我国铷矿地质研究概况及找矿启示_侯莹玲.pdf
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1、2023年第2期西部探矿工程*收稿日期:2022-10-12修回日期:2022-12-14基金项目:广东省普通高校青年创新人才类项目(2018KQNCX161)、广东石油化工学院科研启动基金项目(2018rc10)和广东省非常规能源工程技术研究中心开放基金(GF2018B002)联合资助。作者简介:侯莹玲(1988-),女(汉族),广西桂林人,讲师,现从事岩石地球化学研究工作。我国铷矿地质研究概况及找矿启示侯莹玲*(广东石油化工学院石油工程学院,广东 茂名 525000)摘要:稀有金属铷是国家“十三五”规划培育发展战略性新兴产业的重要功能材料。从铷矿床分类、矿床地质、地球化学特征及找矿标志等方
2、面,综述了国内铷矿地质学的研究进展。我国铷矿可分为花岗岩型、花岗伟晶岩型、云英岩型、岩浆热液型、盐湖型、地下卤水型六类,铷资源主要集中在花岗岩型、花岗伟晶岩型硬岩型铷矿,燕山期是最重要的成矿时期。不同类型的硬岩型铷矿床有不同的找矿标志,但是都与钠长石化、天河石化、云母化密切相关,富含萤石、电气石等挥发性矿物。未来的铷矿工作中应加强矿床的综合勘查,重视综合利用及经济评价。关键词:铷矿地质;地球化学;找矿标志;综合利用中图分类号:F407 文献标识码:A 文章编号:1004-5716(2023)02-0117-041概述稀有金属是国家“十三五”规划培育发展战略性新兴产业。铷(Rb)作为稀有金属的重
3、要成员之一,在国防、航天航空、医学及能源工业等高新技术领域显现出广阔的应用前景和市场需求。铷元素大多赋存在云母和长石矿物中,自然界尚未发现独立的Rb矿物,且铷矿常与钽铌锂铯等稀有金属矿种共(伴)生,所以世界各国应用的Rb也基本从伴生矿中提取,铷资源的稀缺已成为全球对该元素应用的瓶颈。目前,我国对铷矿的研究工作主要开展在20世纪 90年代以前,已经不能满足目前铷的找矿需求。深入了解中国铷矿的地质研究情况,对进一步开展铷矿勘查具有重要指示意义。2铷资源概况及开发利用情况2.1国内外铷资源储量据美国地质调查局发布的 世界矿产品摘要2019,美国、阿富汗、澳大利亚、加拿大、丹麦、德国、日本、哈萨克斯坦
4、、纳米比亚、津巴布韦、秘鲁、俄罗斯和赞比亚等国均探明有铷矿,总储量约为9104t(折氧化铷),其中有5104t为纳米比亚的储量,有3104t为津巴布韦的储量。我国自然资源部信息中心的数据显示,我国有12个省(区)发现有铷矿产资源,包括江西、湖南、新疆等省份。截至2018年底,已查明储量达223.68104t,其中基础储量共计26.36104t,资源量共计197.32104t。从分布区域看(图1),江西省探明有82.45104t,占全国已探明铷矿资源总储量的36.9%,其次为新疆和广东。以上三省(区)铷矿资源合计176.82104t,占79.1%。图1我国铷矿资源含量分布图2.2国内外铷资源开发
5、利用现状1172023年第2期西部探矿工程目前,世界各国所使用的铷资源只能从锂云母和铯沸石等矿物中提取。美国对铷矿的精细提炼使其成为全球最大的铷生产国,占据了全球约48.1%的产量,美国提取的铷主要来自盐湖卤水中,其次为加拿大、俄罗斯,他们的产量分别占全球总产量的 18.9%和15.9%。加拿大伯尼克湖矿区是他们生产铷盐原料的地区,此矿区向世界多个国家供应铷矿石。德国也是世界主要的铷盐生产国,其从加拿大和津巴布韦进口铯榴石,在中国江西进口锂云母,从而进行铷、铯的提取。我国拥有丰富的铷矿资源,且储量名列世界前茅,涵盖各种类型、遍布全国各地。从目前公开的资料看,我国铷矿资源主要赋存在锂云母,以及盐
6、湖卤水中。例如,江西河南两省的铌钽矿含有的锂云母量多,自贡卤水含有Rb、Li和Cs资源。其中,锂云母中所含的Rb总量占全国铷资源的55%。江西宜春是锂云母矿藏储量最丰富的地区,其目前也是我国最重要的铷产品的矿物来源。我国的Rb元素也以可溶性盐的形式存在,如青海、西藏、四川、湖北等地的盐湖和地下卤水中,这类型矿床的铷储量虽大,但由于品位不高,且铷与性质相似的钾、钠、铯、锂等元素共生,开发利用难度很大。3铷矿分类及我国铷矿分布状况3.1铷矿分类本文采用孙艳等(2019)的分类方法,将我国铷矿划分为花岗岩型、花岗伟晶岩型、云英岩型、岩浆热液型、盐湖型和地下卤水型六类。铷资源主要集中在花岗岩型、花岗伟
7、晶岩型和盐湖型。中国铷矿床类型及其情况可见表1。3.2我国铷矿的时空分布我国铷资源具有分布范围广,但相对集中的特征。铷矿资源几乎覆盖了我国主要的褶皱造山系,根据其分布特征可进一步分为如下矿区:南岭成矿区,主要为花岗岩型铷矿,主要分布于湘南和赣西北、广东等地区,主要成矿期为燕山期,这些矿床都具有较高的品位。阿尔泰西昆仑成矿区,本区有伟晶岩型和花岗岩型铷矿,主要成矿时代为早古生代中生代。康滇成矿区,主要以花岗伟晶岩型和地下卤水型为主,成矿时代以印支期为主。东秦岭成矿区,主要以花岗伟晶岩型为主,成矿时代主要为燕山期,其次是海西期。东天山北山成矿区,已发现大中型矿床10余处,北祁连造山带也是目前已知规
8、模最大的超大型稀有金属矿床集中区。华北陆块北缘,以燕山早期花岗岩为特征的中酸性侵入岩,对区内各主要金属矿床均有不同程度的影响;而晚元古代早古生代地层也是重要的成矿物质来源之一。青藏高原成矿区,该区包括柴达木盆地和青藏北部高原两个成矿区,主要以盐湖型矿床为主。柴达木盆地盐湖矿床是国内勘探研究程度较高的铷矿床之一。矿床类型花岗岩型花岗伟晶岩型盐湖型云英岩型地下卤水型岩浆热液型成矿时代燕山期为主燕山期、海西期第四纪为主燕山期震旦纪为主燕山期赋存矿物/状态绿鳞云母和微斜长石微斜长石、白云母、黑云母呈氯化物存在于其他盐类中云母铷在卤水中主要呈离子状态云母分布地区甘肃、湖南、江西、内蒙古、新疆四川、新疆、
9、河南、湖南、青海青海、西藏广东、湖南湖北、四川四川、重庆、湖北控矿构造断裂、褶皱断裂构造盆地断裂盆地断裂代表矿床内蒙石灰窑、甘肃国宝山新疆可可托海、四川甲基卡西藏扎布耶盐湖,青海察尔汗盐湖广东天堂山、湖南道县湖北凹陷油田卤水四川六巴赫德表1中国铷矿床类型及其情况一览表铷成矿作用从古元古代到新生代均有发生(图2),但是以中生代,特别是燕山期最为发育,73%的矿床形成于燕山期,80%的超大型、大型矿床与燕山期岩浆构造活动有关,其次是海西期和喜马拉雅期。4铷矿地质及地球化学特征(1)花岗岩型铷矿。我国花岗岩型铷矿多形成于中生代,以南岭稀有金属花岗岩为例,稀有金属花岗岩表现出一定的相似性,含矿花岗岩多
10、为复式岩体的晚期相,铷含量从早到晚期规律性升高,与挥发分和硅含量同步增长,与钽铌锂铯等稀有金属共(伴)生。矿石伴随着强烈的绢云母化、钠长石化,Rb主要赋存于云母类矿物。与成矿密切相关的中生代花岗岩通常具高1182023年第2期西部探矿工程硅、富碱的特征,其Li、F、Rb和Cs等微量元素含量很高,特别是W、Sn、Nb和Ta等成矿元素1。含矿花岗岩的稀土元素总量低于地壳花岗岩平均值,表现出轻稀土富集,重稀土相对亏损的特征,在稀土元素球粒陨石标准化曲线上,具有明显的“V”字型 Eu 亏损特征。(2)花岗伟晶岩型。我国富铷花岗伟晶岩分布广泛,构成许多大的伟晶岩区,如新疆阿尔泰地区及康滇地区,这类伟晶岩
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