能簡(jian)要作一下我國稀(xī)土資源與地質科(kē)學發展的述評嗎(ma)?
稀土(tu)元素作爲新材料(liao)、新技術革命的戰(zhan)略資源在原始地(dì)幔和超基性岩中(zhong)含量甚微,不易富(fù)集成具有工業意(yì)義的稀土礦床。而(er)在地殼及其發展(zhan)演化形成的花崗(gang)岩類、碳酸岩類、堿(jian)性岩類岩石中則(zé)大量富集,常形成(cheng)具有工業意義的(de)大-超大型礦床。中(zhōng)國地處歐亞闆塊(kuai)、太平洋闆塊和南(nan)亞(印度)闆塊構造(zao)作用中間區,沿闆(pan)塊邊緣構造活動(dòng)帶或闆内裂谷帶(dai),組成大陸地殼的(de)物質發生多期重(zhòng)熔、分異、遷移、富集(ji),從而形成多種成(chéng)因類型的稀土礦(kuàng)床。
中國是世界上(shàng)稀土資源最豐富(fù)的國家,全國已有(you)22個省(區)先後發現(xiàn)一批稀土礦床,主(zhu)要分布在内蒙、江(jiāng)西、廣東、廣西、四川(chuan)、山東等地。
自1927年丁(ding)道衡教授發現白(bai)雲鄂博鐵礦,1934年何(he)作霖教授發現白(bai)雲鄂博鐵礦中含(han)有稀土元素礦物(wù)以來,中國地質科(ke)學工作者不斷探(tan)索和總結中國地(di)質構造演化、發展(zhǎn)的特點,運用和創(chuang)立新的成礦理論(lun),在全國範圍内發(fā)現并探明了一批(pi)重要稀土礦床。20世(shì)紀50年代初期發現(xian)并探明超大型白(bai)雲鄂博鐵铌稀土(tǔ)礦床,20世紀60年代中(zhōng)期發現江西、廣東(dong)等地的風化淋積(ji)型(離子吸附型)稀(xi)土礦床,20世紀70年代(dai)初期發現山東微(wei)山稀土礦床,20世紀(ji)80年代中期發現四(sì)川涼山"牦牛坪式(shì)"大型稀土礦床等(deng)。這些發現和地質(zhì)勘探成果爲中國(guó)稀土工業的發展(zhan)提供了最可靠的(de)資源保證,同時還(hai)總結出中國稀土(tǔ)資源具有成礦條(tiao)件好、分布面廣、礦(kuang)床成因類型多、資(zi)源潛力大、有價元(yuan)素含量高、綜合利(li)用價值大等最基(jī)本的特點。
中國稀(xi)土礦床在地域分(fèn)布上具有面廣而(ér)又相對集中的特(tè)點。截止目前爲止(zhǐ),地質工作者已在(zai)全國三分之二以(yi)上的省(區)發現上(shàng)千處礦床、礦點和(he)礦化産地,除内蒙(méng)古的白雲鄂博、江(jiāng)西贛南、廣東粵北(bei)、四川涼山爲稀土(tǔ)資源集中分布區(qu)外,山東、湖南、廣西(xī)、雲南、貴州、福建、浙(zhè)江、湖北、河南、山西(xi)、遼甯、陝西、新疆等(děng)省區亦有稀土礦(kuàng)床發現,但是資源(yuán)量要比礦化集中(zhōng)富集區少得多。全(quán)國稀土資源總量(liàng)的98%分布在内蒙、江(jiāng)西、廣東、四川、山東(dōng)等地區,形成北、南(nán)、東、西的分布格局(ju),并具有北輕南重(zhòng)的分布特點。
中國(guo)稀土資源的時代(dai)分布,主要集中在(zài)中晚元古代以後(hòu)的地質曆史時期(qi),太古代時期很少(shǎo)有稀土元素富集(ji)成礦,這與活動的(de)中國大陸闆塊演(yǎn)化發展曆史有關(guān)。中晚元古代時期(qī)華北地區北緣西(xi)段形成了巨型的(de)白雲鄂博鐵铌稀(xī)土礦床;早古生代(dài)(寒武系)形成了貴(guì)州織金等地的大(dà)型稀土磷塊岩礦(kuang)床;晚古生代有花(hua)崗岩型和堿性岩(yan)型稀土礦床形成(chéng);中生代花崗岩型(xíng)和堿性岩型稀土(tǔ)礦床廣布于中國(guó)南方;新生代(喜山(shān)期)有堿性花崗岩(yán)和英堿岩稀土礦(kuang)床的形成;第四紀(jì)有中國南方風化(hua)淋積型稀土礦床(chuang)的形成。中國稀土(tu)礦床成礦時代之(zhi)多、分布時限之長(zhǎng)是世界上其他國(guó)家所沒有的。但我(wo)國稀土資源最主(zhu)要的富集期是中(zhong)晚元古代和中-新(xin)生代,其他時代的(de)稀土礦床一般規(gui)模較小。
中國稀土(tu)礦床不論其成因(yīn)類型爲何,在構造(zao)分區上,同世界其(qi)他地區的稀土礦(kuang)床一樣,均分布于(yú)地殼活動區的褶(zhě)皺系或過渡帶,如(ru)秦嶺褶皺帶、華南(nan)褶皺帶、三江褶皺(zhou)帶、華北闆塊北緣(yuan)裂谷系、川滇裂谷(gǔ)系等。在相對穩定(dìng)的華北闆塊、揚子(zǐ)闆塊區雖也有一(yī)些稀土礦床的分(fèn)布,但不是主要的(de)。稀土資源這種受(shòu)控大地構造環境(jìng)的分布與活動大(dà)陸殼的發展、演化(hua)密切相關。
由于中(zhōng)國地質構造的特(tè)殊性和稀土、稀有(you)金屬成礦的複雜(zá)性和多樣性,因而(er)形成了多種成因(yīn)類型的稀土礦床(chuang),衆多學者多以賦(fu)礦圍岩爲主要判(pàn)别特征作爲成因(yīn)類型的劃分依據(jù)。中國地質科學研(yán)究院白鴿、袁忠信(xin)研究員将中國已(yi)知稀土礦床劃分(fen)爲三大類、九亞類(lei)、三十二種類型,中(zhōng)國科學院地質研(yán)究所張培善先生(shēng)則劃分爲十種主(zhu)要類型。根據成礦(kuang)主要地質特征、賦(fu)礦圍岩性質及礦(kuang)床規模與工業意(yi)義,中國稀土礦床(chuang)主要成因類型可(kě)分爲八種,即:海底(dǐ)噴流(溢)沉積型(或(huo)海相火山沉積稀(xi)有金屬碳酸岩型(xíng))(白雲鄂博)、沉積型(xing)(貴州織金、雲南昆(kūn)陽)、變質岩型(湖北(bei)大别山)、花崗岩型(xíng)(山東微山、内蒙"801"礦(kuàng)),花崗岩風化淋積(jī)型(江西尋烏、龍南(nan)等)、岩漿碳酸岩型(xing)(湖北廟垭、新疆瓦(wa)吉爾塔格等)、堿性(xìng)岩型(四川冕甯、遼(liao)甯賽馬等)、海濱砂(sha)礦(廣東、海南、台灣(wān))。
在已發現的稀土(tǔ)礦床中,以海底噴(pēn)流(溢)沉積型、堿性(xing)岩型、花崗岩類風(fēng)化淋積型稀土礦(kuàng)床在我國最具工(gōng)業意義。在世界稀(xi)土礦床成因類型(xíng)中,除含鈾稀土變(biàn)質礫岩型、含鈾稀(xi)土礫岩、磷稀土堿(jiǎn)性岩和铌稀土碳(tan)酸岩風化殼在我(wo)國少有發現外,其(qí)他類型均有發現(xian)。而在我國南方七(qī)省區廣泛分布的(de)風化淋積型稀土(tǔ)礦床,世界級超大(da)型"白雲鄂博式"鐵(tie)铌稀土礦床,成礦(kuàng)時代(喜山期)最新(xīn)的四川冕甯"牦牛(niú)坪式"稀土礦床,僅(jin)在我國有所發現(xian),未見世界其他國(guó)家和地區有這類(lei)礦床發現的報導(dao)。
由于成礦地質條(tiáo)件有利,中國稀土(tu)資源不僅成因類(lei)型齊全,而且資源(yuán)量十分豐富,爲世(shì)界之最。我國稀土(tu)資源的勘查與開(kai)發研究,始于20世紀(jì)50年代初期至80年代(dai)末發現并探明了(le)一批重要稀土礦(kuang)床。據有關地質勘(kan)探和礦山生産部(bu)門提供的數據統(tong)計,截止2000年底全國(guó)已探明稀土資源(yuán)量(REO)超過10000萬噸,預測(cè)資源遠景量大于(yú)21000萬噸,顯示出我國(guó)稀土資源的巨大(da)潛力。我國西部地(di)區是輕稀土資源(yuan)的最主要分布區(qu),僅内蒙古的白雲(yún)鄂博礦區地表至(zhì)地下200m範圍内已探(tàn)明稀土資源量約(yuē)10000萬噸,平均含稀土(tu)氧化物(REO)3%~5%,預測全區(qu)稀土資源量超過(guò)13500萬噸;中國南方的(de)風化淋積型稀土(tu)礦已探明資源量(liàng)正式公布的數字(zi)爲150萬噸,另有調查(cha)資料統計,南方七(qi)省區(江西、廣東、廣(guang)西、湖南、雲南、福建(jian)、浙江)已探明稀土(tǔ)資源量840萬噸,預測(cè)資源遠景爲5000萬噸(dun),表明我國南方中(zhōng)重稀土資源潛力(lì)巨大。另外,我國四(sì)川涼山州的冕甯(níng)和德昌縣境内已(yi)探明稀土資源量(liang)約250萬噸,于冕甯花(huā)崗岩體東西兩側(cè)及其以南地區成(cheng)礦條件有利,是尋(xun)找單一氟碳铈礦(kuàng)的最佳有望區,預(yu)測稀土資源遠景(jing)超過500萬噸。
除已知(zhī)主要成礦區具有(yǒu)很大的資源潛力(li)外,我國内蒙古東(dong)部地區與堿性花(hua)崗岩有關的稀有(yǒu)稀土礦床;我國湖(hú)北、新疆等地與碳(tan)酸岩有關的铌稀(xi)土礦床;我國雲南(nán)、四川等地與貴州(zhou)織金相同類型的(de)含稀土磷塊岩礦(kuàng)床等均具有很大(dà)的資源潛力。有利(lì)的成礦條件,豐富(fù)的資源,爲我國稀(xi)土的開發利用提(tí)供了最基本的物(wu)質條件。
稀土礦床(chuáng)由于成礦作用的(de)複雜性和多樣性(xìng),常與多種有價元(yuan)素或礦物共生,構(gou)成綜合利用價值(zhi)極大的共生礦床(chuang),如鐵、铌、稀土礦床(chuang),铌、稀土碳酸岩礦(kuang)床,含稀土磷塊岩(yan)礦床,含稀有稀土(tu)堿性花崗岩礦床(chuáng),含鈾礫岩型稀土(tu)礦床等,而作爲單(dān)一稀土礦床的則(zé)所見不多。我國已(yǐ)發現的重要稀土(tu)礦床,常與多種金(jīn)屬或非金屬礦物(wù)共生,有益組分含(hán)量高,綜合利用價(jia)值大。内蒙古白雲(yun)鄂博鐵、铌、稀土礦(kuàng)床,除鐵、铌、稀土儲(chǔ)量巨大外,且富含(han)钛、钍、錳、金、氟、磷、鉀(jia)等,具有極高的綜(zōng)合利用價值。礦區(qu)内儲量巨大的含(hán)稀土白雲岩(Ca>20%、MgO>12%、RE2O3>3%、Nb2O5>0.05%),經科(kē)學試驗,可制成煉(liàn)鋼用稀土鈣矽鎂(mei)(铌)鐵合金,具有良(liáng)好的開發應用前(qián)景。白雲礦區铌資(zi)源十分豐富,已探(tan)明儲量218萬噸,資源(yuan)遠景超過600萬噸,就(jiù)資源量而論爲世(shì)界铌礦床之最,因(yin)此白雲礦區铌資(zī)源的研究與開發(fa)利用具有十分重(zhòng)要的意義。白雲礦(kuang)區含K2O>12%的富鉀闆岩(yán),資源量巨大,已探(tan)明儲量2.4億噸,資源(yuan)遠景超過4億噸,經(jīng)試驗研究可制成(cheng)氯化鉀、碳酸鉀、沸(fei)石分子篩、白炭黑(hēi)産品,其工藝流程(chéng)基本達到無廢水(shui)、廢碴、廢氣的"三無(wú)"高效工業要求。另(ling)外,白雲礦區礦石(shí)中的氟、磷、钛、钍等(děng)資源量大,具有潛(qián)在的綜合利用價(jià)值。四川涼山地區(qu)稀土礦雖爲單一(yī)的氟碳铈礦床,除(chu)主元素稀土外,還(hái)伴生有大量的螢(yíng)石、重晶石等工業(yè)礦物以及Pb、Mo、Bi、Ag等可綜(zōng)合利用元素。中國(guó)許多稀土礦床均(jun1)爲稀土、铌,稀土、鐵(tiě),稀土、磷,稀土、稀有(you)等共生礦床,且儲(chǔ)量都很大,有用組(zǔ)分含量高,可在開(kai)采主元素的同時(shi)回收利用與之伴(bàn)生的有益元素,經(jing)濟效益可觀。
世界(jiè)稀土資源儲量巨(jù)大,除我國已探明(ming)資源量居世界之(zhi)首外,澳大利亞、俄(e)羅斯、美國、巴西、加(jiā)拿大和印度等國(guó)稀土資源也很豐(feng)富,近年來在越南(nán)也發現了大型稀(xī)土礦床。另外,南非(fei)、馬來西亞、印度尼(ní)西亞、斯裏南卡、蒙(méng)古、朝鮮、阿富汗、沙(sha)特阿拉伯、土耳其(qí)、挪威、格陵蘭、尼日(ri)利亞、肯尼亞、坦桑(sāng)尼亞、布隆迪、馬達(da)加斯加、莫桑比克(ke)、埃及等國家和地(di)區也發現具有一(yī)定規模的稀土礦(kuang)床。世界上主要稀(xi)土資源國中一批(pi)大-超大型稀土礦(kuang)床的發現與開發(fā)是世界稀土資源(yuan)的主要來源。中國(guo)内蒙古白雲鄂博(bó)鐵、铌、稀土礦床,中(zhōng)國四川冕甯"牦牛(niú)坪式"單一氟碳铈(shi)礦礦床,中國南方(fang)風化淋積型稀土(tu)礦床;澳大利亞韋(wei)爾德山碳酸岩風(feng)化殼稀土礦床,澳(ao)大亞利東、西海岸(àn)的獨居石砂礦床(chuáng);美國芒頓帕斯碳(tàn)酸岩氟碳铈礦礦(kuàng)床;巴西阿臘夏、寨(zhài)斯拉估什碳酸岩(yán)風化殼稀土礦床(chuáng);俄羅斯托姆托爾(ěr)碳酸岩風化殼稀(xī)土礦床,希賓磷霞(xia)岩稀土礦床;越南(nán)茂塞碳酸岩稀土(tǔ)礦床等,其稀土資(zī)源量均在100萬噸以(yi)上,有的達到上千(qian)萬噸,個别超過1億(yi)噸,構成世界稀土(tu)資源的主體。據有(you)關資料統計,我國(guó)稀土資源從20世紀(ji)70年代占世界總量(liàng)的74%,到80年代下降到(dào)69%,至90年代末下降到(dao)45%左右,這主要是澳(ao)大利亞、俄羅斯、加(jia)拿大、巴西、越南等(deng)國近20年來在稀土(tu)資源的勘查與研(yan)究方面取得重大(da)進展,先後發現了(le)一批大-超大型稀(xi)土礦床,如澳大利(lì)亞的韋爾德山、俄(é)羅斯的托姆托爾(er)、加拿大的聖霍諾(nuò)雷、越南的茂塞等(děng)稀土礦床。但我國(guó)稀土資源仍占世(shì)界首位,且資源潛(qian)力很大,因此有理(li)由認爲今後相當(dang)長的時間内不會(huì)改變中國稀土資(zī)源大國的地位。
我(wo)國不僅稀土資源(yuán)豐富,而且還具有(you)資源質量方面的(de)許多優勢,不同的(de)稀土礦床具有不(bú)同的優勢。
白雲鄂(è)博鐵、铌、稀土共生(sheng)礦床,不僅稀土儲(chu)量居世界之最,而(er)且稀土元素含量(liàng)高,種類多,稀土礦(kuàng)物中輕稀土占79%,钐(shān)、铕比美國芒頓帕(pa)斯稀土礦高一倍(bèi),尤其是铈、钕等稀(xī)土元素含量豐富(fu),具有重要工業價(jia)值。從稀土氧化物(wu)的構成明顯反映(yìng)出富铈貧钇,高富(fu)集钐、铕、钕等特點(diǎn)。其中镧、铈、镨、钕、钐(shān)占稀土氧化物總(zǒng)量的97%,以CeO2爲最高,達(da)48.7%,Ce∶La∶Nd=50∶30∶15。钐、铕多富集在易(yì)解石礦物中,其含(hán)量爲氟碳铈礦的(de)1.25倍,爲獨居石的3~4倍(bei),這是國内外其他(tā)稀土礦床少有的(de)稀土氧化物組成(cheng)特征。白雲鄂博稀(xī)土随鐵礦大規模(mo)采、選,成本低,同品(pin)級稀土精礦售價(jia)比國外低60%。
另外,四(sì)川涼山地區"牦牛(niu)坪式"單一氟碳铈(shì)礦礦床,礦物粒度(dù)粗,有害雜質含量(liang)低,易選冶,可直接(jiē)入爐冶煉中間合(he)金,工藝簡單易行(háng),成本低,擁有資源(yuan)質量優勢。我國山(shān)東微山稀土礦,爲(wei)一典型的氟碳铈(shi)镧礦床,稀土元素(sù)La、Ce、Pr、Nd之和占稀土總量(liang)的98%,稀土礦物粒度(dù)粗,有害雜質含量(liàng)低,稀土精礦易于(yú)深加工分離成單(dān)一稀土元素,亦具(ju)有明顯的資源質(zhì)量優勢。
我國南方(fāng)的江西、廣東、廣西(xī)等七省(區)風化淋(lin)積型中重稀土資(zi)源十分豐富,且品(pǐn)位高,類型齊全,易(yì)于采選。江西尋烏(wu)等地風化淋積型(xíng)稀土礦中Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7分别比(bi)美國芒頓帕斯氟(fú)碳铈礦中含量高(gāo)10倍、5倍、12倍和20倍;世界(jiè)上钇資源主要分(fèn)布在中國,我國江(jiang)西龍南等地的磷(lín)钇礦儲量巨大(16萬(wan)噸),是國外钇工業(ye)儲量的4倍,是美國(guo)的47倍。因此,我國南(nán)方風化淋積型中(zhōng)重稀土資源不論(lùn)其資源量還是元(yuán)素種類與配分形(xíng)式都是世界上任(rèn)何國家無法比拟(nǐ)的。
我國稀土地質(zhì)科學研究,在不斷(duàn)吸引國外科技新(xin)理論的同時,根據(jù)中國大陸地質構(gòu)造演化發展的規(gui)律,總結并創立具(ju)有自己特點的稀(xi)土成礦新理論,建(jiàn)立成礦模式,預測(cè)資源遠景,不斷取(qǔ)得突破性進展。白(bái)雲鄂博稀土礦床(chuáng)的發現,從特種高(gāo)溫熱液成礦理論(lun)的提出,到海底噴(pēn)流沉積成礦(或海(hǎi)相火山沉積稀有(you)金屬碳酸岩成礦(kuàng))理論的建立,不但(dan)推動了稀土資源(yuán)勘查的重大突破(po),同時豐富了世界(jie)稀土成礦新理論(lun)。我國南方風化淋(lin)積型(離子吸附型(xing))稀土礦床的發現(xian)不但豐富了世界(jie)稀土礦床的類型(xíng),也爲世界中重稀(xī)土資源的開發利(li)用提供了可靠的(de)資源保證。四川涼(liáng)山地區喜山期"牦(mao)牛坪式"單一氟碳(tan)铈礦礦床的發現(xian),是迄今爲止世界(jiè)上發現的最新時(shi)代内生熱液型稀(xi)土礦床,爲世界稀(xī)土資源的研究與(yǔ)勘查開辟了新的(de)思路。我國稀土資(zī)源地質科學研究(jiū)一個重要的方面(miàn),是對稀土礦物的(de)系統研究。至目前(qián)爲止全世界已發(fa)現稀土礦物170餘種(zhǒng),可供利用的稀土(tu)礦物約有50餘種,而(er)作爲稀土開發利(lì)用主要來源的稀(xi)土礦物僅十餘種(zhong),氟碳铈礦、獨居石(shi)、磷钇礦等是最主(zhǔ)要的來源。我國地(di)質科學工作者20世(shì)紀80~90年代,在對稀土(tu)礦床、礦物系統研(yán)究工作中,先後發(fā)現了大青山礦、中(zhōng)華铈锶礦、β褐钇铌(ni)礦、钕褐钇铌礦、興(xìng)安礦等一批新礦(kuang)物,這些發現不但(dan)豐富了世界稀土(tǔ)礦物學寶庫,同時(shí)揭示了不同類型(xíng)稀土礦床的演化(hua)發展曆史與特點(dian),這對稀土資源的(de)研究與勘查無疑(yi)是非常重要的。
綜(zōng)上所述,中國不僅(jǐn)是世界稀土資源(yuán)大國,而且在稀土(tǔ)資源的質量、品種(zhong)和可利用性等許(xǔ)多方面都具有明(ming)顯的優勢,這種優(you)勢爲中國稀土工(gong)業的可持續發展(zhǎn)提供了最基本的(de)資源保證,也爲中(zhōng)國稀土在國際市(shi)場上立于主導地(di)位創造了條件,更(gèng)爲新世紀、新材料(liao)、新技術革命奠定(dìng)了物質基礎。事實(shi)證明:我國稀土資(zī)源勘查的不斷突(tu)破與發現和成礦(kuang)理論的創新已居(jū)世界先進水平。
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