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数字孪生 2024-09-30 18:38:03

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一、滨海非金属矿产

1)金刚石

世界金刚石产量50%以上来自澳大利亚、废品扎伊尔、回收话滨海博茨瓦纳、站地址电俄罗斯和南非5个国家。收废据美国地质调查局估计,金属1998年世界总储量9.8亿克拉(1克拉=0.2g),滨海储量基础19.0亿克拉,废品宝石级储量基础估计有3亿克拉。回收话滨海大型和特大型金刚石矿山有澳大利亚的站地址电阿盖尔;博茨瓦纳的奥拉帕、朱瓦能、收废莱特拉卡内;俄罗斯的金属“和平”、“成功”;南非的滨海芬什、普雷米尔、废品韦内齐亚,回收话滨海上述9个矿山金刚石产量占世界产量的70%左右。目前,世界天然金刚石产量75%来自于原生矿床(金伯利岩或钾镁煌斑岩型),25%来自于冲积矿床,世界上除澳大利亚和印度有具工业意义的钾镁煌斑岩型金刚石矿床外,其余原生矿均为金伯利岩型。

中国金刚石储量在世界总储量中所占比例很小,仅有1.02%,属急缺矿种。几十年来,自给率很低。近年来,年产金刚石只有6万~7万克拉,而需求却达70多万克拉,不足部分靠进口解决。到本世纪末,中国约需金刚石150万~200万克拉,按已有储量只能规划生产40万~50万克拉,需新增储量5000万克拉,因此勘查金刚石的任务是十分繁重和艰巨的。

1880年在南非发现的第一个原生矿床亚赫斯丰坦岩筒和1979年在澳大利亚西部阿盖尔发现的钾镁煌斑岩型矿床是世界金刚石找矿及开发史上两个最重要的里程碑。80年代以来主要有下述重大发现:俄罗斯的阿尔汉格尔斯克(Arkhangelsk)矿和萨彦岭(SayanyMountains)矿;澳大利亚的新南威尔士州科普顿(Copeton)矿和西澳大利亚州阿列什(Aries)矿;南非德兰士瓦省维尼舍(Venetia)矿;美国科罗拉多州斯隆(Sloan)矿;叙利亚霍姆斯省卡迈哈矿;加拿大西北地区耶洛奈夫波因特湖(Point Lake)矿;委内瑞拉拉萨尔瓦金(La Salvacion)金刚石矿;博茨瓦纳察邦(Tshabong)含金刚石金伯利岩田;中国湖南宁乡发现含金刚石的橄榄钾镁煌斑岩,共发现14个岩体,选样中已发现59颗金刚石,此外,还有辽宁大连-盖县、辽宁瓦房店岚崮山地区、山东平邑、江苏新沂-泗洪、安徽泗县、山西应县、湖北鄂西、贵州遵义等地区新发现一批金刚石及其指示矿物异常。但总的看,未有重大突破(张中伟,1994)。

随着同位素地质学、矿物包裹体学的迅速发展及金刚石普查勘探取得的成就,人们对金刚石及其矿床形成的认识进一步加深,对其成矿理论研究取得了显著的进展。传统认为金刚石是金伯利岩中的斑晶,最初是在地球深处从金伯利岩岩浆(熔融体)中晶出的,即金刚石是与金伯利岩同源同时期形成的。80年代初以来,由于同位素年龄测定技术的发展,其测定表明:金刚石年龄通常比金伯利岩老得多,为金刚石捕虏晶成因说提供了重要证据。捕虏晶说认为,金刚石是在地球深处在金伯利岩侵位之前就已形成,金伯利岩岩浆在从地球深处沿断裂或裂隙上升至地表的过程中捕虏了含金刚石的岩块,并一起在地壳浅处定位。但是,金刚石与金伯利岩没有成因上的联系。金刚石中同生包体的绝大多数可划归两大成因组合,即超镁铁(橄榄岩)组合和榴辉岩组合,亦称之为P型(橄榄石、顽火辉石、透辉石、含铬镁铝榴石、铬尖晶石等)和E型(绿辉石、镁铝榴石-铁铝榴石、透长石、蓝晶石、柯石英等)共生组合,含有该类型包体的金刚石分别称为P可E型金刚石。就世界范围而言,P型较E型分布更普遍,大致为3:1,这正好反映了上地幔的两种主要组成岩石类型-橄榄岩与榴辉岩及其数量关系。从未发现两种组合的包体同时共存于一个主晶中,这充分说明,金刚石形成的地质环境不是金伯利岩钾镁煌斑岩等幔源火山岩,而是陆下上地幔岩石圈,因此,金刚石不是主岩中的斑晶,而是地幔捕虏晶。中国辽宁、山东金伯利岩中金刚石包体矿物的研究也支持了上述结论,另外,金刚石P型包体矿物富含Mg、Cr、贫Ca、Ti的地球化学特点,反映了金刚石形成源区亏损玄武岩。说明含金刚石主岩的源区是地球化学上极度亏损的岩石圈底部相对冷的稳定环境,有利于金刚石的长期保存(张安棣,1994)。

金刚石成因新说具有重要意义,既然金刚石与主岩之间并无直接的成因关系,那么,对原生矿勘查优选靶区,首先不应是控岩构造,合理的做法应该是直接瞄准有可能产出金刚石的古老、稳定的克拉通,再看是不是具有地球化学亏损的前提,即:有无玄武岩广泛喷溢,这是金刚石产出的前提。金伯利岩和钾镁煌斑岩是地幔交代作用发育的产物,没有适当的构造活化(其表现有的称构造活化带或深断裂,有的则称热点、地幔柱),金伯利岩、钾镁煌斑岩岩浆无法携带金刚石到达地表,所以,断裂构造仍是重要的,但不再是第一位的。

近年来,世界金刚石勘查的经验表明:①古老克拉通仍是寻找金刚石的最佳地区。地台越老越稳定且越靠近地台中心越有希望找到金刚石,如加拿大西北地区、澳大利亚阿里什地区等发现的含金刚石金伯利岩均位于古老且稳定的地台内部。②在古老克拉通边缘活动带寻找金刚石值得重视。如80年代以来在南非、澳大利亚均发现了不仅是钾镁煌斑岩型,还有金伯利岩型金刚石矿床。③已知含金刚石的地区是金刚石勘查工作的重点。例如,俄罗斯阿尔汉格尔斯克金刚石矿床,以及澳大利亚和南部非洲许多含金刚石的金伯利岩和钾镁煌斑岩等。④含金刚石的岩石类型不断扩大。近年来在其他岩石中不断发现金刚石。例如,原苏联在变质成因和陨石冲击成因的岩石中发现金刚石,在叙利亚西北部发现金刚石产于非金伯利岩和非钾镁煌斑岩火山爆发岩筒中,在世界各地多处橄榄岩等幔源岩石中发现有金刚石。因此,在勘查中除应注意金伯利岩型是最主要的找矿岩石类型外,还应重视这些非传统的含金刚石岩石类型。⑤重砂矿物指示法得到进一步发展。经典的重砂法仍然是优选靶区的主要方法,但重砂法所依托的理论基础及技术内容发生了变化。原来,重砂指示矿物强调的是含铬镁铝榴石、铬透辉石和镁钛铁矿。近年来,强调铬尖晶石、G10(高铬低钙)石榴子石作为指示矿物的重要性。但对南非大陆以外地区不一定都能适用。近年来,澳大利亚格里芬等人提出了用质子探针分析石榴子石和铬铁矿等矿物痕量元素来评价勘查靶区的新方法较为先进。他们还认为铬铁矿的锌含量也与形成温度有关,它也能帮助区分不同条件下形成的铬铁矿。另外,铬铁矿的锆和铌含量可用来帮助区别来自金伯利岩、钾镁煌斑岩和其他一些岩石(如绿岩带的、蛇绿岩套的等)的铬铁矿。镁钛铁矿的痕量元素也能用来帮助区分是否金伯利岩来源,而且不同金伯利岩岩体中的镁钛铁矿常有其不同痕量元素“指纹”。上述指示矿物中的痕量元素方法能较好地帮助寻找金刚石矿床。⑥遥感、物探、化探、重砂矿物指示综合方法是金刚石勘查最优化方法。这些方法在金刚石勘查中都能发挥各自的作用,其中任何一种方法都能圈出有远景的岩体。但用两、三种方法结合起来使用则效果更好、效率更高。例如,加拿大西北地区含金刚石金伯利岩的发现是航磁、电磁、地质测量与重砂矿物指示法综合运用的结果。

2)硫

据美国地质调查局统计,1998年世界硫储量14×108t,储量基础35×108t,资源总量约有50×108t。世界各国生产的硫分别来自自然硫矿床(矿山硫)、天然气(回收硫)、高硫石油(回收硫)、黄铁矿和有色金属硫化物。矿山硫和回收硫也称元素硫,后二者分别称为黄铁矿硫和有色金属硫化物硫。

自然硫是呈固体状态的元素硫,根据其形成环境分为沉积环境中自然硫矿床和火山环境中自然硫矿床,前者经济意义大,目前,世界上开采的自然硫矿床几乎全部来自这一类型。近年来,对这类矿床形成机理的研究有一定进展。沉积环境中自然硫矿床主要形成于低温成岩环境和高温成岩环境中。

高温成岩环境主要为深部酸性天然气储层中的元素硫以气液相为主,呈固相的很少。当天然气被开采或运移到较浅部环境中由于温度、压力的改变,气液相元素硫发生沉淀,形成自然硫堆积。

低温成岩环境中自然硫矿床形成温度为0℃至60~80℃,形成深度小于2000~2500m,pH值一般为4~9,自然硫(S0)均是通过非生物的(化学的)或生物的(微生物的)作用从溶解的硫酸盐(

)中转化而来的。但是,硫酸盐不是直接转化为自然硫,而是先还原成硫化氢(H2S),然后再氧化成自然硫。因此,硫化氢的形成是产生自然硫的先决条件。

低温成岩环境中硫化氢的形成是由细菌作用和生热作用引起的,前者是主要的。硫酸盐还原细菌在有机混合物参与下将硫酸盐还原为硫化氢。H.G.麦切尔归纳出6种在低温环境中硫化氢转化为自然硫的形成作用:①分子氧引起的硫化氢无机氧化作用;②高价铁化合物引起的硫化氢无机氧化作用;③复硫化合物的歧化;④无色硫细菌的微生物代谢;⑤有色硫细菌的微生物代谢;⑥某些硫杆菌的微生物代谢。其中,由第1种作用形成的无机后生自然硫矿床规模最大,最具有经济意义。主要产于盐丘冠岩、礁岩和其他层状蒸发岩。自然硫呈较粗晶胶结物,常与烃类伴生,并与活动地下水系统密切相关。

在自然硫矿床勘查方面,由于自然硫矿床的形成与烃类密切相关的理论得到进一步证实,国外对油硫兼探继续给于重视,并取得成效。例如,美国墨西哥湾北部有大量蒸发盐建造,盐丘构造发育,有良好的油气显示。同时在该区发现特大型自然硫矿床。

3)磷

据美国地质调查局统计,1998年世界磷矿储量120×108t,储量基础350×108t,世界磷资源丰富,分布广泛,但很不均匀。世界上60多个国家和地区查明有磷矿资源,但90%集中在摩洛哥、美国、原苏联(主要是俄罗斯和哈萨克斯坦)、中国、沙特阿拉伯。中国及其周边国家毗邻地区是世界第三大磷矿资源集中区。

70年代后期以来实施了国际地质对比计划(IGCP)第156项“磷块岩”,该项计划在①国际磷酸盐资源数据库;②元古宙和寒武纪磷块岩;③白垩纪-始新世磷块岩;④年轻成磷体系等方面进行了重点研究。在1991~1995年后续了IGCP第325项“古地理与磷块岩和有关自生矿物的相关关系”研究,该项目的目的是查明磷酸盐成因及其有关成矿区的古地理特征,查明有利于磷酸盐矿床形成的条件,并解释白垩、燧石、石油、海绿石和磷酸盐源岩层位上的相互关系。

世界磷矿床按其成因可分为:①海相沉积磷块岩矿床;②岩浆成因磷灰石矿床;③变质成因磷灰石矿床;④与鸟粪堆积有成因联系的鸟粪磷块岩矿床(主要产在一些大洋岛屿上),它们可统称为磷酸盐岩(Phosphate rock)矿床。其中,不论从地质意义上,还是从经济意义上讲,海相沉积磷块岩矿床都最为重要。据估计世界磷酸盐岩90%以上的资源量和约80%的产量来自这一类型,岩浆型磷灰石矿床次之,其它类型仅占资源量和产量的1%。

中国磷矿资源总量丰富,以海相沉积磷块岩矿床类型最为重要。约占已探明储量的85%,岩浆岩型(包括变质岩型)磷矿床占14.6%,其它类型仅占0.4%左右。磷矿资源分布极不平衡。云南、贵州、湖南、湖北、四川等南方5省可利用磷矿储量占全国的74.7%。北方地区只占21.9%,矿床规模小,磷肥严重短缺。故必须重视中国北方磷矿地质找矿。加强北方与南方以及邻国的含磷区地质对比,选择成磷条件较好的已知含磷区作为磷块岩的重点研究和勘查靶区,如河南(辛集)、安徽(凤台)、山西(中条山)地区、西北中天山(科古尔琴)、塔里木地块北侧(柯坪)等地区。同时,应以上升洋流成岩理论为基础的现代磷块岩成矿理论为指导,以岩相古地理分析为基础的方法在北方寻找磷块岩。此外,要重视在已知碱性岩区带寻找规模大、品位富的岩浆成因磷灰石矿床。还应该重视对已有磷矿地质资料的二次开发。

4)钾盐

据美国地质调查局统计,1998年世界钾盐储量84×108t(K2O,下同)储量基础170×108t,资源总量约2500×108t,世界钾盐的保证程度是非常高的,是大宗矿产中储量保证年限最高的一种矿产。世界钾盐资源分布极不平衡,具有工业意义的钾盐矿床仅分布在十几个国家中,其中,加拿大、俄罗斯、白俄罗斯、德国的钾盐储量和储量基础分别占世界的93%和81%,东南亚钾盐资源比较丰富,但主要是光卤石,其资源量估计为100×108t。

通过对大型含钾盐盆地及钾盐矿床形成的地质标志(包括大地构造和古地理背景、成钾时代、含钾盐沉积剖面、岩盐分布、钾盐矿石成分、沉积环境等)进行系统分析、对比和归纳,总结其形成特点和规律如下:①含钾盆地在大地构造上具有明显的一致性。它们通常位于地壳上长期坳陷的地台活动带-台向斜、各种坳陷、凹陷等。但是,各个地质时期具体的构造位置是多种多样的。②在成矿时代上,已知钾盐矿床形成于自寒武纪以来(除奥陶纪外)的所有地质年代中,但有一半以上矿床形成于中晚泥盆世、二叠纪和第三纪。③含钾建造根据其与顶底板非盐类围岩的位置关系分成不同类型。④矿床类型主要有氯化物型和氯化物-硫酸盐型,极少数矿床为单一硫酸盐型。85%以上的钾盐矿床储量属于氯化物型。⑤大多数钾盐矿床,特别是大型-特大型钾盐矿床下伏岩盐(主要为石盐)分布范围广、沉积厚度大、韵律层数少。其分布范围和厚度与岩盐成正比。⑥80%含钾盆地含有油气层。⑦氯化物型钾盐矿体通常为层状,硫酸盐型钾盐矿体有层状和透镜状。⑧钾盐层通常产在含钾建造剖面的中上部。⑨在大多数含钾盆地中,钾盐层通常只占盐层面积的5%~10%。⑩含钾建造中分布最广泛的含钾岩石依次为光卤石岩、钾石盐-光卤石岩和含光卤石的钾石盐岩。(11)许多含钾建造中含有岩浆侵入岩、喷出岩及其分解产物。(12)许多含钾盆地中发育同沉积构造,含钾建造与盐下层同沉积构造运动密切。?绝大多数钾盐矿床形成于海相环境。

综观钾盐矿床勘查发现史,吴智慧注意到其发现大致有以下几种途径和方法:①在寻找和开采其他矿产或地质施工时“偶尔”发现,如世界上最早的德国施塔斯富特钾盐矿床是在开采石盐时发现的,中国云南勐野井钾盐矿床是在采坑的老硐中发现的。②在勘查石油天然气时发现的,据统计,一半以上的含钾盆地和钾盐矿床是这样发现的,也是发现含钾盆地和钾盐矿床的主要途径。这里有偶尔发现的,有的是有目的分析石油钻井岩屑和钻孔冲洗液样而分析的。③根据水化学研究发现,分析地下水或卤水中钾溴含量及溴氯系数变化是一种应用广泛且比较成熟的找钾方法。④通过科学预测以及有目的的研究和勘查而发现的,如俄罗斯涅帕钾盐矿床。从以上可见,钾盐矿床的发现与油气勘探密切相关。这不仅仅因为钾盐矿床经常与油气共生,而更重要的是油气勘探能提供对钾盐勘查非常丰富的有用资料。

世界钾盐资源虽丰富,但中国钾盐资源却不足,农田施用肥中氮、磷、钾比例长期失调。已探明的钾盐资源不多,主要分布在青海柴达木盆地(现代盐湖型)和云南兰坪-思茅盆地(古代固体钾盐)。根据中国实际情况对钾盐找矿应注意:①钾盐找矿是我国的一项长期战略任务,在近期内可继续对柴达木、罗布泊等地的富钾卤水开展地质找矿和综合开发的调查研究;对古代钾盐可结合国土大调查和在区域地质构造、岩相古地理研究等方面的进展,不断提高对我国钾盐成矿远景预测的认识。②油盐兼探是钾盐勘查的重要途径,钾盐不仅与油气密切共生,而且在勘查上前者对后者有很大的依赖性,油气勘查过程中所获得的各种地质资料对发现和圈定钾盐矿床具有不可估量的作用。塔里木和陕甘宁盆地等可作为重点油盐兼探区。③在我国近邻或其他钾盐矿产资源丰富的国家,通过调查评估,择优投资开发,为国内提供稳定供应的钾资源。④总结和整理世界及中国的钾盐地质资料和找钾的经验,积极发展钾盐成矿理论和找矿方法,开拓符合中国地质特点的钾盐地质工作。

5)硼

据美国地质调查局统计,1998年世界硼矿石储量1.7×108t,储量基础4.7×108t。世界硼矿资源分布很不均匀,绝大部分分布在美国、土耳其、俄罗斯和哈萨克斯坦。世界硼矿床的类型按其工业意义可依次分为:①火山-沉积型;②盐湖沉积型;③变质再造型;④夕卡岩型;⑤海相卤素型;⑥天然水溶液型;⑦火山喷发型(郑绵平1987,姜春潮1994),其中较为重要的有:

(1)火山-沉积型矿床。此类矿床大多数产于大陆主动边缘及碰撞带火山带中,是世界硼资源的最重要类型,占世界硼矿总储量的大部分,土耳其和美国所开采的硼矿床均为此类型。其特点是规模大、品位高、成矿时代较晚。所有已知火山-沉积型硼酸盐矿床都位于太平洋和阿尔卑斯-喜马拉雅构造-火山带范围内,火山沉积硼矿床按含硼岩系又可分为火山岩-粘土型(如美国克拉默硼矿床)和碳酸盐岩-粘土型(如土耳其的基尔卡、埃梅特和比加迪矿床)两个类型。

(2)盐湖沉积型矿床。通常见于新生代干旱-半干旱内陆区。深部水和火山喷气可能是大陆湖盆硼的主要来源和生盐盆地卤水富硼的来源,而地表水和地下水可能是硼的次要来源。有不少矿床在干盐湖内有含硼和含锂的卤水与固态硼酸盐同时存在,说明存在过渡型矿床,如智利的阿塔卡马干盐湖。盐类型硼矿床产于阿根廷、美国、中国、印度、伊朗和秘鲁等国。

(3)变质再造型矿床。主要产于元古宇沉积变质区。由于热变质和区域变质使原来沉积的硼矿床发生变质,而形成新的硼矿聚集体。中国辽宁和吉林后仙峪等地硼镁石-遂安石矿床和辽宁翁泉沟硼镁石-硼镁铁矿床均属该类型代表性矿床,其规模较大。矿石B2O3品位,前者10%~15%;后者5%~10%。

(4)夕卡岩型矿床。硼的工业富集在钙夕卡岩和镁夕卡岩中,如原苏联滨海地区的达尔涅戈尔斯克矿床即属钙夕卡岩型。镁夕卡岩型硼矿床多属大、中型。原苏联、罗马尼亚、中国、朝鲜、美国、意大利、法国均产有镁夕卡岩型硼矿床。

从新构造概念出发,世界绝大多数火山-沉积型和钙夕卡岩型硼矿床分布于两大全球性构造褶皱带,即环太平洋褶皱带和阿尔卑斯-喜马拉雅褶皱带,这是大陆主动边缘,而镁夕卡岩型硼矿床则产于克拉通地区,有的亦见于其他显生宙褶皱区。盐类型硼矿床赋存于大型的大陆坳陷。

6)萤石

1998年世界萤石储量和储量基础分别为2.2×108t和3.7×108t,查明的萤石资源约为4×108t,磷块岩中可回收萤石资源量约为3.3×108t。世界上有30多个国家生产萤石,中国是最大生产国,约160×104t,占世界总产量的30%~35%,此外较重要的有原苏联、蒙古、墨西哥、南非等国占35%~40%。

萤石矿床遍布世界各洲,主要集中在欧洲和亚洲,其次为非洲和北美洲。萤石形成的地质环境很广,从岩浆作用到外生作用的各种地质条件下均可形成。已发现的萤石工业矿床产于碳酸盐岩、伟晶岩、溶液沉积、夕卡岩及其他产物之中,而以热液矿床最为重要。杨越从经济角度划分出7种重要的萤石矿床类型:①火山岩、变质岩和沉积岩裂缝中的脉状萤石矿床。以这种形式赋存的萤石在世界上到处可见。如西班牙北部的奥索尔矿床,意大利北部的托尔戈拉矿床,英国和美国均有著名的萤石大矿脉矿床。②碳酸盐岩中的层状、似层状及席状交代矿床。在美国伊利诺斯州南部罗克地区,墨西哥科阿韦拉州的北部地区和南非德兰士瓦奥托斯胡普地区等均有此类层状交代萤石矿床。③碳酸盐岩与酸性火山岩的接触交代萤石矿床。这种矿床在世界上很常见,如墨西哥的圣路易斯波托西州和阿瓜恰勒、里奥贝而德地区以开采这种交代萤石矿床而闻名。④剪切带和角砾带中的网状和充填萤石矿床。南非德兰士瓦省的布法罗萤石矿床属此类型,萤石矿呈细网脉状产于布什维尔德杂岩体的花岗岩岩床中。美国西部有许多矿脉呈网状,氟化钙的含量低。⑤碳酸岩和碱性杂岩体边缘部分的萤石矿床。该类矿床萤石品级较低,通常达不到经济要求,但纳米比亚的奥科鲁斯萤石矿床例外。⑥原生矿床风化的残积矿床。这是冶金级萤石的重要来源。在西班牙的阿斯图里阿斯地区和泰国,大量开采这种强烈风化的萤石矿床。⑦富含萤石的脉状铅锌矿床。世界上许多地方的脉状铅锌矿床中含有较多量的萤石,且呈脉石矿物产出,开采时可从尾矿或废弃的矸石中作为副产品回收。如墨西哥的帕拉尔地区的铅锌矿山。除以上7种矿床之外,还有一些不常见的类型有时也具有工业价值,如在印度和南非发现有碳酸岩-碱性岩中呈浸染状产出的萤石矿床;美国犹他州、内华达州和蒙大拿州等地发现有充填在火山角砾岩和伟晶岩中的萤石矿床;意大利南部卡斯特尔-朱利亚诺地区的湖相沉积萤石矿床等。上述矿床以碳酸盐岩中的层状、似层状交代型矿床为主,其次是火山岩、变质岩、沉积岩中受构造断裂控制的充填型脉状矿床和构造破碎带中的网膜状萤石矿床。

7)重晶石

世界重晶石资源丰富,据1998年美国地质调查局统计,世界重晶石探明储量1.5×108t,储量基础4.8×108t,资源量约有20×108t。其分布很广,遍及各大洲,主要分布在中国、哈萨克斯坦、美国、印度、加拿大、摩洛哥、土耳其等20多个国家和地区。重晶石是在中低温溶液条件下和外生作用过程中形成的。无论是内生作用或是外生作用,钡的原始来源都是岩浆源。重晶石矿床有:

(1)溶液型矿床。这类矿床品位高,优质重晶石精矿主要来源于此类型矿床,这类矿床在自然界分布广泛,是世界上许多国家重晶石资源的主要来源。①脉状矿床重晶石品位高,但矿体规模一般不大。这类矿床的储量一般属小型,少数中型,个别属大型。原苏联高加索众多的脉状重晶石矿床是典型代表。此外,印度、德国、意大利、英国、法国、希腊、阿尔及利亚、摩洛哥等世界许多国家也有此类矿床。②层状溶液交代型矿床一般属大型或巨大型。如格鲁吉亚的阿普什连矿床,德国的加尔察西南重晶石矿床和法国中央地块的矿床也属此类型。

(2)层控型矿床。J.B.梅纳德等根据重晶石产出的大地构造背景和地层与地球化学特征把层状重晶石矿床划分为2种类型:①“大陆边缘型”重晶石矿床,如美国阿肯色州沃希托山脉的凡西希尔、张伯伦克里克矿床以及内华达州中部的东诺森伯兰坎宁矿床和中国湖南省的新晃矿床;②“克拉通裂谷型”重晶石矿床,这种矿床常伴生具重要意义的铅锌矿化,例如德国的麦根和拉默尔斯贝格矿床和加拿大的塞卢因矿床;③残积重晶石矿床,此类矿床形成于原生风化壳环境。易采易选是此类矿床的特点。残积矿床在美国分布广泛,是美国重晶石矿的重要来源,它们主要分布在密苏里州,宾夕法尼亚州至阿拉巴马州和阿巴拉契亚地区,田纳西州的斯韦特沃地区和佐治亚州的卡特斯维尔地区,占美国重晶石总储量近一半,占产量的60%。此外,原苏联南乌拉尔梅德韦捷夫矿床也是一典型的残积矿床,矿床规模大。

二、俄罗斯有色金属开发利用现状

147.俄罗斯的铅锌矿开发利用

铅和锌也是远东主要的有色金属资源,而且主要蕴藏在与中国黑龙江省接壤的滨海边疆区。远东地区铅产量占全俄罗斯总产量的50%左右,拥有24个铅锌矿区。远东80.86%的铅储藏量和79.49%的锌储藏量集中在滨海边疆区。20世纪90年代远东铅产量达2.6万~2.8万吨,锌产量3.6万~3.8万吨。据初步估计,远东地区的铅锌矿石储量可保证开采35~40年。滨海边疆区的尼古拉耶夫层控型铅锌矿床规模不大,其储量仅占全国总储量的4%,铅含量小于3%,但其铅矿石产量却占全国总产量的50%以上。

除远东地区外,俄铅锌矿主要集中在东西伯利亚,主要矿区有赤塔州的新希罗金斯克耶多金属矿、布里亚特共和国的奥泽尔诺耶多金属矿、图瓦共和国的克孜尔培什特加尔多金属矿等。20世纪50年代后期在安加拉河口附近测到的戈列夫斯科耶铅锌矿,储量据称为世界之最,矿石品位高,有关专家估计矿石可供开采60~70年。

20世纪90年代中期,俄罗斯锌矿石产量大幅下降。从1996年起,锌矿石产量开始回升,达到40万吨。大部分锌矿石产自乌拉尔地区的铜锌矿床,国内其他地区的产量仅占10%左右。

俄罗斯锌矿的开采加工能力,可充分满足国内需要。主要问题是,铜锌矿石的选矿技术落后,效率不高,约有50%的锌被与矿渣一起排出。铜锌矿石的综合利用系数总共为0.65~0.75,选矿过程中,锌的回收率不超过71%,选矿渣中的平均锌含量为0.3%~1.22%。

148.俄罗斯铝土矿开发利用

俄罗斯目前有3个铝土矿,氧化铝的自给率约为50%,其余依靠进口。俄罗斯金属铝的年产量约为3200万吨,仅次于美国和中国,居世界第三位。俄罗斯最大的4座炼铝厂均位于西伯利亚,大型炼铝厂有新库兹涅茨克、伊尔库茨克、克拉斯诺亚尔斯克、布拉茨克、萨彦、阿钦斯克等。这里炼铝成本低,其铝产量占全国总产量的80%左右。

149.俄罗斯的钼矿

俄罗斯布里亚特共和国的奥列基特坎钼矿和南雅特巴季斯矿及格尔特伦达矿均有较好的开采前景。

目前,俄罗斯的钼产量只是1991年钼产量的5%左右。40%左右的钼原料出口。

150.俄罗斯钨矿开发利用

俄罗斯钨矿生产主要是由滨海采矿选矿联合工厂股份有限公司、莱蒙托夫采矿股份有限联合公司和特尔内奥兹钨钼联合工厂进行的。1998年,莱蒙托夫采矿公司及滨海采矿选矿联合工厂的钨钼矿石产品有60%出口。钨矿石产量在特尔内奥兹钨钼联合工厂1998年比1995年下降了62.6%,莱蒙托夫采矿公司的钨产量1998年比1995年下降50.1%,而滨海采矿联合工厂却增加了产量:1998年比1995年增长了23.6%。由于铁路运价和电价上涨,钨产品成本提高了。

从2003年起,随着国内金属加工、油气钻探和军工产业的复苏,俄罗斯的钨需求量开始回升。目前,俄罗斯的钨矿石和钨精矿产量仅次于中国,居世界第二位。

然而,俄罗斯钨矿开采加工业的现状不容乐观,其主要问题是,钨产量不能完全满足国内需求,80%的钨矿石产量集中在远东的滨海边疆区,而钨矿石加工企业却远在俄罗斯的欧洲部分和乌拉尔地区,更严重的是,可赢利回收的钨储量已经采光,现有的预测资源所占比例很低。

151.俄罗斯的锡矿及其开发利用

俄罗斯已探明的锡矿开采量的95%在远东地区,这里共有35个锡矿在经营,目前的年开采量约为2万多吨。从事锡开采和初加工的有萨哈共和国杰普塔茨基选矿厂和阿姆加砂矿(占远东锡开采量的35%),滨海边疆区的斯帕斯克达尔尼选矿厂和“远东多金属矿”生产联合公司(占22%),哈巴罗夫斯克边疆区的索尔涅奇内和辛达斯基选矿厂(占27%),马加丹州的杜卡茨基、佩韦克、伊乌利京和共青城的选矿厂(占16%)。大多数矿都是综合性矿,矿石成分也多为复合的,锡的回采率在20%~90%之间。远东地区的锡矿砂运往新西伯利亚梁赞的锡厂进行深加工。

20世纪90年代初俄罗斯远东锡产量为2万~2.2万吨,到1994年关闭了东北部效益不佳的企业,锡产量(同1991年相比)减产31%。

俄罗斯锡矿采选加工企业面临的主要问题是:锡矿山不利的地理与地质因素,矿山技术条件复杂,可赢利开采的锡储量所占比例不大,原料质量低下,缺乏后备普查勘探对象,因此,缺乏投资吸引力。从各方面情况看,今后仍将长期依靠进口,才能满足国内需要。

滨海边疆区是俄罗斯锡矿开采和加工基地之一。富尔曼诺夫地区已开发的有尼日涅耶矿和尤比列伊诺耶矿;卡瓦列罗沃地区包括赫鲁斯塔利内、阿尔先耶夫等矿;阿穆尔—伊曼地区包括达尔涅塔约日诺耶、捷尔尼斯托耶、兹维奥兹德诺耶等矿。这里有全俄罗斯最大的采锡企业———赫鲁斯塔利内矿联合企业。

西西伯利亚的新西伯利亚市是炼锡中心,年生产能力为3万吨,原料是西伯利亚与远东所产的锡精矿。

152.远东多金属矿山冶金综合体股份公司

远东多金属矿山冶金综合体股份公司成立于2001年,坐落在滨海边疆区东部达里涅格尔斯克市,是远东唯一、全俄罗斯最大的铅锌矿企业,生产出全俄罗斯70%的铅矿砂。

公司前身为拥有百年历史的老牌矿山企业远东多金属公司和远东多金属铅厂,主要在滨海边疆区达里涅格尔斯克区勘探开采铅锌矿,并向亚太地区国家出口矿砂。近年来公司平均每年开采矿石80万吨,生产铅矿砂1.2万吨、锌矿砂2.5万吨、银矿砂40吨、铋矿砂14吨。全球最大商品原料供应商瑞士嘉能可国际公司垄断了该公司矿产品出口经营权。公司2006年营业额18.5亿卢布,在远东200强企业中排名第68位,实现税后净利润3.8亿卢布。截至2007年初公司资产17亿卢布,其中净资产10亿卢布。

公司包括3个地上矿井、1个综合选矿厂、1个矿石运输部门、1个矿石装卸部门和1个冶金厂,其中冶金厂主要对废旧蓄电池铅块进行加工并生产精炼铅,主要原料来源和顾客为伊尔库茨克州的“蓄电池技术”公司。公司拥有的矿产资源如下:

尼古拉耶夫矿,可采储量铅61万吨,锌16万吨,银898吨;

游击队员矿,可采储量铅13万吨,锌34万吨,银244吨;

斯维特勒沃特沃德矿,可采储量铅、锌各4万吨,银60吨;

维尔赫涅矿,可采储量铅700吨,锌1100吨,银2吨;

犹日诺耶矿,可采储量铅、锌各9万吨,银339吨;

迈米诺夫矿,可采储量铅、锌各5万吨,银345吨。

153.滨海采选矿综合体和阿伊尔矿山公司

位于滨海边疆区红军区的滨海采选矿综合体及其子公司阿伊尔矿山公司是全俄罗斯最大的钨矿砂生产企业。

滨海采选矿综合体公司自20世纪60年代起开发锡霍特—阿林山麓(老爷岭)的东方2号大型钨金属矿,自1980年脱离远东多金属公司成为独立企业,1993年组建股份公司。此后由于俄罗斯国内经济衰退,市场锐减,公司数度停产并陷入严重债务危机。为摆脱危机,依照当时俄罗斯企业盛行的做法,公司将部分优良资产重组成为阿伊尔矿山公司并让其“从零开始”运作。此举获得良好效果,滨海采选矿综合体是俄罗斯独立之初十余家钨矿企业中唯一生存至今的企业,子公司阿伊尔也成为远东极具实力的大型企业,2006年营业额达到18.3亿卢布,在远东200强中排名第73位。

经过不断的业务调整,两家企业的分工日趋明确:滨海采选矿综合体负责钨矿勘探开采,阿伊尔主要加工钨矿砂。两家公司每年生产钨矿石约35万吨,矿砂4000吨,60%以上的产品出口海外。

目前公司面临的主要问题是原料枯竭,据专家估计,东方2号钨矿只能再开采10~12年。为此,滨海采选矿综合体正对东方2号重新进行勘探,并于2006年出资10.9亿卢布购得斯克雷托耶和格鲁博阔耶两处钨矿的开发权。公司称,上述两种矿产可保证公司今后30~40年的生产。

154.俄罗斯矿山公司集团

2005年为收购滨海边疆区的雅罗斯拉夫采选矿综合体,俄罗斯煤炭公司(由俄罗斯石油公司和国际工业银行共同创立)和能源工业公司(俄大型电极生产企业,为西伯利亚乌拉尔铝业公司的子公司)共同在海参崴注册成立了俄罗斯矿山公司集团。

目前俄罗斯矿山公司旗下拥有3家有色金属开采企业:俄罗斯矿山公司股份有限公司、波尔矿山化工公司和新奥尔洛夫采选矿综合体。

155.俄罗斯矿山公司股份有限公司

俄罗斯矿山公司股份有限公司前身为雅罗斯拉夫采选矿综合体,位于滨海边疆区雅罗斯拉夫镇,是俄罗斯唯一的萤石矿砂生产企业,始建于1950年。公司萤石矿砂年生产能力35万吨,现有萤石资源储量5130万吨,可供应俄罗斯市场50年以上。同时还掌握部分铅矿并生产铅矿砂,其铅矿砂主要用于出口。

俄罗斯矿山公司在2005年3月的拍卖会上完成对雅罗斯拉夫采选矿综合体的收购,最终收购价5.46亿卢布。此后雅罗斯拉夫采选矿综合体正式更名为俄罗斯矿山公司股份有限公司,原名不再使用。俄罗斯矿山公司股份有限公司2006年营业额8.1亿卢布,在远东200强中排名第191位。

156.波尔矿山化工公司

2006年2月,俄罗斯煤炭公司和西伯利亚乌拉尔铝业公司又收购滨海边疆区另一大型矿山企业波尔矿山化工公司并将其并入俄罗斯矿山公司集团。波尔矿山化工公司于1958年成立,位于滨海边疆区达里涅格尔斯克市,是全俄罗斯唯一的硼制品生产商,拥有矿石储量1.6亿吨,85%的产品出口海外,主要客户来自中国、日本、韩国等国。

157.新奥尔洛夫采选矿综合体

新奥尔洛夫采选矿综合体位于阿加布里亚特自治州,主要开发斯珀科因钨矿和奥尔洛夫钽矿。

158.阿里科姆公司

阿里科姆公司是英国黄金企业、俄罗斯第二大黄金生产商PHM集团旗下专业开发铁矿石的企业,总部设在伦敦。近年来,根据PHM集团安排,阿里科姆公司在远东阿穆尔、犹太两州大规模收购铁矿。目前公司已拥有5处铁矿的开采权,分别为:

阿穆尔州库拉那赫铁矿,阿里科姆计划一期每年出产铁钛矿石29万吨、钛锰矿石90万吨。

阿穆尔州大赛伊姆铁矿,阿里科姆同诺里尔镍业旗下的基米阿公司按49∶51的比例共同开发。该矿将于2010年底之前结束勘探,2012年12月1日前生产,每年最少出产矿石200万吨,目前正在进行地质勘探。

阿穆尔州加林铁矿,储量3.9亿吨,阿里科姆于2007年末以1.44亿美元的代价获得该矿,公司计划投资15亿美元进行开发。

犹太州的吉姆坎铁矿和苏达尔铁矿,总储量约7亿吨,据专业公司评估,两处矿产资源储备总价值达17亿美元。其中吉姆坎铁矿计划于2010~2011年投产,年产矿石能力1000万吨,苏达尔矿将于2013年投产。

公司铁矿石产品将主要出口中国、日本、韩国等国,PHM集团计划占领亚太地区10%的铁矿石市场(约2000万吨)。为此,PHM集团开出了一份规模惊人的投资清单:自2010年起在犹太州、自2012年起在阿穆尔州建设两座年加工能力共计2000万吨铁矿石、出产800万吨铁矿砂的选矿厂;出资9亿美元,自2011年起建设年产400万吨生铁的矿石冶炼厂;出资2亿美元在犹太州下列宁斯阔耶口岸修建跨境铁路桥(即同江大桥,该桥修成后可为公司每吨铁矿石节省运费5~6美元);出资4亿美元改造下列宁斯阔耶口岸至犹太州首府比罗比詹的铁路,投资8亿美元连通阿穆尔州加林铁矿至西伯利亚铁路干线的铁路运输。

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参考资料:废旧电池回收