除了中国、缅甸这些亚洲国家,世界上还有许多国家出产玉石。如翡翠缅甸,俄罗斯、美国、危地马拉、都出产,但只的缅甸的翡翠才能做首饰。软玉还有土耳其、美国、巴西、加拿大、墨西哥、乌拉圭、巴拉圭、俄罗斯、韩国、瑞士、澳大利亚、东南亚地区等都有出产。青金石还有阿富汗、美国、加拿大、智利、奥地利、匈牙利出产。
世界上丰富的宝石资源主要集中在非洲、亚洲、美洲和大洋洲等地。
1非洲,非洲大陆宝石资源非常丰富,被誉为“世界宝石仓库”。那里盛产钻石、红宝石、蓝宝石、金绿宝石、祖母绿、海蓝宝石、紫晶、橄榄石和绿松石等,尤以钻石最为著名。
(1)南部非洲。南非、博茨瓦纳、纳米比亚、安哥拉等国都是重要的钻石出产国。世界上已发现的2000多颗重量为l00ct以上的钻石,95%就产在南非,如名钻“库利南(3106ct)"、“高贵无比(9993ct)”等。世界上最大的钻石砂矿在纳米比亚,质量上乘,宝石级达95%。扎伊尔和博茨瓦纳已跃为开发金刚石矿产世界级的大国,年产金刚石都在1000万ct以上。
除钻石之外,其他宝石如石榴石、紫晶等在世界上也享有盛誉。
(2)赞比亚、津巴布韦。赞比亚、津巴布韦分别被列为世界祖母绿第二、第三大生产国。赞比亚还是世界上最重要的孔雀石产区之一;津巴布韦近些年还发现和开采了金绿宝石和紫晶矿。
(3)坦桑尼亚、肯尼亚坦桑尼亚和肯尼亚产出红宝石、蓝宝石、坦桑石、碧玺和镁铝榴石等宝石品种。
(4)马达加斯加。马达加斯加是非洲宝石的重要产出地,如水晶、托帕石、碧玺等
2亚洲
亚洲是世界上主要的宝石产地之一。宝石开采历史长,品种多,质量好,拥有世界上最优质、最丰富的红宝石、蓝宝石矿,有最古老的、品质最好的金绿宝石、绿松石和青金石矿,有名贵的珍珠和钻石,还有驰名世界的翡翠和软玉,也是锆石的产区。
(1)缅甸。缅甸生产红宝石、蓝宝石、翡翠和尖晶石等中高档宝石。名贵品种鸽血红红宝石就产在该国北部抹谷地区。与我国云南接壤的孟洪、密支那地区则是优质翡翠的惟一产地。
(2)斯里兰卡。自古以来斯里兰卡也以产宝石著称,为世界五大宝石产出国之一,宝石种类有红宝石、蓝宝石、金绿宝石、海蓝宝石、碧玺、尖晶石、桔石等60余种。世界上最大的蓝宝石晶体(重19kg)和世界第三号星光蓝宝石(重362ct)就产自斯里兰卡。
(3)印度。印度是世界上最早发现钻石的国家。历史上许多著名的特大型钻石如“光明之山”、“摄政王”、“奥尔洛夫”等钻石都来自印度,且均产自冲积砂矿之中。印度克什米尔地区产出价值最高的“克什米尔”蓝宝石,呈矢车菊色,是一种微带紫色的靛蓝色。
(4)其他。阿富汗的青金石,巴基斯坦的红宝石、尖晶石,泰国和柬埔寨的蓝宝石,伊朗的绿松石也颇负盛名。
3美洲,美洲拥有世界上许多重要的大型宝石矿山。
(1)巴西。巴西是世界上重要的宝石产出国,它集中了世界上70%的海蓝宝石、90%的托帕石、50%的碧玺。巴西是绿柱石、金绿宝石、水晶的主要产地,同时产欧泊、石榴石、玛瑙、红柱石等宝石。
(2)哥伦比亚。哥伦比亚是闻名于世的优质祖母绿产地,是祖母绿第一大生产国。
(3)加拿大等。加拿大盛产软玉、蔷薇辉石、紫晶、海蓝宝石、碧玺和磷灰石,目前钻石的产量也在增长;墨西哥出产欧泊、玛瑙和紫晶。美国不仅产软玉、硬玉、碧玺等宝石,其新墨西哥州还是世界上最大的绿松石产地。
4大洋洲(澳大利亚)
澳大利亚是世界上又一重要的宝石产区,已跻身于世界上主要的宝石产出国行列。澳大利亚富产欧泊、蓝宝石、红宝石、金刚石、祖母绿、澳玉、错石、拉长石等十余种宝石,其中尤以欧泊和蓝宝石最为著名,欧泊产量约占世界产量98%,蓝宝石产量约占世界产量60%。现澳大利亚金刚石资源,无论是储量还是产量已超过南非等国雄踞世界第一。
1矿床位置及研究小史
兰杰铀矿床是世界驰名的超大型铀矿床之一。它位于澳大利亚北部东阿利盖特河上游,达尔文市东约225km处的马格拉平原上,海拔高度约为+20m。经纬度坐标是东经132°55',南纬12°40'~12°43'。它主要由1矿段和3矿段组成。
该矿床的大地构造位置,前人归为派因—克里克地槽区。按地洼学说,矿床现阶段的大地构造性质应归为地洼区,属澳大利亚壳体南北地洼带内的阿纳姆地地洼区(图5-19)。该地洼区形成于中元古代初期,在太古宙为前地槽阶段,古元古代(2500~1700Ma)为地槽阶段,到古元古代末至中元古代初可能有短暂的地台阶段(1700~1650Ma),至中元古代初期转入地洼阶段(1650Ma至今),并延续至今。该矿床的工业铀矿化,主要形成于新元古代至早古生代(900~500Ma),属地洼阶段中晚期成矿。阿纳姆地地洼区,按构造-岩浆活化程度划分,属火山-构造活化型地洼区,其突出特点是火山-构造强烈发育,铀成矿作用与火山-构造活化作用有着时空联系,但该矿床又不产于火山岩内,故不属于火山岩型铀矿,而属于层控中的不整合铀矿床。
图5-19 矿床大地构造位置图
1南北地洼带;2地洼区:A阿纳姆地地洼区;B卡奔塔利亚地洼区;C芒特—艾萨地洼区;D推测的覆盖地洼区;E布罗肯希尔地洼区;F阿德莱德地洼区;3铀矿床:①兰杰铀矿床;②贾比卢卡矿床;③纳巴勒克矿床;④奥林匹克坝矿床
该矿床于1969年初由Geopeko有限公司在布罗克曼山的低地发现,先是圈定了6个放射性异常,后在1号和3号异常上施工钻探工程,共打13个钻孔,结果在地表和深部200处都见铀矿化。直至1980年初,在1号和3号异常内分别落实为1号和3号矿体,1号矿体的估算平均品位为033%U3O8,铀储量达52878tU3O8,3号矿体平均品位为020%U3O8,储量达58000tU3O8。从而矿床总储量超过110000tU3O8,平均品位为026%,矿体集中,规模大。矿石中伴有金,其平均品位为13g/t,金储量为25t。
GSEupen和BTWilliams最先研究了兰杰1号矿段,GREwers,JFerguson,RSNeedham,THDonnelly等人,先后系统地总结和研究了该矿床的区域成矿条件及矿床地质特征。对矿床成因主要存在两种不同观点,一种是同生沉积,后生成矿观点,认为铀是古元古宙岩石沉积期形成,在后来的构造和变质作用下再次迁移和重新富集成矿。另一种是后生成矿观点,认为太古宙花岗岩铀含量高,在构造和变质作用下铀重新活动,进入到良好的角砾岩化带的矿捕环境富集成工业矿床,同古元古代沉积和岩层变质作用无关。H11拉维洛夫,СФ维诺库洛夫在研究澳北铀矿床后,提出多期成矿叠加富集的复成因观点。
本书作者查阅和研究了该矿床的有关地质资料,按地洼学说及其多因复成成矿理论,以及王志成高级工程师1993年在该矿区较长时间的考察收集的最新资料,认为兰杰铀矿床属典型的多因复成铀矿床,派因—克里克地槽是古元古代形成,至中元古代已转化为阿纳姆地地洼区,一直延续至今。
2矿床地质特征及其多因复成依据
1)矿区地层及含矿主岩
矿区露头极为有限,人工揭露的地层,有太古宙片岩、片麻岩及花岗岩组成的纳纳姆布杂岩,古元古代绿泥石片岩、碳酸盐岩、燧石岩、石墨片岩组成的卡希尔组,以及中元古代砂岩、砾岩组成的科姆波尔吉组。古元古代地层倾向东,倾角为35°~550,其变质程度介于绿色片岩相至低级角闪岩相之间。铀矿化产于古元古代卡希尔组中(图5-20)。
纳纳姆布杂岩之上为卡希尔组,并以不整合形式覆盖,而中元古界科姆波尔吉组又以不整合形式覆盖于卡希尔组之上。纳纳姆布杂岩中的片麻状花岗岩,其同位素年龄为28~24Ga。
含矿岩系属卡希尔组下段,在地层剖面中相应的自下而上层序是:下盘岩系→下含矿岩系→上含矿岩系→上盘岩系,共为4部分组成。下盘岩系主要是石英-云母片岩和绢云母-石英长石片麻岩组成,经约1800Ma前的强烈变质作用所致,岩层时代有可能归为新太古代。下含矿岩系在卡希尔组的底部,是古元古代最早的岩层。它由中细粒块状菱镁矿、白云石大理岩、绿泥石绢云母片岩和白云质大理岩及燧石岩层组成,厚度共为250m。在其中部约20m厚的绿泥石绢云母片岩内,分布有铀矿化。上含矿岩系,在卡希尔组中下部位,由黑云母-石英-长石片岩和白云质大理岩、黑云母片岩组成,含有石墨。厚度约为150m,几乎全部岩石都受到绿泥石化。绿泥石化含石墨的黑云母-石英-长石片岩,是该矿床的主要含矿岩石。上盘岩系,由粗粒云母-长石-石英片岩及含有磁铁矿混染的粗粒绢云母-绿泥石片岩组成,还可见新鲜的石榴子石和钾长石,厚度达10m。在上盘岩系内未发现工业铀矿化分布(图5-21)。
含矿岩系的共同特点,是富含碳质和黄铁矿以及碳酸盐矿物,是属浅海相和潮间及潮上沉积环境,其原始铀含量达34g/t,高出地壳平均克拉克值的9倍。矿区内一般地层的铀丰度值也达12~13g/t。这表明含矿岩系在原始沉积-成岩阶段,有铀的原始富集作用,反映了铀成矿作用具有明显的层控特征。含矿岩系沉积阶段的铀,系来自区域内太古宙纳纳姆布杂岩中的片麻状花岗岩类岩石。其平均铀含量达96g/t。中元古代科姆波尔吉砂岩和砾岩中,未发现铀矿化分布。
2)矿床构造形态及成矿构造
矿床所在的区域构造,为一个南北走向的复式向斜,兰杰铀矿床位于该复式向斜的东侧。矿区本身为单斜构造(图5-22),岩层向东缓倾,倾角多在30°上下,属次级褶皱构造的一部分。过去资料认为,矿床-矿段中心深部含矿岩系与太古宙片麻岩为断层接触。据王志成现场钻孔岩心观察,含矿岩系之下为整合或假整合接触,而且其下部之岩性层位可能属古元古代砂岩经变质作用形成片麻岩,而不是太古宙片麻岩。矿床深部可能存在卡卡杜群的砂岩层。区域的和矿床的褶皱构造,主要是古元古代末地槽回返期所形成。
铀矿床和矿体定位,首先是受纳纳姆布花岗片麻岩穹隆东接触带的制约。此外,还受到近地表的古元古界褶皱基底与未变质的中元古界之间的不整合面构造,以及东西向、南北向和北西向断裂带,或裂隙密集带的联合控制。矿体位于角砾岩带内,并紧靠古元古代地层与中元古代地层的不整合面之下,体现出铀矿化有明显的后生改造和叠加富集的特点。矿床最主要的1号和3号矿体,埋藏于现代地表之下,埋藏深度浅,并与古—中元古界之间的不整合面相吻合(图5-23)。铀矿化直接产于断裂构造破碎带内或角砾岩带内,断裂构造不仅成为成矿溶液的通道,还为沥青铀矿和绿泥石的富集提供了有利空间。角砾被绿泥石、石英和赤铁矿、晶质铀矿、沥青铀矿、金属硫化物及碳酸盐矿物所胶结。从角砾岩的结构和岩性特征分析,角砾岩至少有两次角砾岩化和两次绿泥石胶结,推测角砾岩最初是古元古代地槽回返之后形成,后来在地洼阶段明显产生活化,形成第二次的角砾岩化和绿泥石化再次胶结。
图5-20 澳北阿利盖特河铀矿田地质图
(据RSNeedham等)
1中生界;2科姆波尔吉建造;3奥思别里粗玄岩;4造山花岗岩,尼姆布瓦格杂岩;5花岗岩核;6混合岩;7片麻岩;8过渡带;9谢依姆粗玄岩;10芬尼斯河群:菲协尔—克里克粉砂岩,南阿里盖特尔群;11克帕尔格建造;12库尔平建造,玛翁特—帕尔特里基群;13威尔特门粉砂岩,纳乌尔连基片岩;14曼多施砂岩,纳木纳群;15斯得克—克里克火山岩;16麦逊和卡希尔建造;17卡卡杜群;18纳纳姆布杂岩;19断裂及其名称:①基夫—阿杰尔,②纳乌尔连基,③基姆—基姆,④兰杰,⑤玛歇拉,⑥别阿特里杰,⑦布尔面;20铀矿床名称:Ⅰ贾比卢卡,Ⅱ兰杰,Ⅲ库恩加拉,Ⅳ纳巴勒克;21岩层产状;22背斜;23向斜;24倒转背斜;25倒转向斜;26倒转岩层产状
图5-21 兰杰铀矿床地质平面图
1科姆波尔吉组;2下盘剪切带;3粗玄岩;4伟晶岩类;5上盘片岩;6上含矿片岩;7下含矿燧石;8重结晶碳酸盐岩;9下盘片岩和片麻岩;10铀矿化地表显示;5~9为卡希尔组
图5-22 兰杰矿床3矿段综合地质剖面图
(据RSNeedham等)
1伟晶岩;2上盘岩系的云母-石英片岩;3上含矿岩系的绿泥石-黑云母片岩;4下含矿岩系的绿泥石片岩和碳酸盐岩;5下盘岩系的片岩和片麻岩;6铀矿体及其界线
3)矿区岩浆岩
矿区内岩浆岩较为简单,只有少量的花岗岩、伟晶岩和粗玄岩分布,它们穿切古元古代地层,使矿区卡希尔组的岩石进一步变质和角砾岩化。花岗岩的年龄为1755~1732Ma,粗玄岩的年龄为1680Ma士13Ma。矿区的粗玄岩,主要是以岩株和岩脉产出,是矿区最晚一期的岩浆活动。侵入中元古界科姆波尔吉组中的粗玄岩,据K-Ar法测定其形成年龄约在1390Ma。此外,在矿区东南40km处的科姆波尔吉砂岩内,还有新鲜的切层玄武岩侵入于砂岩中,其K-Ar法年龄为522Ma。科姆波尔吉底部的红色石英砂岩内,也还有粗玄岩及熔岩流分布,其年龄分别为1680Ma及1650Ma。
矿区的粗玄岩与铀成矿作用关系密切的绿泥石化有关,它可能为矿床的铀成矿作用提供了热能和动力源。在矿体内的伟晶岩内的长石和粗玄岩,均受构造破碎作用,并完全被绿泥石化。伟晶岩的特征是不含铀矿化,受构造剪切处和次生矿化带除外。
4)矿体形态及近矿围岩蚀变
兰杰铀矿床1矿段的形态为向下倾的穿层透镜体,3矿段的形态为缓倾板状至透镜状。两个矿段主矿体埋藏浅,接近地表以下的35m处产出,垂向延深约达200m,矿量集中,平均铀品位达026%,矿体规模大。1矿段和3矿段的储量,分别均在50000tU3O3以上。
图5-23 澳北兰杰矿床1矿段地质剖面图
(据RSNeedham,1979;HП拉维洛夫,1988)
1地表氧化带;2粗玄岩;3伟晶岩;4结晶片岩;5绿泥石片岩;6含碳绿泥石片岩;7交代的绿泥石片岩;8微石英岩;9重结晶碳酸盐岩;10绿泥石化碳酸盐岩;11太古宙结晶基底、结晶片岩、片麻岩、混合岩;12构造角砾岩和糜棱岩带;13断裂构造;14铀矿体;15推测的不整合面位置
矿床的近矿围岩蚀变作用发育,以绿泥石化与铀成矿的关系最为密切,铀矿体均分布在绿泥石化强烈发育为主的蚀变晕圈内,在下含矿岩系中的花岗伟晶岩,其长石已蚀变成绿泥石,粗玄岩也全被绿泥石化,工业铀矿化总是和绿泥石在一起同时出现。绿泥石为隐晶质到鳞片状,交代黑云母、角闪石或白云母等矿物。绿泥石具有多个世代,而铀矿化与绿色的镁绿泥石的关系最为密切。近矿围岩中的绿泥石,经铷-锶法测定其同位素年龄值为1650~1600Ma,同区域上地洼阶段构造-岩浆活化期的时代相吻合,即同中元古代基性火山岩的时代合拍。镁绿泥石化是属成矿期的热液蚀变作用,常常是镁绿泥石化程度越强烈,铀矿化的品位越高,表明铀成矿作用是同镁交代作用有着成生的地球化学联系。
铀矿床的分布和定位,还与块状的成层白云岩或菱镁矿的厚度变小或缺失有关。在矿化范围内由于断裂构造极为发育,热液蚀变作用强烈,碳酸盐岩层的厚度明显变薄或缺失,矿体的破碎及角砾岩化程度相应增高,燧石交代碳酸盐岩普遍。这是因为断裂构造交汇处的硅化作用使碳酸盐岩的体积减小,然后引起塌陷,形成塌陷构造角砾岩,并成为铀成矿的空间及富集场地。从喀斯特成矿角度分析,矿床是与先成的喀斯特塌陷构造角砾岩有关。可称之为喀斯特型铀矿。从上所述表明,硅化以成矿前为主,属矿前期的热液蚀变作用。
5)矿石构造及物质成分
矿石构造以脉状、浸染状和角砾状3种为主,沥青铀矿呈脉状、浸染状或胶结角砾形式产出。浸染状沥青铀矿特别常见。角砾状矿石通常是角砾岩由绿泥石、石英、赤铁矿、沥青铀矿、石墨等矿物胶结。
铀矿石物质成分比较简单,主要为沥青铀矿,还有少量的晶质铀矿、铀石、钛铀矿和钍铀碳氢矿,以及黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、钛铁矿、赤铁矿,少量自然金等。非金属矿物有绿泥石、石英、磷灰石、石墨、绢云母和碳酸盐矿物等。硫化物的存在与铀的富集无关,而方铅矿是放射成因的。由于铀矿体在靠近地表的35m深处产出,氧化带内的晶质铀矿和沥青矿多被氧化,故氧化带内有硅钙铀矿、脂铅铀矿及铀云母类等次生铀矿物的发育分布。矿石中富含稀土元素,特别是重稀土元素。此外,还含有汞、铜、铌、钼、钡和金,金有伴生利用价值,属金-铀矿石建造的矿床。
兰杰矿床的铀成矿作用具有多期次相间隔及铀矿石有多种成矿年龄值并存的重要特点。据GREwers和JFerguson研究,晶质铀矿的立方体,从内往外逐渐被绿泥石交代,铀在不同时期被活化。据矿体内矿石同位素年龄测定,最老的矿石年龄为1700Ma,富矿石年龄多为900Ma,还见有年龄为500Ma的矿石。结合地质分析,推测矿床的主成矿时代为900Ma,属晚元古代形成。矿石的多年龄值并存特点,表明矿床形成具多阶段、多期次叠加富集的多因复成特征,矿床的主成矿作用为热液成矿作用。矿区所在区域内蚀变的和未蚀变的卡希尔组的岩石,经K-Ar法测定白云母的年龄为1800Ma,说明矿床的形成是1800Ma的区域变质作用后发生,矿床并非是变质成因矿床,或者说变质作用不是矿床的主要成矿作用。
6)同位素地质特征
上已述及,经对矿石中细粒的晶质铀矿和方铅矿进行的铀-铅同位素测定,得出最老的贫铀矿石年龄为1700~1600Ma,富矿石年龄为900Ma,还有500Ma的矿石年龄。含矿围岩为古元古界卡希尔组,其层位时代的年龄均在2200~2000Ma,说明存在明显的矿岩时差。此外,对卡希尔组中白云母,不论其蚀变程度如何,其年龄均为1800Ma,表明铀成矿作用发生在地槽回返的区域变质作用之后。
对卡希尔组中含贫铀矿化的石墨片岩中,层状硫化物的黄铁矿作了硫同位素研究,获得δ34SCDT=+2‰士1‰。角砾岩带铀矿石内脉状和晶洞状硫化物,δ34SCDT=—6‰~+14‰,前者与地幔硫的δ34SCDT=+2‰士2‰值甚为接近,证明矿区含贫铀矿化的层状硫化物的硫是来自地幔深处,即硫化物的形成可能是来自火山成因的热液。后者与地下水带入部分与有机质有关的细菌硫酸盐还原作用有密切联系。
此外,对矿床含贫铀矿化的层状碳酸盐岩,主要是白云岩,作了氧同位素测定,获得δ18OSMOW为13‰~19‰。此值明显低于文献报导的古元古代海相碳酸盐的δ18OSMOW为15‰~25‰数值,这可能表明地下水使碳酸盐岩发生了重结晶作用。角砾岩带铀矿石中的碳酸盐δ18OSMOW值为+7‰~+20‰,δ13CPDB值为—20‰~0‰。上述矿石中碳酸盐的δ13C和δ18O之值变化范围很大,说明至少有一部分碳酸盐是来自有机质的CO2,以及受到地下水引起的再结晶作用影响所致。上述稳定同位素资料研究表明,铀成矿作用不是单一矿质来源,也不是单期成矿作用和某单一成因所能造成的现今矿床的复杂特征。
3矿床形成条件
矿床及其所在区域内,卡希尔组含矿岩系的原始沉积铀富集达34g/t,非含矿岩系内岩石的铀含量达12~13g/t。矿区内上含矿岩系的厚度约150m,下含矿岩系厚度约250m,含矿岩系总厚度达400m。因此,含矿岩系本身的铀含量可供后生改造和再造成矿作用,提供丰富的成矿铀源。此外,矿区附近太古宙纳纳姆布杂岩含铀量也高,达96g/t,在二云母花岗片麻岩内含有晶质铀矿副矿物,除为矿区古元古代卡希尔期地槽沉积提供蚀源区主要铀源外,还可为地槽回返期及地洼阶段构造-岩浆活化成矿作用,提供后生成矿铀源。
地槽阶段和地洼阶段的岩浆岩及与其有关的热液作用,也可能提供部分铀源。据测试,古元古代晚期的花岗岩和喷发岩的铀含量高于世界值达6倍。由于矿区岩浆作用不发育,铀不是主要来自岩浆岩及其有关的热液。矿床成矿的主要铀源,主要来自卡希尔组含矿岩系本身及太古宙纳纳姆布杂岩。
矿床成矿物理-化学条件,是指900Ma以前的新元古代主要铀成矿期的条件。从铀矿体的近矿围岩蚀变主要是绿色的镁绿泥石,以及矿石出现较多的沥青铀矿,还有上述稳定同位素资料,均说明成矿温度为低温,约100~220℃范围。
成矿时的深度和压力都较小,由于成矿前先已形成断裂构造角砾岩及其演化的喀斯特塌陷构造角砾岩,故碎块角砾之间孔隙百分比高,有时甚至达50%。铀矿体垂向延深不大,距现今地表深35~250m以内。铀矿化赋存于缓倾的不透水层之上。但断裂构造与深部沟通,表明成矿溶液既有自上而下渗透运移的,又有深部来源的矿液混入。
矿体中U/Th比值均大于500,表明铀以6价形式搬运。花岗岩类岩石中U/Th值小于
11,花岗伟晶岩中约为125。
矿液的pH值,推测具有弱碱性特点,pH值大概在8左右。因为与铀矿化关系密切的镁绿泥石化强烈发育,铀矿物主要是沥青铀矿。杜乐天(1996)认为,镁铁交代成矿只是表面现象,绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化不是一类独立的蚀变,它们是碱交代作用三段式碱交代—中性交代—酸交代中不可分割的第二阶段,是从属于早期或深部碱交代的。成矿都在第三阶段酸尾或酸交代,正好发生在镁铁交代之后,铀矿化总易叠加在其上,因而有着密切的空间依存关系。铀成矿是碱交代前提下进行,故矿液具弱碱性特点。
该矿床的成矿空间十分有利且充分。矿区内古、中元古界之间的地层-构造不整合面明显发育,南北、北西和东西向断裂构造交叉部位的岩性破碎,所派生的裂隙呈密集分布,是成矿溶液的良好通道及储矿空间。南北向区域性大断裂,对矿床定位起着主导矿作用。该断裂呈正断层构造带形式产出,倾向东,倾角约30°~400。沿此断裂带见卡希尔组的碳酸盐岩和片岩,直接产于太古宙纳纳姆布杂岩之上(图5-24)。断裂带宽度达50m,以发育着强烈的构造角砾岩和糜棱岩带为明显标志,并发育着强烈的绿泥石化蚀变作用,局部见硅化作用。硅化作用主要在下含矿岩系及太古宙纳纳姆布杂岩中分布。
矿床的储矿空间特殊且充分。含矿岩系本身内,发育有近于顺层的断裂构造破碎带。含矿岩系呈南北走向,东倾,倾角为30°~40°,与矿区南北向主断裂产状近于吻合。含矿岩系内的顺层断裂破碎带,系矿区主断裂构造派生产物。此外,含矿岩系内还发育有大量密集的伟晶岩脉和粗玄岩脉,多以切层产出为特征。矿区内除南北向断裂构造外,还发育有近东西向和北西向的陡倾断裂,以及其所派生的陡倾裂隙构造密集带。
图5-24 兰杰铀矿床成矿演化阶段
Ⅰ地槽阶段沉积-成岩期原始铀富集;Ⅱ地槽阶段褶皱变质期贫铀矿化富集;Ⅲ地洼阶段热液期铀工业矿化富集;Ⅳ地洼阶段热液期铀-金矿化叠加富集;1科姆波尔吉砂砾岩;2卡希尔组含铀岩系;3纳纳姆布杂岩;4断裂构造;5复杂成因角砾岩;6不整合面;7地壳沉降或隆起;8星散状贫铀矿化;9工业铀矿化;10U运移方向;11U、Au、Hg运移方向
整个铀矿床是处在断陷块段构造之中,受缓倾的南北向断裂及陡倾的北西和东西向断裂的联合制约。整个矿化地段,不仅岩性破碎,岩浆岩脉发育,而且广泛发育着绿泥石化、硅化等热液蚀变作用。综上所述表明,矿区经受过多阶段、多期次的构造破碎作用,先后共同营造了这种良好的成矿构造空间。
铀成矿的热源和动力源条件,是指主成矿期而言。从所论述得知,铀矿床主要形成于900Ma以前,其次是500Ma以前的再次工业成矿作用。这种时代正是新元古代地洼阶段的构造-岩浆活化作用的激烈期末至余动期相吻合。故认为矿床成矿的热源和动力源,与地洼阶段的构造-岩浆活化作用密切相关。但至今尚未发现铀矿化分布与岩浆岩有直接联系,因此,被看成是主要起提供热源和动力源作用。正如前述,成矿介质是热水溶液,而水溶液主要来自地表水,经构造-岩浆活动加热,或许有少部分来自地壳深处的热液渗入。科姆布尔吉红色石英砂岩内,有形成于1370~1200Ma前的粗玄岩和熔岩,这就是铀成矿的热源和动力源的有力佐证。
4铀成矿作用的演化
1)矿区大地构造的演化
矿区地壳经历了特别长而复杂的大地构造演化历史,最主要的有前地槽、地槽和地洼阶段,在地槽阶段后还有过短暂的地台阶段。
矿区内在太古宙形成了一套结晶片岩、片麻岩、片麻状花岗岩、变质闪长岩和混合岩等,它们组成了纳纳姆布杂岩。片岩中夹有条带状铁质石英岩。本区片麻状花岗岩的年龄,经Rb-Sr等时线法测定为2468Ma,而用U-Pb法测定锆石的年龄为2550Ma。因而推定纳纳姆布杂岩,属新太古代形成。它组成矿区古元古代派因—克里克地槽的结晶基底,从地壳构造演化阶段分析,应列为前地槽阶段。对前地槽阶段的大地构造特征,有待进一步研究。
矿区在古元古代(2400~1700Ma)为地槽阶段。在地槽沉降期间,形成了卡希尔组的一套含铀岩系(2200~2000Ma),岩性为含黄铁矿、碳质和有机质的碳酸盐岩、碳质片岩,属于潮间或潮上、潮下相及浅海相沉积。其上为石英岩和片岩,系陆源碎屑沉积仍归为卡希尔组,但不属含铀岩系。后来含铀岩系及其余部分的卡希尔组,经受地槽回返期的强烈区域变质作用和褶皱、断裂构造作用(1900~1700Ma),形成了褶断构造型相的地槽构造层。
地槽回返后,矿区地壳再度沉降,形成了中元古代的科姆波尔吉红色砂砾岩,局部夹火山岩,其形成时间约为1650~1370Ma。这套红色砂砾岩出露于矿区南部及矿区外围的东侧,而在矿床的1矿段和3矿段内,已经剥蚀殆尽,故矿段剖面图中已见不到中元古代的红色砂砾岩及古—中元古界之间的不整合面。至于科姆波尔吉组的大地构造属性问题,放在澳北区贾比卢卡矿床中详细讨论,我们在此先列入地洼阶段沉积。关于地槽回返后,矿区是否有过地台阶段沉积,或者是由于地台阶段时间短,沉积厚度不大,后经隆起剥蚀作用已无残存,均有待今后进一步研究。
中元古代科姆波尔吉河相砂砾岩形成之后,矿区地壳又再次断块隆起,使先成的南北向、东西向和北西及北东向断裂产生活化作用,继而使矿区大部分地域的中元古代红色砂砾岩风化剥蚀殆尽。迄今仍保持缓慢的地壳上升的地洼构造特点。
2)铀成矿作用的演化
从上所述得知,矿床的铀成矿作用经历了古元古代地槽沉积期的原始铀富集作用、地槽阶段变质期贫铀矿化富集作用、新元古代地洼阶段热液期铀的工业矿化富集作用,以及早古生代地洼阶段再次热液期铀-金矿化叠加富集作用(图5-24、表5-7)。
地槽阶段沉积-成岩期(2200~1900Ma)铀的原始富集作用,铀的富集程度达30~40g/t。由于地槽的结晶基底是太古宙纳纳姆布杂岩,其铀含量为9g/t,造成地槽阶段沉积期蚀源区有丰富的铀源。在古元古代矿区地壳处于地槽沉降频繁活动期的浅海相和潮湖相沉积环境下,形成了一套富含碳质和黄铁矿的薄层泥质岩和白云岩互层的含铀岩石建造,即卡希尔组下段的含铀岩系。该含铀岩系厚度超出400m,从而为尔后的各种改造和再造成矿作用,提供了铀源层基础及叠加成矿作用有利的成矿岩性条件。
地槽阶段褶皱变质期(1900~1700Ma)贫铀矿化富集作用,是伴随矿区地壳在褶皱造山和区域变质作用中形成。矿区内卡希尔组的含铀层位中星散状晶质铀矿和方铅矿,经铀-铅同位素年龄测定为1700Ma,以及卡希尔组中白云母的年龄为1800Ma,可作为良好的佐证。含矿岩系经褶皱造山及其伴随的南北向区域性断裂及东西、北东和北西向断裂发育,部分出露地表,经地表水和地下水溶蚀作用,在原白云岩夹层分布地段形成喀斯特洞穴。在洞穴中除含矿岩系的角砾碎屑外,还有云母、绿泥石、粘土和石墨等不可溶的物质。这种溶蚀洞穴经天长地久时间后,形成自然塌陷,构成塌陷角砾岩,或是由于早期硅化作用使碳酸盐岩体积变小,产出塌陷构造。特别在断裂构造穿切白云岩的地段,尤为明显。岩石碎块及角砾之间的孔隙发育,有时达50%,为后来改造和再造的铀成矿作用,提供了先期有利成矿空间及有利的成矿围岩环境。
表5-7 兰杰铀矿床成矿作用演化表
地洼阶段热液期(900~800Ma)铀的工业富集作用,发生在中元古代科姆波尔吉红色砂砾岩组成的地洼构造层及古元古界与中元古界之间的不整合面形成之后。由于矿区地壳再次发生构造-岩浆活化,粗玄岩脉切穿不整合面和侵入科姆波尔吉砂砾岩。矿区地壳再次断块隆起,使先成断裂构造活化,从而形成了较大的溶蚀塌陷构造和不同方向的断裂构造交汇及重叠的角砾岩区段。另外,含矿岩系中的碳酸盐岩经受硅化作用,体积变小,也促使形成塌陷构造角砾岩。构造-岩浆活化作用加热了的地下水,加上深部热液,形成的混合成因的含铀热液,在构造驱动力作用下,进入多期构造角砾岩化区段,发生沉淀交代和充填成矿作用。矿体分布处镁绿泥石化极为发育,同位素年龄为900Ma的沥青铀矿胶结复杂成因的角砾就是佐证。
地洼阶段热液期铀-金矿化(570~500Ma)叠加富集作用,是矿床基本定型之后,矿区地壳再次发生构造-岩浆活化作用,但其活化程度比前期的工业铀矿化作用弱。矿床外围有同位素年龄为522Ma的粗玄岩脉分布,矿区内有年龄为500Ma的沥青铀矿出现。此期形成的矿石除铀外,还伴有金和汞,后者未达独立的工业利用品级。上述这些均可作为矿区经历了第二次活化作用叠加成矿的证据,只是成矿强度和规模比900Ma主成矿期的要弱而小。
委内瑞拉:铁、铝、镍、金、金刚石、煤等矿产资源
智利:主要是铜
墨西哥:石油、非金属矿业等
古巴:铁、镍等
1委内瑞拉是南美洲最重要的产油国家,境内主要的石油蕴藏区是国境西北角的南美洲第一大湖--马拉开波湖。
2智利属于中等发展水平国家。矿业、林业、渔业和农业资源丰富,是国民经济四大支柱。矿藏、森林和水产资源丰富,以盛产铜闻名于世,素称“铜矿之国”。已探明的铜蕴藏量达2亿吨以上,居世界第一位,约占世界储藏量的1/3。铜的产量和出口量也均为世界第一。铁蕴藏量约12亿吨,煤约50亿吨。此外,还有硝石、钼、金、银、铝、锌、碘、石油、天然气等。盛产温带林木,木质优良,是拉美第一大林产品出口国。渔业资源丰富,是世界第五大渔业国。工矿业是智国民经济的命脉。
3墨西哥是拉美经济大国,国内生产总值居拉美第二位,仅次于巴西。全国约197万平方公里的土地中,六分之五是高原和山地。矿业资源丰富,地下天然气、金、银、铜、铅、锌等15种矿产品的蕴藏量位居世界前列,主要有石油、天然气、金、银、铜、铅、锌、砷、铋、汞、镉、锑、磷灰石、天青石、石墨、硫磺、萤石、重晶石、氟石等。其中白银的产量多年来居世界之首,素有“白银王国”之称。铋、镉、汞产量占世界第二位,重晶石、锑产量居世界第三位,碘、水银居第四位。己探明的石油储量为205亿桶位(据2004年3月7日新华社信息)。天然气储量为700亿立方米,是拉美第一大石油生产国和出口国,居世界第13位,在墨国民经济中占有重要的地位。4古巴物产丰富,是蔗糖大国。古巴的朗姆酒、雪茄闻名世界。矿业资源以镍、钴、铬为主,此外还有锰、铜等。钴矿藏量80万吨,镍蕴藏量1460万吨,铬200万吨。古巴1938年发现沸石(专家哈瓦那海滨摩尔城堡和拉美最早的灯塔们称为“世纪矿物”),但到1986年才开始大力开发。其蕴藏量估计达30亿吨,仅次于美国和前苏联。
1)锂
锂作为最轻的亲石稀有元素,它在岩浆作用进程中通常富集在晚期残余岩浆内。可出现在多种类型的岩石中。此外,盐湖卤水、地热卤水、油田卤水都含有大量的锂。锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、盐湖卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂粘土型4类。其中前2类是在目前工业技术条件下最有经济价值的锂矿床。
(1)花岗伟晶岩型锂矿床。这类矿床分布较广,主要产在古老结晶地盾、地块等相对稳定的地质构造单元中,成矿时代以前寒武纪为主,亦有海西期和燕山期的。含矿伟晶岩可分为:①带状构造伟晶岩锂矿床。该类矿床的矿物成分复杂,其中锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。此类矿床按成分可细分为复合(铍锂铯钽)稀有金属伟晶岩矿床(如加拿大的伯尼克湖矿床、津巴布韦的比基塔矿床和纳米比亚的卡里比布矿床也是世界上最大的铯矿床,我国新疆可可托海特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床具有很好的分带性)和钽锡锂伟晶岩矿床(如澳大利亚的格林布希斯矿床也是一个大型钽矿床)两个亚类。②无带状构造伟晶岩矿床。这种伟晶岩体基本是单相均质岩体,这类锂矿床通常是独立的锂矿床,或者是伴有少量铍和钽的锂矿床。如美国北卡罗来纳州“锡石-锂辉石”带的金格斯山矿床和贝瑟默城矿床,加拿大的伯尼克湖和中国的江西、湖南、四川等许多伟晶岩矿床。
(2)盐湖卤水型锂矿床。这是锂矿床的重要类型,盐湖中锂资源占世界锂储量的66%和占世界锂储量基础的80%以上。在封闭盆地中,特别是高原干旱地区的封闭盆地中,锂可在盐湖卤水中发生富集并形成有开采价值的锂矿床,可综合提取Li、K、Na、Mg、Br、I。目前正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、阿根廷翁布雷穆埃尔托、美国“银峰”盐湖和中国青海柴达木盐湖等;还未开发的重要盐湖有玻利维亚乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖等。
总的看来,全球锂资源极为丰富,据美国地质调查局统计,1998年全球已查明锂资源储量340×104t,储量基础940×104t,按1997年产量估计能保证世界各国生产309年。世界锂储量和储量基础比较集中在南美洲和北美洲,较多的国家有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等。其中玻利维亚和智利的储量基础约占世界893%,我国有较大的资源远景。
2)铍
铍是典型的亲石元素,在岩浆结晶作用过程中可置换Si4+而进入多种硅酸盐矿物中。铍主要呈分散状态赋存在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。在残余岩浆、高温气液及中温热液环境中,铍可发生富集并形成独立的铍矿物(绿柱石、羟硅铍石和硅铍石等),从而构成有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆活动有关。其类型很多,大致可划分出5大类:
(1)含绿柱石伟晶岩型铍矿床。这类矿床分布广泛,按矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩两个亚类。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国等地;后者分布在加拿大的伯尼克湖、阿根廷、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、原苏联及中国的新疆阿勒泰地区等,矿床中含有锂钽铌铯等多种有益组分。绿柱石往往是作为锂矿床、铌钽矿床等复合稀有金属矿床的共产品和副产品被利用。
(2)含硅铍石碱性交代岩型铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床中圈出铍矿体之后确立的新矿床类型。索尔湖正长岩体位于组成碱性杂岩体的一巨大花岗岩体内,在正长岩体和花岗岩体的接触带及正长岩体内发现有5个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。
(3)含羟硅铍石火山热液型铍矿床。在美国西部斯波山铍矿床和谢拉-布兰卡铍矿床以及墨西哥北部的阿瓜奇利铍矿床均属此类型。主要铍矿物为羟硅铍石。矿石中铍的分布极不规律。除铍之外还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇及钇族稀土元素。
(4)含绿柱石云英岩型矿床。这类矿床常与钨、钼、锡、铋等矿化伴生。按产出特征和矿物组合可划分为含绿柱石交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石石英脉矿床两个亚类,前者的工业意义较大,巴西的博阿维斯塔铍矿床可能属于此亚类;后者为含钨锡钼铍的复合矿床,绿柱石易选,具有一定工业意义。
(5)接触碳酸盐型铍矿床。这类矿床产在花岗岩体外接触带的接触碳酸盐内,包括含铍夕卡岩矿床和萤石-羟硅铍石层状矿床两个亚类。前者矿床规模较大,铍含量较高,但矿物颗粒细小难选。在美国新墨西哥州和阿拉斯加州已查明有此类矿床。后者矿层产在花岗岩体与地质构造极为复杂的沉积地层的接触带中,铍矿化叠加在夕卡岩之上。矿石易于用浮选法分选出羟硅铍石-硅铍石精矿和萤石精矿。
世界铍资源丰富,巴西是铍资源大国,印度第二,澳大利亚铍储量的一半以上集中在1985年基本探明的布罗克曼硅铍石稀有金属矿床中,加拿大的铍储量主要集中在西北地区索尔湖含硅铍石稀有金属矿床中,投入开采后将成为西方国家最大的铍矿山。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山羟硅铍石矿床中。挪威1988年发现了据认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床——赫格蒂夫矿床。可见铍资源充足,还不断有新的发现,按年产铍600t计算,铍储量足够世界开采600年以上。
3)铌
据美国地质调查局统计,1998年世界铌储量350×104t,储量基础420×104t。其探明储量高度集中,90%以上分布在巴西,其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来,许多国家特别是非洲国家探明了大量可供开采的铌储量。世界铌储量保证程度高,可满足世界需求数百年。铌在自然界中几乎总是以氧化物形式与其他矿物共生,尤其是总与钽共生。铌矿床的主要工业类型有:
(1)碳酸岩风化壳型矿床。这是一种含矿程度很高的稀有金属矿床类型,其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位,占铌资源量90%以上。根据风化壳的发育程度和阶段可将风化壳型矿床进一步分为3类:①水云母风化壳型矿床,如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉科矿床;②红土风化壳型矿床,如巴西的阿腊沙矿床和卡塔拉奥矿床;③后期表生蚀变风化壳型矿床,如俄罗斯的托姆托尔矿床。最后这一类矿床成矿过程较为复杂,成矿物质经历多次再生富集,易于形成高品位的大型稀有金属矿床。此类矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯、加蓬,主要含铌矿物为烧绿石。
(2)含铌铁矿-钽铁矿的花岗岩及花岗伟晶岩矿床。这类矿床的铌储量在各类铌矿床中所占比例很小,约为1%。矿石主要铌钽矿物是铌铁矿-钽铁矿,常与锡石伴生,目前一般作为开采锡石的副产品回收。此类矿床产于非洲中南部的诸多国家,如尼日利亚北部的焦斯高原含铌铁矿花岗岩及其坡积、残积矿床。此外,巴西、马来西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这类矿床。
(3)砂矿。含铌砂矿一般规模小,但砂矿易采易选,并常与钽铁矿、锡石等一起产出,因而具有一定的经济意义,主要产于美国、民主刚果、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。
由于铌矿床的特殊性,如含矿品位较低,大多数铌矿物比重较大,且物理化学性能较稳定,因而重砂法是寻找原生矿床的一种经济、简便有效的找矿方法。对于碳酸岩及其风化壳型矿床用放射性测量、磁法测量等方法是非常有效的找矿方法。近年来,在澳大利亚西部韦尔德山碳酸岩风化壳大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床;巴西塞斯拉古什特大型铌矿和加蓬发现了大型铌矿。中国铌矿床主要分布于内蒙、湖北、广东等地,以铌铁矿为主,质量相对低,品位不及巴西的百分之一,伴生矿物多。
4)钽
据美国地质调查局统计,1998年世界钽储量约为14000t,储量基础为24000t,主要分布在澳大利亚、尼日利亚、民主刚果、加拿大和巴西等国。中国钽资源量不大,主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多属于与酸性花岗岩有关的复杂氧化物,在外生条件下一般较稳定。钽矿床的成矿时代主要在寒武纪,其次有加里东、海西和基米里期。原苏联学者将钽矿床划分为3种主要类型:
(1)综合性稀有金属伟晶岩矿床。这类矿床可分为三个系列:①与碱性花岗岩有关的Be-Li伟晶岩系列;②与二云母花岗岩有关的Be-Li-Cs-Ta伟晶岩系列;③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。成矿规模最大的是第一系列的锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和原苏联。此类矿床的储量约占西方世界钽储量的34%和产量的30%。加拿大的伯尼克湖矿床是世界最大的矿床之一。
(2)花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这类花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床发育在扎伊尔、巴西、澳大利亚。它们是中小型矿床,其钽含量不高,但易采,较经济,因而是钽的重要来源,约占西方世界产量的53%。
(3)铌铁矿-钽铁矿砂矿床。由于铌铁矿-钽铁矿很脆,这类矿床从原生矿床搬运的距离小于7km,大多为2~3km,一般还是在花岗岩母岩体或伟晶岩区内坡积-冲积层中聚积成矿,有时在风化壳中富集。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部河谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚、原苏联也有这类砂矿。
次要钽矿床和可能来源有:①钠长石-云英岩铌钽铁矿矿床;②综合性钠长石稀有金属的网脉矿床;③碱性花岗岩风化壳铌铁矿矿床;④碳酸岩铀烧绿石矿床;⑤碳酸岩风化壳含铀的烧绿石-褐钇铌矿矿床。
5)锆
1992年世界锆(ZrO2)储量为4900×104t,储量基础为5800×104t,此外,还有已查明的锆石资源6000×104t。世界锆资源丰富,资源大国有澳大利亚、南非、原苏联、美国、印度和巴西。
锆是典型的亲石元素,锆矿床包括内生和外生矿床两大类,其中以砂矿床最为重要,它集中了世界53%的锆储量,有95%以上的锆石精矿来自砂矿床,外生矿床以海滨砂矿床最为重要,还有残积和冲积砂矿床、碳酸岩风化壳矿床等。锆的内生矿床主要是岩浆成因的,且与碱性岩有关。这类矿床多产在古老地台区及显生宙地槽区内的前寒武纪中间地块中,矿床储量一般不过几十万吨,地台区锆矿床的储量可达数百万吨。主要的锆矿床成因类型有:①含锆石碱性花岗岩;②含斜锆石碱性岩;③异性石岩;④霞石正长岩中的斜锆石脉;⑤含斜锆石脉流霞正长岩风化壳;⑥海滨砂矿(少量内陆锆石砂矿)。
刘曼华认为值得注意的世界著名的外生和内生锆矿床以及新近发现的新类型锆矿化有:①澳大利亚东西海岸的砂矿床;②巴西亚马孙州皮廷加内陆冲积和残积砂矿床;③与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的斜锆石矿床,如南非的帕拉博鲁瓦(即帕拉博腊)矿床和俄罗斯的科夫多尔矿床;④碳酸岩风化壳型与稀土、铌、钽及磷酸盐伴生的锆矿床,如澳大利亚西部韦尔德山碳酸盐风化壳矿床;⑤碱性杂岩体中的脉状和浸染状锆矿床,如巴西波苏斯-迪卡尔达斯含铀锆矿床;⑥与低温热液作用有关的新型锆矿化,如近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹地区发现的低温条件下胶体溶液沉积作用所形成的锆矿化。综上所述超基性-碱性-碳酸岩杂岩体(包括碱性岩体)不仅是次生锆矿床(风化壳)的来源,而且也是与成矿物质的化学带出有关的远离杂岩体的锆矿床的来源。因此在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时,不仅要注意杂岩体本身,还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利地段。
6)稀土金属
世界稀土储量十分充足,据美国地质调查局统计,1998年世界稀土(REO)储量和储量基础分别为10000×104t和11000×104t。其储量分布高度集中,中国、原苏联、美国、澳大利亚和马来西亚约占总储量的832%。目前工业利用的轻稀土(铈族稀土)主要从氟碳铈矿和独居石中提取,约占世界稀土氧化物(REO)产量的99%,重稀土(钇族稀土)产量极少,主要从磷钇矿、硅铍钇矿中提取。世界稀土矿主要生产国为中国、美国、澳大利亚和印度等。这些国家稀土矿山产量约占世界总产量的78%。中国稀土矿山产量现已居世界首位,精矿约95%来自内蒙古包头白云鄂博铁矿,其余来自南方离子吸附型稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁牦牛坪稀土矿床。原苏联是欧洲最重要的稀土生产国,居世界第三位,稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的舍甫琴柯矿床和库捷切安矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自滨海砂矿的独居石,其中,澳大利亚占世界独居石总产量的1/3以上。磷钇矿是钇的主要来源,在澳大利亚、马来西亚和中国是作为开采锡的副产品生产的,也有的从加拿大埃利奥特湖德尼森的含铀淋滤残渣中提取。世界稀土工业以从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品为主向高纯单一稀土的深加工产品方向发展。
稀土矿床种类繁多,按成因可划分为内生、外生和变质矿床3大类,再根据与矿床有关的侵入岩类及成矿作用的不同可划分6个类型:
(1)与碱性岩-碳酸岩有关的稀土矿床。世界稀土储量绝大部分产于这类矿床中。目前经济意义最大的是美国加利福尼亚州帕斯山矿床和中国内蒙古白云鄂博矿床。帕斯山矿床REO的证实储量约500×104t,平均品位7%,是世界碳酸岩中最高品位。该碳酸盐的独特点是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一规模巨大富含稀土的铁矿床,稀土矿物可作为开采铁矿的副产品回收。该矿区稀土储量巨大。此外,布隆迪的卡隆格矿床和马拉维的坎甘昆德矿床均属此类型。
(2)碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这类矿床分布较广,但具经济意义的矿床则罕见。加拿大魁北克省的怪湖矿床是一大型综合性稀土-稀有金属矿床,是稀土元素(钇和重稀土)的潜在来源。类似的矿床还产在原苏联的科拉半岛和美国科罗拉多州等地。
(3)非碳酸岩热液脉稀土矿床。矿床中除稀土矿物外,常富钍石。最典型的代表是南非开普省的斯滕坎普斯克拉尔矿床,这是国外最早发现的独居石矿床。
(4)含稀土磷灰石矿床。磷块岩中的磷灰石常富集稀土元素,在生产磷肥时可以回收。这类矿床虽然分布较广,但稀土品位高的大型矿床为数极少,如原苏联科拉半岛希宾碱性杂岩体稀土磷灰石矿床;芬兰锡林贾维碳酸岩矿床中的磷灰石和瑞典北部基鲁纳铁矿床的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金为含稀土沉积磷块岩矿床。
(5)风化壳型稀土矿床。这类矿床是富含稀土元素的原生矿床经风化作用形成的,其经济意义较大。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩体和中国南方花岗岩的风化壳型矿床。前者REE最高含量大约为6%,红土富含REE,是上部碱性岩的5~15倍。后者又称离子吸附型稀土矿床。
(6)砂矿床。现代和古代砂矿中的独居石曾有稀土氧化物的主要来源,现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚等国稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界首位。
80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年查明在原苏联滨海地区一个新生代凹陷的煤层中存在特殊的稀土矿化,在我国山西省石炭系铝土矿层中有较高含量稀土矿的报道,尚未发现具有工业价值的矿床。
一.黑色金属矿产
俄罗斯黑色金属矿产主要集中在中部黑土经济区、乌拉尔和西西伯利亚经济区(表6)。铁矿石探明储量在世界上占第二位,但品位不高,平均含铁量只有35 9%。 锰矿石至今仍未发现大型富锰矿床,探明储量中锰的平均储量只有20%。铬铁矿的质量也不太令人满意,岩浆型铬铁矿的平均品位只有28%(Cr2O3)。
1)铁 按照2002年1月1日俄罗斯国家平衡表,俄罗斯拥有172个铁矿床,A+B+C1级探明储量566亿吨,铁平均品位35 87%(表7)。 这些储量的87%集中在35个大型矿床中,其中16个正在开发,19个是国家储备矿床。在开发的大型矿床中,10个是用露采法开采,6个地下开采。
锰矿石主要的表内储量为碳酸锰,集中在科麦洛沃州的乌辛矿床(98516万吨)、波鲁诺奇矿床组(4150万吨)。
碳酸锰矿主要是锰方解石和钙菱锰矿。菱锰矿的质量较好(26~30%Mn),与格鲁吉亚恰杜尔的1级商品矿石及乌克兰锰冶金综合体的产品质量类似。碳酸锰矿用传统方法很难分选。因而,巴什科尔托斯坦共和国乌鲁杰良矿床含8~10% Mn的锰灰岩可用于高炉、钢合金和铁合金的生产。
约640万吨的氧化锰矿石探明储量(包括C2级含量)集中在犹太自治共和国南辛甘矿床中。科米共和国、乌拉尔和西伯利亚氧化锰矿石的储量可增加到1200万吨。这些矿石中有820万吨应算作混合型锰矿石,其中610万吨为工业储量,Mn品位208%。
储量还未批准的大型矿床--波洛任矿床的初级资源约为26760万吨,氧化锰矿石约占40%。该矿床矿石总的特点是磷含量高,达08%,但矿床中可划分出低磷锰矿石(P≤03%)地段,储量约3000万吨。
俄罗斯的氧化矿石一般是褐锰矿和黑锰矿,及少量硬锰矿、软锰矿,含量不同的菱锰矿、锰方解石、蔷薇辉石。矿石一般易选,合指标的精矿符合冶炼品级(42~48%Mn)。
难选的氧化矿石中有5~6%的高质量的过氧化矿石(46~55%Mn)。
经过研究和地质经济重新评价后,认为必须解决南辛甘和比德扎氧化锰-碳酸锰矿石的开发问题。伊尔库茨克州乌特胡姆大型碳酸盐-硅酸盐矿石的开发应进行技术研究。
目前在赤塔州的格洛莫夫矿床开采锰矿石。此外,随着2002年进行的勘探,在科麦洛沃州的杜尔诺夫小矿床顺便采到9000吨矿石。
俄罗斯锰矿石的预测资源为841亿吨(锰平均品位17%),比探明的表内储量多44倍。其中455亿吨(541%)位于东西伯利亚和远东,5000万吨位于中部地区,15亿吨位于乌拉尔。对于冶金最宝贵的氧化矿石为38亿吨,占预测资源的45%,但其中锰的品位很低(10~20%)。
3)铬(Cr2O3) 前苏联铬矿石的生产曾占世界第2位。俄罗斯和哈萨克斯坦都冶炼铬铁合金,而且俄罗斯的铁合金厂完全依靠哈萨克斯坦的铬矿石原料。俄罗斯萨拉诺夫矿山低质量的矿石基本是运到乌克兰,用于生产含铬的耐火材料。前苏联解体后,来自哈萨克斯坦的熔炼品级的铬矿石大大减少。俄罗斯的铁合金厂只能使用萨拉诺夫矿山耐火材料级的铬矿石,这样就提高了生产成本,降低了产品质量,因而,铬铁合金产量减少一半。
俄罗斯铬矿物原料基地储量数量,特别是矿石质量很不令人满意。6个铬矿床投入工业开发(表9)。 目前正在开发耐火级低质量矿石组成的彼尔姆州萨拉诺夫主矿床;正在勘探穆尔曼斯克州的索普切夫湖矿床;从2002年开始开发阿加诺泽尔湖矿床,该矿床的B+C1+C2级探明储量共有26588万吨。
俄罗斯铬矿石的预测资源有48613万吨,比2003年初计算的平衡表内储量多106倍。预测资源集中在科拉半岛、卡累利阿、极地乌拉尔,并且是冶炼品级(488%)和化学品级(496%)。
4)钛 俄罗斯钛的探明储量居世界第一位。在13个矿床中统计了钛的探明储量,其中开发的只有2个--穆尔曼斯克的罗沃泽尔矿床和阿穆尔州的库拉纳赫矿床(试验性开采)。主要的钛储量产出在科米共和国的雅列格矿床和车里亚宾斯克州的梅德维杰夫矿床。从快速开发的观点看来,最有前景的是奥姆斯克州的塔尔砂矿床、下格罗德州的鲁科扬诺夫矿床和托姆斯克州的图干矿床。
同国外矿床比较,俄罗斯钛矿物原料基地质量中等。
在铁、钛、钒的储量中,钛磁铁矿矿石起着重要的作用。在国外证实储量中,65%的铁矿石、约60%的TiO2和90%的V2O5属于这种工业类型,而俄罗斯,这3个数据分别为18%、54%和80%。
俄罗斯拥有全世界约50%的钒钛磁铁矿矿石储量。在俄罗斯全境发现并在不同程度上评价了40多个钛磁铁矿矿床。这些矿床的主要矿物是钛磁铁矿、钛铁矿、有时有钙钛矿和磁铁矿。主要成矿矿物的比例变化,从带有钛铁矿、钛磁铁矿的钛磁铁矿变为带有磁铁矿、钛磁铁矿的钛铁矿。在一些矿床中,霞石也有工业意义。
2001年1月1日的俄罗斯国家矿产储量平衡表计算了6个钛磁铁矿矿床的铁矿石储量,和2个综合性霞石-磷灰石矿床中的钛磁铁矿储量。在6个钛磁铁矿矿床中计算了钛的储量,其中4个是钛铁矿-钛磁铁矿矿石,1个是磷灰石-钛铁矿-钛磁铁矿矿床,还有1个是钛磁铁矿矿床。
除了同国际类似的钛磁铁矿矿床外,俄罗斯还拥有其他类型的矿床,地质成因独特的含钛磁铁矿矿床。希比内霞石矿床的含榍石和钛磁铁矿的矿床就是这样的矿床,分选时可顺便得到钛磁铁矿和榍石精矿。
钛磁铁矿矿床除原生的岩浆矿床外,已知还有砂矿床--滨岸海相和冲积相砂矿。车里亚宾斯克州爱河流域已知有冲积相钛磁铁矿砂矿。探明几千万亿m3的含钛磁铁矿和钛铁矿的砂矿,二氧化钛平均含量约13公斤/ m3,或约1%的TiO2。砂矿很贫,作为表外储量。
二.有色金属矿产和稀有金属矿产
1)铜 俄罗斯列入储量表的铜矿床有123个,铜的原料基地主要在东西伯利亚(诺里尔斯克和乌多坎矿区)和乌拉尔。
大多数铜生产国最具工业意义的是斑岩铜矿,而俄罗斯与其他国家不同,约半数的A+B+C1级探明储量和2/3以上的开采量是硫化物型铜镍矿床(见表10)。这些矿床的特点为多种组份,除铜镍之外,还含有大量的钴、铂族元素、金及其他贵金属。矿石中主要组份的品位高,即使在极北地区相当恶劣的条件下开采也还能够赢利。与此相反,砂岩铜矿与国外情况类似,占探明储量的20%多,主要集中在赤塔州的乌多坎矿床中,由于矿床位于开发程度很低的山区,地理经济状况不好,而且矿石质量较差而未开发。
铜探明储量和铜生产的主要地区是东西伯利亚和乌拉尔。
俄罗斯铜矿的勘探和开发程度都比较高,A+B+C1级探明储量占表内总储量的775%,其中461%(34个矿床)已投入开发,15%准备开发(15个矿床),388%(53个矿床)列为储备矿床。总的探明储量中,积极储量占612%。铜的预测资源量与探明储量大致相等。
2)铅 俄罗斯铅的探明储量占世界第3位(位于澳大利亚和哈萨克斯坦之后),但就铅矿石质量和矿山技术开发条件俄罗斯远比国外矿床差。
据2003年1月1日状况,俄罗斯铅的矿物原料基地为98个矿床。矿床的探明程度相当高:A+B+C1级储量占71%,C2级储量占29%。91%的A+B+C1+C2级储量分布在铅锌矿床中。铅储量在俄罗斯分布不均,约84%的储量位于西伯利亚地区,其中65%分布在正在开发的戈列夫斯克矿床、和作为国家储备的霍洛德宁和奥泽尔矿床中。2002年,正在开发的有17个矿床。
铅的预测资源约占俄罗斯总储量的46%。其可靠程度不太高,约60%是P2级储量。
预测资源中大多数是黄铁矿多金属矿床(53%)和铅锌矽卡岩矿床(163%)。 在现有采矿企业地区,预测资源质量同当地现有的表内储量相当。
目前铅矿物原料基地的状况不太令人满意。工业级的铅储量比1990年减少30%。
3)锌 俄罗斯的锌储量占世界第一位,但是,就矿石的质量和矿床开发的矿山技术条件来说,俄罗斯锌矿物原料基地比国外的逊色很多,Zn平均品位只有22%,而澳大利亚为128%,加拿大73%,中国8%,印度5%。
据2003年1月1日情况,俄罗斯锌矿物原料基地包括140个矿床,探明程度很高:A+B+C1级储量占75%。约70%的锌储量是在铅锌矿床中。储量占第2位,开采量占第一位的是铜黄铁矿矿床,这种矿床主要矿产是铜。68%的储量集中在西伯利亚地区,而且其中53%是在3个铅锌矿床中:科尔巴里辛矿床、奥泽尔矿床和霍洛德宁矿床。锌储量第2、开采量第1的是滨伏尔加地区,占18%的储量和60%的开采量,这里的锌是在铜黄铁矿矿床中。2002年这里在开发28个矿床的储量。
俄罗斯锌的预测资源约占平衡表总储量的55%。可靠程度不高,约38%的预测资源为P3级,46%为P2级。36%的预测资源集中在滨伏尔加地区,在铜黄铁矿矿床中。西伯利亚地区的预测资源占27%,其中主要部分是鲁德内阿尔泰多金属成矿带和萨拉伊尔矿区的黄铁矿多金属矿化。预测资源中矿化的主要地质工业类型是铜黄铁矿(46%)和黄铁矿多金属矿化(29% )。现在采矿企业地区锌预测资源的质量同当地现有的表内储量类似。
4)镍 俄罗斯镍储量占世界第5位,而证实储量占世界第2位。矿物原料基地为硫化物铜镍矿和硅酸盐镍矿床。按照2003年1月1日状况,国家平衡表上的镍矿床共计39个。
大多数探明的镍储量集中在12个硫化物铜镍矿床中,9个在穆尔曼斯克州,3个在泰梅尔(多尔加诺-涅涅茨)自治共和国。这些矿床包括了俄罗斯近90%的镍储量。计算的所有16个硅酸盐镍矿床的矿石都位于斯维尔德洛夫斯克州、车里亚宾斯克州和奥伦堡州。总储量约占俄罗斯总储量的10%。
矿石中镍的平均品位相当低(099%)。这种类型的矿床有些大型矿床,奥伦堡州的布鲁克塔尔矿床(占总储量的69%)和斯维尔德洛夫斯克州的谢洛夫矿床(占总储量22%)。
俄罗斯开采的硫化铜镍矿石(镍品位16~17%)同国外采到的同类矿石质量相当。
硅酸镍矿石的质量比国外的同类矿床差很多--俄罗斯镍矿石的平均品位为1%以下,其他国家从12~21%。
镍的预测资源为所计算的国家平衡表的105%,其中硫化矿石为102%,硅酸矿石为1268%。镍总资源的114%为P1级资源,P2和P3级资源分别为624%和262%。70%的预测资源及所有的富矿石资源分布在现有企业地区。在一些新的含镍地区,如卡累利阿共和国、阿尔汉格尔斯克州、阿尔泰、克拉斯诺雅尔斯克和哈巴罗夫斯克边疆区、伊尔库茨克州、堪察加州等集中了约30%的预测资源。
5)稀土、钽、铌 这三种矿产主要集中在北部经济区(穆尔曼斯克州)、东西伯利亚经济区(特瓦共和国、克拉斯诺雅尔斯克边疆区、伊尔库茨克州和赤塔州)以及远东经济区(萨哈雅库特共和国)。钇族稀土元素的探明储量约为150万吨。
钽 俄罗斯的钽储量居世界领先地位,但矿石质量远不如主要生产国。
在20个矿床中计算了平衡表内储量。1998年只开发了穆尔曼斯克州的罗沃泽尔矿床,矿石中Ta2O5的平均品位只有0 015% 。
重新评价表明,只有54%的平衡表内储量赢利,即正在开发的罗沃泽尔矿床、伊尔库茨克州的别洛吉明矿床和维什尼亚科夫矿床、赤塔州的矿石易分选的卡图京矿床。
由于地理经济条件复杂,位于特瓦共和国的最大型乌鲁格-坦泽尔矿床属于不积极储量。
钽矿物原料基地进一步发展的任务不在于增加数量,而在于提高质量。
铌 俄罗斯铌的探明储量占世界第一位,但是,探明矿床的矿石很贫,Nb2O5的平均品位只有0175%。萨哈雅库特共和国托姆托尔铌-稀土矿床富矿石中Nb2O5的品位为7~8%。
几乎90%的铌储量集中在4个大型矿床中:别洛吉明矿床32%,乌鲁格-坦泽尔矿床22%,罗沃泽尔矿床18%,卡图京矿床16%。
在重新评价时,乌鲁格-坦泽尔矿床被归入不积极储量。
6)铝(Al2O3) 俄罗斯铝钒土原料的探明储量占世界第7位。
生产氧化铝的主要原料是铝土矿。2003年1月1日的国家平衡表计算了60个铝土矿矿床,其中13个正在开发。所有矿床的探明程度都很高,84%的铝土矿储量已由国家储委批准为A+B+C1级。
大多数国内铝土矿矿床的特点是原料品级低,铝硅比为5。在北乌拉尔采到质量最好的铝土矿(占国内铝土矿总开采量77%)。但是,北乌拉尔矿床的特点是水文地质条件十分复杂,深部很难开采,开采量很难增加。因而,俄罗斯的铝工业近15年高质量的铝土矿短缺。依靠自有资源,对铝土矿的需求只能满足40%。 氧化铝和铝工厂生产原料基地分散。约75%的氧化铝在俄罗斯欧洲部分的乌拉尔生产,85%的初级铝的生产能力位于西西伯利亚和东西伯利亚。
铝土矿的预测资源为29亿吨,其中P1级为7100万吨,P2级1900万吨,P3级1000万吨。大量的资源分布在中部黑土经济区和乌拉尔地区。
俄罗斯拥有大量的霞石资源,一部分是在穆尔曼斯克州磷灰石-霞石尾矿中,另外是在
磷灰石矿床的探明储量中。但是,建立以霞石矿石为基础的氧化铝生产可能性有限,其中主要原因是能耗高(比从铝土矿中生产氧化铝能耗高1~25倍)。
此外,明矾岩矿石可作为获取氧化铝的原料。在俄罗斯,发现明钒岩矿石工业矿床远景是滨海边疆区:仅阿斯库姆矿床的储量估计就有4 46亿吨,明钒岩平均品位26 1%。已知的还有谢列霍夫矿床,其储量估计有明矾岩矿石4 5~5亿吨。
7)锡 俄罗斯共有274个锡矿床,其中原生矿122个,砂矿152个。大部分储量位于远东经济区。4个联邦主体--萨哈雅库特共和国、滨海边疆区、哈巴罗夫斯克边疆区、楚科奇自治共和国,几乎占有95%的探明储量。欧洲部分(卡累利阿共和国)锡的探明储量只占总储量的04%。
俄罗斯原生锡矿床的锡储量具有决定性的意义(874%) 储量大于10万吨的大型矿床位于东雅库特、楚科奇和哈巴罗夫斯克边疆区,其中只有萨哈雅库特共和国的杰普塔特矿床在开采。锡矿的积极储量只占探明储量的27%,一些大型的网脉状矿床等由于锡品位低,它们的储量都属于不积极储量。
8)钨(WO3) 俄罗斯钨的探明储量在中国和哈萨克斯坦之后占世界第3位。但其矿物原料基地同其他国家的结构不同,储量中主要是矽卡岩地质工业类型的矿石。质量比国外差得多。钨矿石平均品位中国为04%,哈萨克斯坦为03%,俄罗斯的原生矿床中钨的平均品位只有009%。平衡表总储量中约有76%是A+B+C1级。
2003年1月1日状况,国家平衡表计算了95个矿床的储量。其中43个是砂矿床,储量不到总储量的1%。约一半的平衡表内储量集中在北高加索,约1/3分布在东西伯利亚,约20%在远东。约70%的平衡表内储量集中在5个大型矿床中--北高加索的特尔内阿乌兹矿床、克提-杰别尔金矿床、布里亚特共和国的英库尔矿床、马洛-奥伊诺戈尔矿床、赤塔州的布格达英矿床。
俄罗斯钨的预测资源约为总储量的50%。59%分布在远东,25%在西伯利亚地区。可靠水平不高,约65%为P3级,345%为P2级。钨矿化的主要工业类型(50%以上的储量)是矽卡岩矿床。矿石的主要成份是白钨矿,黑钨矿型约占总储量的17%。预测资源的质量同表内储量类似,钨的品位一般不超过08~1%。
总的来说,俄罗斯钨矿物原料基地的状况不令人满意。工业级别的储量比1990年减少12%,而开采量减少4/5。
9)锑 俄罗斯锑的探明储量占世界第4位。锑的探明储量约为23 7万吨。所有锑矿床都是综合性矿床,含金、银、铅和锌。俄罗斯最大的锑储量产在金-硫化物矿石中。
俄罗斯锑矿物原料基地的质量相当高:锑品位从99% (乌杰列伊矿床)到20~24%(萨雷拉赫矿床,谢恩塔昌矿床),同中国采到的矿石可比,而中国是全世界最大的锑生产国。
国家平衡表计算了位于西伯利亚和远东的9个矿床的储量。锑矿物原料基地的基础是萨哈雅库特共和国的质量独特的萨雷拉赫和谢恩塔昌金硫化物矿床,这两个矿床的储量分别为俄罗斯锑总储量的288% 和351%。目前在萨雷拉赫矿床和马尔坦矿床开采锑矿石,所采矿石的数量比1991年减少80%。锑的预测资源为19万吨,其中87%为P2级和P3级。东西伯利亚的脉状石英-金-辉锑矿矿床中的预测资源估计占42%,钙质交代硅质岩型矿床中占58%。
10)钼 国家平衡表计算了13个矿床的钼储量,占计算的A+B+C1+C2级所有储量的895%。在综合矿床中,只计算了105%的钼储量。
俄罗斯钼的探明储量主要集中在东西伯利亚(82%)、卡巴尔金诺-巴尔卡共和国(14%)和卡累利阿共和国(4%)。
只有50%的探明储量属于积极储量。积极储量的6个储备矿床只剩3个。布里亚特共和国的马洛-奥伊诺戈尔矿床、阿加斯克尔矿床和卡累利阿共和国的罗巴什矿床属于非赢利的。
只有开发布里亚特的奥列基特坎矿床,开发钼品位0 14%的富矿石才能根本解决钼及钼对工业保障问题。
钼的预测资源同平衡表内储量基本相等,但可靠性很低,633%为P3级,348%为P2级。57%的预测资源集中在赤塔州。
三.贵金属和金刚石
1)金 截至1999年1月1日,俄罗斯共查明5624个金矿床,其中221个是原生矿床(2005年为243个),5275个砂金矿床,128个为综合性矿床。原生金矿床主要集中在东西伯利亚和远东;砂金主要分布在5个地区:楚科奇自治区、萨哈雅库特共和国、马加丹州、伊尔库茨克州和阿穆尔州;含有伴生金的综合性矿床主要集中在奥伦堡州、巴什基尔自治共和国及泰梅尔自治区。储量和资源量的分配是:原生金矿床占有54 3%的储量和78%的预测资源量;砂金占有18 1%的储量和10 5%的资源量;综合性矿床伴生金占有27 6%的储量和11 5%的资源量。
据2006年БИБеневольский的资料,俄罗斯原生矿床金的储量达4300吨,占俄罗斯金储量的53%;砂金矿床金储量为1400吨,占177%;综合性矿床伴生金储量2400吨,占293%
2)银 在俄罗斯,有245个矿床计算了银储量。储量主要集中在含银的综合性有色金属矿床和银含量不高的矿床中。19个独立银矿床占银储量的247%,平均银含量超过400g/t 。独立银矿床主要集中在马加丹州的杜卡特、鲁纳、戈尔佐夫等矿床和萨哈雅库特共和国的上梅恩克切矿床中。含银的综合性矿床中,银储量的233%集中在含铜黄铁矿矿床中,其银的平均含量为4~5 g/t到10~30g/t;158%集中在铅锌矿床中,银的平均含量为43 g/t;金属铜镍硫化物矿床和含铜砂岩矿床各集中了9~9 5%的银储量,它们的银含量在4~20 g/t 。
3)铂族金属 铂族元素的储量都集中在泰梅尔自治共和国诺里尔斯克矿区的综合性铜镍矿床中。穆尔曼斯克州的矿床生产的铂族金属不到1%。在乌拉尔、科里亚基、哈巴罗夫斯克边疆区、和雅库特的砂矿中含有不到1%的铂族金属储量,主要是铂。其他综合性矿床在平衡表总储量中所占比重很少。
1991~1995年,诺里尔斯克矿区产量减少38%,因而铂族金属的开采总量缩减。但从1996年开始,年开采量缓慢回升。近几年,由于哈巴罗夫斯克边疆区和科里亚克自治共和国的富砂矿床投产,俄罗斯的砂铂开采量比1991年提高5倍。
诺里尔斯克地区铂族金属矿物原料基地的发展前景对于俄罗斯十分重要。主要问题是选择性开采最富的矿石,因而矿石品位下降,产量减少。开发的储量中,品位10~14克/吨的富矿石占32%,而富矿石的开采量占87%。另一个问题是利用传统的铜镍矿石选矿工艺,作为伴生组份得到铂族金属。这种方法导致铂族金属的大量损失,因而迫切问题是在诺里尔斯克的开采中采用类似国外矿床采用的新的选矿工艺方法。回收率的提高有助于提高生产的赢利水平,将矿床上部浸染矿石和硫化物少的矿层纳入开采范围。
泰梅尔自治共和国具有很大的铂族金属预测潜力。目前还未计算矿床上部含铂钯层的远景,根据国际铂钯行情的变化决定是否对作为铂钯原料的浸染矿石进行地质经济重新评价。
4)金刚石 截至1999年1月1日,有51个金刚石矿床计算了储量,其中19个是原生矿床,32个为砂矿,但是大约95%的探明储量集中在原生矿床中。在开采的矿床中,金刚石的平均含量比国外高1~3倍,然而宝石级金刚石的含量只相当于国外的40%左右。
俄罗斯金刚石探明储量和预测资源占世界第一位。而且,78%的工业储量集中在雅库特,约22%的储量集中在阿尔汉格尔斯克州,乌拉尔地区占03%。
97%的工业储量集中在原生矿床中,其中543%适合用露采方式开采,427%适合地下开采。砂矿中只有3%的储量。
雅库特含金刚石区位于雅库特西部,面积约90万平方公里。目前有7个含金刚石区,其中4个正在进行工业开发。这4个正在开发的地区是:
1 小勃图鄂毕含金刚石区(和平市地区),具有探明的岩筒“和平” 、“国际” 及大量的砂矿。
2 达尔德诺-阿拉基特地区(乌达奇内市和艾哈尔镇地区),具有探明岩筒“乌达奇内” 、“艾哈尔” 、“色特坎” 、“尤毕列伊” 、“扎尔尼查” 和“共青团” 。
3 阿纳巴尔地区,最北部的后极地矿山采选联合企业就在这里,该企业正在开发埃别里亚赫河流域的砂矿床。
4 中马尔辛地区,不久前发现的岩筒“勃图鄂毕” 和“纽尔宾” 已投入开发。
阿尔汉格尔斯克州金刚石工业储量原料基地是罗蒙诺索夫矿床,该矿床包括6个相距不远的金伯利岩筒:“波莫尔” 、“阿尔汉格尔斯克” 、“卡尔平-1” 、“卡尔平-2” 、“先锋” 、“罗蒙诺索夫” 。其中第1个为表外储量,其他为工业储量。
提曼-乌拉尔地区原料基地主要分布在彼尔姆州维谢尔河流域,为砂矿床,适合单独开采和采掘式开发。
雅库特地区和阿尔汉格尔斯克地区具有最可靠的金刚石工业储量增长前景。能够保证金刚石开采工业进一步发展。萨哈雅库特共和国最有前景的是中马尔辛、达尔德诺-阿拉基特、小勃图鄂毕、穆诺-秋恩格、滨勒拿河和阿纳巴尔含金刚石地区,其中有些已在开采金刚石,有些还未进行开采工作。
此外,具有发现金刚石矿床远景的还有西伯利亚地台南部、克拉斯诺雅尔斯克边疆区和伊尔库茨克州。
在俄罗斯的欧洲部分,最有发现金刚石新矿床远景的是阿尔汉格尔斯克州西北地区。
四.非金属矿
俄罗斯的非金属矿产很多,本文仅就几种主要的非金属矿产(磷、钾盐、萤石和菱镁矿、建筑石材和水泥原料)做一简单介绍。
1)磷矿 目前在俄罗斯有50个磷矿床,其中20个是磷灰石矿床,30个磷块岩矿床,前者主要分布在西北经济区的穆尔曼斯克州,希比内矿床是举世闻名的磷灰石矿床。后者主要分布在伏尔加-维亚特经济区和中部经济区(表11)。全国磷矿床探明储量为982亿吨(P2O5),其中磷灰石矿床储量为7711亿吨,磷块岩矿床储量为2109亿吨(表12) 俄罗斯磷块岩矿床还是很有远景的,在中部经济区就查明有250多个矿床和矿点,矿石储量和资源量合计达到50亿吨(表12)。表13列出了磷矿岩矿床在各个州的分布情况。
瑞典北极圈内的基鲁纳矿区位于瑞典首都斯德哥尔摩北部克布内凯赛峰(海拔2123m)以东50km。基鲁纳矿床是世界上最大的铁矿床之一,仅Kiirunnavaara矿含有大约20亿t的磁铁矿石,同时该矿床又是世界上最大的地下开采矿山之一。矿区内矿体长可达6km,矿区可分为Kiirunnavaara和Luossavaara矿床,Kiirunnavaara矿体长度约4km,平均宽度为90m,钻探深度为1100m,可能会延伸至2000m。该类矿床矿石主要为含磷灰石铁矿石,许多作者将其划为IOCG矿床(Hitzmanetal,1992;Smith et al,2005;Smith et al,2005)。Williams等(2005)认为基鲁纳磷灰石氧化铁矿和矽卡岩铁矿不属于IOCG矿床,但是他同时又具有IOCG矿床的某些特征,包括:①成矿省内其他类型的矿床较少,②矿床通常与大规模的碱性,特别是含钠的蚀变作用有关,③叠加少量的相关元素,如Cu、Au、P、F、REE等。
基鲁纳地区的元古宙岩石,无论在区域范围内还是在矿区范围内,均受到方柱石化和钠长石化的影响,这一影响与本区的氧化铁矿床的矿化有关(Frietsch,1997)。在本地区具有经济价值的氧化铁矿有Kirunavaara、Leveaniemi、GruvbergetFe、Mertainen、Lappmalmen、Malmberget、Rakkurijoki、Tuolluvaara、Rektorn、Luossavaara、Henry等矿床(图4-27)。区域内铜矿床包括Aitik、Wiscaria(Martinsson,1997)、Oahthavare(Lindblom et al,1996)和Natanen(Martinssion et al,2004)以及一些远景区(图4-27a)。大部分矿床为后生矿床,多产于Karelian绿岩和斑岩群中。
一、地质背景
基鲁纳矿区产于中元古代大陆环境(185~18Ga,U-Pb法测年,Skiold et al,1984;Skiold,1984)。围岩为大面积碱性流纹岩、粗面岩和粗安岩火山灰和熔岩流组成,同时一些同成因的侵入岩侵入到大陆沉积盖层中(Geijer,1930;Geijer et al,1974;Parak,1975a;Frietsch,1979;Forselletal,1980;Frietsch,1980)。该组地层由Kurravaara砾岩、基鲁纳斑岩、下Hauki组沉积岩和火山岩,以及上Hauki组沉积岩组成(图4-28;表4-3)。这一火山-沉积岩带内侵入有几组正长岩、花斑岩和花岗岩,含磷磁铁矿石产于基鲁纳斑岩和下Hauki组层内。该地层最底部为砾岩地层,砾岩地层之上为基鲁纳绿岩———基鲁纳地区的元古宙岩石,无论在区域范围内还是在矿区范围内,均受到方柱石化和钠长石化的影响,这一影响与本区的氧化铁矿床的矿化有关(Frietsch,1997)。
图4-27 瑞典北部地区铁和铜矿床分布图
不同组合侵入岩均与造山事件相对应,Haparanda岩体主要存在于Norrbotten北部地区的最东部,由一套岩石组成,即从辉长岩和闪长岩到二长岩-二长闪长岩、花岗闪长岩和一些花岗岩,其化学特征从碱质-钙质到钙碱系列。条纹长石-二长岩岩体在该区最为发育,由形成于188~186Ga的二长岩和石英二长岩组成(Bergman et al,2001)。辉长质侵入体可能与条纹长石-二长岩体和那些正常发育于二长花岗岩侵入岩边界的岩石有关。同/后碰撞深成岩代表了侵入事件的后期阶段对本区的影响作用。花岗岩-伟晶岩岩体的年龄为181~178Ga,伟晶岩的分布面积较广,通常与主要的二长岩有关。该区的变形变质作用很可能发生于这一时期。
构造运动序列开始于古元古代的古生代地壳的伸展作用和裂谷作用。造山作用始于裂谷作用之后,在与俯冲作用有关的构造环境下,早期形成的陆/岛弧与古生代形成的克拉通碰撞,发生造山作用。大约于193Ga,在大陆裂谷之下开始了南西向的俯冲作用(Juhlin et al,2002)。193~187Ga之间,古老克拉通、造山带与Svecofennian火山岩带一起形成了新的大陆地壳(Mellqvist et al,1999)。在碰撞期间,变沉积岩和沉积岩由于不同地块之间的挤压作用发生变形,随后,岛弧与微陆块再次发生碰撞,推覆于古生代克拉通之上(Juhlin et al,2002)。
第二阶段的碰撞作用期间,在右旋转换挤压体系作用下的变形作用可能导致了东西向至北东-南西向的地壳缩短。随后,局部堆积的透镜体和盖层逆冲于古生代大陆地壳之上。Svecofennian造山事件期间的岩浆作用和构造活动是引起热液蚀变和成矿事件的最可能诱导因素,在空间上这一岩浆和构造活动带似乎与主要的变形带相对应。最后,在地壳伸展期(16~15Ga,Korja et al,1993)以非造山岩浆作用为特征的下地壳移除作用使得地壳沿东西走向伸展变薄。
图4-28 基鲁纳地区地质简图
表4-3 基鲁纳地区前寒武纪地层表
二、矿床地质特征
基鲁纳矿床位于残余的太古宙芬诺斯堪迪亚地盾南部边缘,矿床产于由古元古代盖层和大面积的似花岗岩以及这些地层内发育的一系列长英质火山岩地层中。有关含磷灰石铁矿矿体与围岩之间的关系问题先后引起了许多地质工作者的兴趣,例如Geijer(1910)对这些矿床及其围岩进行了较为详尽的描述,他也因此成为这类含磷灰石铁矿床研究的权威。随后,他穷其毕生精力对基鲁纳地区的地质工作进行研究,作出了不可磨灭的贡献。Odman(1957,转引自Forsell,1987)和他的助手们在20世纪50年代的地质工作完成了Norrbotten郡第一份现代地质图,引起了有关基鲁纳地区地层层序问题探讨的再次升温。在20世纪六七十年代,许多工作者对于基鲁纳含磷铁矿的成因问题展开了激烈的讨论。直到1992年Hitzman等(1992)的有关IOCG矿床论述的发表,才使得基鲁纳矿床的成因认识有了新的进展。有关该地区部分含磷灰石铁矿床的特征如表4-4所示。
表4-4 基鲁纳矿区含磷灰石铁矿床地质特征统计表
续表
注:资料来源于瑞士地质调查局矿床数据库:http://wwwsguse/sgu/en/service/kart-tjanststartehtml。
(一)围岩特征
基鲁纳地区铁矿床的围岩地层主要为中性到长英质火山岩,该围岩火山岩在区内大约有6km厚,整个火山岩地层均发生铁氧化物矿化。Kiirunavaara和Luossavaara矿床产于火山岩与沉积岩接触带之间,矿体下部由斑状、粗面状沉凝灰岩、熔岩流及其相关的侵入岩组成,上部以流纹质沉凝灰岩和凝灰质沉积岩为主的岩石组成(Frietsch,1979)。本区的大多数火山岩均发生过蚀变,因此围岩的原始化学特征尚不能完全确定,可能为富碱质火山岩。许多研究者认为矿床形成与斑岩有关。火山活动与矿体之间具有紧密关系,如①Kiirunavaara矿体被正长岩、次流纹岩和镁铁质岩脉所切割,②含有磁铁矿碎屑的岩脉和岩床本身就含有磁铁矿脉,③Hauki地层沉积岩中含有氧化铁矿石碎屑(Geijer,1960;Geijer et al,1974;Frietsch,1979)。尽管下Hauki地层发生过强烈的片理化作用破坏了大多数的岩石原始结构,但是局部仍然保留完好。Nukutusvaara矿床以东发育多孔状构造的岩石,与Luossavaara-Kiirunavaara矿床的结核状正长斑岩很相似。在Nukutuscaara矿床内同样发育有像Luossavaara-Kiirunavaara矿带内发育的正长斑岩,并且这两个矿区内的正长斑岩内的磁铁矿具有相似的微量元素含量特征(表4-5)。两个矿区矿石和正长斑岩之间相似的岩性特征和微量元素含量使得矿石与地层之间的相关性很难确定。
表4-5 磁铁矿和围岩正长斑岩中微量元素含量w(B)/10-6
通过对Luossavaara-Kiirunavaara矿区和下Hauki矿正长斑岩之间的微量元素对比,发现下Hauki正长斑岩为富钾岩石,而Luossavaara-Kiirunavaara矿区的正长斑岩为富钠岩石。碱金属含量的不同可能与发育于PerGeijer矿区和Hauki地区之间的富钾熔结凝灰质火山岩有关。褶皱过程中形成发生的熔结凝灰岩的钾长石活化作用产生下Hauki地层的片理化特征,并导致地层内部钾交代作用。
(二)矿体特征
基鲁纳含磷磁铁矿主要为不规则状,如球状、透镜状、长条状、板状,部分地段为网脉状,该矿体类型有时被称为矿石角砾岩,与围岩地层呈整合接触(图4-28)。根据矿体的位置和磷的含量可将该含磷磁铁矿体划分为两类,第一类包括Kiirunavaara和Luossavaara磁铁矿床,产于正长斑岩和含石英斑岩之间的接触部位。这些矿床的平均磷含量小于1%。另一组包括许多小型矿床,总体称其为“PerGeijer矿床”,这些矿床的磷含量为3%~5%。他们产于含石英斑岩和上覆的下Hauki组之间的接触部位(图4-28)。Kiirunavaara矿体主要由块状磁铁矿组成,与之共生的矿物有磷灰石、阳起石和少量石英。在块状矿体顶部和边部的矿石角砾岩逐渐由磁铁矿-磷灰石±阳起石±石英带向流纹岩中浸染状和脉状磁铁矿-磷灰石±阳起石转变。另外,均质不含磷的磁铁矿(B矿带)和层状富含磷灰石层磁铁矿(D矿带)之间为突变接触关系。实际上,在Luossavaara和PerGeijer矿床中也存在层状含磷灰石磁铁矿石。在Kiirunavaara和PerGeijer矿区,纯磷灰石层(01~05m厚)也很常见。
1矿石矿物特征
基鲁纳矿床矿石矿物以磁铁矿铁矿为主,在某些矿床的局部发育有赤铁矿,其次为磷灰石、阳起石-透闪石和透辉石。以磁铁矿为主的矿床(PerGeijer、Nukutusvaara、Rektor、Lapp)与富磷灰石铁矿床(Luossavaara、Kiirunavaara)具有相似的岩性特征。Luossavaara-Kiirunavaara和PerGeijer矿区同样存在两个世代的磷灰石,一种为原生磷灰石,为灰色细粒(005~015mm),呈浸染状产于相同粒级的磁铁矿中,通常具有明显的纹层状结构。另一种为先存的磷灰石经重结晶作用而来的磷灰石,这类磷灰石存在许多中间转换类型,总体来说为粗粒,呈红色或绿色的细脉和脉状。在特殊情况下,存在以磁铁矿为角砾,以磷灰石为基质的角砾岩。在Kiirunavaara矿区北部100多平方米的区域内发育有红色、粗粒的(达1cm长的棱柱体)不含磁铁矿的磷灰石。此外,另一种典型的磷灰石与磁铁矿共生的实例为“骨骼矿”,例如在Luossavaara-Kiirunavaara和PerGeijer矿区均可见到针状磁铁矿产于磷灰石基质内形成的这类“骨骼矿石”。Luossavaara-Kiirunavaara矿区的脉石矿物为少量的阳起石和方解石,黑云母虽然很常见,但是含量却非常少。在PerGeijer矿区方解石为常见的矿物,方解石是浸染状矿石中的常见矿物,同时在不含磷的矿石中也或多或少的存在水平薄层状的方解石脉。在矿区的某一部位的底板围岩以上20m处,发现了一个2m厚的方解石层,被厚度为3m的角砾状方解石铁矿床所覆盖。在Kiirunavaara矿区北部B矿带发育有薄的硬石膏夹层(厚为1~10cm)。
2围岩蚀变
基鲁纳矿区围岩地层蚀变广泛,并且蚀变作用与埋深之间存在一定的关系,表现出由深部钠质(富钠长石)的蚀变向中部钾质蚀变(钾长石+绢云母)再向浅部绢云母和硅质蚀变(绢云母+石英)转化的蚀变规律。如Kiirunavaara矿区,深度2~6km,蚀变类型为钠化,蚀变矿物组合为磁铁矿-磷灰石-阳起石-钠长石;PerGeijer矿区,深度250m~15km,蚀变类型为钾质/绢云母化,蚀变矿物组合为赤铁矿-磁铁矿-绢云母-碳酸盐-钾长石-石英-磷灰石;在Haukivaara矿区深度0~250m之间,蚀变类型为水解化和硅化,蚀变矿物组合为赤铁矿-石英绢云母-重晶石-萤石-碳酸盐。
围岩火山岩主要的蚀变组合为磁铁矿-钠长石-阳起石-绿泥石。区内围岩火山岩中的斜长石大部分转变为钠长石。在Kiirunavaara和Luossavaara矿体之下,磁铁矿±钠长石±阳起石脉较多。Kiirunavaara矿体和围岩之间为一厚1~50cm的含少量榍石的角闪石层(Geijer et al,1974)。封闭于矿体内部的残留粗面岩和流纹岩通常都转变成了钠长岩。
基鲁纳含磷灰石铁矿的斑岩围岩受到几种类型的蚀变影响,其中发育最为广泛的蚀变是碱质交代作用。Kiirunavaara和Luossavaara矿床中围岩正长斑岩具有富钠特点,这可能是一种次生产物(Gei-jer,1910)。这种富钠正长斑岩含有杏仁状榍石。Kiirunavaara矿床围岩中的正长岩含榍石,这些榍石为交代长石和地幔磷灰石的产物。下Hauki矿区中岩石同样受到强烈围岩蚀变的影响,主要为硅化和绢云母化,同时伴随有少量的其他蚀变,如赤铁矿化、方解石化、磷灰石化、重晶石化、褐帘石化、电气石化、黄铜矿化、斑铜矿化、辉铜矿化和萤石化等(Geijer,1910;Parak,1975;Frietsch,1979)。
三、地球化学特征
(一)化学特征
基鲁纳矿区磁铁矿中稀土氧化物平均含量为07%(Parak,1973,1975a,1985)。稀土元素主要存在于磷灰石中,有少量则存于矿区内分布不均的独居石中。矿区内赤铁矿中的稀土氧化物的平均含量为05%,主要存在于磷灰石中。基鲁纳矿石中金含量测试较低,但少量磁铁矿和赤铁矿样品测试结果显示,金含量大于2×10-6。铁矿中磷灰石的稀土含量为1250×10-6~6700×10-6,(La/Yb)N=3~7,Eu/Eu=-25~-067,为Eu的负异常。富磷矿石和贫磷矿石中磷灰石稀土元素配分模式相似。磁铁矿中稀土元素含量较低,为5×10-6~110×10-6,但是磁铁矿和磁铁矿中磷灰石以及中性长英质火山岩具有相似的稀土配分模式,说明三者存在成因联系(Rudyard et al,1995)。
(二)温度和盐度
基鲁纳矿区氧同位素地球化学数据揭示磁铁矿的形成温度大于为600℃(Cliff et al,1990)。Kiirunavaara矿床稳定同位素结果显示出硫源于低温热液事件(70~250℃)的晚期阶段。这与Kiirunavaara矿床磷灰石流体包裹体均一温度测试结果相匹配。因此,已获得的证据显示,该区矿床成矿温度为低于岩浆的热液温度范围,早期埋藏较深的磁铁矿显示出较高的成矿温度,其变化范围较大(多数为150~400℃,最高可达600℃),晚期埋藏较浅的赤铁矿显示出较低的成矿温度(大多为100~200℃)。磷灰石流体包裹体比较复杂,且多为次生包裹体,其封闭流体的盐度大约为19%,Smith等(2005)测试成矿晚阶段石英脉流体包裹体的均一温度为100~150℃,盐度为32%~38%。磷灰石流体包裹体反映出磷灰石经过重结晶作用,正好与后期铁矿石导致稀土元素重新分配的热液事件相一致。同位素研究结果显示,对磷灰石的流体包裹体进行详细研究将可能发挥较好的效果。
(三)同位素特征
基鲁纳磁铁矿和赤铁矿矿体中碳酸盐岩稳定同位素研究结果显示,δ13C值为-3~-5,虽然显示出较奥林匹克坝地区的IOCG矿床具有更多的岩浆参与特征,但总体上还是与其具有相似的特征。成矿晚期阶段石英脉流体卤族元素Br/Cl对数比值范围大致为-25~-37,总数范围在-28~-35之间,该数据说明Norrbotten地区成矿流体为岩浆来源,而非变质蒸发岩来源。富Br样品的存在可能暗示了岩浆流体与围岩变沉积岩之间发生了水岩反应。含磷氧化铁矿石内晚期石英脉流体氯同位素经大洋氯同位素平均值标准化后其范围为-563~-099,该氯同位素结果与先存的流体包裹体、岩石、矿物以及天然孔隙水样品测试结果相比相对富35Cl,而岩盐溶解作用不能形成37Cl亏损的流体,故该地区的矿床形成可能与蒸发岩无关(Smith et al,2005)。
(四)成矿时代
Cliff等(1990)通过对切割矿体的花斑岩脉测试结果显示,基鲁纳矿区成矿最小年龄为188Ga,该年龄与围岩地层的形成年龄(19Ga)大体一致(Skiold et al,1984)。U-Pb和Rb-Sr同位素重置年龄显示,基鲁纳矿区大致于154Ga再次受到次级事件的影响,这与本区发育的晚期花岗侵入体相对应(Welin et al,1971)。单颗粒磷灰石裂变径迹测年结果显示Tuolluvaara矿体年龄为486±95Ma。但是从火山岩与矿化之间的地质特征来看,成矿作用应与火山岩有关,测年结果可能与后期变质作用有关。Smith等(2005)采用激光剥蚀ICP-MS对榍石进行U-Pb测年,获得3组年龄数据,第一组最老年龄为207~200Ga,代表基鲁纳地区围岩沉积盖层的年龄,这比以前认为的更老一些;第二组中间年龄为1875~1820Ga,该年龄与Cliff等(1990)测定的年龄相一致,代表主要成矿年龄;第三组年龄为1790~1700Ga,该年龄与长期活动的区域规模构造运动引起的成矿后变质作用有关。
四、矿床成因认识
过去的一百多年来,对于基鲁纳含磷灰石铁矿床的成因认识存在许多争论。早期的成矿模型完全建立在矿石与围岩之间野外相互关系的基础之上。岩浆特征和沉积特征分别出现于含矿地层和矿体的不同部位,而这些不同部位的含矿地层和矿体正是解释野外资料的有利证据。最早矿床被解释为沉积成因,后来被认为是火山热液成因、岩浆分异作用经后期喷出岩或侵入岩所改造(Geijer,1931a;Nystrom,1985;Nystrom et al,1994)、与到后期阶段岩浆流体有关的交代作用成因(Bookstrom,1995)、喷流沉积成因(Parak,1975a;1975b)以及形成于特定构造伸展背景下的岩浆成因(Hitz-man et al,1992)。根据Geijer(1910)的观点,矿床是岩浆分异的产物,后来,Geijer(1919)修正了自己早期的假设,提出了所有铁矿的侵入作用成因观点。Parak(1975a)认为铁矿是火山喷流沉积的产物。在20世纪60年代的大规模勘探活动中,LKAB公司对基鲁纳地区的地质认识取得了很大的进展,发现了一些新的铁矿和铜矿,这些铁矿床为连续分布,向东倾斜的层控矿床。Hitzman等(1992)通过对诸如奥林匹克坝、基鲁纳、东南密苏里、白云鄂博等矿床的研究,提出关于IOCG矿床的类型划分观点,并提出基鲁纳含磷灰石铁矿床的热液成因观点。铁的氧化物和磷灰石的化学数据和结构特征(如磁铁矿特殊的柱状结构和树枝状结构),均进一步支持了岩浆成因观点。许多不同解释之间的最大分歧在于,是否贫磷的Kiirunavaara和Luossavaara矿床和富磷的PerGeijer矿床具有各自不同的、可对照的成矿模式。
五、矿床实例
(一)Kiirunavaara矿床
1成矿围岩
Kiirunavaara矿床是基鲁纳地区最大的矿床,其容矿围岩主要为前寒武纪地层。矿体呈板状产于火山岩与沉积岩接触带之间,矿体底板为粗面安山质熔岩,传统上划分为正长斑岩;顶板为流纹英安质熔结凝灰岩,通常被称为石英斑岩(图4-28)。本区的大多数火山岩均发生过蚀变,可能为富碱质火山岩。围岩蚀变广泛,例如在底板火山岩围岩内矿化侧向延伸可达数千米,向下延伸可达5km。
2矿体特征
Kiirunavaara矿床矿体呈板状产于层状火山岩地层当中,长度约4km,平均宽度为90m,钻孔深度为1100m,估计延深可达2000m,矿体走向近南北向,倾向向东,倾角为60°,主要矿石类型为磁铁矿,细分为两个类型,富磷灰石矿石(D矿)和贫磷灰石矿石(B矿),D矿磷的含量为04%~4%,铁品位为60%,B矿磷含量小于01%,铁品位为67%(Malmgren,2007;Lupo,1997)。
3矿石矿物
Kiirunavaara矿床主要矿石矿物为块状磁铁矿,其次为与之共生的磷灰石、阳起石和少量石英。在块状矿体顶部和边部的矿石角砾岩逐渐由磁铁矿-磷灰石±阳起石±石英带向流纹岩中浸染状和脉状磁铁矿-磷灰石±阳起石转变。浸染状黄铁矿和少量的黄铜矿产于矿体底部的块状磁铁矿和矿体附近围岩中的磁铁矿和磁铁矿-阳起石矿脉中,该硫化物切穿磁铁矿体。
4围岩蚀变
围岩蚀变类型主要为钠化,蚀变矿物组合为磁铁矿-磷灰石-阳起石-钠长石。围岩火山岩地层主要的蚀变矿物组合为磁铁矿-钠长石-阳起石-绿泥石。区内围岩火山岩地层中的斜长石大部分转变为钠长石。Kiirunavaara矿体和底板围岩之间存在一厚02~04m的斜长角闪岩和阳起石矽卡岩带,顶板围岩和矿体之间为01~15m厚的富高岭石和绿泥石层,矿体之下磁铁矿±钠长石±阳起石脉较多。存在于矿体内部的残留粗面岩和流纹岩通常发生钠长岩化。
5化学特征
Kiirunavaara矿床铁矿石主要由磁铁矿-赤铁矿-磷灰石组成,矿石特征为富磷灰石,含有少量的Cl和OH-。磷含量高低变化较大(0~4%),Ti(榍石或偶尔存在的钛铁矿中)和S(主要为黄铁矿中)的含量很低(<1%)。
6成矿时代
Cliff等(1990)通过测定切割矿石的花岗斑岩岩墙的时代,获得其成矿年龄的上限为188Ga,与容矿岩石的年龄相一致(19Ga,Skiold et al,1984)。U-Pb和Rb-Sr同位素体系显示,该区受154Ga的第二次热事件的影响,这个时代与区域上晚期花岗质侵入体相对应(Welin et al,1971,转引自Cliff et al,1992)。
7矿床成因认识
岩浆成因解释了Kiirunavaara矿区底板正长岩杂岩体内富含浸染状磁铁矿这一特征,在有些地区磁铁矿含量较高,因此Geijer(1931,转引自Cliff et al,1992)称其为“磁铁正长岩”,并认为底板围岩的正长岩是成矿金属的主要来源。但是Parak(1985,转引自Cliff et al,1992)认为该矿床为喷流沉积热液矿床,铁来源于下伏的基鲁纳绿岩。Cliff等(1992)通过对围岩和矿石的Sm-Nd同位素测试结果及稀土元素分析排除了成矿物质来源于基鲁纳绿岩的可能性。认为磁铁矿的成矿物质可能为古老地壳,它的Nd同位素组成与古老地壳的同位素组成相似。
基鲁纳Kiirunavaara矿床位于太古宙基底西南边缘地带,总体上可能为大西洋活动大陆边缘的一部分。该矿床的成矿作用可能发生于这一岩浆形成、冷却时期。在矿床形成和发生变形以后,沉积盖层覆盖于瑞典北部地区,因此该地区的铁矿床在形成以后大部分处于深埋状态。直到15Ga的地壳上隆和剥蚀作用,使得矿床接近于地表。同时该时期的构造活动导致了大规模热液流体的形成,从而Rb-Sr、U-Pb同位素体系也建立新的平衡体系。
(二)Aitik矿床
Aitik矿床是瑞典最大的铜矿床,位于Norrbotten成矿省内Gallivare东南15km处,同时也是欧洲最重要的生产铜矿石矿床之一。从1968年开始矿山生产到2002年,Ailik矿床已经生产了约38亿t矿石,其平均品位为Cu039%,Au021×10-6,Ag39×10-6。保有储量为226亿t矿石,平均品位为Cu037%,Au02×10-6,Ag3×10-6。
1围岩特征
Aitik露天采场规模为2500m×800m,根据构造界线和含铜的品位将矿区划分为顶板围岩、矿体和底板围岩。顶板围岩和矿体围岩主要为长石-黑云母-角闪石片岩和斑状石英二长闪长岩。围岩地层中铜的含量小于026%,其余矿体的界线为发生强烈钾长石和绿帘石化蚀变的断裂带。围岩中石英二长闪长岩的锆石U-Pb年龄为187±23Ga(Witschard,1996;Wanhainen et al,2003)。矿带主要由含石榴子石的黑云母片岩和片麻岩组成,顶板围岩以白云母(绢云母)片岩为主(图4-29)。强烈的蚀变和变形破坏了岩石的原始特征,但是通过矿区外观察,认为这些岩石原岩为火山碎屑岩Wanhainen et al,1999)。底板围岩主要由未发生矿化蚀变的长石-黑云母-角闪石片岩组成,通过以逆冲断层将其与矿带分开。顶板围岩和矿带中伟晶岩脉分布较广泛,通常沿岩层走向或者横切节理面发育。
图4-29 Aitik矿床平面地质简图
矿区内主要矿物为黄铜矿和黄铁矿,其次为磁铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉钼矿和辉铜矿。矿石通常呈浸染状和网脉状产出,底板围岩中也存在这类矿物组合的矿化现象,但未达到开采品位。在几种石英脉以及角闪石、长石细脉中常发育一些硫化物。在采场东南部矿带和底板围岩的接触部位发育有细的石英网脉,石英网脉的厚度变化较大,变化范围为3~30mm,网脉中主要含有黄铜矿和黄铁矿,这种网脉一直向下延伸至斑状石英二长闪长岩地层中。重晶石脉中含有含量不等的磁铁矿和阳起石,偶尔含有黄铜矿和黄铁矿。在矿带内部,伟晶岩脉中通常含有黄铜矿和黄铁矿,偶尔出现辉钼矿。在矿体和底板围岩的接触部位的钾长石和绿帘石蚀变矿物中存在有少量的硫化物。除了铜以外,金也是本区的另一具有经济价值的元素,自然金和金的化合物通常与黄铜矿、黄铁矿共生。
2围岩蚀变
Aitik矿区发育有广泛的围岩蚀变,矿带内的蚀变主要为黑云母化和绢云母化,伴随有石榴子石变斑晶、石英化和黄铁矿化。钾长石化和绿帘石化主要发育于矿带与围岩接触的断层附近,同时在矿区内部的局部地区也有发育,特别是伟晶岩发育的周围具有明显的钾长石化和绿帘石化。电气石化和方柱石化很少发育,方柱石化出现于矿区北部角闪石岩周围和矿体南部底板围岩侵入体内。
3地球化学特征
Aitik矿区石英中流体包裹体存在3种类型,第一种类型为与黄铜矿有关的原生包裹体,通常为气液和固体子晶,子晶为石盐或方解石,部分均一温度范围为110~228℃,盐度范围为31%~37%;第二种为与斑铜矿有关的包裹体,通常由水溶液和气泡组成,均一温度范围为100~222℃,盐度范围为179%~240%,该包裹体与斑铜矿的形成是否有关尚不能确定;第三种为沿颗粒边界和微裂隙成群出现的次生包裹体,在室温下为液相CO2,有时可以出现气相CO2。Aitik矿石形成与底板围岩中于189Ga形成的侵入体有关。与黄铜矿的形成有关的流体为高盐度流体,与斑铜矿形成有关的流体为低盐度流体。地质年代学数据显示,北Norrbotten地区存在有187Ga和177Ga两期主要的成矿事件(Martinsson,2001)。Norrbotten地区的以斑铜矿为主的矿化主要形成于177Ga,为切穿石英脉和180~176Ga形成的伟晶岩晚期成矿阶段(Martinsson,2001)。Aitik矿床流体分别具有斑岩铜矿和IOCG矿床的双重特征,因此成矿流体可能为多来源流体,然而流体中具有高的钙含量,说明成矿流体可能为流经下伏蒸发岩地层的岩浆热液流体(Wanhainen et al,2003)。
4矿床成因认识
Aitik矿床的第一个成矿模型是Zweifel(1976)提出的,他认为该矿床为同沉积成因。这种层状早期富集成因的铜矿床被后期的花岗岩侵入体(18Ga)所改造。Yngstrom(1986)依据同位素研究提出了Aitik矿化岩浆来源的观点,这一岩浆成因观点后被Monro(1988)进一步发展,认为成矿作用与底板围岩地层中的同造山期石英二长闪长岩有关,他指出热液流体自侵入体中出溶出来沿南北向剪切带形成Cu-Au-Ag矿带。矿床形成后受后期变形变质作用的影响发生过多阶段的再活化作用。
石油探明储量65亿吨,占世界探明储量的12-13%。森林覆盖面积8 67亿公顷,占国土面积50 7%,居世界第一位。木材蓄积量807亿立方米。天然气已探明蕴藏量为48万亿立方米,占世界探明储量的1/3强,居世界第一位。水力资源4270立方千米/年,居世界第二位。2000年核能发电量为1310亿千瓦/小时。核电占俄电力的10%。煤蕴藏量2000亿吨,居世界第二位。铝蕴藏量居世界第二位,铁蕴藏量居世界第一位,铀蕴藏量居世界第七位,黄金储藏量居世界第四至第五位。
《环球时报》 2005年06月15日 第十九版:
俄罗斯资源价值惊人
总价值约为300万亿美元,是美国的3倍;专家担心,对资源过于依赖会影响经济长期增长
中国人常为自己国家的地大物博而自豪,但实际上,国土和自然资源居世界第一的国家是俄罗斯。从石油煤铁到农畜海产,从林木水电到稀有金属,俄罗斯都是当今世界上数一数二的资源大国。这已经成为普京时代俄罗斯重新崛起的关键倚重力量,也是影响俄内外政策走向的基本要素之一。那么,俄罗斯自然资源到底价值多少?俄罗斯人怎样看待自己的自然资源呢?
资源完全自给的惟一国家
俄罗斯自然资源总量居世界首位。俄科学院社会政治研究所2004年出版的《俄罗斯:复兴之路》报告称,俄罗斯是世界上惟一一个自然资源几乎能够完全自给的国家。作为世界资源大国,俄罗斯已经探明的资源储量约占世界资源总量的21%,高居世界首位。
俄罗斯《共青团真理报》曾在一篇题为《俄罗斯值多少钱?》的文章中指出,俄罗斯所有自然资源的总价值约为300万亿美元;其中,俄已经探明的资源储量价值约为30万亿美元,居世界首位。俄著名学者奥·切尔科维奇在题为《世界经济背景下的俄罗斯》的论文中援引权威数据称,与俄罗斯相比,美国已经探明的自然资源储量价值为10万亿美元,中国为5万亿美元,西欧为25万亿美元。
从类别看,俄罗斯各种资源储量几乎都位于世界前列,特别是在其他国家非常短缺的矿物、森林、土地、水等资源方面,俄罗斯的优势非常大。
首先,据俄罗斯科学院经济研究所测算,从探明储量来看,俄罗斯各类矿产资源的保障程度都相当高,石油为35年,天然气为81年,煤在60-180年之间,铁矿石为42年,铜、镍、钼为40年,钨为37年,锌为18年,铅为15年,黄金为37年,磷酸盐为52年,钾盐为112年。
其次,俄罗斯森林覆盖率约为50%,拥有世界1/5的木材储量。俄罗斯森林资源储量已经超过了整个北美的森林资源。俄罗斯已经成为世界木材第三大出口国,仅次于美国和加拿大。
第三,俄罗斯农业用地21亿公顷,其中耕地125亿公顷,人均耕地为085公顷;而全世界耕地面积不过1457亿公顷,人均只有032公顷。值得注意的是,俄罗斯的土地非常肥沃,正如俄罗斯土壤学奠基人多库恰耶夫指出的那样,黑土地带是俄罗斯的主要财富,俄罗斯的黑土地曾丢失了20%-50%的腐殖质,但仍是世界上最肥沃的土壤。
第四,俄罗斯有丰富的水资源,仅贝加尔湖就容纳了占全球地表淡水总量的1/5。俄罗斯拥有500多条通航河流,总长度为30万公里,实际通航里程为8万公里。如果俄罗斯的全部水力资源被利用,每年可发电2万亿千瓦时。
资源是机遇还是灾难
对于本国富足的自然资源,俄罗斯各界的认识基本上可以归纳为两类:一是资源机遇论。俄罗斯学者阿尔巴托夫、穆欣和列捷尤姆等人认为,一方面,俄罗斯的自然资源是其在世界市场上为数不多的有竞争能力的商品之一;另一方面,它又是对国外巨额投资最具吸引力的合作项目。正如俄科学院院士利沃夫所说,俄罗斯在自然资源方面的优势,使其有能力在21世纪的世界经济中居于领先地位。
二是资源灾难论。这一派观点否定了在20世纪70年代之前世界经济学界普遍认为的一国拥有的自然资源越丰富就越有利于经济发展的理论,接受了西方实证经济学的观点,认为丰富的自然资源可能不利于经济的发展。例如,当年荷兰在北海发现了石油和天然气后,导致荷兰货币升值,其他领域出口困难,当时的荷兰陷入了经济增长缓慢、失业率高的困境,被称为“荷兰病”。普京总统的经济顾问安德烈·伊拉里奥诺夫等人强调石油等资源财富最终可能为俄罗斯带来的弊大于利,担心俄经济可能因此丧失竞争力。俄议员雷日科夫6月7日更发表文章指出,俄罗斯已经感染上了“石油艾滋病”。
显然,俄罗斯政府接受了第一种认识,认定自然资源是推动俄重新崛起的战略基础,因而加大了对资源的控制力度。今年年初,俄罗斯政府明确宣布禁止外国公司参加对俄罗斯石油、天然气、金矿、铜矿等自然资源的开发投标。如果俄罗斯合资企业中外国公司所占的股份超过49%,这家企业也不得参与开发俄罗斯的自然资源。这意味着外国公司将无法参与俄罗斯的自然资源的开采。俄罗斯媒体分析说,普京执政后,越来越加强对自然资源,特别是目前利润巨大的能源资源的控制。
俄经济会不会得上“荷兰病”
从短期来看,俄罗斯国内生产总值的增长主要得益于自然资源的出口,特别是石油、天然气和其他初级产品的出口拉动,因而同时受国际市场价格波动的影响。近两年来,随着国际油价的逐步上升,俄石油生产出现强有力的增长态势,成为牵引俄罗斯经济发展的火车头。俄罗斯能源和原材料产值约占其国内生产总值的18%,其中仅石油和天然气出口就占总出口的54%。据专家预测,俄能源出口将对俄罗斯今年达到73%的经济增长率贡献过半。
拥有丰富的资源使俄罗斯连续几年的经济增长率都超过7%。但是,经济发展对资源的依赖性过大,呈现出制约经济复兴步伐的迹象,这引起了俄罗斯有识之士的担忧。
第一,依赖高油价拉动的经济已经呈现疲态,并直接影响到俄政府财政收入。由于油田开采效率低和勘探新油田投入不足等原因,俄石油开采增长能力已经接近极限。2004年下半年,国际市场原油价格屡创历史新高,但俄国内生产总值增长速度却明显下降,9月份仅为02%。俄罗斯政府去年的财政预算盈余占国内生产总值的41%,今年估计将下降为15%。
第二,在能源出口收入大增的同时,俄罗斯通货膨胀和货币升值的压力也在加大。一年来,卢布兑美元已升值了10%,预计今年还将更快地升值。俄罗斯较宽松的财政政策将刺激已呈现攀升迹象的通货膨胀率。2005年第一季度,消费价格比上季度提高了53%,破坏了政府控制通货膨胀率的计划。油价上升也使“荷兰病”加剧,在高额利润的诱惑下,大量资金和技术更愿意投向能源开采和销售,其他产业的发展将被忽视,导致俄罗斯经济的国际竞争力下降。
第三,由于自然资源产生大量“收益”,容易助长腐败和国家对经济的过度干预,也会在不同的利益集团之间引起政治斗争,对俄罗斯社会制度及政治稳定潜存着长期有害的影响。
俄要15年后才能摘掉资源出口导向型国家的帽子
普京政府已经意识到,丰富的资源对俄罗斯摆脱金融危机并实现经济的快速增长起到了巨大的推动作用,但同时也可能使俄罗斯经济陷入长期困境。目前,俄罗斯政府主要采取了四项措施:一是继续对石油、天然气等资源部门加强投资,更新设备,提高该领域的生产效率;二是加大产业结构调整力度,将来自资源产业的巨额收入投入到其他产业部门中,实现经济长期可持续增长;三是大力推进行政改革,目标是建立廉洁高效的政府,防范资源分配中的腐败;四是改革价格体制。目前,俄罗斯国内资源价格水平很低,完全是政府实行价格管制的结果。可是作为加入世界贸易组织的条件,俄罗斯必须取消对国内资源价格的管制。从长期来看,资源价格的市场化是不可避免的,所以俄罗斯政府正在制定计划,准备分阶段取消政府对资源的价格管制,引导投资,增强其他产业的竞争力。
据俄罗斯科学院经济研究所发表的报告预测,俄经济结构改造至少需要10年时间。在未来10至15年后,俄罗斯才可能摘掉资源出口导向型国家的帽子,成为一个名副其实的世界大国。
《环球时报》 2005年06月15日 第十九版
俄罗斯自然资源
一 俄罗斯自然资源概况
俄罗斯地域辽阔,自然条件多种多样,自然资源异常丰富,自然条件和自然资源的地域组合状况别具特点。这些对俄罗斯的产业分布和经济地域系统的形成和发展有 着重要影响。俄罗斯地处中高纬度,其地势是西低东高,大致形成三大地形单元。其西部分布有东欧平原一部分(又称俄罗斯平原)和西西伯利亚平原,其平原面积 约占全俄面积的1/2;叶尼塞河与勒拿河之间为中西伯利亚高原,约占全国面积的1/4,中西部的乌拉尔山、东部山带和斜交山带等组成的山地面积约占全俄面 积的1/4。 俄罗斯大部分领土属于温带和寒带气候。气温从北向南逐渐升高,东北高原、山地气温最低,年温差较差大,是气候条件最严酷的地区。由于受西风带、大西洋暖湿 气团的影响以及西大西洋暖流的影响,外加东部山地的屏障作用,太平洋的水气难以进入,导致俄罗斯的降水量的分布大致由西向东和由森林带向南北两侧呈递减的 趋势。太平洋沿岸地区属于温带季风气候,夏季降水量较大。 俄罗斯有数条长度超过2000公里的河流,其中几条被列为世界长河的均分布在国土的东部地区,如叶尼塞河、勒拿河等。由于地形和气候条件的影响,东部地区 的河流多发源于南部山地,向北、向东注入大洋;欧洲地区河流多发源于中部丘陵地带,呈放射状向四周分流。 由于俄罗斯地域辽阔,地势大部平坦,而且不少地区开发较晚,因此依纬度而变化的水平地带性特点十分明显。俄联邦从高纬向低纬分布有极地荒漠带、苔原带、森 林苔原带、森林带、森林草原带、草原带等自然景观带(或自然地带),在山地则按高度变化形成垂直分布的景观特征。 俄罗斯联邦的自然条件及其地域组合特点对其经济发展有着重要的影响。俄罗斯的自然景观带为其各具特点的农业地带和农业生产地域类型的形成和发展,提供了重 要的自然物质基础。广阔的森林带(森林覆盖面积占全俄土地面积的一半以上)和丰富的土地资源(农业用地面积占全俄的土地面积10%左右)为俄罗斯的森林和 农业的发展,提供了十分广阔的场所。耕地面积占世界耕地面积的8%,居世界前列。自然条件的多样性为俄罗斯经济的综合发展提供了广泛的可能性。 但是,俄罗斯的自然条件也有许多明显的不利因素,给农业生产以及工业和交通运输业的发展都带来许多困难。其主要问题是:水热之间的矛盾突出,农业综合自然 条件较差和东北部自然条件严酷。 热量资源与水资源分布的不一致以及水热之间矛盾尖锐,是俄罗斯自然条件地域组合中的突出问题。热量资源从北向南渐次增加,而地表径流则大致从北向南逐渐减 少。同时,多数河流由南向北流,使80%的径流量注入北方诸海。全俄每年大气降水量约有7000立方公里,其中有一半被蒸发和渗漏,年径流量尚有3000 多立方公里,相当于世界年径流量的6%,居世界前列,完全可以保障俄罗斯工农业生产和人民生活用水的需要,并且绰绰有余。然而,由于水热分布的不平衡,致 使南部的森林草原地区降水量少,且极不稳定,蒸发量又很大,呈半干旱甚至干旱状态,满足不了日益增长的工农业生产和城市用水的需要;而广阔的北部地区,气 温低,降水较多,蒸发小,河流众多,水分过剩。总之,中南部缺水同北部的水分过剩形成了鲜明的对照。尤其是南方农业地区的周期性干旱,对农业生产威胁很 大,是造成粮食生产不稳定的直接原因之一。如何解决南旱北涝是目前俄罗斯国土整治工作面临的一个重要课题,其根本措施是实行北水南调,人为地重新分配地表 径流。如已修筑了额尔齐斯枣卡拉干达运河,其他跨地域、跨流域的调水方案也正在计划与实施中。同时,以解决水分过剩为主要内容的俄罗斯非黑土地带的开发计 划也正在积极准备付诸实施。 俄罗斯联邦虽然是世界上土地资源最丰富的国家,但是,就农业综合自然条件全面分析,俄罗斯远不如同纬度的北美洲的美国和加拿大,也不如西欧诸国。就热量、 水分等气候条件综合分析,俄罗斯联邦的农业土地的生物潜力可能性比美国低60%,比法国低55%,比德国和英国分别低40%和35%。 俄罗斯联邦广阔的东部地域,永久冻土带广布,自然条件严酷,不仅严重影响种植业发展,同时,对工业和城市建设以及人口移入,都带来许多困难。
二 自然资源状况
俄罗斯联邦地质构造复杂,矿产资源丰富。 俄罗斯平原西北部的卡累利阿和科拉半岛地区蕴藏着铁、镍、云母等矿产。希宾山地有世界最大的磷灰石矿,并蕴藏大量的制铝原料枣霞石。俄罗斯平原和其他广阔 地域及西伯利亚地区,蕴藏有世界最大的铁矿区枣库尔斯克磁力异常区,以及乌拉尔、西伯利亚铁矿区。 煤炭主要分布在两个大型含煤带内:一是位于贝加尔湖与土尔盖拗陷之间,包括伊尔库茨克、坎斯克一阿钦斯克、库兹巴斯、埃基巴斯图兹和卡拉干达等煤田;另一 个位于叶尼塞河以东,北纬60度以北,包括通古斯、勒拿和太梅尔等大煤田。此外,远东地区的南雅库特等煤田也很重要。 石油、天然气主要分布在西西伯利亚(以秋明油田为最大)、俄罗斯(伏尔加枣乌拉尔油田)、东西伯利亚三大地台型含油盆地,及萨哈林(库页岛)等地槽型含油 盆地。 中西部的乌拉尔山区和远东山地,形成俄罗斯主要的有色金属矿产基地。远东沿海山地的锡矿也很重要。 俄罗斯的矿产资源,如煤、石油、天然气、泥炭、铁、锰、铜、铅、锌、镍、钴、钒、钛、铬的储量均名列世界前茅。只有锡、钨、汞等金属资源储量较少,不能自给。藏量丰富、品种齐全的矿产资源为俄罗斯发展多部门的基础工业,以及形成完整的工业体系奠定了重要的物质基础。主要资源分布集中,有些大型能源资源、矿 物原料的分布相互接近,这又为俄罗斯建立大型的工业基地和经济区提供了十分有利的条件。但是,资源分布很不平衡:其中大部分集中在国土的北部和东部地区; 而急需燃料、原料的西部(欧洲部分)地区却感到资源不足、品种欠缺;矿产资源丰富、品种也较齐全的乌拉尔地区,由于长期开采已造成资源不足,开采难度愈来 愈大。上述情况势必造成远距离运输,给交通部门带来了很大的压力,每年由东部地区运往西部地区的燃料都达几亿标准吨以上,这在一定程度上影响了俄罗斯联邦 经济发展和生产力的合理分布。 俄罗斯自然资源的丰富还表现在:它拥有原苏联90%以上的森林面积和水能资惊,70%的煤炭,80%的天然气,100%的磷灰石,60%的钾盐和大部分铁 矿石。 西伯利亚和远东是全世界自然资源丰富的地区。这里的森林面积达5.03亿公顷,木材积蓄量达600多亿立方米。还有大量的各种金属矿藏,如铁、铜、镍、 锌、锡、铝、霞石、金刚石、水银、镁、云母、铝、钨、金、银等。西伯利亚拥有大量的各种珍贵皮毛动物和价值较高的药用植物。远东海域生物资源丰富,总量为 2850万吨,其中鱼类资源2300万吨。
俄罗斯自然资源
一 俄罗斯自然资源概况
俄罗斯地域辽阔,自然条件多种多样,自然资源异常丰富,自然条件和自然资源的地域组合状况别具特点。这些对俄罗斯的产业分布和经济地域系统的形成和发展有 着重要影响。俄罗斯地处中高纬度,其地势是西低东高,大致形成三大地形单元。其西部分布有东欧平原一部分(又称俄罗斯平原)和西西伯利亚平原,其平原面积 约占全俄面积的1/2;叶尼塞河与勒拿河之间为中西伯利亚高原,约占全国面积的1/4,中西部的乌拉尔山、东部山带和斜交山带等组成的山地面积约占全俄面 积的1/4。 俄罗斯大部分领土属于温带和寒带气候。气温从北向南逐渐升高,东北高原、山地气温最低,年温差较差大,是气候条件最严酷的地区。由于受西风带、大西洋暖湿 气团的影响以及西大西洋暖流的影响,外加东部山地的屏障作用,太平洋的水气难以进入,导致俄罗斯的降水量的分布大致由西向东和由森林带向南北两侧呈递减的 趋势。太平洋沿岸地区属于温带季风气候,夏季降水量较大。 俄罗斯有数条长度超过2000公里的河流,其中几条被列为世界长河的均分布在国土的东部地区,如叶尼塞河、勒拿河等。由于地形和气候条件的影响,东部地区 的河流多发源于南部山地,向北、向东注入大洋;欧洲地区河流多发源于中部丘陵地带,呈放射状向四周分流。 由于俄罗斯地域辽阔,地势大部平坦,而且不少地区开发较晚,因此依纬度而变化的水平地带性特点十分明显。俄联邦从高纬向低纬分布有极地荒漠带、苔原带、森 林苔原带、森林带、森林草原带、草原带等自然景观带(或自然地带),在山地则按高度变化形成垂直分布的景观特征。 俄罗斯联邦的自然条件及其地域组合特点对其经济发展有着重要的影响。俄罗斯的自然景观带为其各具特点的农业地带和农业生产地域类型的形成和发展,提供了重 要的自然物质基础。广阔的森林带(森林覆盖面积占全俄土地面积的一半以上)和丰富的土地资源(农业用地面积占全俄的土地面积10%左右)为俄罗斯的森林和 农业的发展,提供了十分广阔的场所。耕地面积占世界耕地面积的8%,居世界前列。自然条件的多样性为俄罗斯经济的综合发展提供了广泛的可能性。 但是,俄罗斯的自然条件也有许多明显的不利因素,给农业生产以及工业和交通运输业的发展都带来许多困难。其主要问题是:水热之间的矛盾突出,农业综合自然 条件较差和东北部自然条件严酷。 热量资源与水资源分布的不一致以及水热之间矛盾尖锐,是俄罗斯自然条件地域组合中的突出问题。热量资源从北向南渐次增加,而地表径流则大致从北向南逐渐减 少。同时,多数河流由南向北流,使80%的径流量注入北方诸海。全俄每年大气降水量约有7000立方公里,其中有一半被蒸发和渗漏,年径流量尚有3000 多立方公里,相当于世界年径流量的6%,居世界前列,完全可以保障俄罗斯工农业生产和人民生活用水的需要,并且绰绰有余。然而,由于水热分布的不平衡,致 使南部的森林草原地区降水量少,且极不稳定,蒸发量又很大,呈半干旱甚至干旱状态,满足不了日益增长的工农业生产和城市用水的需要;而广阔的北部地区,气 温低,降水较多,蒸发小,河流众多,水分过剩。总之,中南部缺水同北部的水分过剩形成了鲜明的对照。尤其是南方农业地区的周期性干旱,对农业生产威胁很 大,是造成粮食生产不稳定的直接原因之一。如何解决南旱北涝是目前俄罗斯国土整治工作面临的一个重要课题,其根本措施是实行北水南调,人为地重新分配地表 径流。如已修筑了额尔齐斯枣卡拉干达运河,其他跨地域、跨流域的调水方案也正在计划与实施中。同时,以解决水分过剩为主要内容的俄罗斯非黑土地带的开发计 划也正在积极准备付诸实施。 俄罗斯联邦虽然是世界上土地资源最丰富的国家,但是,就农业综合自然条件全面分析,俄罗斯远不如同纬度的北美洲的美国和加拿大,也不如西欧诸国。就热量、 水分等气候条件综合分析,俄罗斯联邦的农业土地的生物潜力可能性比美国低60%,比法国低55%,比德国和英国分别低40%和35%。 俄罗斯联邦广阔的东部地域,永久冻土带广布,自然条件严酷,不仅严重影响种植业发展,同时,对工业和城市建设以及人口移入,都带来许多困难。
二 自然资源状况
俄罗斯联邦地质构造复杂,矿产资源丰富。 俄罗斯平原西北部的卡累利阿和科拉半岛地区蕴藏着铁、镍、云母等矿产。希宾山地有世界最大的磷灰石矿,并蕴藏大量的制铝原料枣霞石。俄罗斯平原和其他广阔 地域及西伯利亚地区,蕴藏有世界最大的铁矿区枣库尔斯克磁力异常区,以及乌拉尔、西伯利亚铁矿区。 煤炭主要分布在两个大型含煤带内:一是位于贝加尔湖与土尔盖拗陷之间,包括伊尔库茨克、坎斯克一阿钦斯克、库兹巴斯、埃基巴斯图兹和卡拉干达等煤田;另一 个位于叶尼塞河以东,北纬60度以北,包括通古斯、勒拿和太梅尔等大煤田。此外,远东地区的南雅库特等煤田也很重要。 石油、天然气主要分布在西西伯利亚(以秋明油田为最大)、俄罗斯(伏尔加枣乌拉尔油田)、东西伯利亚三大地台型含油盆地,及萨哈林(库页岛)等地槽型含油 盆地。 中西部的乌拉尔山区和远东山地,形成俄罗斯主要的有色金属矿产基地。远东沿海山地的锡矿也很重要。 俄罗斯的矿产资源,如煤、石油、天然气、泥炭、铁、锰、铜、铅、锌、镍、钴、钒、钛、铬的储量均名列世界前茅。只有锡、钨、汞等金属资源储量较少,不能自给。藏量丰富、品种齐全的矿产资源为俄罗斯发展多部门的基础工业,以及形成完整的工业体系奠定了重要的物质基础。主要资源分布集中,有些大型能源资源、矿 物原料的分布相互接近,这又为俄罗斯建立大型的工业基地和经济区提供了十分有利的条件。但是,资源分布很不平衡:其中大部分集中在国土的北部和东部地区; 而急需燃料、原料的西部(欧洲部分)地区却感到资源不足、品种欠缺;矿产资源丰富、品种也较齐全的乌拉尔地区,由于长期开采已造成资源不足,开采难度愈来 愈大。上述情况势必造成远距离运输,给交通部门带来了很大的压力,每年由东部地区运往西部地区的燃料都达几亿标准吨以上,这在一定程度上影响了俄罗斯联邦 经济发展和生产力的合理分布。 俄罗斯自然资源的丰富还表现在:它拥有原苏联90%以上的森林面积和水能资惊,70%的煤炭,80%的天然气,100%的磷灰石,60%的钾盐和大部分铁 矿石。 西伯利亚和远东是全世界自然资源丰富的地区。这里的森林面积达5.03亿公顷,木材积蓄量达600多亿立方米。还有大量的各种金属矿藏,如铁、铜、镍、 锌、锡、铝、霞石、金刚石、水银、镁、云母、铝、钨、金、银等。西伯利亚拥有大量的各种珍贵皮毛动物和价值较高的药用植物。远东海域生物资源丰富,总量为 2850万吨,其中鱼类资源2300万吨。
氟磷灰石产地在中国湖北宜昌、云南昆阳、贵州开阳等地。根据查询相关公开信息,磷灰石以副矿物见于各种火成岩中,最常见的矿物种是氟磷灰石,规模巨大的磷灰石矿床主要为浅海沉积成因,以胶磷矿为主,中国湖北宜昌、云南昆阳、贵州开阳磷矿就产这种矿石。
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