稀有及稀土金属矿产

稀有、稀土、贵金属矿产研究室~

1.业务定位
以稀有稀土和贵金属为重点，以南岭、阿尔泰、西南三江等重要成矿区带为基地，以成矿系列成矿体系理论的创新为科学目标，通过创建特色团队，服务国家，服务社会。
2.发展方向
以实验室为平台，以项目为依托，立足科研基地，培养新一代的矿种专家和区带专家为目标，开展地质科学研究。
3.研究内容
面向全国，以典型矿床研究为切入点，主攻稀有、稀土和贵金属矿产的成矿规律及其成矿预测研究，兼顾钨、锡、铜、锰、镍、菱镁矿等矿产，以开展稀土金属矿产的开发环境研究为辅助，探索、总结符合中国国情的矿产资源的地质科学研究、勘查与开发的模式。

稀土金属又称稀土元素，稀有金属，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。

1）锂

锂作为最轻的亲石稀有元素，它在岩浆作用进程中通常富集在晚期残余岩浆内。可出现在多种类型的岩石中。此外，盐湖卤水、地热卤水、油田卤水都含有大量的锂。锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、盐湖卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂粘土型4类。其中前2类是在目前工业技术条件下最有经济价值的锂矿床。

（1）花岗伟晶岩型锂矿床。这类矿床分布较广，主要产在古老结晶地盾、地块等相对稳定的地质构造单元中，成矿时代以前寒武纪为主，亦有海西期和燕山期的。含矿伟晶岩可分为：①带状构造伟晶岩锂矿床。该类矿床的矿物成分复杂，其中锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。此类矿床按成分可细分为复合（铍锂铯钽）稀有金属伟晶岩矿床（如加拿大的伯尼克湖矿床、津巴布韦的比基塔矿床和纳米比亚的卡里比布矿床也是世界上最大的铯矿床，我国新疆可可托海特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床具有很好的分带性）和钽锡锂伟晶岩矿床（如澳大利亚的格林布希斯矿床也是一个大型钽矿床）两个亚类。②无带状构造伟晶岩矿床。这种伟晶岩体基本是单相均质岩体，这类锂矿床通常是独立的锂矿床，或者是伴有少量铍和钽的锂矿床。如美国北卡罗来纳州“锡石-锂辉石”带的金格斯山矿床和贝瑟默城矿床，加拿大的伯尼克湖和中国的江西、湖南、四川等许多伟晶岩矿床。

（2）盐湖卤水型锂矿床。这是锂矿床的重要类型，盐湖中锂资源占世界锂储量的66%和占世界锂储量基础的80%以上。在封闭盆地中，特别是高原干旱地区的封闭盆地中，锂可在盐湖卤水中发生富集并形成有开采价值的锂矿床，可综合提取Li、K、Na、Mg、Br、I。目前正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、阿根廷翁布雷穆埃尔托、美国“银峰”盐湖和中国青海柴达木盐湖等；还未开发的重要盐湖有玻利维亚乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖等。

总的看来，全球锂资源极为丰富，据美国地质调查局统计，1998年全球已查明锂资源储量340×10⁴t，储量基础940×10⁴t，按1997年产量估计能保证世界各国生产309年。世界锂储量和储量基础比较集中在南美洲和北美洲，较多的国家有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等。其中玻利维亚和智利的储量基础约占世界89.3%，我国有较大的资源远景。

2）铍

铍是典型的亲石元素，在岩浆结晶作用过程中可置换Si4＋而进入多种硅酸盐矿物中。铍主要呈分散状态赋存在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。在残余岩浆、高温气液及中温热液环境中，铍可发生富集并形成独立的铍矿物（绿柱石、羟硅铍石和硅铍石等），从而构成有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆活动有关。其类型很多，大致可划分出5大类：

（1）含绿柱石伟晶岩型铍矿床。这类矿床分布广泛，按矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩两个亚类。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国等地；后者分布在加拿大的伯尼克湖、阿根廷、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、原苏联及中国的新疆阿勒泰地区等，矿床中含有锂钽铌铯等多种有益组分。绿柱石往往是作为锂矿床、铌钽矿床等复合稀有金属矿床的共产品和副产品被利用。

（2）含硅铍石碱性交代岩型铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床中圈出铍矿体之后确立的新矿床类型。索尔湖正长岩体位于组成碱性杂岩体的一巨大花岗岩体内，在正长岩体和花岗岩体的接触带及正长岩体内发现有5个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。

（3）含羟硅铍石火山热液型铍矿床。在美国西部斯波山铍矿床和谢拉-布兰卡铍矿床以及墨西哥北部的阿瓜奇利铍矿床均属此类型。主要铍矿物为羟硅铍石。矿石中铍的分布极不规律。除铍之外还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇及钇族稀土元素。

（4）含绿柱石云英岩型矿床。这类矿床常与钨、钼、锡、铋等矿化伴生。按产出特征和矿物组合可划分为含绿柱石交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石石英脉矿床两个亚类，前者的工业意义较大，巴西的博阿维斯塔铍矿床可能属于此亚类；后者为含钨锡钼铍的复合矿床，绿柱石易选，具有一定工业意义。

（5）接触碳酸盐型铍矿床。这类矿床产在花岗岩体外接触带的接触碳酸盐内，包括含铍夕卡岩矿床和萤石-羟硅铍石层状矿床两个亚类。前者矿床规模较大，铍含量较高，但矿物颗粒细小难选。在美国新墨西哥州和阿拉斯加州已查明有此类矿床。后者矿层产在花岗岩体与地质构造极为复杂的沉积地层的接触带中，铍矿化叠加在夕卡岩之上。矿石易于用浮选法分选出羟硅铍石-硅铍石精矿和萤石精矿。

世界铍资源丰富，巴西是铍资源大国，印度第二，澳大利亚铍储量的一半以上集中在1985年基本探明的布罗克曼硅铍石稀有金属矿床中，加拿大的铍储量主要集中在西北地区索尔湖含硅铍石稀有金属矿床中，投入开采后将成为西方国家最大的铍矿山。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山羟硅铍石矿床中。挪威1988年发现了据认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床——赫格蒂夫矿床。可见铍资源充足，还不断有新的发现，按年产铍600t计算，铍储量足够世界开采600年以上。

3）铌

据美国地质调查局统计，1998年世界铌储量350×10⁴t，储量基础420×10⁴t。其探明储量高度集中，90%以上分布在巴西，其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来，许多国家特别是非洲国家探明了大量可供开采的铌储量。世界铌储量保证程度高，可满足世界需求数百年。铌在自然界中几乎总是以氧化物形式与其他矿物共生，尤其是总与钽共生。铌矿床的主要工业类型有：

（1）碳酸岩风化壳型矿床。这是一种含矿程度很高的稀有金属矿床类型，其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位，占铌资源量90%以上。根据风化壳的发育程度和阶段可将风化壳型矿床进一步分为3类：①水云母风化壳型矿床，如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉科矿床；②红土风化壳型矿床，如巴西的阿腊沙矿床和卡塔拉奥矿床；③后期表生蚀变风化壳型矿床，如俄罗斯的托姆托尔矿床。最后这一类矿床成矿过程较为复杂，成矿物质经历多次再生富集，易于形成高品位的大型稀有金属矿床。此类矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯、加蓬，主要含铌矿物为烧绿石。

（2）含铌铁矿-钽铁矿的花岗岩及花岗伟晶岩矿床。这类矿床的铌储量在各类铌矿床中所占比例很小，约为1%。矿石主要铌钽矿物是铌铁矿-钽铁矿，常与锡石伴生，目前一般作为开采锡石的副产品回收。此类矿床产于非洲中南部的诸多国家，如尼日利亚北部的焦斯高原含铌铁矿花岗岩及其坡积、残积矿床。此外，巴西、马来西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这类矿床。

（3）砂矿。含铌砂矿一般规模小，但砂矿易采易选，并常与钽铁矿、锡石等一起产出，因而具有一定的经济意义，主要产于美国、民主刚果、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。

由于铌矿床的特殊性，如含矿品位较低，大多数铌矿物比重较大，且物理化学性能较稳定，因而重砂法是寻找原生矿床的一种经济、简便有效的找矿方法。对于碳酸岩及其风化壳型矿床用放射性测量、磁法测量等方法是非常有效的找矿方法。近年来，在澳大利亚西部韦尔德山碳酸岩风化壳大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床；巴西塞斯拉古什特大型铌矿和加蓬发现了大型铌矿。中国铌矿床主要分布于内蒙、湖北、广东等地，以铌铁矿为主，质量相对低，品位不及巴西的百分之一，伴生矿物多。

4）钽

据美国地质调查局统计，1998年世界钽储量约为14000t，储量基础为24000t，主要分布在澳大利亚、尼日利亚、民主刚果、加拿大和巴西等国。中国钽资源量不大，主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多属于与酸性花岗岩有关的复杂氧化物，在外生条件下一般较稳定。钽矿床的成矿时代主要在寒武纪，其次有加里东、海西和基米里期。原苏联学者将钽矿床划分为3种主要类型：

（1）综合性稀有金属伟晶岩矿床。这类矿床可分为三个系列：①与碱性花岗岩有关的Be-Li伟晶岩系列；②与二云母花岗岩有关的Be-Li-Cs-Ta伟晶岩系列；③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。成矿规模最大的是第一系列的锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和原苏联。此类矿床的储量约占西方世界钽储量的34%和产量的30%。加拿大的伯尼克湖矿床是世界最大的矿床之一。

（2）花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这类花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床发育在扎伊尔、巴西、澳大利亚。它们是中小型矿床，其钽含量不高，但易采，较经济，因而是钽的重要来源，约占西方世界产量的53%。

（3）铌铁矿-钽铁矿砂矿床。由于铌铁矿-钽铁矿很脆，这类矿床从原生矿床搬运的距离小于7km，大多为2～3km，一般还是在花岗岩母岩体或伟晶岩区内坡积-冲积层中聚积成矿，有时在风化壳中富集。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部河谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚、原苏联也有这类砂矿。

次要钽矿床和可能来源有：①钠长石-云英岩铌钽铁矿矿床；②综合性钠长石稀有金属的网脉矿床；③碱性花岗岩风化壳铌铁矿矿床；④碳酸岩铀烧绿石矿床；⑤碳酸岩风化壳含铀的烧绿石-褐钇铌矿矿床。

5）锆

1992年世界锆（ZrO₂）储量为4900×10⁴t，储量基础为5800×10⁴t，此外，还有已查明的锆石资源6000×10⁴t。世界锆资源丰富，资源大国有澳大利亚、南非、原苏联、美国、印度和巴西。

锆是典型的亲石元素，锆矿床包括内生和外生矿床两大类，其中以砂矿床最为重要，它集中了世界53%的锆储量，有95%以上的锆石精矿来自砂矿床，外生矿床以海滨砂矿床最为重要，还有残积和冲积砂矿床、碳酸岩风化壳矿床等。锆的内生矿床主要是岩浆成因的，且与碱性岩有关。这类矿床多产在古老地台区及显生宙地槽区内的前寒武纪中间地块中，矿床储量一般不过几十万吨，地台区锆矿床的储量可达数百万吨。主要的锆矿床成因类型有：①含锆石碱性花岗岩；②含斜锆石碱性岩；③异性石岩；④霞石正长岩中的斜锆石脉；⑤含斜锆石脉流霞正长岩风化壳；⑥海滨砂矿（少量内陆锆石砂矿）。

刘曼华认为值得注意的世界著名的外生和内生锆矿床以及新近发现的新类型锆矿化有：①澳大利亚东西海岸的砂矿床；②巴西亚马孙州皮廷加内陆冲积和残积砂矿床；③与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的斜锆石矿床，如南非的帕拉博鲁瓦（即帕拉博腊）矿床和俄罗斯的科夫多尔矿床；④碳酸岩风化壳型与稀土、铌、钽及磷酸盐伴生的锆矿床，如澳大利亚西部韦尔德山碳酸盐风化壳矿床；⑤碱性杂岩体中的脉状和浸染状锆矿床，如巴西波苏斯-迪卡尔达斯含铀锆矿床；⑥与低温热液作用有关的新型锆矿化，如近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹地区发现的低温条件下胶体溶液沉积作用所形成的锆矿化。综上所述超基性-碱性-碳酸岩杂岩体（包括碱性岩体）不仅是次生锆矿床（风化壳）的来源，而且也是与成矿物质的化学带出有关的远离杂岩体的锆矿床的来源。因此在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时，不仅要注意杂岩体本身，还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利地段。

6）稀土金属

世界稀土储量十分充足，据美国地质调查局统计，1998年世界稀土（REO）储量和储量基础分别为10000×10⁴t和11000×10⁴t。其储量分布高度集中，中国、原苏联、美国、澳大利亚和马来西亚约占总储量的83.2%。目前工业利用的轻稀土（铈族稀土）主要从氟碳铈矿和独居石中提取，约占世界稀土氧化物（REO）产量的99%，重稀土（钇族稀土）产量极少，主要从磷钇矿、硅铍钇矿中提取。世界稀土矿主要生产国为中国、美国、澳大利亚和印度等。这些国家稀土矿山产量约占世界总产量的78%。中国稀土矿山产量现已居世界首位，精矿约95%来自内蒙古包头白云鄂博铁矿，其余来自南方离子吸附型稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁牦牛坪稀土矿床。原苏联是欧洲最重要的稀土生产国，居世界第三位，稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的舍甫琴柯矿床和库捷切安矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自滨海砂矿的独居石，其中，澳大利亚占世界独居石总产量的1/3以上。磷钇矿是钇的主要来源，在澳大利亚、马来西亚和中国是作为开采锡的副产品生产的，也有的从加拿大埃利奥特湖德尼森的含铀淋滤残渣中提取。世界稀土工业以从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品为主向高纯单一稀土的深加工产品方向发展。

稀土矿床种类繁多，按成因可划分为内生、外生和变质矿床3大类，再根据与矿床有关的侵入岩类及成矿作用的不同可划分6个类型：

（1）与碱性岩-碳酸岩有关的稀土矿床。世界稀土储量绝大部分产于这类矿床中。目前经济意义最大的是美国加利福尼亚州帕斯山矿床和中国内蒙古白云鄂博矿床。帕斯山矿床REO的证实储量约500×10⁴t，平均品位7%，是世界碳酸岩中最高品位。该碳酸盐的独特点是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一规模巨大富含稀土的铁矿床，稀土矿物可作为开采铁矿的副产品回收。该矿区稀土储量巨大。此外，布隆迪的卡隆格矿床和马拉维的坎甘昆德矿床均属此类型。

（2）碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这类矿床分布较广，但具经济意义的矿床则罕见。加拿大魁北克省的怪湖矿床是一大型综合性稀土-稀有金属矿床，是稀土元素（钇和重稀土）的潜在来源。类似的矿床还产在原苏联的科拉半岛和美国科罗拉多州等地。

（3）非碳酸岩热液脉稀土矿床。矿床中除稀土矿物外，常富钍石。最典型的代表是南非开普省的斯滕坎普斯克拉尔矿床，这是国外最早发现的独居石矿床。

（4）含稀土磷灰石矿床。磷块岩中的磷灰石常富集稀土元素，在生产磷肥时可以回收。这类矿床虽然分布较广，但稀土品位高的大型矿床为数极少，如原苏联科拉半岛希宾碱性杂岩体稀土磷灰石矿床；芬兰锡林贾维碳酸岩矿床中的磷灰石和瑞典北部基鲁纳铁矿床的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金为含稀土沉积磷块岩矿床。

（5）风化壳型稀土矿床。这类矿床是富含稀土元素的原生矿床经风化作用形成的，其经济意义较大。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩体和中国南方花岗岩的风化壳型矿床。前者REE最高含量大约为6%，红土富含REE，是上部碱性岩的5～15倍。后者又称离子吸附型稀土矿床。

（6）砂矿床。现代和古代砂矿中的独居石曾有稀土氧化物的主要来源，现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚等国稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界首位。

80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年查明在原苏联滨海地区一个新生代凹陷的煤层中存在特殊的稀土矿化，在我国山西省石炭系铝土矿层中有较高含量稀土矿的报道，尚未发现具有工业价值的矿床。

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卞储坤灵： 对的 到目前我国已经探明储量的矿产资源种类有152种:煤、石油、油页岩、天然气、铀、钍、铁、锰、铬、钒、钛、铜、铅、锌、铝、镍、钴、钨、锡、铋、钼、汞、锑、镁、铍、锂、铌、钽、锆、镉、镓、铟、稀土、锶、铷、铯、锗、铊、...