有自己特點(dian)的稀土成礦新理(li)論,建立成礦模式(shì),預測資源遠景,不(bú)斷取得突破性進(jìn)展。白雲鄂博稀土(tu)礦床的發現,從特(te)種高溫熱液成礦(kuang)理論的提出,到海(hǎi)底噴流沉積成礦(kuang)(或海相火山沉積(ji)稀有金屬碳酸岩(yan)成礦)理論的建立(lì),不但推動了稀土(tǔ)資源勘查的重大(da)突破,同時豐富了(le)世界稀土成礦新(xīn)理論。我國南方風(feng)化淋積型(離子吸(xi)附型)稀土礦床的(de)發現不但豐富了(le)世界稀土礦床的(de)類型,也爲世界中(zhōng)重稀土資源的開(kāi)發利用提供了可(ke)靠的資源保證。四(sì)川涼山地區喜山(shān)期"牦牛坪式"單一(yī)氟碳铈礦礦床的(de)發現,是迄今爲止(zhi)世界上發現的最(zui)新時代内生熱液(yè)型稀土礦床,爲世(shi)界稀土資源的研(yán)究與勘查開辟了(le)新的思路。我國稀(xi)土資源地質科學(xue)研究一個重要的(de)方面,是對稀土礦(kuàng)物的系統研究。至(zhi)目前爲止全世界(jiè)已發現稀土礦物(wù)170餘種,可供利用的(de)稀土礦物約有50餘(yu)種,而作爲稀土開(kāi)發利用主要來源(yuán)的稀土礦物僅十(shí)餘種,氟碳铈礦、獨(du)居石、磷钇礦等是(shì)最主要的來源。我(wo)國地質科學工作(zuò)者20世紀80~90年代,在對(duì)稀土礦床、礦物系(xi)統研究工作中,先(xian)後發現了大青山(shan)礦、中華铈锶礦、β褐(he)钇铌礦、钕褐钇铌(ni)礦、興安礦等一批(pī)新礦物,這些發現(xian)不但豐富了世界(jiè)稀土礦物學寶庫(ku),同時揭示了不同(tóng)類型稀土礦床的(de)演化發展曆史與(yu)特點,這對稀土資(zī)源的研究與勘查(chá)無疑是非常重要(yao)的。
綜上所述,中國(guo)不僅是世界稀土(tǔ)資源大國,而且在(zai)稀土資源的質量(liàng)、品種和可利用性(xìng)等許多方面都具(jù)有明顯的優勢,這(zhe)種優勢爲中國稀(xi)土工業的可持續(xù)發展提供了最基(ji)本的資源保證,也(ye)爲中國稀土在國(guó)際市場上立于主(zhǔ)導地位創造了條(tiáo)件,更爲新世紀、新(xīn)材料、新技術革命(ming)奠定了物質基礎(chǔ)。事實證明:我國稀(xī)土資源勘查的不(bú)斷突破與發現和(he)成礦理論的創新(xin)已居世界先進水(shuǐ)平。
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