國際地質新動態

國際地質新動態

加拿大薩斯喀徹溫省鉀鹽礦床

鉀鹽層賦存于中泥盆統埃爾克群蒸發巖頂部的鹽巖—硬石膏沉積組合建造中。這套含礦沉積組合蒸發巖系的下伏巖層為溫尼伯戈西斯碳酸鹽巖沉積建造,同時與上覆的道森灣紅層泥質巖建造呈不整合接觸關系。該地區中泥盆統蒸發旋回可分為三個階段,這套含礦沉積組合蒸發巖系與下伏的溫尼伯戈西斯碳酸鹽巖沉積建造共同組成了蒸發旋回的第一個階段。含礦沉積組合蒸發巖系的北部隱伏于地下400 m左右,南部則隱伏于地下2 740 m,其最大厚度可達213 m。這套沉積組合蒸發巖的頂部為含礦層位,厚約60 m,可具體分為4個含礦層。按時代由老到新分別是Esterhazy,White Bear,Belle Plaine和Patience Lake。這4個含礦層位厚約6～15 m,層位之間往往夾著一套巖鹽(厚約1～45 m)。含礦層位中一般賦存有一層或多層鉀礦層,單層鉀鹽層的厚度最大可達7 m。

沉積作用發生于埃爾克大型封閉的內海盆地中,氣候干燥,蒸發速率強。隨著蒸發速率的增大,海水中的礦物沉淀序列為:灰巖—白云巖—石膏—無水石膏—巖鹽—鉀鹽層。周期性的海侵作用可形成礦物沉淀序列的一個完整旋回。同生沉積作用之后的成巖過程包括礦物顆粒的溶解、變質及次生富集等作用。

構造環境為由礁石、島嶼等圈閉所形成的封閉的內海環境,蒸發巖層后期受到構造作用而發生褶皺、加厚、斷裂、溶解等現象。

鉀鹽層一般由巖鹽(NaCl)、鉀鹽(KCl)、光鹵石(KCl-Mg-Cl2-6H2O)以及少量不溶于水的粘土類物質(無水石膏、少量石英、白云石及粘土)所組成。鉀鹽是主要的成礦物質。氧化鐵所形成的“鐵染”現象很發育,顏色從淺肉紅色到鮮紅色。

一般為層控型礦床,礦物結晶顆粒粗大。成礦物質中的鉀鹽和光鹵石往往伴生,也可單獨成礦。鉀鹽層中不同礦物成分的分布特征由周期性變化的蒸發沉積作用所決定。受含鎂鹵水次生過濾作用和活化作用的影響,同一鉀鹽層的中部往往富集巖鹽和鉀鹽,光鹵石則富集在其邊部。變質作用在沉積過程中普遍不發育。沉積作用后期,礦物元素的溶解和活化作用特征明顯。地質控礦因素主要為:①發育在大型的封閉蒸發巖內海盆地中的含鹽沉積建造；②蒸發作用周期性旋回；③有利的蒸發巖沉積組合序列；④后期構造作用對于礦層的加厚、重溶及活化作用。

目前在加拿大薩斯喀徹溫省約分布有10座鉀鹽礦山,其中8座礦山采用傳統地下開采,2座采用溶浸法開采。傳統地下開采的深度約為900～1 100 m。鉀鹽礦床中的K2O含量平均為21%～27%,局部可超過30%。據估算,薩斯喀徹溫省的鉀鹽資源儲量可滿足全世界幾百年鉀鹽的需求。2008年,這10座鉀鹽礦山KCl的產量達16 133 000 t,占到當年全世界總產量的30%。加拿大薩斯喀徹溫省是世界上最大的鉀鹽生產基地。美國地調局對該地區普遍發育的四套鉀鹽含礦層的鉀鹽資源量分別進行了評估,其潛在的資源量分別為:Patience Lake 3 790億t、Belle Plaine 2 310億t,White Bear 478億t,Esterhazy 2 060億t。這些資源儲量并不包含目前已發現的或已公布的儲量。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

海地隱伏金礦床有待開發

海地的首都曾受過地震的重創,郊區的樹木幾乎被砍光用作燃料。但是正是在這塊遭受重創的土地下,埋藏著一個大型的金礦,同時伴生有銀和銅。

在過去的幾年中,地質人員曾在海地東北部山脈的熱帶雨林山脊中進行了密集的鉆探施工,發現了一處大型貴金屬礦床,市值約200億美元。目前,一家勘探公司正實施鉆探工程,制定并優化開采方案。

作為其鄰國,多米尼加共和國的技術人員在山脈的那一側已經開始了采礦,該礦層與海地境內的隱伏礦,證實為同一層礦體。據初步估算,該金礦的總儲量約2 300萬盎司,總市值約400億美元。

海地境內的成礦地質條件相對比較優越。隨著構造板塊對島弧的擠壓作用,地球深部的金、銀、銅等成礦元素沿著斷裂帶上涌并發生沉淀作用,形成厚大的礦體。從美國加利福尼亞州到智利的勘探技術人員都深知,沿太平洋板塊地震帶發育的斷層破碎帶是金礦賦存的極佳部位。

如今,極少有海地人知道他們腳下所埋藏的巨大財富。針對該礦床所開展的勘查工作均在偏遠的山區,交通等設施極為不便。來自美國和加拿大的精明的礦業投資者近年來先后已投入超過3 000萬美元,用于地質勘查等鉆探施工、公路建設和實驗室樣品分析。預計五年內即可進行開采。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

銻及其硫化物的特性

銻是一種銀白色的金屬,呈半金屬光澤。據考古學家和歷史學家的考證,人類早在6 000年前就已發現并開始使用銻及其硫化物。據傳是古代西方的一位煉金術士巴茲爾·瓦倫丁第一次從輝銻礦中提煉出了銻金屬。

銻是一種延展性很差的金屬,其質地堅硬、易碎,可被加工為金屬粉末。相比于其他金屬,銻對于電流和熱量的傳導性均較差。在地殼元素豐度表中,銻排名第63位,錫、砷、稀土元素排在其前列,鉍、汞、銀排在其后面。銻常以硫化物的方式賦存于銅礦、鉛礦及銀礦中。銻極少以單元素的形式獨立成礦,一旦發現自然產出的銻,其必定與砷、鉍或銀相伴生。

銻常以輝銻礦和脆硫銻鉛礦兩種礦物形式存在于自然界中,同時也常以其他礦物副產品的形式而存在。據統計,全世界約80%的銻金屬均產自于兩類礦床中,即與碳酸鹽置換有關的銻礦床及與熱液有關的金銻礦床。

銻的最主要用途是其氧化物——三氧化二銻可用于制造耐火材料。三氧化二銻往往與鹵化物阻燃劑一起使用,三氧化二銻形成銻的鹵化物的過程可以減緩燃燒,因此具有阻燃效應。 這些化合物與氫原子、氧原子和羥基自由基反應,最終使火熄滅。銻能與鉛形成用途廣泛的合金,這種合金硬度與機械強度相比銻都有所提高,因此,大部分使用鉛的場合都會加入數量不等的銻來制成合金。在鉛酸電池中,這種添加劑可改變電極性質,并能減少放電時副產物——氫氣的生成。

自從美國愛達荷州桑夏尼銀礦(Sunshine Silver Mine)于2001年停止開采后,銻作為銀的伴生元素,在美國的產量一直很低。美國在銻的進口上嚴重依賴于中國,而后者幾乎壟斷了全球銻礦石和銻精礦的生產和出口貿易。

2014年后,美國的一家礦業公司開始著手重啟位于內華達州的一個銻礦項目,目前處于銻礦石選冶加工性能的可行性研究階段。同時,位于愛達荷州中部的黃松金銻礦(Yellow Pine Mine)也有可能再次進行勘查和開采。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

海底礦床的勘探與開發

19世紀末期,科學家們已經在海底發現了富含鐵錳成分的海底沉積物。直到20世紀60年代,科學家們才試圖開發這些海底礦藏。然而由于開采技術上的瓶頸,加之70年代全球陸地礦床的發現不斷取得突破,開采海底礦藏直到90年代才重新被提上日程。如今,世界各國對于稀有金屬的巨大需求,隨著開采技術的進步和海底塊狀硫化物礦床(SMS)的發現,使得深入海底開采資源變得可能。

據悉,海底礦床一般以三種形式存在:塊狀硫化物礦床(SMS)、多金屬結核以及富鈷結殼。從這些海底礦物中,科學家們可以提取多種工業元素,如銅、鉛、鋅、金、銀,甚至稀土元素等。

英國南安普頓大學(University of Southampton in England)海底生物研究院的保羅·泰勒教授(Paul Tyler)認為,近幾年來人類對于海底資源開發的熱情呈“爆炸式”增長的態勢,這些海底元素對于手機及平板電視的生產至關重要,而這些元素大部分產于中國的陸地礦床中。這就是所謂的“地理政治”需要。

塊狀硫化物礦床(SMS),抑或稱為“多金屬硫化物礦床”,多見于大洋中脊、洋內弧后及陸緣弧后等環境中。塊狀硫化物礦床的成因模式說法不一,目前比較統一的認識如下:在擴張洋脊裂谷環境中,玄武質巖漿活動頻繁。洋底向下循環的海水接受了深部巖漿及熔巖的熱能,溫度升高,化學活動性增強,并且不斷溶解鎂鐵質熔巖中的鐵、銅、硫等成礦物質而轉變為成礦流體。當成礦流體沿平行洋脊軸的正斷層及轉換斷層上升到淺部時因減壓卸載而形成網脈狀、浸染狀礦化和蝕變帶。當成礦流體沖出海底時即產生海底熱液噴流,形成塊狀硫化物礦體(如圖所示)。

然而需要注意的是,在礦業公司決定開采這些海底寶藏時,他們必須越過諸如技術上、政治上、法律上、環保上等存在的障礙,以確保其開采行為的合理合法性。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

深海采礦的立法與許可

國際海洋組織(ISA)成立于1982年,隸屬于聯合國,負責監督與管理國際水域的海底采礦事宜。各國對于在其領海范圍內從事的海底采礦活動,可自行頒發采礦許可證。

2011年,巴布亞新幾內亞成為全球第一個頒發深海采礦許可證的國家,加拿大的鸚鵡螺礦業公司(Nautilus Minerals)則成為全球第一個獲得深海采礦許可的“幸運兒”,將在該國領海范圍內開采海底高品位塊狀硫化物礦床(SMS)。鸚鵡螺礦業公司是一個擁有幾十年采礦經驗的隊伍,14年前在南太平洋的比斯曼海域和所羅門海域曾獲得過深海資源的商業勘探權。雖然這次面臨著更大的困難,但公司將建成世界上第一個深海礦山。在海底主要有以下三個重要設備:一是開拓采礦臺階;二是在采礦臺階上快速鑿碎礦石;三是收集礦石碎塊,制成礦漿,并通過垂直揚升系統泵到海面。

在國際水域內,國際海洋組織已陸續向數個國家和礦業公司頒發了20多個深海礦產資源勘探權(非開采權),例如:英國洛克希德·馬丁公司最近被授權勘探太平洋公海范圍內約58 000 km2水域內的深海礦產資源。

除了巴布亞新幾內亞所頒發的海底采礦證,鸚鵡螺礦業公司又發現了20處具有開采價值的海底礦床。其中,最具經濟價值的礦床位于比斯曼海的一處海底噴溢口附近,該礦床被命名為“索爾瓦拉-1”。初步研究推斷該礦床為一大型塊狀硫化物礦床。經估算,該礦床大約可生產130萬t銅和金的混合金屬,銅品位為7.5%,金品位為7.2 g/t。

“索爾瓦拉-1”海底礦床位于巴布亞新幾內亞東北部新愛爾蘭省的近海部位,深度約1 600 m。距離該礦床2 km開外,便是其“姊妹礦”——“南蘇”,該礦床的形成與海底火山運動密切相關。鸚鵡螺公司于2008年9月向巴布亞新幾內亞政府提交了環境影響評估報告,報告中認為,該項目的實施技術可行、經濟合理、社會及環境影響積極。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

國際金屬價格一路走低 美國礦產品產值逆市上升

美國地質調查局(USGS)近日宣稱,雖然國際貴金屬價格一路走低,但是美國2014年的礦產品產值依然保持了持續上升的態勢。

美國2014年礦產品原材料產值為776億美元,較之2013年的742億美元,上漲了4.6%。美國國內經濟的強勁復蘇使得國內對于金屬原材料的需求旺盛,然而,國際經濟形勢的持續低迷和美元的升值卻極大地限制了美國礦產品的出口,2014年美國礦產品的出口值為1 080億美元,而2013年則為1 290億美元。同時,國際金屬價格的走低使得美國2014年的金屬產品進口量在持續上升。

據悉,美國地質調查局的礦產資源年報是一份針對全球礦產品價格、供求關系等方面的綜合性年報。年報中包含了90種與美國經濟發展和國家安全息息相關的礦產品,并詳細地分析了各種礦產品的供求趨勢,價格走勢及國內、國際的礦產品形勢等。

美國地質調查局國家礦產信息中心史蒂文·弗提爾(Steven M. Fortier)教授認為,美國地質調查局發布的有關礦產資源的信息對于美國國家政策決策部門具有重要參考價值,很多關于經濟發展和國家安全方面的政策制定,均可找到美國地質調查局所發布的數據和信息。

2014年,美國有12個州的非能源礦產品的產值均超過了20億美元,這些州分別為(降序排列):亞利桑那州、內華達州、明尼蘇達州、德克薩斯州、猶他州、加利福尼亞州、阿拉斯加州、佛羅里達州、密蘇里州、密歇根州、懷俄明州及科羅拉多州。這些州的礦產品產值約占全美總產值的62%。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

2014年全球產金國情況分析

根據美國地質調查局(USGS)發布的數據顯示,全球2014年黃金產量達到了2 860 t,較之2013年的2 800 t,上升了2.1%。

據統計,2014年全球十大產金國共生產出1 920 t黃金,較之2013年的1 876 t,上升了2.3%。

全球十大產金國中,中國、澳大利亞、俄羅斯、加拿大、烏茲別克斯坦等5個產金國的金產量有所上升,而美國、南非、秘魯和墨西哥等4個產金國的金產量有所回落,加納的金產量則與2013年持平。

中國已連續8年蟬聯全球黃金產量之首,2014年的金產量為450 t；澳大利亞和俄羅斯分列二三位,黃金產量分別為270 t和245 t；美國的金產量在2014年暴跌8.3%,為211 t,排在第四位；加拿大的黃金產量在2014年上升了29%,達到160 t,由2013年的第七位上升到第五位,首次超過了南非；南非作為老牌產金大國,在過去的一個世紀內一直位于全球之首,直到2007年首次被中國超過。南非在20世紀60年代末期的金產量達到了頂峰,每年的黃金產量竟然超過了1 000 t。

其他的一些中小產金國的黃金產量在2014年也有所上升,從2013年的924 t上升到2014年的940 t,上升了1.7%。

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徐慧,編譯.朱建東,校.