在地殼中主要以礦物形式存在,其賦存狀態(tài)主要有三種:作為礦物的基本組成元素,稀土以離子化合物形式賦存于礦物晶格中,構(gòu)成礦物的必不可少的成分。這類礦物通常稱為稀土礦物,如獨(dú)居石、氟碳鈰礦等。作為礦物的雜質(zhì)元素,以類質(zhì)同象置換的形式,分散于造巖礦物和稀有金屬礦物中,這類礦物可稱為含有稀土元素的礦物。
如磷灰石、螢石等,呈離子狀態(tài)被吸附于某些礦物的表面或顆粒間。這類礦物主要是各種粘土礦物、云母類礦物。這類狀態(tài)的稀土元素很容易提取。全世界共探明稀土儲量5000萬噸,其中中國約占30%,其余主要產(chǎn)于美,俄,印度,南非等國。2100433B
你要明確你是要做期貨,還是現(xiàn)貨,這是兩個不同的平臺期貨相對風(fēng)險較大,行情走勢快,資金相對較高,需要豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗現(xiàn)貨平臺相對穩(wěn)定,風(fēng)險較低,適合新人及大眾參與。支持國家,這個口號不太正,能在盤中穩(wěn)定贏...
1980年全世界稀土產(chǎn)品的生產(chǎn)量約為 34000噸(以氧化物計),主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、熒光和電子材料等工業(yè)。世界歷年消費(fèi)分配比(不包括中國)。稀土金屬及其合金在煉鋼中起脫氧脫硫作用,能使...
常溫下稀土元素屬于順磁物質(zhì)(表現(xiàn)為磁力極小),低溫下,大多數(shù)稀土元素具有鐵磁性,尤其是中、重稀土的低溫鐵磁性更大,比如Gd,Tb,Dy,Ho,Er。 稀土元素的磁性來源于其未充滿的4f電子層,一般...
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稀土由于其稀缺性和在戰(zhàn)略上的重要位置,越來越受到人們的廣泛關(guān)注。一個優(yōu)化的稀土金屬冶煉廠設(shè)計不僅需要對建設(shè)方案、生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化比選,還需要工廠設(shè)計中各環(huán)節(jié)、各專業(yè)的整體配合,才能達(dá)到節(jié)能減排、技術(shù)創(chuàng)新、確保資源合理利用的優(yōu)化目標(biāo)。
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2011年10月10日,四川江銅稀土公司年產(chǎn)2000噸稀土金屬生產(chǎn)線竣工投產(chǎn)。該稀土項目采用國內(nèi)成熟、先進(jìn)、可靠的\"鐠釹金屬的研制技術(shù)\"、\"氟化物體系電解生產(chǎn)鑭鈰鐠釹合金新工藝\"等技術(shù)工藝,電解設(shè)備采用10kA(千安培)節(jié)能型氟化物體系稀土熔鹽電解槽,產(chǎn)品單位能耗較原10kA電解槽低15%左右,電解槽壽命較原10kA電解槽延長50%。經(jīng)過6個月的
【作者按】本文與前兩篇、是一組文章,形成稀有、稀土金屬礦床的系列文章,供地質(zhì)工作者參考。
一、稀有金屬礦床主要類型
01
巖漿礦床分類
根據(jù)中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實(shí)驗室《礦床地球化學(xué)》,巖漿礦床分為正巖漿礦床與巖漿熱液礦床(或稱巖漿熱液過渡型礦床)。
表1 巖漿礦床主要成因類型
02
稀有金屬礦床主要類型
內(nèi)生稀有金屬礦床均為正巖漿礦床與巖漿熱液礦床。根據(jù)《稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T 0203-2002)》,分為內(nèi)生與外生礦床。
表2 稀有金屬礦床主要成因類型
(來源:稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范DZ/T 0203-2002,并補(bǔ)充)
二、礦床蝕變垂直分帶
礦床中交代蝕變現(xiàn)象普遍而強(qiáng)烈,多為面型交代蝕變,蝕變分帶明顯,在發(fā)育完整的情況下,自下而上依次為:鉀化帶→鈉化帶→云英巖化帶→似偉晶巖帶→石英殼(圖1),即下鉀上硅、內(nèi)鉀外硅。
在鉀化帶的中、下部,明顯地表現(xiàn)出成礦元素貧化或活化轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象;在鉀化帶最上部,或向鈉化帶的過渡帶中,有Zr、Hf、Nb、Ta及稀土元素的某些集中,但不具工業(yè)意義。鈉化帶是鈮、鉭的富集成礦帶,特別是其上部強(qiáng)鈉化帶和鈉化帶向云英巖帶的過渡帶,鈮,特別是鉭具有最明顯的富集,此帶中有時有鋰云母發(fā)育。云英巖帶一般鈮、鉭含量不高(個別情況下較高),一般不具工業(yè)意義。似偉晶巖帶和石英殼雖有成礦元素的某些集中,但大多數(shù)情況下不具有工業(yè)意義。
圖1 礦床蝕變分帶規(guī)律
(來源《礦床地球化學(xué)》,中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實(shí)驗室)
三、稀有、稀土金屬礦床地球化學(xué)
(一)鈉長石化花崗巖型稀有金屬礦床
01
概述
這類礦床常位于酸性花崗巖上部的蝕變花崗巖體內(nèi),礦石呈浸染狀分布。主要的礦石礦物有鉭鐵礦、鈮鐵礦、鈮-鉭鐵礦、細(xì)晶石和鋰云母等。伴生金屬礦物有鋯石、磷釔礦、釷石、獨(dú)居石、氟碳鈣釔礦、褐釔鈮礦和黑稀金礦等。礦床中的有用元素除Nb、Tb、W、Sn、Be外,常有Li、Rb、Cs、Zr、Hf、(Th)、(U)及稀土元素等。
鈉長巖-云英巖型礦床也是與花崗巖有密切空間和成因關(guān)系。這類礦床產(chǎn)在花崗巖體的頂部或大巖體附近的小巖株中,常發(fā)育較多含量的微斜長石、鈉長石、鈉閃石、白云母、鐵鋰云母、石英、電氣石等礦物,一般認(rèn)為主要是廣泛強(qiáng)烈交代蝕變的結(jié)果,曾稱之為“變花崗巖”。主要由鈉長石組成的塊狀鈉長巖和主要由白云母、石英組成的塊狀云英巖就是其中最重要的含礦巖石類型。
02
礦床特征
①它們分布有花崗崗體的頂部或邊緣,蝕變巖石與下面花崗巖間為逐漸過渡的接觸關(guān)系;
②蝕變巖石內(nèi)常表現(xiàn)出一定的分帶,從下而上依次有:鉀長石化帶→鈉長石化帶→云英巖化帶→最上部還往往發(fā)育似偉晶巖帶和石英殼;
③蝕變巖石呈面狀分布,鈉長石化帶只限于在巖體內(nèi)發(fā)育,內(nèi)部的成分結(jié)構(gòu)較均勻,云英巖化帶有時也沿裂隙發(fā)育,并可進(jìn)入頂部的圍巖中;
④通常變花崗巖成分相當(dāng)花崗巖類中的堿長花崗巖,但在結(jié)構(gòu)上則不同于典型花崗巖,巖石中有明顯交代結(jié)構(gòu),但也不完全與一般熱液交代產(chǎn)物相同。
03
地球化學(xué)特征
這是一種特殊的礦床類型,成礦的稀有金屬分布于細(xì)粒浸染狀副礦物(如鈮鉭鐵礦、細(xì)晶石、綠柱石、褐釔鈮礦等)中。含礦巖體均以巖株形式出現(xiàn),礦體分布于巖株頂部或邊部,并常伴隨有鈉長石化、云英巖化等交代蝕變作用。對這類礦床的成因,過去存在巖漿期后和巖漿期成因之爭。
①富堿和稀堿金屬(Li、Rb)、富揮發(fā)分(特別是F)、富淺色云母(白云母、鋰云母)、常出現(xiàn)交代作用(鈉長石化、云英巖化)、巖石熔點(diǎn)低(約600℃)、氣液包裹體與巖漿包裹體共存、以及典型“M”型四分組稀土分布模式等特點(diǎn)表明(Zhao and Masuda,1988),這是一類兼有晚期巖漿到巖漿期后熱液成礦特征的礦床類型,巖漿可連續(xù)向熱液系統(tǒng)轉(zhuǎn)化。上述各種資料表明,稀有金屬花崗巖是晚期巖漿向巖漿期后礦床連續(xù)過渡的代表,作者曾形象地稱之為“亦此亦彼”型礦床(即兼有晚期巖漿與巖漿期后熱液成礦作用的特征)。研究這類礦床的地質(zhì)地球化學(xué)特征,對花崗巖漿的結(jié)晶分異演化以及有關(guān)的成礦作用均有重要理論和實(shí)際意義。
②變花崗巖中常量元素成分及含量與母體花崗巖是有規(guī)律演變的,有人研究過由微斜長石化到鈉長石化再到云英巖化各帶巖石中K2O相對Na2O含量從相近而略高到差別增大并略低,再到K2O又高于Na2O,稀有金屬Be含量相對于Nb含量的變化與K2O和Na2O含量變化有相似的規(guī)律(圖2);
③鈉長巖的標(biāo)型金屬是Zr、Nb、Ta和Th,云英巖的標(biāo)型金屬是Be、Li、Sn和W。
圖2 花崗巖交代時一些元素的重新分布略圖
(引自V.l.斯米爾諾夫)
1—鈉長巖;2—微斜長石化花崗巖3—頂板巖石;4—云英巖
(二)偉晶巖型稀有金屬礦床
01
概述
稀有金屬偉晶巖礦床多分布于巖體的內(nèi)外接觸帶處,少量分布于遠(yuǎn)離巖體數(shù)公里的圍巖中,圍巖為各種片巖、閃長巖和輝長巖。稀有金屬偉晶巖礦床是鋰、鈹、鈮、鉭的重要礦床類型。
①巖漿結(jié)晶作用:在偉晶巖礦床形成的前期,巖漿結(jié)晶作用是主要的。伴隨花崗巖的侵入,富含揮發(fā)份和稀有元素的花崗偉晶巖漿,侵入到花崗巖或圍巖的構(gòu)造裂隙中,由于溫度降低,使組成偉晶巖礦床的主要礦物如長石、石英和云母,以及一些稀有元素礦物如綠柱石、鈮-鉭鐵礦等,從偉晶巖巖漿中逐漸結(jié)晶出來。在比較穩(wěn)定的封閉環(huán)境中,在揮發(fā)組分的參加下,隨著結(jié)晶作用的進(jìn)行,可產(chǎn)生分異現(xiàn)象,從而形成帶狀構(gòu)造。巖漿結(jié)晶作用主要形成簡單偉晶巖,成礦的意義相對較小。
在一條偉晶巖脈內(nèi),結(jié)晶分異作用愈充分,帶狀構(gòu)造愈明顯,稀有元素愈可能匯聚在脈體的中心部位,出現(xiàn)富礦塊段。偉晶巖中交代作用與稀有元素礦化具有緊密的共生關(guān)系。
②熱液交代作用:在偉晶巖礦床演化的晚期,交代作用普遍發(fā)生,形成復(fù)雜偉晶巖,重要偉晶巖礦床在本階段形成。引起交代作用的溶液主要來自該偉晶巖巖漿本身。在主要的偉晶巖礦物結(jié)晶以后,殘留下來的富含稀有元素的氣水熱液,沿著裂隙及各原生結(jié)構(gòu)帶之間的接觸部位和塊狀長石進(jìn)行交代,形成了白云母、鈉長石、鋰云母等的交代帶或交代集合體,稀有元素在交代過程中也相應(yīng)得到富集。
另一方面,有時交代作用也可能使偉晶巖中富礦段的稀有金屬貧化,促成稀有金屬在脈中的均勻化分布。
02
地球化學(xué)特征
偉晶巖的類型及其礦化特征明顯受控于母巖的巖性(表3)。
表3 偉晶巖類型與母巖關(guān)系
在二云母花崗巖的周圍,常見中、小型Be、Nb、Ta礦床和白云母礦床,有時出現(xiàn)大型Be、Nb、Ta、Li、Cs、Rb、Hf綜合型礦床。此外,環(huán)繞于同一母巖周圍的偉晶巖常呈環(huán)帶分布,由內(nèi)帶至外帶,巖石類型及礦化呈現(xiàn)出規(guī)律性變化,即由低類型向高類型演化,礦化由簡單趨向復(fù)雜。
大量地球比學(xué)資料表明,稀有金屬花崗偉晶巖和稀有金屬花崗巖是花崗巖漿分異作用所形成的“同質(zhì)異象體”:它們均富含稀有元素或強(qiáng)不相容元素,如Li、Be、Rh、Cs、Nb、Ta、REE、Zr、Hf等;在花崗偉晶巖中存在的各種礦物在稀有金屬花崗巖中也均存在;它們的成巖溫度相近,巖石化學(xué)成分相似,均屬于Strecke-sen分類表中的堿長花崗巖,并均發(fā)育不同程度的鈉長石化、云英巖化等交代作用。稀有金屬花崗巖和稀有金屬花崗偉晶巖常具“排斥性”,即在同一花崗巖巖基或復(fù)式巖體中或周圍,當(dāng)形成稀有金屬花崗偉晶巖時,一般不形成稀有金屬花崗巖,反之亦然。但有時兩者同時出現(xiàn)。
偉晶巖成巖成礦的地球化學(xué)演化過程還表現(xiàn)為一些堿金屬被另一些堿金屬的交代。A·H·金茲堡將整個偉晶巖作用劃分為六個地球化學(xué)階段:Ca-Na→K→Li→Na→K(Rb) →Li-K-Rb-Cs。王賢覺曾將新疆阿爾泰偉晶巖三號脈劃分為三個階段:K-Na→Na-Li→K。
偉晶巖同位素組成資料提供了其成巖成礦物質(zhì)來源及地球化學(xué)特征的依據(jù)。以阿爾泰區(qū)偉晶巖脈為例,其磷灰石的87Sr/86Sr比值隨偉晶巖的演化逐漸遞增,從二云母型→白云母型→鈉長石鋰輝石型→鋰云母型,由0.7115→0.7219→0.7522→2.0368。
03
成礦物質(zhì)來源
含礦花崗巖及其母體花崗巖復(fù)式巖體均為硅鋁過飽和巖石,它們無疑是地殼硅鋁層巖石熔融而成的。以南嶺地區(qū)為例,燕山期大范圍的花崗巖漿活動,使大量地殼巖石被熔融,無疑具有巨大的熱源。從地幔上涌的熱液除導(dǎo)致地殼巖石熔融外,產(chǎn)生的流體多次反復(fù)地運(yùn)移、沉積、再運(yùn)移,從而導(dǎo)致所攜帶的稀有稀土元素在流動狀態(tài)中分異并在局部地段富集。
04
實(shí)例
尖峰嶺花崗巖型礦床及香花嶺條紋巖型礦床成礦的綜合模式 (圖3)。在尖峰嶺及香花嶺地區(qū)除發(fā)育Li、Be、Nb、Ta稀有礦化外,也發(fā)育W、Sn以及Pb、Zn礦化。不同礦化可能源于同一巖漿源,在空間上從花崗巖向外呈帶狀分布。
圖3 湖南尖峰嶺及香花嶺Li—Be—Nb—Ta—W—Sn礦床成礦模式
(根據(jù)杜紹華、黃蘊(yùn)慧,1995)
1—花崗巖漿;2—不混熔的氟化物熔漿;3—成礦流體;4—黑云母堿長花崗巖;5—鉀長花崗巖;6—鈉長花崗巖;7—云英巖;8—富黃玉花崗斑巖;9—花崗斑巖;10—香花嶺巖;11—似偉晶巖;12—云英巖型鎢錫礦脈;13—斷裂;14—寒武系碎屑巖;15—下泥盆統(tǒng)碎屑巖;16—中上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖;17—含鈹條紋巖
(三)云英巖型稀有金屬礦床
01
概述
云英巖是由石英、云母和少量電氣石、黃玉、螢石組成的蝕變礦物集合體。與云英巖化作用有關(guān)的礦床傳統(tǒng)上認(rèn)為是高溫?zé)嵋旱V床。云英巖化作用主要與堿長花崗巖(少數(shù)與鉀長花崗巖)巖株、巖瘤有關(guān)。大的花崗巖巖基,或花崗閃長巖、英云閃長巖小巖體等一般不出現(xiàn)云英巖化。
云英巖礦床中出現(xiàn)的有用礦物為:含Ta(Nh)的細(xì)晶石、鉭錳礦,含Be的綠柱石、日光榴石、金綠寶石、鈹鎂晶石、香花石、羥硅鈹石、鈹石、藍(lán)柱石等,含Li的鋰云母、鐵鋰云母、黑鱗云母、鋰霞石等,含W的黑鎢礦,含Sn的錫石以及含Mo的輝鉬礦等。
02
礦床特征
①云英巖的含礦性,根據(jù)圍巖性質(zhì)、交代作用的強(qiáng)度和巖漿含礦程度而不同。我國南部鎢礦床的云英巖大約70%發(fā)育于酸性侵入巖中,20%發(fā)育于淺變質(zhì)巖中,10%發(fā)育于閃長巖類巖石中。
②云英巖常具有明顯分帶性,由巖體向含礦石英脈依次為:未蝕變花崗巖→云英巖化花崗巖→石英白云母云英巖→石英螢石云英巖→石英黃玉云英巖→石英電氣石云英巖→石英脈。按云英巖產(chǎn)出的形態(tài)可將其分為兩種類型,即面型和脈型。面型云英巖在花崗巖體頂部均勻分布;脈型最為常見,主要發(fā)育在花崗巖體內(nèi)或圍巖的裂隙中,也常作為石英脈旁的蝕變帶出現(xiàn)。
③這類礦床的形成,在時間上稍后于巖漿巖體,在空間上位于巖體之內(nèi)、外接觸帶。礦體形態(tài)復(fù)雜,有脈狀、帶狀、似層狀、筒狀、囊狀等。
④花崗巖體中,有W、Sn、Be、Nb、Th、Li、Rb、Cs及稀土元素(主要為釔族)等,均有較高的豐度,與礦床中的礦物極其近似。
⑤礦石中共生礦物復(fù)雜,多期、多階段礦化明顯,有較多的含揮發(fā)性組分的礦物,近礦圍巖蝕變強(qiáng)烈,常有多種蝕變重疊。
03
地球化學(xué)特征
在云英巖礦床中,一般有含氟和含鉀的礦物存在。林傳仙等(1984)用模式體系K2O-A12O3-SiO2-H2O-HF的礦物組合討論了云英巖礦床的形成機(jī)理。用μHF和μKF作為坐標(biāo)變量,若體系中SiO2大量存在,H2O為外部控制量,則體系的礦物相變化簡化為一元系含鋁礦物的變化,體系中有鉀長石、白云母、黃玉、石英和鋁硅酸鹽。μHF的增加和μKF的降低可促使鉀長石變成白云母石英集合體,μHF進(jìn)一步增加則形成黃玉。反之,μHF降低和μK增加,則形成鉀長石。
04
實(shí)例
柿竹園超大型W、Mo、Bi、Be多金屬礦床中產(chǎn)出典型的網(wǎng)脈狀云英巖礦體。云英巖礦體中硫化物的δ34S值為4.8‰~7.88‰,石英的δ18O值為11.6‰~14.0‰,黑鎢礦的δ18O值為5.8‰~6.3‰,成礦流體的δ18OH2O值為6.9‰~9.3‰,螢石和石英包裹體的δDH2O值為-53‰~-57%‰,表明云英巖化成礦介質(zhì)為巖漿水。
礦石類型有云英巖型W、Sn、Mo、Bi礦石,網(wǎng)脈狀云英-矽卡巖型W、(Sn)、Mo、Bi礦石,矽卡巖型W、Bi礦石及大理巖細(xì)網(wǎng)脈型Sn(Be)礦石4種。礦石礦物和脈石礦物共計143種。成礦物質(zhì)十分復(fù)雜、多樣,有有色金屬博物館之美稱。礦床已探明的W、Sn、Mo、Bi金屬總儲量達(dá)187萬噸。其中,WO375萬噸,Sn49萬噸,Bi30萬噸Mo13萬噸,Be20萬噸。
圖4 湖南柿竹園礦區(qū)地質(zhì)圖
(據(jù)陳毓川等,1993)
1—第四系;2—上泥盆統(tǒng)佘田橋組大理巖;3—中泥盆統(tǒng)棋梓橋組白云質(zhì)大理巖;4—中泥盆統(tǒng)跳馬澗組砂巖;5—震旦系石英砂巖及板巖;6—細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖;7—中粗粒黑云母花崗巖;8—細(xì)粒(少斑)二云母花崗巖;9—花崗斑巖;10—石英斑巖(γ52-1淺成相);11—輝綠(玢)巖;12—絹云母巖(屬γ52-2);13—矽卡巖(平面);14—矽卡巖化大理巖;15—矽卡巖(剖面);16—大理巖錫礦帶;17—矽卡巖鉍礦帶;18—矽卡巖鎢鉍礦帶;19—網(wǎng)脈狀云英巖穿插的矽卡巖鎢鉍礦帶;20—云英巖化;21—石英脈;22—磁鐵礦;23—地質(zhì)界線和推測地質(zhì)界線;24—漸變地質(zhì)界線;25—實(shí)測及推測沖斷層;26—背斜軸;27—向斜軸;28—剖面位置;29—鉆孔;30—坑道
(四)堿性花崗巖型稀有金屬礦床
01
概述
傳統(tǒng)上人們對巖漿礦床的理解主要著眼于與超鎂鐵質(zhì)、鎂鐵質(zhì)巖漿活動有關(guān)的鉻鐵礦礦床、銅鎳礦床、釩鈦磁鐵礦礦床等,但某些花崗質(zhì)巖漿在結(jié)晶階段也可以產(chǎn)生因成礦元素在副礦物中富集而形成的礦化或礦床,如堿性花崗巖型稀有金屬礦床。
這類礦床的成礦母巖包括正長巖、霞石正長巖、霞石巖、霓霞巖、磷霞巖、碳酸巖及其他超基性巖。分布于地臺區(qū),受深大斷裂或地幔熱點(diǎn)控制,呈點(diǎn)群式或帶狀分布。巖帶中巖漿巖類型多,巖體分異程度高,多為層狀侵入體。與這類堿性-超基性雜巖有關(guān)的礦床有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、霞石、蛭石、燒綠石以及鈮、鉭、鈰等稀有稀土金屬礦床。
02
礦床實(shí)例
典型實(shí)例是西華山花崗巖型富釔族稀土元素礦床、姑婆山褐釔鈮礦花崗巖等(圖5)。西華山黑云母花崗巖體由五次侵人活動形成,各次侵入活動均有不同程度的稀土礦化,以第二期中粒黑云母花崗巖稀土礦化作用最強(qiáng)。稀土元素在巖體中分布均勻。根據(jù)609個樣品的分析結(jié)果,稀土元素平均含量為360×10-6,均方差僅31.6×10-6,變異系數(shù)88%。巖體中稀土元素濃度呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。這些特點(diǎn)表明稀土元素在巖體中呈均勻狀態(tài)分布。根據(jù)稀土元素在巖體中各礦物中的含量,30%的稀土元素賦存于造巖礦物中(長石、石英、黑云母、白云母),其余賦存于稀土元素的獨(dú)立礦物(如硅鈹釔礦、菱氟釔鈣礦、磷釔礦等)中,這些礦物均呈浸染狀均勻分布于巖體中。巖漿結(jié)晶分異作用早期形成的巖石富含斜長石、角閃石和磷灰石、榍石,稀土元素主要以類質(zhì)同象形式置換Ca、Ti而分散于上述礦物中。因此,在結(jié)晶分異作用早期很少出現(xiàn)稀土獨(dú)立礦物,難以形成稀土礦化。在中期,K、Na含量增高,Ca、Ti含量降低,稀土元素在巖漿中相對富集,以獨(dú)立礦物(磷釔礦、硅被釔礦床)形式晶出。(K+Na)/Al原子比控制了稀土礦物的晶出,當(dāng)比值大于0.80時,稀土獨(dú)立礦物大量晶出,而小于0.80時稀土元素分散于造巖礦物中。在K、Na兩堿性元素中,稀土元素與K關(guān)系較為密切:具稀土礦化的花崗巖中的K含量大于Na含量;當(dāng)熔體中Na含量增加到近于K含量甚至大于K含量時,花崗巖漿成礦便從稀土元素轉(zhuǎn)入以Nh、Ta、B、W、Sn等為主了。
圖5 西華山富釔族稀土礦花崗巖礦床
(來源《礦床地球化學(xué)》,中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實(shí)驗室)
(五)花崗巖類風(fēng)化礦床
01
概述
某些花崗巖類經(jīng)過物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化,有用元素或礦物可以形成殘坡積礦床或風(fēng)化殼礦床。
風(fēng)化礦床的形成,是某些元素在風(fēng)化殼中遷移和集中的結(jié)果。原巖風(fēng)化分解出的某些元素遷移流失,而另一些元素由于難以遷移則富集成礦。由于風(fēng)化過程中元素發(fā)生了遷移,一部分元素及其化合物流失了,而另一部分則集中了并且相互發(fā)生作用(組成新礦物),由此而可能形成礦床。例如殘余型粘土礦床,是風(fēng)化殼中難遷移的SiO2、Al2O3、Fe2O3等組分集中并相互作用而形成的。
02
礦床特征
①粘土吸附的吸附作用對成礦具控制作用。礦床的顯著特點(diǎn)是稀土元素以簡單陽離子形式被風(fēng)化作用形成的粘土礦物(埃洛石、高嶺石等)吸附而富集成礦床。
②垂直分帶:離子吸附型稀土元素礦床具明顯的垂直分帶,自上而下為:
富鐵殘積層:介質(zhì)為弱酸性,粘土礦物含量較高,但由于膠體Fe(OH)3的大量產(chǎn)生,與粘土礦物發(fā)生膠體凝聚和電性中和作用,粘土礦物對稀土元素的吸附容量減少。這樣,大量的稀土離子被地表流水帶走,或隨滲濾水下降到風(fēng)化殼的完全風(fēng)化帶中,因此在地表殘積層中稀土元素含量相對貧化
完全風(fēng)化帶:介質(zhì)呈弱酸性,稀土元素在水溶液中的溶解能力增強(qiáng),高嶺石、多水高嶺石等粘土礦物大量存在,有利于稀土離子被吸附,因此該帶中稀土元素最為富集;
半風(fēng)化帶:介質(zhì)呈弱堿性,稀土元素的溶解能力差,主要由碎屑狀長石、石英組成,粘土礦物較少,因此稀土元素的次生富集程度較低;
未風(fēng)化基巖:主要巖性為花崗巖、花崗斑巖等。
03
地球化學(xué)特征
對風(fēng)化殼不同部位的稀土分析表明,除Ce因其氧化過程中形成特殊的Ce+4而與其他稀土元素分離外,在風(fēng)化、吸附過程中稀土元素不發(fā)生選擇性分餾,風(fēng)化殼礦床基本保留了原巖的稀土組成。
這類礦床原巖中的稀土礦物如氟碳釔鈣礦、氟碳鈰礦、鈦釔礦、砷釔礦、氟碳鈰鑭礦、硅鈹釔礦等和硅酸鹽礦物一起被破壞,稀土礦物和含稀土造巖礦物中的稀土元素轉(zhuǎn)變?yōu)閹д姾傻年栯x子呈絡(luò)合物或碳酸鹽的形式被釋放至溶液中,在地表酸性條件下稀土元素呈正三價的離子遷移。
在含稀土元素的弱酸性溶液向風(fēng)化殼下部滲透的過程中,酸度變小,PH值逐漸升高,當(dāng)PH值為6~8時,稀土元素的遷移能力大大降低,而粘土吸附稀土的能力增強(qiáng),因而被高嶺石、多水高嶺石和水云母等粘土礦物吸附,使稀土離子在風(fēng)化殼中富集成礦。
來源:劉先生的地質(zhì) 新浪博客
參考文獻(xiàn):
1、翟裕生、姚振書等,《礦床學(xué)(第三版)》,地質(zhì)出版社,2011.
2、戴塔根、龔鈴蘭等《應(yīng)用地球化學(xué)》中南大學(xué)出版社,2005.
3、牟保磊等,《元素地球化學(xué)》北京大學(xué)出版社,1999。
4、中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實(shí)驗室,礦床地球化學(xué),地質(zhì)出版社,1997.
5、林小明,陳國能,從離子半徑變化看元素地球化學(xué)場中的成礦分帶,中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),第41卷,第5期,2002.9.
— END —
據(jù)世界礦產(chǎn)資源年評,2002年世界稀土氧化物消費(fèi)量為83 000噸,其中中國消費(fèi)22000噸,居世界第一位。消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:高科技材料占27%,冶金及機(jī)械占25%,石油與化工占21%,農(nóng)業(yè)、輕工、紡織占15%、玻璃和陶瓷12.73%。同年,世界稀土氧化物產(chǎn)量103 900噸。由于產(chǎn)量過剩,致使世界稀土氧化物市場長期處于供大于求的狀態(tài)。2002年據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計,世界稀土氧化物探明儲量為8800萬噸,其中,在中國2700萬噸、獨(dú)聯(lián)體1900萬噸、美國1300萬噸、澳大利亞520萬噸、印度110萬噸、加拿大94萬噸、南非39萬噸。儲量基礎(chǔ)15000萬噸(中國8900萬噸、獨(dú)聯(lián)體2100萬噸、美國1400萬噸、澳大利亞580萬噸等)。《世界稀土經(jīng)濟(jì)》(2001年11版)預(yù)測,未來世界稀土需求量將會按4%~9%的速度遞增??梢猿浞譂M足人類社會發(fā)展的需求。
磷釔礦 |
自然噸位)。值得注意的是澳大利亞、印度、南非等擁有稀土資源的國家,在未來五年內(nèi),將克服技術(shù)障礙,生產(chǎn)高附加值的單一稀土產(chǎn)品。屆時世界市場的競爭將更加激烈。
(1)中國
中國占世界稀土資源的41.36%,是一個名符其實(shí)的稀土資源大國。稀土資源極為豐富,分布也極其合理,這為中國稀土工業(yè)的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦、江西風(fēng)化殼淋積型稀土礦、湖南褐釔鈮礦和漫長海岸線上的海濱砂礦等等。
白云鄂博稀土礦與鐵共生,主要稀土礦物有氟碳鈰礦和獨(dú)居石,其比例為3∶1,都達(dá)到了稀土回收品位,故稱混合礦,稀土總儲量REO為3500萬噸,約占世界儲量的38%,堪稱為世界第一大稀土礦。
微山稀土礦和冕寧稀土礦是以氟碳鈰礦為主,伴生有重晶石等,是組成相對簡單的一類易選的稀土礦。
鈮稀土礦 |
加拿大產(chǎn)的鈾礦 |
鈦鈾礦和獨(dú)居石、磷釔礦組成,在濕法提鈾時,可把稀土也提出來。
此外,在魁北克省的奧卡地區(qū)擁有的燒綠石礦,也是稀土的一個很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境內(nèi)的斯特倫奇湖礦,也含有釔和重稀土正準(zhǔn)備開發(fā)。
(7)南非
南非是非洲地區(qū)最重要的獨(dú)居石生產(chǎn)國。位于開普頓的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦,伴生有獨(dú)居石,是世界上唯一單一脈狀型獨(dú)居石稀土礦。此外,在東南海岸的查茲貝的海濱砂中也有稀土,在布法羅螢石礦中也伴生獨(dú)居石和氟碳鈰礦,正計劃和研究回收。
(8)馬來西亞
主要從錫礦的尾礦中回收獨(dú)居石、磷釔礦和鈮釔礦等稀土礦物,曾一度是世界重稀土和釔的主要來源。
(9)埃及
埃及從鈦鐵礦中回收獨(dú)居石。礦床位于尼羅河三角洲地區(qū),屬于河濱沙礦,礦源由上游風(fēng)化的沖積砂沉積而成,獨(dú)居石儲量約20萬噸。
(10)巴西
巴西是世界稀土生產(chǎn)的最古老國家,1884年開始向德國輸出獨(dú)居石,曾一度名揚(yáng)世界。巴西的獨(dú)居石資源主要集中于東部沿海,從里約熱內(nèi)盧到北部福塔萊薩,長達(dá)約643km地區(qū),礦床規(guī)模大。