國際地質(zhì)新動態(tài)

加拿大薩斯喀徹溫省鉀鹽礦床

鉀鹽層賦存于中泥盆統(tǒng)埃爾克群蒸發(fā)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(fā)巖系的下伏巖層為溫尼伯戈西斯碳酸鹽巖沉積建造,同時(shí)與上覆的道森灣紅層泥質(zhì)巖建造呈不整合接觸關(guān)系。該地區(qū)中泥盆統(tǒng)蒸發(fā)旋回可分為三個(gè)階段,這套含礦沉積組合蒸發(fā)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(fā)旋回的第一個(gè)階段。含礦沉積組合蒸發(fā)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(dá)213 m。這套沉積組合蒸發(fā)巖的頂部為含礦層位,厚約60 m,可具體分為4個(gè)含礦層。按時(shí)代由老到新分別是Esterhazy,White Bear,Belle Plaine和Patience Lake。這4個(gè)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(dá)7 m。

沉積作用發(fā)生于埃爾克大型封閉的內(nèi)海盆地中,氣候干燥,蒸發(fā)速率強(qiáng)。隨著蒸發(fā)速率的增大,海水中的礦物沉淀序列為:灰?guī)r—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(gè)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(zhì)及次生富集等作用。

構(gòu)造環(huán)境為由礁石、島嶼等圈閉所形成的封閉的內(nèi)海環(huán)境,蒸發(fā)巖層后期受到構(gòu)造作用而發(fā)生褶皺、加厚、斷裂、溶解等現(xiàn)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(zhì)(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(zhì)。氧化鐵所形成的“鐵染”現(xiàn)象很發(fā)育,顏色從淺肉紅色到鮮紅色。

一般為層控型礦床,礦物結(jié)晶顆粒粗大。成礦物質(zhì)中的鉀鹽和光鹵石往往伴生,也可單獨(dú)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(fā)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(zhì)作用在沉積過程中普遍不發(fā)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(zhì)控礦因素主要為:①發(fā)育在大型的封閉蒸發(fā)巖內(nèi)海盆地中的含鹽沉積建造；②蒸發(fā)作用周期性旋回；③有利的蒸發(fā)巖沉積組合序列；④后期構(gòu)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(tǒng)地下開采,2座采用溶浸法開采。傳統(tǒng)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(jù)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(chǎn)量達(dá)16 133 000 t,占到當(dāng)年全世界總產(chǎn)量的30%。加拿大薩斯喀徹溫省是世界上最大的鉀鹽生產(chǎn)基地。美國地調(diào)局對該地區(qū)普遍發(fā)育的四套鉀鹽含礦層的鉀鹽資源量分別進(jìn)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(fā)現(xiàn)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(fā)

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

在過去的幾年中,地質(zhì)人員曾在海地東北部山脈的熱帶雨林山脊中進(jìn)行了密集的鉆探施工,發(fā)現(xiàn)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(shí)施鉆探工程,制定并優(yōu)化開采方案。

作為其鄰國,多米尼加共和國的技術(shù)人員在山脈的那一側(cè)已經(jīng)開始了采礦,該礦層與海地境內(nèi)的隱伏礦,證實(shí)為同一層礦體。據(jù)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(nèi)的成礦地質(zhì)條件相對比較優(yōu)越。隨著構(gòu)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(fā)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(shù)人員都深知,沿太平洋板塊地震帶發(fā)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(cái)富。針對該礦床所開展的勘查工作均在偏遠(yuǎn)的山區(qū),交通等設(shè)施極為不便。來自美國和加拿大的精明的礦業(yè)投資者近年來先后已投入超過3 000萬美元,用于地質(zhì)勘查等鉆探施工、公路建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室樣品分析。預(yù)計(jì)五年內(nèi)即可進(jìn)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(jù)考古學(xué)家和歷史學(xué)家的考證,人類早在6 000年前就已發(fā)現(xiàn)并開始使用銻及其硫化物。據(jù)傳是古代西方的一位煉金術(shù)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(zhì)地堅(jiān)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(dǎo)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(dú)立成礦,一旦發(fā)現(xiàn)自然產(chǎn)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(shí)也常以其他礦物副產(chǎn)品的形式而存在。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界約80%的銻金屬均產(chǎn)自于兩類礦床中,即與碳酸鹽置換有關(guān)的銻礦床及與熱液有關(guān)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(yīng)。 這些化合物與氫原子、氧原子和羥基自由基反應(yīng),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(jī)械強(qiáng)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(shù)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(zhì),并能減少放電時(shí)副產(chǎn)物——?dú)錃獾纳伞?/p>

自從美國愛達(dá)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(chǎn)量一直很低。美國在銻的進(jìn)口上嚴(yán)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(chǎn)和出口貿(mào)易。

2014年后,美國的一家礦業(yè)公司開始著手重啟位于內(nèi)華達(dá)州的一個(gè)銻礦項(xiàng)目,目前處于銻礦石選冶加工性能的可行性研究階段。同時(shí),位于愛達(dá)荷州中部的黃松金銻礦(Yellow Pine Mine)也有可能再次進(jìn)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(fā)

19世紀(jì)末期,科學(xué)家們已經(jīng)在海底發(fā)現(xiàn)了富含鐵錳成分的海底沉積物。直到20世紀(jì)60年代,科學(xué)家們才試圖開發(fā)這些海底礦藏。然而由于開采技術(shù)上的瓶頸,加之70年代全球陸地礦床的發(fā)現(xiàn)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(shù)的進(jìn)步和海底塊狀硫化物礦床(SMS)的發(fā)現(xiàn),使得深入海底開采資源變得可能。

據(jù)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(jié)核以及富鈷結(jié)殼。從這些海底礦物中,科學(xué)家們可以提取多種工業(yè)元素,如銅、鉛、鋅、金、銀,甚至稀土元素等。

英國南安普頓大學(xué)(University of Southampton in England)海底生物研究院的保羅·泰勒教授(Paul Tyler)認(rèn)為,近幾年來人類對于海底資源開發(fā)的熱情呈“爆炸式”增長的態(tài)勢,這些海底元素對于手機(jī)及平板電視的生產(chǎn)至關(guān)重要,而這些元素大部分產(chǎn)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(nèi)弧后及陸緣弧后等環(huán)境中。塊狀硫化物礦床的成因模式說法不一,目前比較統(tǒng)一的認(rèn)識如下:在擴(kuò)張洋脊裂谷環(huán)境中,玄武質(zhì)巖漿活動頻繁。洋底向下循環(huán)的海水接受了深部巖漿及熔巖的熱能,溫度升高,化學(xué)活動性增強(qiáng),并且不斷溶解鎂鐵質(zhì)熔巖中的鐵、銅、硫等成礦物質(zhì)而轉(zhuǎn)變?yōu)槌傻V流體。當(dāng)成礦流體沿平行洋脊軸的正斷層及轉(zhuǎn)換斷層上升到淺部時(shí)因減壓卸載而形成網(wǎng)脈狀、浸染狀礦化和蝕變帶。當(dāng)成礦流體沖出海底時(shí)即產(chǎn)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(yè)公司決定開采這些海底寶藏時(shí),他們必須越過諸如技術(shù)上、政治上、法律上、環(huán)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(lián)合國,負(fù)責(zé)監(jiān)督與管理國際水域的海底采礦事宜。各國對于在其領(lǐng)海范圍內(nèi)從事的海底采礦活動,可自行頒發(fā)采礦許可證。

2011年,巴布亞新幾內(nèi)亞成為全球第一個(gè)頒發(fā)深海采礦許可證的國家,加拿大的鸚鵡螺礦業(yè)公司(Nautilus Minerals)則成為全球第一個(gè)獲得深海采礦許可的“幸運(yùn)兒”,將在該國領(lǐng)海范圍內(nèi)開采海底高品位塊狀硫化物礦床(SMS)。鸚鵡螺礦業(yè)公司是一個(gè)擁有幾十年采礦經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)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(yè)勘探權(quán)。雖然這次面臨著更大的困難,但公司將建成世界上第一個(gè)深海礦山。在海底主要有以下三個(gè)重要設(shè)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(yáng)升系統(tǒng)泵到海面。

在國際水域內(nèi),國際海洋組織已陸續(xù)向數(shù)個(gè)國家和礦業(yè)公司頒發(fā)了20多個(gè)深海礦產(chǎn)資源勘探權(quán)(非開采權(quán)),例如:英國洛克希德·馬丁公司最近被授權(quán)勘探太平洋公海范圍內(nèi)約58 000 km2水域內(nèi)的深海礦產(chǎn)資源。

除了巴布亞新幾內(nèi)亞所頒發(fā)的海底采礦證,鸚鵡螺礦業(yè)公司又發(fā)現(xiàn)了20處具有開采價(jià)值的海底礦床。其中,最具經(jīng)濟(jì)價(jià)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(jīng)估算,該礦床大約可生產(chǎn)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(nèi)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(yùn)動密切相關(guān)。鸚鵡螺公司于2008年9月向巴布亞新幾內(nèi)亞政府提交了環(huán)境影響評估報(bào)告,報(bào)告中認(rèn)為,該項(xiàng)目的實(shí)施技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、社會及環(huán)境影響積極。

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徐慧,編譯.朱建東,校.

國際金屬價(jià)格一路走低 美國礦產(chǎn)品產(chǎn)值逆市上升

美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)近日宣稱,雖然國際貴金屬價(jià)格一路走低,但是美國2014年的礦產(chǎn)品產(chǎn)值依然保持了持續(xù)上升的態(tài)勢。

美國2014年礦產(chǎn)品原材料產(chǎn)值為776億美元,較之2013年的742億美元,上漲了4.6%。美國國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁復(fù)蘇使得國內(nèi)對于金屬原材料的需求旺盛,然而,國際經(jīng)濟(jì)形勢的持續(xù)低迷和美元的升值卻極大地限制了美國礦產(chǎn)品的出口,2014年美國礦產(chǎn)品的出口值為1 080億美元,而2013年則為1 290億美元。同時(shí),國際金屬價(jià)格的走低使得美國2014年的金屬產(chǎn)品進(jìn)口量在持續(xù)上升。

據(jù)悉,美國地質(zhì)調(diào)查局的礦產(chǎn)資源年報(bào)是一份針對全球礦產(chǎn)品價(jià)格、供求關(guān)系等方面的綜合性年報(bào)。年報(bào)中包含了90種與美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全息息相關(guān)的礦產(chǎn)品,并詳細(xì)地分析了各種礦產(chǎn)品的供求趨勢,價(jià)格走勢及國內(nèi)、國際的礦產(chǎn)品形勢等。

美國地質(zhì)調(diào)查局國家礦產(chǎn)信息中心史蒂文·弗提爾(Steven M. Fortier)教授認(rèn)為,美國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的有關(guān)礦產(chǎn)資源的信息對于美國國家政策決策部門具有重要參考價(jià)值,很多關(guān)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家安全方面的政策制定,均可找到美國地質(zhì)調(diào)查局所發(fā)布的數(shù)據(jù)和信息。

2014年,美國有12個(gè)州的非能源礦產(chǎn)品的產(chǎn)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(nèi)華達(dá)州、明尼蘇達(dá)州、德克薩斯州、猶他州、加利福尼亞州、阿拉斯加州、佛羅里達(dá)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(chǎn)品產(chǎn)值約占全美總產(chǎn)值的62%。

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2014年全球產(chǎn)金國情況分析

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,全球2014年黃金產(chǎn)量達(dá)到了2 860 t,較之2013年的2 800 t,上升了2.1%。

據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年全球十大產(chǎn)金國共生產(chǎn)出1 920 t黃金,較之2013年的1 876 t,上升了2.3%。

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

中國已連續(xù)8年蟬聯(lián)全球黃金產(chǎn)量之首,2014年的金產(chǎn)量為450 t；澳大利亞和俄羅斯分列二三位,黃金產(chǎn)量分別為270 t和245 t；美國的金產(chǎn)量在2014年暴跌8.3%,為211 t,排在第四位；加拿大的黃金產(chǎn)量在2014年上升了29%,達(dá)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(chǎn)金大國,在過去的一個(gè)世紀(jì)內(nèi)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(jì)60年代末期的金產(chǎn)量達(dá)到了頂峰,每年的黃金產(chǎn)量竟然超過了1 000 t。

其他的一些中小產(chǎn)金國的黃金產(chǎn)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.