我国有色金属资源主要分布在?
我国有色金属分布不平衡,南方多北方少,主要集中分布在长江流域。中国的十大有色金属矿产地:内蒙古白云鄂博的稀土、甘肃金昌的镍,山东招远的黄金,江西德兴的铜、大余的钨,湖南锡矿山的锑、水口山的铅锌矿,云南个旧的锡,广西平果的铝,贵州铜仁的汞。
中国属于世界上有色金属矿产资源比较丰富的国家之一。世界上已经发现的金属矿产在中国基本上都有探明储量。其中,探明储量居世界第一的有钨、锡、锑、稀土、钽、钛,居世界第二位的有钒、钼、铌、铍、锂,居世界第四位的有锌、居世界第五位的有铅、金、银等。有色金属矿产资源的特点是:分布广泛,但又相对集中于几个地区,如铝土矿主要集中于山西、河南、贵州、广西等省区,钨矿主要分布于江西、湖南、广东,锡矿主要分布于云南、广西、广东和湖南;部分矿产储量大,质量高,在国际上具有较强竞争力
我国地下埋藏的矿产资源丰富多彩,地球上已发现的矿物在我国几乎都已找到。然而,这众多矿物的分布却很不均衡,如我国的有色金属矿在南方的居多,北方较少,北方的一些重工业企业也需从南方运来大量的有色金属作为原料。为什么会形成这样不均衡的分布格局呢?
金属矿包括黑色金属、有色金属、贵金属、稀有金属、分散元素和放射性元素矿等多种。从成因上来说金属矿的形成一般都与地下岩浆活动有关。岩浆在上涌过程中由于压力不断降低,温度不断下降,岩浆中的各种矿物因熔点、比重等物理性质的不同而分别在不同的地层深度结晶、富集而形成矿床。当然由于地壳抬升和风化侵蚀等外力作用的影响,也可使部分内生矿被搬运转移到附近地区形成外生矿床。
我国最大的东西向构造带有三条。多次的造山运动导致多期的岩浆活动,产生多次的成矿过程。因此,我国金属矿的分布范围是很大的。但是东西向的阴山—天山构造带和秦岭—昆仑构造带与南岭构造带相比,造山运动的猛烈和频繁程度就较为逊色了。南岭构造带形成于加里东造山运动,以后历经华力西、印支、燕山与喜马拉雅等多次造山运动影响,尤以华力西和燕山运动最为猛烈。从构造上看,南岭纬向构造体系与我国东部的东北—西南向的华夏构造体系、南北向的经向构造体系、滇西—西藏弧形构造体系互相穿插,因此岩浆活动格外强烈,尤其是中、酸性岩浆活动特多。
所以从成矿期、构造、岩性三方面综合分析,中生代燕山期是我国乃至世界上最重要的有色金属成矿期;构造越复杂,岩浆活动越强烈;中、酸性岩浆中有色金属和稀有分散元素含量很高。以上这三条,南岭构造带全部具备,因此,我国南方多有色金属矿是理所当然的了。我国南方按岩浆活动强烈程度大致以四川盆地、贵州高原为中心呈向东向西对称分布态势。从中心的低温热液成矿带向两侧的高温热液成矿带过渡,即从中心的汞、锑带分别向两侧的铜、铅锌带和钨钼带过渡。看看中国的有色金属矿的分布图就可证实这个结论。
为什么北方比南方多能源矿
能源矿是一种沉积矿,大多数分布于地壳活动不太强烈的地区或一个构造体系中相对稳定的部位。我国长期存在北煤南运的状况,石油、煤等能源矿则大多数分布于北方。煤主要分布在华北、西北地区的山西、内蒙古、新疆,而东南沿海很少。石油、天然气主要分布东部三个沉降带(山东、河北、辽宁、湖北等地区)和西部3个内陆盆地(准噶尔盆地、塔里木盆地和柴达木盆地)。我国北方阴山—天山构造带以北的北部区,中生代开始形成比较稳定的相对凹陷地带,容易形成中、新生代的煤和石油。阴山—天山与秦岭—昆仑山构造带间的片陷地区成陆历史最早,地壳活动比较和缓,目前震旦纪到中、新生代都有沉积矿藏生成,所以我国北方多各种沉积矿,特别是煤和石油。
但是能否说南方就没有成煤成油的可能呢?不是的。这是因为南方的物质构造复杂,受燕山运动影响大,褶皱断裂、岩浆活动强烈,常出现地层倒转逆掩现象,煤层往往被中、新生代盆地沉积和火山岩覆盖,因此勘探和开采格外困难。以石油而言,根据我国地质学家李四光先生的陆相沉积成油理论,我国东部华夏向三个沉降带都有成油的条件,因此就不存在南方少油的问题,只是由于同样的原因,北方容易开采,因此开发较早罢了。
除黑色金属以外的所有金属的生产,包括对有色金属矿的开采、选矿、冶炼以及加工成材的工业部门。按其生产性质可分为:①重金属的生产,如铜、铅、锌、镍等;②轻金属的生产,如铝、镁、钛;③贵金属的生产,如钨、铜、银、铀、钍、铍、锢、锗和稀土金属等。由于有色金属各个具有独特性能,在现代化工业生产中已广泛使用,是工业生产中很重要的一个部门。我国有色金属分布很不均衡,四川攀枝花铁矿中,含有10种有色金属钒、钛、镍等,甘肃金昌市的金川镍矿,内蒙古的白云鄂博稀土矿,湖北大冶、江西德兴、安徽铜陵的铜矿,江西大余的钨矿、湖南锡矿山的锑矿,云南个旧的锡矿,湖南水口山的铅锌矿。为了扬长避短,充分发挥某一地区的资源优势,建设了区域矿产基地。如在湖南、江西、广东、广西建立有色金属基地,在内蒙古建立稀土工业基地等。
钨:我 国世界储量第一。占全球供应量的为85%。主要用于硬质合金、特种钢等产品,并被广泛用于国防工业、航空航天、信息产业,被称为“工业的牙齿”。钨能耐高 温,所以钨合金被大量用在机械、武器工业中。比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。 军事方面用做穿甲弹的弹丸,都是用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、碳化钨等材料制成的。钨合金的机械性能与贫铀相差无几,而且贫铀的缺点反而是它的优 点。
没有放射性,钨的化学性能也非常稳定,甚至在1000℃以上的高温下也不会氧化,而且硬度也不会明显下降。这点对防破甲弹的高温金属射流十分有利。钨 的硬度极高,主要用于钢铁金属的合金,加入钨后钢的硬度会有极大的提高,在金属加工领域的刀具材料高速钢就是含钨的合金。如果一个国家没有钨的话,在目前 技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失,直接导致机械行业的瘫痪,所以称之为战略金属。此外在照明领域也必须使用钨做为灯丝。
钼:我国储量居世界第二。占全球供应量的24%。用于炼制各类合金钢、不锈钢、耐热钢、超级合金,在军事工业中应用广泛,被称作“战争金属”。
稀土:我国储量居世界第一。供应量占全球总量的80%以上。用于制造复合材料,镁、铝、钛等合金材料,被形象地比喻为“工业味精”,这个大家说的最多,都知道,就不用说了
锗:储量居世界第一。产量占全球的50%。主要用于夜视仪、热成像仪、石油产品催化剂、太阳能电池等生产,并被广泛用于光纤通讯领域。
此外钽、锶、 锑、镉、铱、铋、铑、钛、镍、锆、铬、钴等等及镍铬、镍铬硅、镍铝、钛铝、铁镍等等,在欧洲这些很多都是战略金属在国防建设中也有广泛的用途.有些已经用 于宇宙飞船的制造及军事应用.如金属钽不仅在火炮上有大用处,而且是以后宇宙空间探索必要的材料,其奇特的物理化学性能至今科学家还在研究, 钽合金的特殊用途目前仍在研究、开发。
如劳斯阿莫斯国立研究所开发出含有熔融钚并含有20wt%钛的钽合金。这种合金用于要求材料密度在 11.0g/cm3以下,对熔融钚有优异的耐腐蚀性及在800~1200℃的高温中能持续数小时的耐氧化性。被选用的T-222合金(Ta-10W- 2.5Hf-0.01C)正在被研究用作冥王星探测器发电装置的材料。目前T-111(Ta-8W-2Hf)合金被用作在宇宙空间使用的包裹热力发动机热 源的强化结构材料。可以看出,稀有金属的供应是发展原子能、宇宙探索,国防建设,电子计算机、无线电电子学等新技术所必需的条件。
本人花了许多时间,找到这些资料,还有很多没有找出来,实在是时间所限,只为尽一份心力,希望大家再补充。据统计,近年来国际铟消费量每年都在以30%的速度递增,日韩等国已经出台了具体措施,加强包括铟在内的许多小金属的战略储备。中国有色金属协会安泰科信息有限公司冯君从:
“日本是在去年年底宣布,要增加14种战略金属储备,其中就包括铟,有钨、钼,锗等等这些金属,每年要增加这 个储备,韩国是今年3月份,也公布和日本相应的一些类似的一些政策,也是增加国家政府,国家的储备 日本经济产业省前不久组织了由稀有金属供应商、稀有金属用户以及有关专家学者等参加的研讨会,共同研究确保钒、铬、锰、钴、镍、钼、铂、银、铜、钨、铟以 及稀土等31种稀有矿产资源的稳定供应对策,并将研究结果作为政策课题纳入预定于今年5月提出的“国家能源资源战略规划”。
据了解,日本的稀 有金属几乎全部依赖进口。其中,日本每年消费总量90%的钨从中国进口,截至2005年10月,其国家储备为293吨,这些稀有金属大部分储存在日本茨城 县的国家储备基地。日本产业界认为,政府计划将铟和稀土列入法定战略储备物资的原因除了其稀少之外,主要还因为这些资源控制在中国手里。如果不趁早储备相 当数量的铟和稀土,很容易受制于人。
日本国际未来科学研究所的代表浜田和幸就曾说:“中国拥有世界稀土资源的88%,掐住了日美的咽喉,日本和美国没有这些稀有金属,就无法制造精密的制导武器。”日本产业用稀有金属过分依赖进口,不能保证稳定供应,日本政府为了防止在稀有资源供应上受制于人(中国),除了官民齐动手,大量囤积从中国廉价购买的稀有金属外,并已经着手研究相应技术,开发替代材料。
众所周知,中国是稀有金属资源大国,尤其是许多制约着现代高科技发展和军事用途广泛的稀有金属蕴藏量在世界上所占比例很大。金属锆主要用于核工业反应 堆、航天航空工业和武器制造,其中全球90%的锆在中国加工;铟主要用在液晶屏等高端的领域,全球80%的铟都产自中国,70%的铟出口日本;中国拥有世 界稀土资源的88%,2005年我国稀土出口总额3.1亿美元,其中出口日本1.8亿美元,占总金额的58.27%,排在首位,出口美国0.3亿美元,占 10.26%,排在第二位。
此外,钨及钨制品出口总额7.3亿美元,其中出口日本2.3亿美元,占31.67%,排在首位,出口美国0.88亿美元,占 12.10%,排在第三位。其它稀有金属如铍、铬、锗、镓(含铟)等稀有金属出口总额为5亿美元,其中出口日本3.1亿美元,占61.8%;出口美国 0.55亿美元,占10.94%。
由于近年来国家对采矿权的下放,各种稀有金属矿和煤矿一样陷入了开采一哄而上的混乱局面,致使 我国的大量战略稀有金属资源被糟蹋、破坏和贱卖。一些个人,单位,地方为了自己的局部利益和个人得失,对稀有金属开采滥挖乱采,出口的绝大部分是未经轧、 锻或简单加工的初级产品,换取的资金得不偿失。
以铟为例,这种稀缺资源全球储备也不过若干吨,其中80%都出自我国。虽然在全世 界来看,铟都属于稀缺资源,但我国的铟资源却相对比较丰富。1995年我国超过法国,成为全球最大的原生铟生产国,截止到目前原生铟年产量占到了全球的 80%以上。不过,我国的铟开采出来却大多销往了国外,特别是日韩。日本的消费量占到全球的70%,所以中国基本上90%以上都是出口,而且铟主要是用在 液晶显示屏.
铟如此,稀土、钨等一大批稀有金属资源又何尝不是在这样毫无节制和管理地滥采贱卖呢?拥有紧缺资源就拥有“话语权”。稍微留心的人都知道巴西、澳大利亚在铁矿石资源上卡中国脖子的事,人家满天要价,宝钢等中国企业十分无奈。而我们身在 “宝山”,却把稀有金属弃若蔽履,由于这些行业的管理者目光短浅,为了蝇头小利和眼前利益,任意抛洒,廉价竞售,不惜在外商面前竞相压价,连定价的“话语 权”都统统拱手相送!让美日等国拣了大便宜,以极低的价格轻易就大量攫取到了我国特有的稀有战略资源,进而大量囤积。
稀有金属资 源是不可再生的战略物资,是国家的宝贵财富,是中华民族赖以发展和生存的命脉。在为了GDP增长而引进外资时,我们是为那些不断被更新和淘汰的所谓“知识 产权”付出了高昂代价的,可是在不可再生的,卖一点就少一点的,甚至可以用以制作精确制导武器来攻击自己的稀有金属资源面前,有人却鼠目寸光,浑浑噩噩, 一叶障目,不见泰山,看不到它们的巨大战略价值,毫无战略头脑,毫无忧患意识,放任自流,眼睛只盯在一点点薄利上。真是“仔卖爷田不心痛”,连国家的发展 和安全都不顾了!
加强储备、对一些重要的有色金属的开采、生产和出口进行调控,是目前很多国家都在着手做的事情。比如说美国,尽 管他们有相当多的矿产资源的储量都位居全球首位,但他们却是世界上第一个实行矿产储备的国家。为了保护本国资源,美国封存了大量矿山,转而从国外进口矿产 品。这样一旦国际市场供应紧张,价格激增的时候,美国就有可能抛出储备,打压价格.
美国、西欧、日本多年来一直对我国实行严格的 军售限制,只要是有可能改善中国军事装备的任何技术、设备和资源都要受到苛刻的管制,其狼子野心就是要阻止中国强大起来。而我们却在把能对战略和发展起决 定性作用的稀有资源争相推出国门,为居心叵测的反华势力储备积聚能掉过头来攻击我们的战略资源大开绿灯,为什么我们不能学那些卡中国脖子的国家那样,制定 法律、法规,对稀有金属,尤其是关系着战略资源的稀有金属严格控制开采权,严格限制出口呢?
美日等国未雨绸缪,早已在为今后的激烈竞争甚至战争处心积虑地进行战略物资囤积了。我们是麻木不仁还是立即采取措施?严格控制我国稀有金属出口刻不容缓! 其中有些稀有金属已经基本开采殆尽,中国后来还要回过头来高价从国外买回。现在动手也算亡羊补牢,整顿稀土行业,严控战略资源出口刻不容缓。
2006年5月,倭国政府将提出“国家能源资源战略规划”。根据新“战略规划”,日将扩大稀有金属战略储备的范围,以防止因这些稀有金属的短缺影响倭国经济的正常发展。有关专家指出,稀有金属作为关系经济和国防安全的重要战略物资,日美都大量储备,而且有相当一部分是从我国进口,而我国对部分稀有金属的生产和出口缺乏有效的调控和管理,这一局面必须尽快改变。
(一)走进金属矿产的宫殿
1. 什么是金属矿产
地球上有许多矿产资源,人们又称它为地下宝藏。这些矿产资源是指由地质作用形成的,具有利用价值的,呈固态、液态、气态的自然资源。
人们按照矿产的性质和用途,对矿产资源进行了分类。世界上各国矿产分类不尽相同,我国也有不同的分类。按照我国有关的规定,矿产资源分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产、水气矿产四大类。金属矿产是矿产资源的一部分,那么,什么是金属矿产,它与能源、非金属、水气等三大类矿产又有什么不同,其奥秘在哪里?
按照地质学上的定义,金属矿产是指能供工业上提取某种金属元素的矿物原料。这就是说,凡是矿石中可以提取可供工业上利用的金属元素的矿产,都可称为金属矿产。金属矿产有什么特点呢?
第一,金属矿产是用以提取金属的,地球上已发现 50 多种金属元素。金属具有独特的金属光泽,这是人们从外表上区别金属和非金属的重要标志。金属矿产的多数矿石光泽灿烂,具有金属光泽,这是其特点之一。
第二,矿产有固态、液态、气态三种,金属矿产除个别矿种外,绝大多数是固态,这与呈气态或液态的油气矿产和水气矿产完全不同。
第三,金属矿产与非金属矿产虽然绝大多数均为固态,但是两者有很大的不同。金属矿产是提取金属元素,主要是利用矿石中的化学性质;而非金属矿产除少数是用来提取某种非金属元素(如磷、硫等)外,大多数是利用其矿物或矿物集合体(包括岩石)的某些物理、化学性质和工艺特性等,如云母的绝缘性、石棉的耐火、耐酸、绝缘、绝热和纤维特性等。
2. 金属大家族
金属是具特有光泽而不透明(对可见光强烈反射的结果),富有展性、延性及导热性、导电性的这一类物质。金属是一个大家族,通常人们把金属分成两大类:黑色金属和有色金属。
黑色金属这个名字,常常使人误会,以为黑色金属一定是黑的,其实不是这样。黑色金属只有铁、锰与铬钒钛等,而它们都不是黑色的。纯铁是银白色的,锰是银白色的,铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈,盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物,看去就是黑色的。因此人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”,主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢。而不锈钢是指在普通钢的基础上,加入铬、镍等多种元素炼成的钢材,具有多种类型。
除了黑色金属以外的其他金属划分为有色金属、贵金属、稀有金属。有色金属的颜色是多种多样的,一般都是银白色或灰白色的,但是有一些比较特别,如金为橙黄色,铜为紫红色,铯为黄色等。在有色金属家族中,还有各种各样的分类方法,通常可分为轻金属、重金属:轻金属:是按比重分类,一般把比重小于 5 的金属叫轻金属。例如钠、钾、镁、钙、铝等。周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。重金属:一般是指比重大于5的金属叫重金属。例如铜、锌、钴、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等,过渡元素大都属于重金属。
通常把金、银和铂族元素称为贵金属。这些金属在地壳中含量较少,不易开采,价格较贵,所以叫贵金属。这些金属对氧和其他试剂较稳定,金、银常用来制造装饰品和硬币。
稀有金属:通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。例如铍、锂、铌、钽、铯等。它们难于从原料中提取,在工业上制备及应用较晚。稀有金属跟普通金属没有严格的界限,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属在现代工业中具有重要的意义,所以把它单独列出来。
金属材料按组成成分可分为纯金属(也称简单金属)和合金(也称复杂金属)。纯金属是指一种金属元素组成的物质。目前已知的纯金属有多种,但工业生产中所采用的为数甚少。合金是指以一种金属元素为主与另外一种(或几种)金属元素(或非金属元素)组成的物质。它的种类很多,如常用的生铁和钢,就是铁碳合金;黄铜就是铜和锌合金;青铜是铜和锡合金等。由于合金的使用性能一般较优于纯金属,因此在工业生产中,合金的应用比纯金属广泛。
金属材料按实用分类可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常又称为钢铁材料,是指铁和铁的合金,如生铁、铁合金、铸铁和钢等。此外,在钢中加入镍、钼、钴、钒、钨、钛和稀有、稀土元素,炼出特殊性能的合金钢,被广泛应用于各种工业部门。有色金属材料又称非铁金属,是指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
3. 金属矿产大世界
进入金属矿产大世界,真是五彩缤纷,目不暇接。为了便于研究,人们根据金属矿产的性质和用途进行了分类,分类基本上与金属的分类一致,但是,由于其种类繁多,所以更加详细。根据我国储量统计分类,金属矿产分为以下六类:
黑色金属矿产:包括铁矿、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿等;
有色金属矿产:包括铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿、镁矿、钴矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿、锑矿等;
贵金属矿产:包括金矿、银矿、铂族金属(铂、钯、铱、铑、钌、锇)等;
稀有金属矿产:包括铌矿、钽矿、铍矿、锂矿、锆矿、锶矿、铷矿、铪矿、铯矿等;
稀土金属矿产:包括钪矿、轻稀土矿(镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)、重稀土矿(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)等;
分散元素金属矿产:包括锗矿、镓矿、铟矿、铊矿、铼矿、镉矿、硒矿、碲矿等。
此外,有放射性金属铀矿、钍矿等,目前我国已归于能源矿产中,此不论述。
(二)金属矿产与人类文明
1. 人类文明的标志
人类社会的发展与矿产资源的利用有密切的联系。1849 年丹麦考古学家汤姆逊按照人类使用的工具类型将人类社会分为石器时代、铜器时代和铁器时代,这已成为全球共同的发展模式。以使用的工具类型划分人类文明时代,这表明矿产的利用对社会进步和文明发展有极大的作用。
人类演化的很长时期是使用石器,大约 1 万多年前,人类开始使用自然铜打造各种工具,导致人类铜器时代的出现。后来,又在冶炼铜时加入锡,炼出了“青铜”,这是一种更加坚硬的合金,被广泛应用于人类的生产和生活之中。青铜的出现大大改善了人类的生产工具和战斗武器,提高了人类的文化和技艺水平,把人类文明推进到一个崭新的阶段。
大约在公元前 4000 年,古埃及人和苏美尔人就利用天然的陨石铁来制作矛及饰物。大约在 3400 年前,小亚细亚赫梯人最早用铁矿炼铁并生产铁器。铁器的出现,广泛应用于人类生产和生活,在人类历史上起了重大的革命作用,不仅促进了生产的发展,而且把人类带入了一个新的文明时代。
从铜器到铁器的时代,是利用金属矿产的开始时代,金属成为人类文明的象征,载入了世界史册。
我国是世界文明古国之一,在青铜时代和铁器时代,创造了灿烂光辉的人类文明。我国青铜时代约始于公元前 21 世纪到公元前 500 年,共约 1500 年历史,相当于夏、商、西周和春秋时期。我国铁器时代大约起始于距今 2800 年前的西周末期,冶铁工艺在世界上处于领先地位。铁器时代给中国带来了巨变,社会由奴隶制向封建制过渡,并经过兼并战争,建立起中国历史上空前统一的秦帝国。铁器在秦汉时期进一步推广,到东汉时期最终代替了青铜器。
新疆青铜时代和铁器时代,闪烁着文明的光辉。据考古资料,新疆青铜时代约始于公元前2000 年到公元前 700 年,这一时期处于以畜牧经济为主的原始氏族公社时期。新疆铁器时代出现年代,据考古资料,大约距今 2700 年到 2200 年,相当于东周时期。
2. 国力的体现
随着社会的发展和科技进步,人们使用金属矿产的范围和数量急剧增加。19 世纪工业革命以来,铁的消耗量比原来增加了 100 倍,铜的消耗量增加了 80 倍。进入 20 世纪以来,增加速度更加迅速,许多金属矿产的消耗量增加了几十倍到上千倍。金属矿产是国民经济、人民日常生活及国防工业、尖端工业和高科技产业必不可少的基础材料和重要的战略物资。钢铁和有色金属的产量往往被认为是一个国家国力的体现。
金属矿产资源在全球地理上分布的不均衡性,必然造成了国家间矿产资源分布的不均衡,进而导致不同国家对全球资源拥有的巨大差异。全球主要战略金属矿产资源丰富,分布非常集中。据近年来资料,世界铁矿储量为 1600 亿吨(矿石),储量基础为 3700 亿吨,主要分布在巴西、俄罗斯、澳大利亚等 10 国,占世界的 89% 以上。世界铜矿储量基础(金属)为 94000万吨,主要分布在智利、美国、中国、秘鲁等10国,占世界的84%。世界铝土矿储量基础(金属)为 330 亿吨,主要分布在澳大利亚、几内亚、巴西等 10 国,占世界的 84% 以上。
进入 21 世纪以来,全球经济继续以高速增长,矿产品市场出现了前所未有的供需两旺、价格全面上涨的局面。钢铁市场需求强劲,产量与消费均创新高。2004 年全球粗钢产量达到10.35 亿吨,比上年增长了 6.9%。世界铁矿石总产量的 49% 用于出口,2004 年海运铁矿石国际贸易量净增 8.9%,达到创纪录的 6.38 亿吨。有色金属市场开始出现供应短缺,价格普遍大幅度上涨。2004 年 6 种主要有色金属全球总产量为 6451.64 万吨,比上年增长 4.93%,铜、锌、锡、镍等供不应求。由于供应短缺,导致 2004 年价格全面上涨,铝价上涨 19.7%,铜价上涨62.3%,铅价上涨 72.8%,锌矿上涨 23.8%,镍价上涨 40.4%,锡价上涨 81.8%。受黄金价格大幅飙升的影响,大多数贵金属价格普遍上涨。但是,在 2008 年国际金融危机以来,钢铁、有色金属等价格下跌,产业受到影响。
3. 我国社会主义现代化建设与金属矿产
新中国成立以来,经过 50 多年的努力,目前我国已成为世界上的矿产资源大国和矿业生产大国。
我国已成为金属矿产资源大国,已探明储量的矿产有 54 种,资源储量丰富,分布广泛。已查明资源储量中,稀土金属矿、钨矿、锑矿、钛矿等居第一位,锡矿、钼矿、铅矿、锌矿等居世界前列。
目前,我国是金属矿业大国。2007 年,我国铁矿石产量 7.07 亿吨(精矿),粗钢产量 4.90亿吨,居世界第一位;十种有色金属产量 2351 万吨,居世界第一位。
我国大宗矿产品进口量持续增长,成为世界进口大国。铁矿石(砂)、锰矿石(砂)、铬铁矿石、铜精矿等金属矿产进口量较大,2007 年我国矿产进口量为:铁矿石 3.84 亿吨,铜矿石453 万吨,铬铁矿石 609 万吨,锰矿石 664 万吨。矿产品消费对外依存度仍然居高不下。(据2009 年公布的新一轮矿产资源规划,据预测,到 2020 年,我国铁矿石对外依存度 40% 左右,铜对外依存度达 70%。
我国正处于工业化加速时期,未来 20 年,我国矿产资源需求量仍将高速增长,未来资源供需形势将持续严峻。根据有关部门预测,金属矿产可供储量严重短缺的矿产有铬、铜、锌、钴、铂族金属、镍等,可供储量短缺的矿产有铁、锰、铝土矿、锡、铅、镍、锑、金等。矿产资源不仅涉及我国社会主义现代化建设,而且与国家安全密切相关,与人民生活息息相关,因此,寻找更多更好的金属矿产已成为一项重要的历史任务。
(三)新疆是我国金属矿产资源宝地
1. 打开金属矿产宝库的战斗
新疆这块宝地引起国内外人们瞩目,正如《我们新疆好地方》歌曲中所唱那样:“我们新疆好地方……煤铁金银遍地藏。”新中国建立以后,在新疆大地上掀起寻找金属矿产宝藏的战斗,突出的是五大资源基地的寻宝之战。
稀有金属资源基地:在 20 世纪 30 年代发现了可可托海稀有金属矿床,并进行了开采,50年代以来加强了全疆特别是阿尔泰山的全面普查找矿,发现了大量的稀有金属矿,建设了矿山,成为我国最早的稀有金属资源基地。
铁矿资源基地:50 年来,在新疆掀起了三次铁矿普查找矿高潮,第一次是上世纪 50 ~ 60年代新疆铁矿会战,为新疆钢铁工业发展找到了铁矿资源;第二次是 70 年代开展的全国富铁矿会战,新疆作为重点地区进行了大量的工作;第三次是 21 世纪初的铁矿大勘查,发现了重要铁矿,扩大资源储量,为建设新疆铁矿基地做出了贡献。
铬矿资源基地:铬矿是我国急缺的战略资源,20 世纪 60 年代全国在新疆开展了铬矿大会战,并通过以后的工作,找到了资源储量居我国第二位的萨尔托海铬矿床,建设了我国的第二个铬矿资源基地。
有色金属资源基地:根据我国对铜矿、镍矿、铅锌矿等有色金属矿的急需,50 年来不断加强地质工作,找到多处矿床,其中包括有我国著名的大型矿床,如阿尔泰山的阿舍勒铜矿、可可塔勒铅锌矿,东天山的土屋铜矿、黄山地区铜镍矿、彩霞山铅锌矿,西天山地区的乌拉根铅锌矿,昆仑山的黄羊岭锑汞矿、白干湖锡钨矿等。同时,从 1986 年开始国家在新疆开展了“加速查明新疆矿产资源的地质、地球物理、地球化学综合研究”(简称国家“305”项目)科技攻关,以有色金属矿和金矿为重点,取得了丰硕成果,这些均为建设我国有色金属资源基地提供了资源。
黄金基地:新疆自古以来以金矿驰名于世,50 年来,开展了金矿普查找矿,发现了多处矿床,探明资源储量增加幅度很快,使新疆成为我国重要的黄金产地。
2. 金属矿产的五大特点
新疆金属矿产有什么秘密,特点是什么呢?主要有以下五大方面:
一是矿产种类多,资源配套好。新疆目前发现矿种 138 种中有金属矿产 43 种,为全国金属矿产 54 种的 82%。金属矿产中有黑色金属矿产 5 种,有色金属矿产 13 种,贵金属矿产 7 种,稀有金属、稀土金属和稀散元素 18 种。这些矿产配套程度高,为建设钢铁工业、有色金属工业、黄金工业等奠定了坚实的基础。同时,根据成矿地质条件,金属矿产的种类今后还可能增加,有望找到全国绝大多数的金属矿产。
二是矿产资源储量丰富。截至 2007 年底,金属矿产探明矿产资源储量矿种有 30 种,其中黑色金属矿产 5 种,有色金属矿产 11 种,贵金属矿产 4 种,稀有金属矿产 12 种。新疆金属矿产资源储量在全国占有重要的地位,保有储量居全国首位有铍矿,居全国第二位有镍矿和铯矿,全国第三位有铂矿和钯矿,全国第四位有铬矿和锂矿,全国第七位有钛矿,全国第八位有铜矿、钴矿、铋矿,全国第九位有锰矿、钽矿,全国第十位有铌矿。新疆优势矿产有 8 大类 28种,其中金属矿产有 9 种,包括黑色金属矿产的铁矿、铬矿,有色金属矿产的铜矿、镍矿、铅锌矿,贵重金属矿产的金矿,稀有金属矿产的铍矿、锂矿等。特别是近年来,发现和评价了一些大型金属矿床,资源储量有大幅度增长。
三是资源潜力大。新疆地处欧亚大陆腹地,地层发育完全,构造岩浆活动频繁,地质演化历史复杂,成矿地质条件良好,矿产资源有巨大的潜力。世界三大巨型成矿域有两个跨过新疆,毗邻国家的 32 个重要成矿带有 16 个延入新疆。中亚成矿域是超大型金属矿床的集中区,其中世界著名的超大型金属矿床就有 58 个。通过对比研究,新疆可与周边国家的地质成矿条件相对比,有发现大型至超大型矿床的成矿条件。
四是矿石质量好,伴生和共生多。新疆有我国急缺的富矿,如富铁矿、富铜矿、富镍矿等。同时有优质耐火级铬铁矿。金属矿产共生和伴生多,如稀有金属矿中常有铍、锂、铌、钽、铯等,有色金属矿中有铜、铅、锌、铂、金、银矿等,黑色金属矿中有铁、钒、钛等。
五是分布广泛,有一定特色。新疆金属矿产点多面广、遍及三山和两盆周边,矿产地近2000 处,被开采和利用的矿床和矿点不下千处。新疆金属矿产的地域分布具有独特性和集中性。如铁矿主要集中在阿尔泰山东段麦兹盆地、天山东段觉罗塔格南带和中天山及西昆仑山西段等。这种地域性分布特征,显然是受其地史发展、地质背景和成矿条件的独特性和个性所制约。锰矿集中在西部天山和甘新边界上的红柳河至照东一带,既受生成时代的限制,又受古海盆沉积部位的影响。铬矿、铜镍矿、钒钛矿受区域性深断裂控制,依附于基性至超基性岩带。斑岩型铜矿、铜钼矿与酸性岩浆岩(花岗岩类)的生因关系密切。稀有稀土金属矿产的成矿空间,离不开古老变质岩带和年轻的偏酸性花岗岩。具有一定规模的铅锌矿,多与古海盆火山岩和碳酸盐类有关。这些说明,在千姿百态的金属矿产世界里,元素各自具有自身条件,有自己的习性、爱好和与之结合的元素群;同时也要去寻找自己最佳的生存环境。地质矿产工作者的使命,就是要去不断地总结、研究、推论和预测这些现象,而最终达到发现矿产之目的。
3. 建设我国的金属矿产资源基地
新疆占全国国土面积的六分之一,是我国的资源型省区,是多民族聚居的边疆地区,是我国重要的能源资源战略基地,是西部地区经济增长的重要支点,是对外开放的重要门户,是西北边疆的战略屏障。新疆是我国实施西部大开发的重点,在中国发展和稳定大局中具有特殊重要的战略地位。党中央和国务院对新疆十分重视和关心,对新疆的稳定和发展做出了重大战略决策和部署,明确指出新疆要加快实施以市场为导向的优势资源转换战略,着力培育和发展特色产业,重点建设石油、天然气开采和加工供应基地,煤炭开发储备和煤层气开发利用基地,国家其他急需矿产资源开采和加工基地。
根据新疆资源特点,建设国家急需的矿产资源开采和加工基地中,金属矿产有重要地位。今后将进一步加大铜、镍、铅、锌等有色金属和铍、锂为主的稀有金属,以及铁等黑色金属和金、银等贵金属的勘查,实现找矿重大突破。发现和评价一批在全国有影响的大型和超大型矿床,探明大量资源储量,为建设全国的铁矿资源基地、有色金属资源基地(含稀有金属)、黄金资源基地做出贡献。
1)铜
全球铜资源潜力大,据美国地质调查局统计,世界陆地铜资源量估计为16×108t,深海结核中估计为7×108t。1998年世界铜储量为34000×104t,其静态保证为29年,储量基础为65000×104t。其保证年限为56年。中国铜储量虽然仅次于美国和原苏联,占世界第三位,但可供开采的储量不足,铜进口量年复一年增加,铜资源较紧张的局势还将持续较长时间,成为中国有色金属矿产中缺口最大的矿种。
世界铜资源分布广泛,遍及五大洲,其中铜储量基础较多的国家有智利(23.7%)、美国(15.3%)、波兰、赞比亚、俄罗斯等国。从近年的找矿实践看,环太平洋斑岩铜矿带具有最大的铜资源潜力。东太平洋的智利安第斯斑岩铜矿带,80年代以来又新发现了铜金属量在500×104t以上的5个超大型铜矿(智利的科亚瓦西、楚基北、曼萨米纳、扎尔迪瓦尔和印度尼西亚的格拉斯贝格矿床),西南太平洋除印尼之外,菲律宾和斐济等也都新发现有大型斑岩铜金矿。
世界铜成矿类型多样,按其地质-工业类型可分为:斑岩型、砂页岩型、铜镍硫化物型、海相火山岩型、铜-铀-金型、自然铜型、脉型、碳酸岩型和夕卡岩型等。其中最重要的是前四类,它们占世界铜总储量的96%左右,是目前世界勘查和开采的主要铜矿类型。尤其是斑岩型和砂页岩型各占世界总储量55%和29%。据初步统计,世界铜金属储量超过500×104t的超大型矿床有60个左右,其中斑岩型38个,占63%,占储量的64%,而砂页岩型有15个,占25%,占储量的24%。现将这些矿床类型简述如下:
(1)斑岩铜矿:这是世界最佳找矿类型之一。英国矿床学家R.H.西利托研究认为在大量硫砷铜矿脉之下可能有斑岩铜矿的存在,这就为寻找深部隐伏斑岩铜矿指出了方向,提供了思路。
(2)砂页岩型铜矿:这种铜矿泛指不同时代沉积岩中的层控铜矿。加拿大地质调查局S.S.甘迪提出该类铜矿的原始物质来源是基底的奥林匹克坝型矿床,认为阿德雷德铜矿是奥林匹克坝的“派生矿”,这也为世界各地具有砂页岩型铜矿地区进一步找矿提供了新思路。
(3)铜镍硫化物型铜矿:矿床主要出现在元古宙和中生代,产出在克拉通地区陆内裂谷。代表性的矿床有加拿大的萨德伯里、美国的德卢斯、俄罗斯诺里尔斯克和中国的金川等。
(4)海相火山岩型铜矿:这是与海底火山作用有一定联系的含有大量黄铁矿和一定数量铜、铅、锌的矿床。产于加拿大地盾、西班牙-葡萄牙黄铁矿带和俄罗斯乌拉尔等地。这类矿床常有后期叠加的大脉型或细脉浸染型金矿,往往规模巨大,有重要意义。
除以上四类外,铜-铀-金型和自然铜型也占有一定比例,特别是巨大的奥林匹克坝铜-铀-金型这种新矿床类型的出现更具重要意义,使其所占储量比例(4%)高出了海相火山岩型矿床所占比例(2%)。此外,各类型矿床往往相伴而生,如斑岩型多与脉型、夕卡岩型伴生,砂页岩型常与自然铜型、铜-铀-金型一起产出,海相火山岩型往往与铜镍硫化物型产在同一个地质单元内。因此,象夕卡岩型铜矿在许多国家将其储量计入斑岩型矿床中而未单独列出。
据芮宗瑶等(1997)对铜金属大于5×104t的矿床统计,我国铜资源量在5个主要矿床类型上的分配如下:斑岩型42.1%,夕卡岩型22.3%,海相火山岩型15.0%,砂页岩型11.3%和铜镍硫化物型7.3%,鉴于我国铜矿资源短缺的局面短期内难以解决,应实施铜矿专项找矿工程,在东部寻找隐伏矿床,扩大老区远景,在西部沿古丝绸之路和“三江-雅江”流域两条路线向周围展开,重点抓斑岩型、海相火山岩型及铜镍硫化物型矿床,以求取得重大的突破。戴自希(1999)认为我国中西部地区勘查程度相对低,有相当的找铜潜力,该地区保有储量占全国铜储量的91%,已发现的大型铜矿25个,中型90多个,近年来在新疆、云南、甘肃、内蒙古和四川等地均有上述5种主要铜矿类型的新发现,说明中西部地区具有较好的找铜前景,应加大勘查力度,寻找大铜矿和富铜矿。
2)铅和锌
世界范围内铅锌资源是丰富的,据美国地质调查局1999年统计,世界已查明铅锌资源量约为15和19×108t。现有铅锌储量可保证世界矿山分别开采23年和20年。世界铅锌储量和储量基础较多的国家有澳大利亚、美国、加拿大、原苏联、中国和秘鲁等,它们合计占世界铅锌储量基础的74%和63%。据初步统计,世界铅锌金属储量超过500×104t的超大型矿床约有44个,其中美国、加拿大、澳大利亚这3个国家集中了世界上约50%的超大型铅锌矿床。近年来,虽然对铅锌勘查投入较少,但不断有新矿床发现,说明全球铅锌资源潜力大。
全球各个历史时期均有铅锌矿床产出,但以元古宙和古生代最为集中,占世界总储量的80%以上,中新生代的铅锌矿床相对较少。铅锌矿床工业类型繁多,世界目前勘查和开采的铅锌矿床主要类型有:①喷气沉积型矿床(SEDEX):这类矿床是世界上铅锌的主要来源之一,为最重要的矿床勘查类型;②密西西比河谷型矿床(MVT);③火山成因块状硫化物矿床(VMS):这类矿床在铜矿中称为黄铁矿型铜多金属矿床或黑矿型矿床;④砂岩型铅锌矿床:此类型在法国和瑞典均有产出,有人认为中国云南的金顶超大型铅锌矿床也属此类型。除上述4类外,还有沉积变质型如朝鲜检德铅锌矿床,它是世界上已知最大的铅锌矿床以及夕卡岩型、热液交代型、脉型和斑岩型矿床等。此外,还有浅生富集或红土化作用形成的锌矿床。当前在国际上越来越重视对易采价廉的氧化矿-菱锌矿的开发利用。
上述4个类型铅锌矿床前3类在我国都有产出,而且矿床规模较大,区带分布明显,是我国铅锌资源主要开发和进一步勘查对象。它们的重要性和典型代表依次是:SEDEX型(厂坝、东升庙等);MVT型(凡口、大梁子等)和VMS型(小铁山、呷村等)。至于我国最大的铅锌矿床,即云南金顶铅锌矿床的类型归属尚存在较大的争议,或属SEDEX型,或属砂岩型,或为一独特类型(暂可称之为金顶型)。今后,在勘查部署上,应在我国中西部地区,加大规模大、品位富、经济价值巨大的SEDEX型以及金顶式和VMS型等铅锌矿床的找矿力度。近20年来世界所发现的大型、巨型矿床基本上都是SEDEX型。国内外均很重视这一类型矿床。
3)铝
铝的产量和消费量在金属中位居第二,仅次于铁。世界铝土矿资源丰富,储量充足,且还在不断增长。据美国地质调查局统计,1998年世界铝土矿储量为250×108t,储量基础为340×108t。其静态保证年限为205年和50年,而且其储量仅占资源量的30%~42%,铝土矿还有大量待勘查的资源。世界各国对铝土矿矿床的分类很不统一,按其下伏基岩性质大致分为两大类型-硅酸盐岩上的红土型和碳酸盐岩上的岩溶型铝土矿矿床。另外,较次要的还有陆源岩层之上的沉积铝土矿矿床,也称为齐赫文型铝土矿矿床。
(1)红土型铝土矿矿床。它主要是由酸性、中性和基性成分的含铝硅酸盐岩石在热带和亚热带气候条件下经深度化学风化形成的红土矿床,特别是新生代热带地区的红土矿床工业价值很大。据原苏联学者统计,此类矿床占世界现有储量86%,占世界铝土矿产量65%,大于10×108t的6大红土型铝土矿区是在澳大利亚、几内亚、巴西、喀麦隆、越南和印度。澳大利亚的韦帕矿床是这类矿床的典型代表。
(2)岩溶型铝土矿矿床。这类矿床一般覆盖在石灰岩和白云岩凹凸不平的岩溶化表面。矿床和基岩之间为不整合或假整合。这类矿床加上陆源岩层之上的沉积铝土矿矿床的产量占世界总产量的35%,其储量占世界铝土矿总储量14%,主要分布于南欧和加勒比地区。我国的大部分铝土矿矿床属于这一类型,牙买加的铝土矿床为此类矿床的典型代表。
(3)沉积型铝土矿矿床。这类矿床一般呈不整合覆盖在不同的铝硅酸盐岩石的表面,与下伏岩石没有直接的成因关系,成矿物质是从其它地方搬运来的。这类矿床只占世界总储量不到1%,工业意义不大。
4)镍
世界镍资源非常丰富,储量充足。据美国地质调查局统计,1998年世界镍储量为4000×104t,储量基础为14000×104t,平均含镍接近(或大于)1%的矿床查明资源为1.3×108t,其中60%产于红土型矿床,40%产于硫化物矿床,还有大量较低品位镍矿床的资源量。世界镍资源分布极不均匀,主要集中在古巴、加拿大、俄罗斯、新喀里多尼亚、印尼、南非、澳大利亚等国,它们占世界镍总储量的92%。另外,海底锰结核和锰结壳中还有大量镍资源,主要分布于太平洋洋底。目前勘查和开采的主要类型为硫化镍型和红土型。从开采量看以硫化物镍矿占多数。
(1)岩浆硫化铜镍矿床。这类矿床在空间上和成因上与基性和超基性岩(包括成分相似的喷出岩)有关,按照成矿环境主要可分为3种类型:①前寒武纪绿岩型矿床,该类矿床的基本特征是矿床均产于前寒武纪绿岩带内,含矿岩体与科马提岩套或镁铁质岩系紧密伴生。根据岩体的岩石类型和侵位方式可细分为与科马提岩套有关的或与拉斑玄武岩有关的两类矿床。②与大陆裂谷作用有关的矿床,该类矿床的成矿构造环境为克拉通内的裂谷及克拉通之间或边缘的活动带。根据岩体类型和成矿背景可细分为与溢流玄武岩有关的侵入体内的矿床和大型层状侵入杂岩体中的矿床两类。加拿大萨德伯里硫化铜镍矿床的成矿地质背景和矿床特点类似于大型层状侵入体矿床,对该矿床成因观点看法不一,大多数研究者认为是岩浆熔离型,还有不少人认为岩体属陨石冲击成因。该矿床储量巨大,镍品位高,被认为是一种特殊类型。③显生宙造山带内与基性-超基性侵入体有关的矿床,这类矿床分布很广,但成大矿的不多。
(2)红土型镍矿床(包括硅酸镍矿床在内)。这类矿床是含镍超基性岩(主要是纯橄岩、橄榄岩、辉石岩或蛇纹岩)裸露地表,在长期风化和侵蚀作用过程中高含量镍的富集的结果。气候条件对此类矿床形成很重要,最富的矿床见于亚热带气候区。世界最重要的红土型镍矿床是在新喀里多尼亚,该处蛇纹石化橄榄岩分布广泛,矿床规模大,品位高,埋藏浅,品位稳定,适于露采,已有一百多年的开采历史。
世界现有镍储量至少已可维持21世纪前半个世纪的生产,储量基础可保证整个21世纪镍矿山的生产,现有镍储量占储量基础的43%,占资源量的36%,说明资源的勘查程度不算很高,还有大量资源有待探明。近年加拿大在萨德伯里老矿区深部继续有大的发现。科特迪瓦在已知的锡皮卢矿床附近继续勘查,查明大的红土镍矿床,已查明矿石资源5.4×108t。此外,在西澳大利亚和坦桑尼亚均有新的发现,另外还有大量镍品位小于1%的低品位镍资源,以及海底锰结核和锰结壳中的镍资源,这使世界镍储量基础不断增多,提高了镍资源的保证程度。
5)钴
据美国地质调查局统计,1998年世界钴储量为430×104t,储量基础为950×104t,世界钴储量高度集中于刚果、古巴、赞比亚、澳大利亚、新喀里多尼亚和俄罗斯等国家和地区。钴主要作为开采铜和镍等有色金属的副产品回收,其产量取决于这些金属的开采量。扎伊尔和赞比亚的钴产量占世界总产量的65%~70%。陆地上钴极少单独成矿床,绝大部分伴生在其它矿床中,因此钴矿床的分类主要取决于钴所赋存的矿床类型,可将矿床划分为如下7个类型:
(1)铜钴矿床。主要分布于扎伊尔南部、赞比亚北部,属中非含铜页岩带范围,是目前世界钴的主要来源。值得注意的是,80年代初在加拿大发现这类矿床。另外在秘鲁南部也找到了一个有远景的铜钴矿床。
(2)含钴硫化铜镍矿床。这类矿床大多数都含有少量钴,主要分布于加拿大、原苏联和澳大利亚。最著名的加拿大萨德伯里含钴铜镍矿床矿石储量为3×108t,平均含钴0.07%,每年大约从中生产2000t钴。
(3)含钴红土型镍矿床。这类矿床属超基性岩体裸露地表经长期强烈的风化和侵蚀作用形成富含铁、镍、钴的红土。钴的巨大储量集中在红土风化壳矿床中。矿床品位的高低,主要取决于风化作用的程度。
(4)含钴多金属矿脉。这类矿脉世界各地都有发现,规模较大的有摩洛哥的布阿泽尔,加拿大科博尔特(安大略)和大熊湖和原苏联的霍伍阿克塞钴矿床等。此外,芬兰、印度、加拿大和澳大利亚的火山沉积岩中的金钴铀、铀镍钴钼和镍钴银铋矿化产钴,并伴随铀矿化产出。
(5)含钴黄铁矿矿床。含钴量高的含铜黄铁矿型矿床在世界上罕见,其典型实例是原苏联中乌拉尔的佩什明-克柳切夫矿床,芬兰的奥托昆普矿床和美国爱达荷州艾恩河的无名(no-name)矿床等。
(6)含钴夕卡岩铁矿床。这类矿床主要是夕卡岩磁铁矿矿床,虽然钴在这类矿床中为铁矿的副产品,每年仅提供世界钴产量的1%~2%,但在美国却是钴的重要来源。
(7)含钴铅锌矿床。具有独立钴矿物的铅锌矿床极为罕见。含有分散状钴的铅锌矿床分布很广,但钴含量一般不高。国外某些矿床的钴已被回收利用,主要是从闪锌矿精矿中顺便回收钴。
总之,目前世界钴矿生产中起主要作用的是中非的铜钴矿床以及加拿大、原苏联、澳大利亚等地的含钴硫化铜镍矿床。红土型镍矿床虽然钴储量较大,但产量少,仅为潜力很大的钴资源。其余各类矿床居次要地位。世界镍资源丰富,储量充足,现有镍储量和储量基础静态保证年限分别为141年和310年。此外,海底还有丰富的钴资源,赋存在锰结核和锰结壳内。据估算,太平洋几个海域中潜在钴资源量总计约1020×104t,表明海底蕴藏有巨大的潜在钴资源。
6)钨
据美国地质调查局统计,1998年世界钨储量为200×104t,储量基础320×104t,主要集中在中国、俄罗斯、加拿大和美国。世界勘查和开采的主要钨矿床类型有:
(1)夕卡岩型白钨矿床。根据矿床的主要成分可细分为夕卡岩型钼钨、铜钨、锡钨和钨矿床。夕卡岩型白钨矿矿床是目前世界上最重要的钨矿类型,其储量约占世界总储量的1/2,往往形成大型矿区,如中国的湖南柿竹园钨矿床。
(2)石英脉型黑钨矿床。它可划分为石英大脉型和细脉带型矿床。就其形成温度还可划分为高、中和低温热液矿床。热液型大型钨矿床主要分布在中国南方的江西、广东、湖南和广西等省区。热液型石英脉黑钨矿矿床是当前世界上生产黑钨矿的主要类型,其储量约占钨矿总储量的1/4左右,如中国江西西华山和大吉山等钨矿床。
(3)斑岩型钨矿床。它与某些斑岩铜矿类似。根据成分可将这类矿床划分为斑岩钼钨矿床和斑岩钨矿床,前者如美国的克莱梅克斯矿床,后者如加拿大的普莱曾特山矿床。斑岩钨矿床品位低(0.1%左右),储量大,约占钨矿总储量的1/4,矿石矿物中黑钨矿和白钨矿几乎各占一半,如中国江西杨储岭钨矿床。
(4)层控型钨矿床。此类矿床罕见,东阿尔卑斯山伦纳尔塔尔和费贝塔尔的层控矿床属此类型。中国江西上饶焦里白钨矿床亦属此类型(盛继福,1994)。
世界钨资源较丰富,1994年世界钨储量和储量基础静态保证年限分别为57年和86年,现有储量至少能保证21世纪前半个世纪世界钨的生产。但全球资源分布不平衡,中国占世界总储量40%左右,占国际市场供应量60%左右。因此,中国控制了世界钨的生产与销售。中国江西黑钨矿、湖南白钨矿和秦岭将成为重要钨矿基地。未来世界钨业发展前景将很大程度上取决于中国的钨的出口政策。
7)锡
据美国地质调查局资料,1998年世界锡储量和储量基础分别为770×104t和1200×104t。世界锡资源分布相对集中,太平洋沿岸地区占3/4以上,尤以东南亚地区的矿化区更为重要,锡的储量分布相对集中,中国、巴西、马来西亚、印度尼西亚、泰国、扎伊尔、玻利维亚、俄罗斯和秘鲁等国就占世界锡储量的99%以上。锡的成矿条件多样,形成多种类型矿床。目前已开采的锡矿床有:
(1)热液型矿床。按矿物成分可分为:①锡石-石英脉矿床,产于花岗岩岩基附近,矿床规模以中小型为主,也见有大型和特大型矿床,矿石品位高。这类矿床的锡储量约占原生矿床锡储量的50%左右。主要分布于东南亚和欧洲,是形成砂锡矿床最主要的物质来源。②锡石-硫化物矿床,常与偏基性花岗岩类岩体、中性和基性岩墙带有关,矿床规模多为大中型,少数为特大型。这类矿床主要分布于中国、玻利维亚和原苏联的东部沿海区。其锡储量约占原生矿锡储量的40%。80年代加拿大发现东肯普特维尔大型锡矿床,它将成为北美第一个原生锡矿矿山。
(2)伟晶岩型矿床。矿体呈脉状产于花岗岩体及其附近的断裂中。形成时代从寒武纪到第三纪,但最具经济意义的产于前寒武纪地区。这类矿床的锡储量约占原生矿床锡储量的9%左右。主要分布于非洲、巴西、澳大利亚西部等地。
(3)砂矿床。目前开采的主要为冲积砂矿和海滨砂矿。这类矿床主要分布于东南亚、中南非、西澳大利亚等地。砂矿床储量占国外锡储量的64%,产量占锡总产量的60%~70%。典型矿床有马来西亚的近打河谷砂矿。80年代在巴西亚马孙州发现皮廷加大型含稀散金属的锡矿床,主要开采冲积矿床和部分残积矿床,是一世界级大锡矿。该矿的发现使巴西锡矿储量增加了两倍,除锡之外还有丰富的铪、铌、钽和钇等资源。
世界锡资源充足,现有储量和储量基础静态保证年限分别为36年和52年,可见全球锡资源的保证程度是较高的,足以维持世界21世纪头30年的生产。人们通过大量研究发现,锡矿化仅与一定特征的花岗岩有关。所以含锡花岗岩研究是了解锡成矿作用和找矿的关键。
8)钼
据美国地质调查局统计,1998年世界储量和储量基础各为550×104t和1200×104t。钼资源高度集中在北、南美洲科迪勒拉山系和中国东秦岭和燕辽地区。储量最多的国家有美国、中国、加拿大、智利和俄罗斯等,占储量85%左右,尤其美国独占储量基础45%。世界钼矿床按地质成因可划分为以下类型:
(1)斑岩型钼矿床。这类矿床的经济意义最大,占世界钼储量和钼产量的80%以上。斑岩型钼矿床的共同特点是矿化呈细(网)脉浸染状,矿床规模大、品位低,适宜露天开采。按金属成分可分为独立的斑岩型钼矿床和铜-钼矿床两个亚类。斑岩型矿床是钼的重要来源。在西方国家中其储量和产量分别占31.2%和29.6%。世界上著名的特大型钼矿床有美国的克莱梅克斯、亨德森、石英山,中国陕西的金堆城、兰家沟,加拿大的恩达科、基特索尔特等。斑岩型铜钼矿床是钼的另一重要来源,钼作为副产品回收。
(2)斑岩-夕卡岩型钼(钨或铁)矿床。这类矿床与花岗斑岩或似斑状花岗岩有空间和成因上的联系。花岗岩类侵入体与铝硅酸盐层相接触,分别产生角岩化和夕卡岩化,成矿热液活动导致矿化叠加在花岗岩类岩体、角岩和夕卡岩之上而形成本类型钼矿床。这一类型在中国不但较广泛产出,且有重要工业意义,如河南栾川南泥湖-三道庄钼(钨)矿床和上房沟钼(铁)矿床等。
(3)夕卡岩型钼矿床。这类钼矿床在空间上和成因上与花岗岩类侵入体有关。按矿石矿物成分有夕卡岩型铜钼和钼钨两类矿床。此类矿床主要分布在原苏联和中国,如俄罗斯北高加索的特而内奥兹钨钼矿床。
(4)碳酸岩脉型钼(铅)矿床。与碳酸岩有关的钼、稀土矿化曾见于原苏联东西伯利亚和科拉半岛地区,但未构成以钼为主的矿床,只有中国陕西黄龙铺大型钼(铅)矿床是这一类型的代表。矿体由含钼(铅)石英-方解石碳酸岩脉组成。其矿石物质成分和辉钼矿富含铼,明显不同于其他类型以钼为主的矿床。
(5)石英脉型钼矿床。这类矿床与花岗岩侵入体有成因联系,属高-中温热液矿床。矿床规模不大。常与钨矿床伴生,钼往往作为钨矿山的副产品回收。
(6)沉积型钼矿床。目前已知黑色页岩中有钼、镍、钒、铀或铂族元素矿化,如在中国南方诸省的下寒武统黑色页岩普遍发育富含钼、镍或钼、铀矿化。这一类型钼矿是一种潜在的钼矿资源。
世界钼矿床的成矿时代大多集中在中生代至新生代早期,与该时代构造岩浆作用有关,中生代—新生代是最重要的钼矿成矿时代,其次是海西期。世界主要钼矿床的分布可划分出3个全球性成矿带,即环太平洋成矿带、地中海阿尔卑斯成矿带和乌拉尔-蒙古钼矿成矿带。世界钼资源丰富,现有储量和储量基础静态保证年限分别为39年和85年,可供全球21世纪前半个世纪的开采。中国是世界第2大钼资源国,集中分布在陕西、河南、吉林、辽宁和山东等省。
9)汞
据美国地质调查局统计,1998年世界汞的探明储量为12×104t,储量基础为24×104t,汞矿产出较多的有西班牙、意大利、吉尔吉斯斯坦、墨西哥等国。世界已查明的汞资源约有60×104t,地中海(沿岸)-中亚构造成矿带是世界汞矿床最集中的产地,占世界70%的储量和储量基础。其次为环太平洋构造成矿带。从地质构造上看,这两个带都是古生代和新生代的构造活动带。世界汞矿床的成矿时代较新,绝大多数是阿尔卑斯的,还有一些,如意大利的芒特阿米亚特矿床及热泉型矿床,均属第四纪。
目前世界所提出的汞矿床分类方案不一致。根据矿体形态、成矿元素组合、热液活动特点,并结合地质生产的实用性可将汞矿床划分为如下4类:①热液层状汞矿床,这类矿床最为重要,是世界汞储量和产量的首要来源。世界著名的大型和巨型矿床,如美国的新阿尔马登、新伊德里亚矿床和乌克兰的尼基托夫矿床均属于这类矿床。②热液层状汞锑矿床,矿床的规模一般不大,但在中亚地区却具有重要意义。③热液脉状汞矿床,矿床规模以中小型为主。④热泉型汞锑矿床,矿床规模不大,储量不多,仅具有一定的成因意义。汞矿床的工业类型主要有2种:①与岩浆作用关系不明的低温热液汞矿,它们多分布在大范围内无火成岩出露的地区,常形成规模很大的(往往达到大型和超大型)层状、似层状矿体;②与火山作用关系密切的浅成低温热液矿床,它们常与第三纪甚至近代火山及温泉活动有关。
10)锑
据美国地质调查局统计,1998年世界锑储量为210×104t,储量基础为320×104t,世界主要查明锑资源约510×104t,现有储量可保证世界21世纪前半个世纪的生产与需求。世界锑资源分布极不平衡,它高度集中在中国,是世界上最大的锑资源国,锑储量和储量基础分别占世界总量的37.5%和52.8%,因此,中国锑资源开发政策将对世界锑资源保证程度起举足轻重的作用。中国有上百处锑矿产地,已开发利用的有60多处,集中分布在湖南、广西和云南三省,其次为玻利维亚、原苏联、泰国和南非等国,在这些产地中,中国锑矿勘查程度最高,开发条件最好。世界已知锑矿床绝大部分集中在全球性的3个成矿带中,即环太平洋成矿带(世界77%的锑储量,经济意义最大)、地中海成矿带和亚洲大陆东西矿带中。工业锑矿床的形成主要是与各种成因(包括深成、火山及非岩浆成因)的热液活动有关。因此锑矿床的成因类型均属热液型,具经济价值的锑矿床主要为中、低温热液型,呈脉状的锑和金-锑矿床以及呈层状的锑和汞-锑矿床。
(1)热液层状锑矿床。这是最重要的工业类型,锑储量约占世界总储量的50%以上,提供了世界60%以上的锑矿山产量。这类矿床主要分布在中国,其次是中亚、地中海沿岸等地区。矿床一般远离侵入体而产在大断层附近,并受一定地层层位和岩性的控制;含矿地层主要是碳酸盐地层,少数为火山-沉积地层。矿床规模以大中型为主,按矿物组合可分为单锑型(如锡矿山、扎亚查)和锑汞型(吉日克鲁特等)。
(2)热液脉状锑矿床。这类矿床分布较广泛,规模以中小型为主,也有大型矿床。锑储量约占世界总储量的40%以上,产量约占世界总产量的1/3,因此也是锑矿床的主要类型。脉状锑矿床主要产在中、新生代的褶皱断裂带和古老地块内的活动性断裂构造中。按成分可分为锑金型、锑钨金型、锑汞型和锑多金属矿床等4个亚类。
11)铋
据美国地质调查局统计,1998年世界铋储量为11×104t,储量基础为26×104t。铋极少单独成矿,一般都同铅、锌、铜、钼、钴、金、锡、银和钨等伴生。玻利维亚有一个可单独开采的铋矿床,矿石中铋含量高达40%,中国也有独立铋矿床。铋大多数是在处理铅、铜、金、银、钴、镍及钨等矿石过程中综合提取的,主要是作为铅和铜的副产品回收。因此其产量受主金属产量、消费量的控制,而对需求的反应不敏感。世界主要产铋国是中国、秘鲁、墨西哥、日本和澳大利亚。中国生产的铋大部分是钨矿的副产品;日本生产的铋主要是铅的副产品;秘鲁从铜、铅、银矿中提取铋;澳大利亚的铋大都来自铅锌银矿和铜矿山;墨西哥的铋多来自铅和铜矿;加拿大的铋取自钼、铅锌和铜矿石;美国最重要的来源是铅锌银交代矿床;玻利维亚从铜和锡矿石中提取铋。值得注意的是,中国是一个铋资源大国,铋产量逐年增加,1985年,中国铋产量仅占世界产量的6%,1990年增长到26%,跃居为世界第一位。从此,中国铋产量约占世界的1/4左右。中国作为一个铋的生产和出口大国对世界铋市场的供需平衡起着重要作用,随着工业生产的发展,国内对铋的需求大幅度增加以及钨产量大幅度减少,作为其副产品的铋大幅度减少,中国铋的出口量将大幅度减少,这将使国际铋市场供过于求状况得到缓解。
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