华南重点矿集区稀有和稀土矿产调查研究进展

第一章 概论
　　第一节 三稀金属矿产——战略性新兴产业发展的重要基础
　　战略性新兴产业是引导经济社会发展的重要力量。发展战略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。三稀 (稀有、稀土、稀散 )金属矿产资源是 “十二五 ”规划培育发展战略性新兴产业——新一代信息技术、节能环保、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等6个新兴产业所需要的三稀功能材料、结构材料。就金属品种而论，在67种金属中 (有色金属64种，黑色金属3种)，属于三稀金属的有37种，即稀有金属13种：稀有轻金属锂、铍、铷、铯，稀有高熔点金属铌、钽、锆、铪、钒、钛、钨、钼、铼；稀土金属17种：镧系元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕等15种和钪、钇；稀散金属7种：镓、铟、锗、铊、铼 (或镉)、硒、碲。
　　一、关键基础和重要保证
　　三稀资源勘查是实现和促进我国未来经济转型和产业升级的关键基础和重要保证。我国已经颁布和实施了新兴产业计划、产业升级和经济转型计划，新能源、新材料、环保技术与材料等已经成为战略资源和研发对象，三稀资源是未来我国新兴产业和战略资源十分重要的资源保障和应用研发的核心基础，提高三稀资源勘查、勘探与开发力度是实现和促进我国未来经济转型和产业升级的关键基础和重要保证。
　　三稀资源是相关新兴产业和涉及国家安全等重要领域的关键性战略资源。三稀资源是相关新兴产业直接使用的矿产品，具有战略价值和现实使用价值，同时，拥有三稀资源和开发技术，也是我国建设领空制空权、领海制海权、领土和太空防御体系以及太空 —领土 (海)信息通信与安全保障的基础。如未来超大型飞机、航空母舰、太空飞船、网络系统、新材料研发、新兴产业和清洁能源等产业都需要用到大量的三稀矿产品。
　　三稀资源是调节我国资源储备与国际矿产品市场价格平准机制的有效手段之一。以稀土矿产为代表的三稀金属国际贸易已成为我国外交谈判的重要筹码，我国已经开始探索建立三稀资源储备与国际矿产品市场价格谈判权的平准机制。如稀土、钨矿等矿种开采总量控制指标的设立正逐步发挥国际影响力，西方国家在国际市场通过低端产品掠夺式收购我国三稀金属资源的途径被逐步切断，并引起了国际强烈关注，也映射出通过增加三稀资源增长和持有矿产品可以影响国际市场中我国在矿产品上的话语权。因此，在WTO (世界贸易组织 )框架下，合理制定、利用相应矿产资源管理制度，进一步加强我国三稀矿产调查评价，提高资源储备程度，可以增强我国在国际市场采购铁、铜、铝等大宗紧缺矿产资源的国际谈判商定权。
　　二、资源勘查工作基本薄弱
　　在以往过度无序、破坏性开采、勘查投资缺乏等综合因素影响下，现今三稀资源勘查与开发形势十分严峻 ：一是我国三稀资源可采储量快速、严重耗竭，产业形势十分严峻。我国拥有全球已探明稀土元素资源的三分之一，却生产供给了全球90%的稀土元素产量，严重不平衡，造成我国稀土元素资源快速、严重耗竭。二是我国三稀资源耗竭补偿机制不健全，无序过度开采的同时，却没有相应的三稀资源补偿，产业平衡严重失调，急需增加三稀资源勘查。三是三稀资源开发技术初级，缺乏高端产品研发，资源利用率亟待提高。四是我国大量尾矿中有潜在三稀资源，但尚未开展系统的三稀资源查定与可利用性评价，致使这些潜在资源不清，可利用性不明，同时这些尾矿库严重影响了社会与生态环境，需要进行系统的调查与评价。五是我国有一批多金属矿山中三稀资源具有较大找矿潜力和取得采选研突破的基础，只要加大共 (伴)生组分查定、评价和可利用性研究就能够在较短时间内取得效益，如广西大厂锡多金属矿和云南都龙锡多金属矿是超大型铟矿床，曾经属于无法利用的铟资源，由于选冶技术创新而成为可利用资源，对于我国铟产业升级发挥了巨大的科技进步价值。六是我国三稀资源成矿地质条件优越，具有十分丰富的潜在资源找矿潜力，如内蒙古、新疆、云南、四川等地，只要加大勘查力度就会取得显著的找矿成果。总之，我国三稀资源具有巨大的找矿潜力，但工作基础薄弱，勘探力度不够，综合研究跟不上，产业政策明显滞后，相应国际地位几乎无从谈起。
　　三、加强勘查、开发三稀金属矿产资源迫在眉睫
　　勘查、开发三稀金属矿产资源是培育发展战略性新兴产业的重要物质基础。建议选择用途广、用量多的合金钢和有色金属合金材料所需要的稀土、锂、铍、铌、锆 (铪)等作为 “十二五 ”安排勘查的重要矿产，为建设高铁、船舶、核电站等大型工程所需的结构材料、功能材料提供资源保障。选择这些稀有、稀土矿产作为勘查、开发三稀金属矿产资源的优先矿种有其必要性和紧迫性。
　　铌是稀有高熔点金属，具有熔点高、耐腐蚀、热传导性能强等优点。在冶炼特殊钢时，加入少量铌元素(30 ~50g /t)进行微合金化处理的铌钢，其防腐蚀性、强度、拉伸及冷加工能力大大增强。目前，全世界每年铌钢产量3000×104t，一些钢铁强国铌钢产量占到总量的20%，我们与此相差很远。我国探明有储量的矿床 (区)，虽然储量不少，但贫矿居多，开发成本高，环保要求也高，因而，亟待勘查富矿，或在已知矿区里贫中求富。
　　锂是稀有轻金属，在新能源、新技术、军工和民用等方面应用广泛。它是研制氢弹不可缺少的原料，又可作为核聚变的燃料和冷却剂。锂和锂的化合物具有燃烧温度高、发热量大等特点，常作为高能燃料，用于火箭、飞机或潜艇上。目前世界上只有十几个国家开采盐湖卤水锂和矿石锂，中国、阿根廷、智利、美国等是碳酸锂的主要生产国。我国锂矿资源较为丰富，但可供近期开采的锂辉石并不多，如再不投入矿石锂勘探，将进一步加剧锂矿资源紧缺的现状。
　　铍也是稀有轻金属。铍主要应用于军事尖端技术上，作为空间飞行器结构材料、宇宙飞船的铍蒙皮、卫星天线和头锥装置、导弹的弹头圆锥形顶端装置等。铍还可作为原子反应堆和核装置的结构材料及中子减速剂。此外。还可制铍铜合金。我国目前铍矿探明的储量不多，因此迫切需要勘查铍矿。
　　锆、铪也是稀有高熔点金属，是核潜艇的关键材料，每艘核潜艇需要30t锆材。同时，锆、铪还是核电站需求的结构材料。核电是当今世界公认的清洁能源，积极发展核电是优化我国能源结构、减少温室气体排放的一项重要举措。我国大力建设核电站，预计至2030年，将建设总计100座核电站，装机容量达1×108kW？h，需要大量锆材，要靠锆矿支撑。目前我国探明的锆储量不多，且多数是贫矿。锆材生产企业以进口锆砂冶炼锆金属及加工为主，迫切需要寻找锆矿资源。
　　四、实施三稀资源勘查具有显著的经济和社会效益
　　实施三稀资源勘查和高技术研发将取得十分显著的经济和社会效益，促进我国创新型国家建设和国家经济转型和升级。通过实施三稀资源勘探和开发，有助于培养一批新兴产业的高端人才，研发和储备一批新兴技术，推进我国地勘队伍发展和新体制建设，为国家三稀资源发现、储备、开发和新材料研发等创立一套完整的技术创新体系和培养一批人才，促进创新型国家建设和技术研发，实现我国对三稀资源的高效保障与储备。
　　第二节 国内外三稀资源的利用现状
　　2011 ~2015年，中国地质调查局设立了 “我国稀有稀土稀散资源战略调查 ”专项，分析了国内外三稀资源的利用现状。我国已探明的三稀资源，大部分得到了开发，部分由于选冶难题没有解决而暂时搁置 (如内蒙古801的稀有金属矿)，部分由于基本农田保护、建设用地压覆等不可再利用 (如东南沿海的滨海砂矿)；还有相当一部分虽然得到开采，但回收率很低 (如内蒙古白云鄂博的稀土和铌矿)。在已经开采的矿产地中，有一部分得到了很好的回收利用，如云南会泽铅锌矿中的锗和广西大厂锡多金属矿床中的铟，但是，由于种种因素，这部分易于回收的矿产资源却未产生足够的利润，这需要引起高度重视。
　　一、稀有金属的开发利用
　　1)锂
　　我国锂工业起步于20世纪50年代末，以军工产品为主。20世纪70年代，锂的应用由军用向民用扩展，自1979年起，我国开始出口锂产品。我国已经能生产碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、金属锂和锂材等多种产品。国内锂的消费主要在炼铝、玻璃、搪瓷、滑脂、军工、空调、焊接、电子、合成橡胶和医药等领域。我国是锂资源大国，但目前的锂工业与之尚不相称。除美国、澳大利亚等国家外，智利是世界锂工业的后起之秀。智利依靠丰富的资源，大量引进外资，扩大生产，并通过降低成本来提高其产品在国际市场上的竞争能力。1990年，智利锂的生产能力已逾万吨。2010年智利产锂8800t。中国盐湖碳酸锂的比例还不够，国际竞争力不足。鉴于传统应用领域中炼铝、玻璃、陶瓷和空调设备对锂的需求仍在不断扩大，今后对锂原料的年需求量将持续增长；同时，锂电池和铝锂合金等新兴产业也快速发展，各主要生产国将继续扩大产量，因此，目前的市场格局还会继续维持。我国锂工业的主要任务将是立足国内，扩大市场，加强新应用领域的研究；改进生产工艺，降低成本，提高技术经济指标和产品质量，并要着重加强研究卤水锂的提取工艺，为生产的进一步发展提供足够的后备资源。
　　2)铍
　　我国铍矿山的开发始于新中国成立初期，新疆、广东、湖南、江西、河南等省 (区)，20世纪50年代均开采过绿柱石，产品主要供给苏联。后来由于国内消费量小，其他出口渠道尚未打通，生产逐渐收缩。以可可托海为龙头矿山，铍作为锂矿以及南岭一些钨矿采选的副产品而回收，产量居世界第三。经过50多年的发展，我国已形成体系完整、品种齐全、生产能力较高的铍冶炼加工业。因此，在完整的铍工业体系的引领下，加强铍资源的评价是必要的。
　　3)钽
　　我国自1958年起开始对钽矿石的选矿研究，20世纪60年代建厂生产，并逐步建立一个从采矿、选矿、冶炼到加工的钽铌工业体系，发展速度较快。现有钽铌选矿厂十几座，*大的钽原生矿是宜春铌钽矿。在国外，钽主要用于制取电容器，工业越发达的国家，钽用量越大。我国钽消费结构基本与国外相似，用于电容器生产的消费量占总消费量的70% ~75%，其次为生产硬质合金用量。高温合金、光学材料、发热体、耐腐蚀材料等有少量消费。但电容器生产线所需高比容钽产品，仍需进口部分高比容钽粉。
　　4)铌
　　世界铌市场总的趋势是资源丰富、产供充足、价格稳定。我国从1956年开始进行铌生产的工艺研究，1961 ~1979年为铌工业化阶段，在此期间有一批冶炼厂投产，其中株洲硬质合金厂从1962年开始生产铌条、铌粉；宁夏有色金属冶炼厂从1966年开始生产氧化铌、中级铌铁；跃龙化工厂从1965年开始生产氧化铌；包钢有色二厂从1966年开始生产低级铌铁 (含铌12% )；栗木锡矿冶炼厂从1976年开始生产氧化铌。1980年至今为发展时期，在此期间自行设计和建设的*大规模的钽铌冶炼厂——江西九江有色金属冶炼厂建成投产。我国铌资源丰富，目前没有必要开展重点评价工作。
　　5)锆
　　我国锆的开发利用历经坎坷，开开停停。目前，全国有十多家工厂生产锆系列产品，包括锆石及微粉、氯氧化锆、二氧化锆、硫酸锆、碳酸锆和工业海绵锆等。原子能级海绵锆的生产随着近几年核电站事业的兴起也在恢复生产之中。国内锆石产销基本持平，氯氧化锆和二氧化锆等产品除自给外还有一定量销往日本、韩国等地区。但是，优质矿原料还需要从澳大利亚进口，以满足高纯锆产品加工生产的需要。
　　6)铪
　　我国早在20世纪60年代就成功地研制出锆铪分离工艺，并一度发展过海绵锆和海绵铪的生产。铪的消费受金属锆生产和自身应用范围的限制，市场容量很小，世界铪的年产销量仅在80t左右。今后铪工业的生命力完全取决于原子能发电工业的发展。
　　7)铷
　　我国在20世纪80年代中期就探明有铷矿，主要分布在江西、湖南、广东、四川、青海、湖北等地。主要与铌钽矿共生，少量与钨矿伴生产出。我国氧化铷储量不仅居世界*位，而且在国内又集中分布在宜春钽铌矿山，并已进行开采。但是，全球范围内对于铷的需求量是很小的，20世纪初年需求量不到3t，1970年美国铷金属

稀有、稀土和稀散矿产是国家“十二五”规划培育发展战略性新兴产业所需要的三稀功能材料、结构材料。华南是我国三稀资源的重要赋存地，在该地区开展三稀矿产调查具有重要意义。2016年，中国地质调查局设立了“华南重点矿集区稀有稀散和稀土矿产调查”项目，通过三年的工作查明了华南主要成矿带三稀矿产资源潜力，并实现了重点矿集区找矿突破、科技理论及技术方法方面的创新。《华南重点矿集区稀有和稀土矿产调查研究进展》是《华南重点矿集区稀有和稀土矿产调查研究进展》的部分成果，主要介绍了华南幕阜山等地区稀有稀土调查评价和成矿规律研究工作，并介绍了华南地区离子吸附型稀土矿找矿技术、环境评价、储量动态评价、遥感监测等技术方法。

目录
前言
第一章概论1
第一节三稀金属矿产——战略性新兴产业发展的重要基础1
第二节国内外三稀资源的利用现状3
第三节华南三稀矿产调查研究现状7
第四节开展华南三稀矿产调查评价的现实意义12
第二章幕阜山稀有金属成矿规律及找矿方向16
第一节幕阜山区域地质特征16
第二节幕阜山复式花岗岩体多期次演化与成矿23
第三节仁里典型矿床研究33
第四节幕阜山区域稀有金属成矿机制与成矿规律43
第五节找矿方向48
第三章赣西北九岭地区岩体型稀有金属研究进展52
第一节九岭地区区域地质特征52
第二节九岭地区稀有金属矿化岩体特征53
第三节狮子岭岩体稀有金属成矿作用特征60
第四节九岭地区稀有金属成矿机制65
第五节九岭地区稀有金属矿产资源潜力与勘查开发建议66
第四章南武夷山矿集区稀土矿产研究进展70
第一节南武夷山区域地质特征70
第二节典型矿床研究73
第三节变质岩风化壳成矿潜力评价90
第四节离子吸附型稀土矿成矿对比研究96
第五节本章小结100
第五章浙江南部离子吸附型稀土矿调查研究进展103
第一节浙江南部区域地质背景103
第二节花岗斑岩风化壳iRee109
第三节凝灰岩风化壳iRee135
第四节片麻岩风化壳iRee140
第五节成矿条件及成矿模式146
第六章云南离子吸附型稀土矿调查研究进展154
第一节云南省稀土成矿地质背景154
第二节云南稀土矿的主要类型及基本特征161
第三节典型稀土矿床研究165
第四节花岗岩的演化与稀土成矿规律208
第七章北大巴山-大洪山地区稀有稀土矿产成矿规律研究216
第一节北大巴山地区铌钽-稀土矿床概述216
第二节北大巴山紫阳-岚皋地区碱性火山-沉积序列及形成时代218
第三节北大巴山-大洪山地区与碱性岩有关的铌钽-稀土矿床225
第四节北大巴山-大洪山地区碳酸岩-正长岩型铌-稀土矿床273
第五节北大巴山-大洪山地区伟晶岩型铷矿化282
第六节大洪山地区含重稀土变质岩的岩石组合特征289
第七节大洪山地区碱性岩浆岩特征292
第八节铌钽成矿潜力评价299
第八章稀土矿区环境调查SMAIMA方法体系、评价模型及其应用301
第一节赣南离子吸附型稀土矿山的环境问题302
第二节SMAIMA工作方法体系303
第三节评价结果的验证与应用分析309
第四节本章小结310
第九章基于DEM的离子吸附型稀土矿成矿地貌条件分析312
第一节区域地质矿产概况312
第二节资料来源及研究方法313
第三节稀土成矿地貌条件分析314
第四节地貌分析324
第十章结论328
参考文献332