白云岩风化剖面元素地球化学特征:对黔中九架炉组“三稀金属”富集机制的启示

黔中早石炭世九架炉组铝土矿含矿岩系富集Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th和稀土(REEs)等"三稀金属",具有成为独立矿床或伴生资源的潜力。这些元素大部分与九架炉组共有同一母岩,且富集程度受母岩的成分和风化作用控制。本研究选取九架炉组母岩乌当娄山关群白云岩和纳雍牛蹄塘组泥质白云岩的现代风化剖面为研究对象,研究元素在风化作用过程中的迁移特征及分布规律,进而为九架炉组微量元素的富集机制提供启示。研究获得以下认识:1)依据剖面结构、ZrHf、Nb-Ta、Y-Ho二元图特征及REE配分曲线和Eu/Eu*值的相似性表明研究区土层主要来源于基底或母岩的风化;2)白云岩风化成土过程中Si、Fe、Cr、As、Sb、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf、Th、REEs等元素化学性质相对稳定,富集程度较高,而Ca、Mg、Na、K、Sr、P、Mo、Cd等元素化学性质活泼,容易淋失亏损;3)纳雍剖面REEs3+和Ca2+半径差与REEs富集系数相关性良好,表明碳酸盐岩风化过程中,含钙矿物磷灰石是稀土元素分配的重要控制因素;4)九架炉组的母岩也是Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th等微量元素的主要物质来源,母岩风化过程中,这些微量元素首先在副矿物、黏土矿物、铝矿物及磷灰石等矿物相中初步富集,之后随风化碎屑物一起沉积形成微量元素超常富集地层;5)纳雍剖面地表和地下水提供了部分P、Be、Zn、Sb、Pb、Y及REEs来源,指示水体迁入作用也是九架炉组REEs富集的重要原因。研究表明黔中九架炉组微量元素的来源较复杂,风化-沉积过程中,化学性质稳定的元素残留在风化碎屑物中并被搬运-沉积在负地形中,而化学性质活泼的元素首先被带入水体,在沉积-成岩过程中特定条件下发生二次富集作用(例如次生矿物的形成及吸附)形成微量元素富集的地层。

把“三稀”金属等高技术矿产的开发利用提高到战略高度

随着国际矿业结构调整的深化,未来竞争将从大宗支柱金属转向"三稀"金属等"高技术金属";从区域上看,美欧等经济体开始了新一轮"再工业化",全球矿产勘查和开发投资将从发展中国家流向发达国家。本文详细介绍了高技术矿产的定义和确定标准以及高技术矿产的种类及其驱动技术,深入分析了中国高技术矿产在国际市场上所处的地位,最后建议开展全国高技术矿产战略调查评价,将33种稀有、稀散和稀土矿产列为战略性高技术矿产,创新"三稀"金属等高技术矿产的管理模式,对"三稀"金属等高技术矿产进行战略储备。

中国金属矿产品资源安全保供问题亟待全面思考与布局

目前,中国绝大多数战略性金属矿产资源品种对外依存极高。在以铁、铜、镍为代表的我国大宗金属矿产资源“保供稳价”问题十分严重的同时,近年来在我国经济发展所需的重要“三稀”金属品种中,锂作为我国新能源材料的代表,光鲜表面下实则危机四伏,高度稀缺的钴、铬、钽、铌等资源时刻面临“卡脖子”难题,更为关键的是我国原本的金属资源优势几乎丧失殆尽,部分品种对外依存度飙升。尤其是近期突发地缘交恶事件更是警示我国在金属矿产资源安全保障方面要警钟长鸣。针对以上问题,我国应全面思考、审视和布局国家战略性金属矿产资源安全保供问题,尽快制定资源常态化监管制度和应急预案,长远谋定我国战略性金属矿产资源持续保供稳价规划。