張賽杰
(遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊(duì)有限責(zé)任公司,遼寧 鞍山 114002)
“三稀”資源指的是稀有金屬、稀土元素和稀散元素構(gòu)成的礦產(chǎn)資源,是國(guó)家明確的“下一代戰(zhàn)略型礦產(chǎn)資源”。“三稀”元素是極為重要的戰(zhàn)略性資源,是現(xiàn)代尖端科技不可或缺的原材料。貴州作為“三稀”元素資源大省,已經(jīng)探明的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量位居全國(guó)前列,例如織金新華磷礦床伴生稀土資源量位居全國(guó)第二,未來(lái)貴州的“三稀”元素礦產(chǎn)仍有巨大的開發(fā)潛力[1]。
貴州“三稀”元素具有礦種種類齊全、分布廣泛、產(chǎn)出層多、伴生多等特點(diǎn),其礦床形成時(shí)期分為四個(gè)階段:第一個(gè)階段是中古代武陵構(gòu)造旋回期,代表性礦物為梵景山花崗巖、偉晶巖、鎢、錫中伴生的“三種稀有”礦物;第二個(gè)階段是在新元古代-早古生代加里東構(gòu)造旋回中,具有代表性的礦物是伴生在新元古代-寒武系黑炭質(zhì)泥質(zhì)巖和磷塊巖中的磷、鋇、錳、鎳、鉬、釩“三稀有”礦物;第三個(gè)階段是晚古生代~早白堊世燕山構(gòu)造旋回期,代表礦物為石炭系二疊紀(jì)鋁鐵系、含煤巖系伴生的“三稀有”礦物;第四個(gè)階段為在燕山~喜馬拉雅構(gòu)造旋回期間,在環(huán)太平洋構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的共同作用下,形成了伴生的“三種稀有”礦物。
貴州“三稀”元素礦床經(jīng)過(guò)四個(gè)階段的時(shí)間反復(fù)演化,成礦環(huán)境多變,成礦機(jī)制復(fù)雜,形成了礦床類型種類多樣的特點(diǎn),按照相似的特點(diǎn)可以分為沉積、熱液和巖漿作用三種基本成因類型,其中具體的礦床類型可根據(jù)表1的詳細(xì)展示知曉?!叭 痹氐V床的三種基本成因由于地質(zhì)變化的不同,各自所蘊(yùn)含的元素的特點(diǎn)也不一樣。
(1)沉積成因“三稀”元素礦床。①黑色巖系“三稀”元素礦床。貴州發(fā)育最廣泛的黑色巖系包括大塘坡組、牛蹄塘組、賈魯溝組等,形成于南化—震旦系—寒武紀(jì),巖體主要為黑色硅質(zhì)巖、碳酸鹽巖夾層碳質(zhì)粘土巖組合。已探明有P、Ba、Mn、Ni、Mo、V等礦床。代表性礦床為遵義松林多金屬礦床,礦體呈層狀、透鏡狀、囊性。礦體沿走向和傾角向北延伸1000米。礦體厚度一般為0.1m~0.5m,厚度可達(dá)20m。②含煤巖系“三稀”元素礦床?!叭币姟痹睾簬r體中廣泛分布,包括石炭紀(jì)-二疊紀(jì)-三疊紀(jì)-第三系xiangbai等形成,涼山形成、宣威形成和龍?zhí)缎纬桑饕伤樾紟r、碳酸鹽巖或火山碎屑(凝灰?guī)r)巖石夾層的煤炭粘土巖。除了已探明的煤炭和煤層氣,含煤巖體中的“三稀”元素分布廣泛,包含石炭—二疊—三疊—第三系的祥擺組、梁山組、宣威組、龍?zhí)督M等地層,主要為碎屑巖、碳酸鹽巖或火山碎屑(凝灰)巖夾煤炭質(zhì)粘土巖組合。除探明有煤、煤層氣之外,還有S、Fe、Al、Sb、Au、Hg等礦產(chǎn)等“三稀”元素礦產(chǎn)。代表性礦產(chǎn)為畢節(jié)煤礦。③鋁鐵巖系“三稀”元素礦床。礦床形成于晚古生代石炭—二疊紀(jì)時(shí)期,廣泛分布于黔中、黔北、渝南地區(qū)的含鋁鐵質(zhì)粘土巖系中。主要區(qū)域在祥擺組、九架爐組、宣威組等。鋁、鐵、耐火粘土中伴生有S、Sc、Ga、Li、Cs、Zr、Hf、Nb、Ta、Ti等“三種稀有”元素礦產(chǎn)在鋁、鐵、耐火粘土礦床中伴生有S、Sc、Ga、Li、Cs、Zr、Hf、Nb、Ta、Ti等“三稀”元素礦產(chǎn)。
(2)熱液成因“三稀”元素礦床。①鉛鋅礦型“三稀”元素礦床。該礦床在貴州城店地區(qū)廣泛分布。寄主層為震旦系、二疊系燈影組、清溪東組、白作組和茅口組,該礦床在貴州城點(diǎn)多面廣分布,賦礦層為震旦系—二疊系的燈影組、清虛洞組、擺佐組、茅口組等,典型礦床為都勻市牛角塘鉛鋅礦床。②汞銻金礦型“三稀”元素礦床。貴州低溫?zé)嵋盒凸R金礦床分布廣泛,地層眾多,從中元古代到新生代均有發(fā)現(xiàn)。在多個(gè)已探明的汞礦帶和幾十個(gè)地層中發(fā)現(xiàn)了汞礦床,構(gòu)造熱液蝕變巖系常與U、Mo、Zn、Tl、Se、Te、Cd、Re、In等“三稀有”元素有關(guān)。該礦床是世界上第一個(gè)獨(dú)立的Tl礦床。
(3)巖漿成因“三稀”元素礦床。該礦床屬于巖漿后期氣成高溫?zé)嵋鹤饔煤蛡ゾ诋a(chǎn)物,集中分布于黔東北梵凈山,主要為酸性白崗巖及其巖脈。
該礦床的“三稀”元素礦床品位較低、規(guī)模較小、可綜合利用。
貴州地處長(zhǎng)江板塊,巖漿巖分布較少。武陵地質(zhì)活動(dòng)期以后,黑巖系、含煤巖系、鋁鐵巖系、磷塊巖系分布廣泛,沉積厚度較大,為“三稀”元素的儲(chǔ)存打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。燕山期后,受到太平洋構(gòu)造和特提斯構(gòu)造的聯(lián)合影響,使得熱液活動(dòng)強(qiáng)烈頻繁,使得汞、金、鋅、鉛等低溫?zé)嵋旱V床在貴州廣泛分布且規(guī)模宏大,為“三稀”資源的豐富積累提供了必要的運(yùn)作條件。
(1)復(fù)雜特殊的地質(zhì)活動(dòng)鑄就“三稀”元素富集成礦。特殊的物質(zhì)沉積、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和強(qiáng)烈的巖漿作用形成了“三稀有元素”的富集成礦作用。例如,鋁鐵系碳酸鹽巖在古風(fēng)化殼氧化環(huán)境下的偏側(cè)化事件涉及鋁土礦、粘土、鐵、Sc、Li、Cs等礦物。低溫構(gòu)造熱液活動(dòng)事件涉及汞、金、砷、銻中的Tl、Se、Te、Ge、Re、In、U、Mo等礦物。巖漿巖及其高溫?zé)嵋菏录婕版u、錫中的鈮、鉭、鋰、銣、銫等礦物[2]。
(2)沉積成因“三稀”礦床的巨大潛力。貴州省經(jīng)過(guò)武陵運(yùn)動(dòng)后,位于揚(yáng)子板塊中央,沉積巖發(fā)育良好,厚度大、含媒巖系型、鋁鐵巖系型、磷塊巖系型種類多,規(guī)模達(dá),讓貴州“三稀”元素礦產(chǎn)分布范圍達(dá)5至10平方公里,厚度累計(jì)可達(dá)10mn到100m之間,可以說(shuō)資源潛力非常大。
貴州“三稀”礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量大,開發(fā)利用價(jià)值高,但是目前地質(zhì)勘探工作和資源的綜合高效利用與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著很大的差距。為此,要加大對(duì)貴州“三稀”元素的科學(xué)利用要從以下幾個(gè)方面入手:
(1)加大地質(zhì)科研力量建設(shè),加快“三稀”礦產(chǎn)的勘探力度。政府要建立完善的“三稀”礦產(chǎn)的地質(zhì)科考隊(duì)伍制度,多引入高水平的專業(yè)人才,做好勘探規(guī)劃,探明貴州“三稀”礦產(chǎn)的資源情況,引導(dǎo)企業(yè)對(duì)開發(fā)成本小、價(jià)值高、生態(tài)破壞影響力弱的礦產(chǎn)進(jìn)行有效利用。
(2)指導(dǎo)企業(yè)引進(jìn)先進(jìn)的礦產(chǎn)開發(fā)技術(shù)。企業(yè)是開發(fā)礦產(chǎn)的主體單位,目前貴州的煤炭、磷礦、鋁土礦儲(chǔ)量都是十分巨大,同時(shí)由于地質(zhì)作用帶來(lái)的伴生礦“三稀”元素礦產(chǎn)資源量也十分大,但是由于有些企業(yè)采用落后的開發(fā)技術(shù)和設(shè)備,導(dǎo)致在開發(fā)主要礦產(chǎn)的時(shí)候忽略了伴生礦的開發(fā),這就導(dǎo)致了伴生礦的浪費(fèi),由于初次開發(fā)的破壞,使得這些浪費(fèi)的伴生礦很難再得到利用。
貴州“三稀”元素礦產(chǎn)資源種類多樣,特征差異明顯,主礦床和伴生礦床的資源保有量都十分豐富,開發(fā)潛力巨大,找礦前景廣闊,未來(lái)的科技價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都有著巨大的發(fā)展空間。但是,必須充分利用地球化學(xué)、地質(zhì)學(xué)和礦物學(xué)的新理論和新方法,應(yīng)用先進(jìn)的礦產(chǎn)勘探技術(shù),對(duì)貴州的“三稀”元素礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合評(píng)估工作,才能做到科學(xué)把握,合理規(guī)劃,綜合利用。