高長(zhǎng)亮,亓希強(qiáng),呂濤,田紹喜,高志友,蘇道強(qiáng),高榮政
(1.山東省地礦工程集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250014;2.山東省魯北地質(zhì)工程勘察院,山東 德州 253015)
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埃塞俄比亞南部某風(fēng)化殼型鉭鈮礦床地質(zhì)特征
高長(zhǎng)亮1,2,亓希強(qiáng)1,呂濤1,田紹喜1,高志友1,蘇道強(qiáng)1,高榮政1
(1.山東省地礦工程集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南250014;2.山東省魯北地質(zhì)工程勘察院,山東 德州253015)
通過(guò)總結(jié)埃塞俄比亞南部某風(fēng)化殼型鉭鈮礦區(qū)域地質(zhì)、重砂化探異常、礦區(qū)地質(zhì)、礦床特征,重點(diǎn)探討了該類(lèi)礦床的礦體、礦石特征、礦床成因及其控礦因素等,指出該區(qū)還有很多較好異常未得到驗(yàn)證,大量的含礦花崗偉晶巖、深部含礦花崗巖也未得到全面有效的控制,通過(guò)進(jìn)一步工作,該區(qū)有望找到規(guī)模更大的風(fēng)化殼型及其偉晶巖型、花崗巖型鈮鉭礦床。
風(fēng)化殼型;鉭鈮礦床;地質(zhì)特征;埃塞俄比亞
引文格式:高長(zhǎng)亮,亓希強(qiáng),呂濤,等.埃塞俄比亞南部某風(fēng)化殼型鉭鈮礦床地質(zhì)特征[J].山東國(guó)土資源,2015,31(6):24-29.GAO Changliang, QI Xiqiang, LV Tao, etc. Geological Characteristics of a Weathering Crust Type Tantalum Niobium Deposit in Southern Ethiopia[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(6):24-29.
1—礫石、砂、砂性土壤;2—切克特組;3—肯蒂查組;4—阿菲埃組;5—增博巴組;6—布盧卡組;7—次火山巖脈,夾早第三紀(jì)火山巖;8—黑云花崗巖;9—石英閃長(zhǎng)巖,含石英輝長(zhǎng)-蘇長(zhǎng)巖;10—輝長(zhǎng)巖及輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;11—斷層;12—礦區(qū)范圍及編號(hào);13—地層產(chǎn)狀;14—片麻理產(chǎn)狀;15—鈮重砂異常及編號(hào);16—鋰、鈮化探異常圖1 MB1區(qū)域地質(zhì)略圖
風(fēng)化殼型礦床埋藏淺、結(jié)構(gòu)疏松、易采、易選,具有較大的工業(yè)價(jià)值,其中風(fēng)化殼型鈮鉭礦床是目前鈮鉭的重要來(lái)源[1]。埃塞俄比亞礦產(chǎn)資源豐富,其南部前寒武紀(jì)基底巖系分布區(qū)是該國(guó)最重要的鉭鈮礦生產(chǎn)基地及資源潛力開(kāi)發(fā)區(qū)。山東地礦工程集團(tuán)有限公司,通過(guò)綜合分析研究該區(qū)以往地質(zhì)、礦產(chǎn)、物化探等成果資料和鄰區(qū)已知礦床的特征及成礦規(guī)律,采取地質(zhì)、重砂測(cè)量、化探、槽井探和樣品測(cè)試等綜合勘查手段,在MB1地區(qū)新發(fā)現(xiàn)并圈定了風(fēng)化殼型中型鉭鈮礦床1處①山東省地礦工程集團(tuán)有限公司,埃塞俄比亞奧羅米亞州BOMBA WOHA,HANGEDI,KENTICHA AND DERMI鉭鈮礦普查地質(zhì)報(bào)告,2010年。該文初步總結(jié)了該風(fēng)化殼型鉭鈮礦床地質(zhì)特征,旨在為國(guó)內(nèi)學(xué)者提供尋找風(fēng)化殼型鉭鈮礦信息,同時(shí)為國(guó)內(nèi)企業(yè)實(shí)施“走出去”的找礦戰(zhàn)略提供一些依據(jù)。
區(qū)域地層為前寒武紀(jì)基底巖系、晚古生代—中生代沉積巖系和新近紀(jì)—第四紀(jì)火山巖沉積巖系,大地構(gòu)造屬于“泛非構(gòu)造帶”中的東非造山帶,位于東非大裂谷(東支)東側(cè)(圖1),多期次構(gòu)造巖漿強(qiáng)烈[2]。
前寒武紀(jì)地層主要為新元古代中上部基底雜巖組成②Mineral Potential of Adola, 1∶10萬(wàn), Adola Gold Exploration Project ,Ministry of Mines and Energy Federal Democratic Republic of Ethiopia,1982(圖1)。中部雜巖(自下而上)主要由布盧卡巖組、增博巴巖組、阿菲埃巖組及肯蒂查巖組構(gòu)成,巖性為多期次的變形變質(zhì)作用形成的片麻巖、混合巖、大理巖及角閃巖,變質(zhì)程度主要為角閃巖相;上部雜巖主要為切克特巖組,巖性主要由各種片巖(主要為云母、綠泥石、絹云母、長(zhǎng)石和角閃石片巖)、板巖、千枚巖、大理巖、變礫巖和不同期次的侵入巖(花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖、偉晶巖、輝長(zhǎng)巖、輝石巖及橄欖巖)的復(fù)雜巖石組合,變質(zhì)程度為綠片巖相,局部為低角閃巖相。巖漿巖十分發(fā)育,主要分為同構(gòu)造期侵入巖、阿多拉巖漿巖系列和區(qū)域超變質(zhì)侵入雜巖。區(qū)域構(gòu)造非常發(fā)育,主要以SN向?yàn)橹鞲蓸?gòu)造,次級(jí)構(gòu)造為NNE,NE向;再次為NEE向、NW向。
區(qū)域礦產(chǎn)資源十分豐富,主要有肯蒂查花崗偉晶巖型鈮鉭礦、石英、長(zhǎng)石、白云巖、菱鎂礦、高嶺土礦及勒格德姆比綠巖型金礦等③姚華舟等,中國(guó)地調(diào)局宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)所,埃塞俄比亞地質(zhì)礦產(chǎn)考察報(bào)告,2006。區(qū)域性鈮、鋰、金、鎢化探和重砂異常發(fā)育。其中鉭鈮礦重砂異常7處,編號(hào)分別為鈮31-37,異??傮w呈近SN向展布的不規(guī)則長(zhǎng)橢圓形,異常面積、異常強(qiáng)度不一;水系沉積物測(cè)量異常主要為L(zhǎng)i,Nb組合異常和Li異常,異??傮w呈近SN向展布的不規(guī)則長(zhǎng)橢圓形。風(fēng)化殼型鉭鈮礦床位于鉭鈮礦重砂異常(鈮31)西南和化探異常(Li,Nb)組合異常北部。
2.1地層
礦區(qū)內(nèi)地層主要為新元古代基底雜巖和新生代地層。僅出露肯蒂查巖組、切克特巖組和第四系。
肯蒂查巖組主要分布在礦區(qū)南部,走向近SN,傾向NE,傾角10°~15°,巖性主要為含石榴石及云母片巖、片麻狀花崗巖,出露較差,大部分被覆蓋。
切克特巖組僅在礦區(qū)東部邊緣出露,巖性主要為角閃巖、斜長(zhǎng)綠泥巖—陽(yáng)起片巖、千枚巖、石墨石英巖等,產(chǎn)狀同肯蒂?gòu)貛r組一致。
第四系分布于低洼地帶,巖性為殘坡積和洪沖積層、沖積層的礫石、砂、砂質(zhì)粘土等。
2.2構(gòu)造
礦區(qū)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。以NW向斷裂為主,且規(guī)模相對(duì)較大,主要分布于礦區(qū)的中部。出露長(zhǎng)度約10km,走向310°~330°,傾向NE,傾角74°~80°。斷裂內(nèi)發(fā)育碎裂巖、碎裂花崗巖、碎裂狀片麻巖等。
2.3巖漿巖
礦區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育,主要分為同構(gòu)造期侵入巖、脈巖及區(qū)域變質(zhì)侵入雜巖。同構(gòu)造期侵入巖主要為黑云花崗巖,分布于礦區(qū)中部,呈透鏡狀侵入于肯蒂?gòu)亟M和阿菲埃組中。巖石呈灰白色,中?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、微斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等;副礦物為鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。其走向近SN,傾向E,傾角30°左右。礦區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育,主要為輝綠巖脈、花崗偉晶巖脈。
2.4重砂、化探異常
1∶2.5萬(wàn)水系重砂測(cè)量工作,重砂樣品(正樣)進(jìn)行磁性、電磁性、重礦物及輕礦物鑒定,灰砂化探(副樣)分析Nb,Ta,Li;水系沉積物樣品分析Nb,Ta,Li,Au。重砂與灰砂化探鉭鈮異常位于MB1南部,為NW走向,兩類(lèi)異常重合較好,且均未封閉(圖2,圖3),面積2.5km2,異常特征詳見(jiàn)表1。
1—第四系;2—切克特組;3—肯蒂查組;4—次火山巖脈;5—斷層;6—勘探線及其編號(hào);7—淺井位置及編號(hào);8—化探取樣位置及分析結(jié)果(10-8);9—Nb,Ta,Li灰砂化探異常圖2 MB1礦區(qū)灰砂化探異常分布圖(附工程部署)
1—第四系;2—切克特組;3—肯蒂查組;4—次火山巖脈;5—斷層;6—重砂采樣點(diǎn)位置及分析結(jié)果(10-4);7—重砂異常圖3 MB1礦區(qū)重砂異常分布圖
項(xiàng)目重砂(n=46)灰砂化探(n=21)鉭鈮礦+鈦鐵礦NbTaLiAu最小值240.15600.01600.01750.0022最大值327123.00667.27650.272510.6875均值5283.63250.98130.40280.5467方差6366.01821.70210.32792.3257變化系數(shù)12016617381425異常下限179915.66884.38551.05875.1982
注:測(cè)試單位:Au為10-6,其他為10-9
據(jù)稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范[3],5個(gè)地質(zhì)因素的類(lèi)型系數(shù)之和為2.4,綜合確定為第Ⅱ勘查類(lèi)型。目前礦區(qū)已探求風(fēng)化殼型鉭鈮礦石資源量354.9×104t,鉭鈮氧化物資源量854.15t。鉭或鈮風(fēng)化殼型獨(dú)立礦床均達(dá)中型。
3.1礦體特征
目前圈定礦體1個(gè),礦體受控于起伏地貌地形,呈面狀分布,受礦權(quán)影響其邊界未定。圍巖為第四紀(jì)殘坡積含礫砂質(zhì)粘土、粘土?;鶐r為云母片巖、片麻巖、花崗巖。礦體賦存于基巖風(fēng)化殼中,礦體總體走向345°~355°,傾向NE,傾角10°~15°,呈層狀、似層狀產(chǎn)出,分支復(fù)合現(xiàn)象常見(jiàn)(圖4、圖5)。礦體地表賦存標(biāo)高2191~2287m,長(zhǎng)1300~1600m,寬度800m,具大型礦體特征。一般厚1~3m,平均鉛直厚度2.18m,QJ3697處可達(dá)4.70m。厚度變化系數(shù)為54.85%,屬礦體厚度穩(wěn)定型(小于60%)。
礦體Ta2O5的品位一般為0.005%~0.0623%,平均品位0.0099%;Nb2O5品位一般0.0044%~0.0668%,平均品位0.0142%。Nb2O5,Ta2O5品位變化系數(shù)分別為133.2%,151.5%,屬有用組分不均勻型(品位變化系數(shù)大于80%)。(Ta,Nb)2O5品位一般0.01%~0.1261%,平均品位0.0241%。Ta/Nb=0.7(小于1,大于0.2),屬鉭鈮礦床[4]。
1—風(fēng)化物;2—推測(cè)風(fēng)化殼范圍界線;3—肯蒂查巖組:花崗片麻巖、花崗巖、花崗偉晶巖及片巖;4—淺井位置及編號(hào);5—礦體及編號(hào)圖4 MB1鈮鉭礦區(qū)第28勘探線剖面圖
1—腐殖土;2—石英脈;3—風(fēng)化花崗片麻巖;4—刻槽取樣位置及編號(hào)圖5 MB-1塊段28勘探線淺井柱狀對(duì)比圖
3.2礦石特征
3.2.1礦石類(lèi)型
按風(fēng)化程度可分為全風(fēng)化型和半風(fēng)化型,以全風(fēng)化型為主;按成礦母巖成分礦石類(lèi)型可分為全風(fēng)化花崗巖型、全風(fēng)化花崗片麻巖型、全風(fēng)化花崗偉晶巖型。
礦石松散結(jié)構(gòu),土狀構(gòu)造。個(gè)別松散殘余結(jié)構(gòu),殘余片麻狀構(gòu)造,即部分淺井中可見(jiàn)花崗片麻巖的殘余片麻理。礦石中的長(zhǎng)石絕大部分風(fēng)化為高嶺土,偶有殘骸,松散,手捏即碎,吸水性強(qiáng)。置于水中,大部分礦物的單體能自然松散解離。
3.2.3礦物成分
礦石礦物主要為鉭鈮鐵礦、鈦鐵礦,少量鋯石。脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、高嶺石。
3.2.4礦石礦物特征
鉭鈮鐵礦:最主要的稀有金屬礦物,鐵黑色、褐黑色,具強(qiáng)電磁性,呈板狀、柱狀,粒度0.102~0.13mm,含Nb2O559%,Ta2O541%。鉭鈮主要呈獨(dú)立礦物存在于鉭鈮鐵礦中,其次以類(lèi)質(zhì)同象的形式存在于鐵礦物、鋯石、云母中,并有少量鈮鉭礦物呈微小顆?;煸诨◢徠閹r風(fēng)化形成的泥質(zhì)成分中。
鈦鐵礦:黑色,粒狀、板狀,金屬光澤,粒徑一般為0.03~0.6mm。
鋯石:淺紅色、無(wú)色,柱狀,熔蝕現(xiàn)象較明顯,晶形較完整,金剛光澤,粒徑0.03~0.36mm。
3.2.5脈石礦物特征
除了三次排演《雷雨》外,復(fù)旦劇社還演出了《日出》和《北京人》。1937年,吳鐵翼、鳳子等人已畢業(yè)離校,但他們?nèi)匀幌矏?ài)戲劇演出,自行組織“戲劇工作社”,并組織已畢業(yè)的復(fù)旦劇社積極分子排演話(huà)劇。1937年 2月 2~5日,他們?cè)谏虾?柕谴髴蛟貉莩隽恕度粘觥?,由歐陽(yáng)予倩擔(dān)任導(dǎo)演,這也是《日出》第一次在中國(guó)話(huà)劇舞臺(tái)上演出。1942年,復(fù)旦劇社在重慶時(shí)還演出了《北京人》,由劇社同學(xué)李維時(shí)導(dǎo)演,舞美等各部門(mén)工作皆由復(fù)旦劇社同學(xué)擔(dān)任。當(dāng)時(shí)的演出條件極差,燈光效果不好,但同學(xué)們能夠感受到話(huà)劇的魅力,欣喜不已。
石英:呈乳白色、灰白色,呈半自形—他形粒狀,多數(shù)為集合體或細(xì)脈分布于風(fēng)化花崗巖、花崗片麻巖中。
長(zhǎng)石:長(zhǎng)石絕大部分風(fēng)化為高嶺土,偶爾保留長(zhǎng)石殘骸,松散,手捏即碎。
隨著我國(guó)國(guó)防工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)稀有金屬的需求與日俱增,其中鉭鈮礦產(chǎn)品進(jìn)口量常年居高不下,更是加劇了尋找新鈮鉭礦床的迫切性,然而對(duì)于稀有金屬礦床的認(rèn)識(shí)還相對(duì)滯后[5]。
4.1控制程度及綜合研究程度
目前MB1風(fēng)化殼型鉭鈮礦床控制程度及綜合研究程度均較低。
MB1礦區(qū)僅施工了部分淺井,一般井深3~10m,控制最大深度僅12m,尚未完全控制風(fēng)化殼礦體深度,礦體邊部均未得到控制。廣東廣寧縣深坑含鈮鉭偉晶巖[6],由地表向深部30m左右,呈全風(fēng)化或半風(fēng)化狀態(tài),30~40m為微風(fēng)化,40m以下為新鮮偉晶巖。因此MB1礦區(qū)深部及周邊尋找風(fēng)化殼型鉭鈮礦及原生礦床潛力仍然較大。
陳湘立等人[7]研究了湖南耒陽(yáng)上堡花崗巖風(fēng)化殼型鈮鉭礦床鈮鉭的賦存狀態(tài),認(rèn)為湖南耒陽(yáng)上堡花崗巖風(fēng)化殼型鈮鉭礦床有3種類(lèi)型鈮鉭礦石:鉭鈮鐵礦礦石(類(lèi)型Ⅰ)、鈮金紅石礦石(類(lèi)型Ⅱ)和細(xì)晶石-鉭鈮鐵礦礦石(類(lèi)型Ⅲ),鈮鉭礦床中的鈮鉭主要賦存在獨(dú)立礦物鉭鈮鐵礦、鈮金紅石、細(xì)晶石中,其次賦存在鐵鋰云母中。MB1礦區(qū)目前尚未系統(tǒng)研究鈮鉭礦床鈮鉭的賦存狀態(tài),因此礦石中含鈮鉭的有用礦物尚需進(jìn)一步研究。
4.2礦石的化學(xué)成分
鈮鉭礦石化學(xué)成分有一定差異,但各樣品間主元素相差不大(表2)。礦石中(Ta,Nb)2O5品位與SiO2含量呈正消長(zhǎng)關(guān)系。
表2 MB1礦區(qū)(淺井)礦石化學(xué)成分分析結(jié)果(%)
R型點(diǎn)群分析結(jié)果顯示:①在相似水平為0.556時(shí),分為7群,即Ta2O5-Nb2O5-SiO2,K2O-MgO,Na2O-MnO,Fe2O3-TiO2,Al2O3,SO3,CaO;②Ta2O5與Nb2O5呈強(qiáng)正相關(guān)性,且相關(guān)性最強(qiáng),相關(guān)系數(shù)r=0.9399;③Nb2O5+Ta2O5與SiO2相關(guān)系數(shù)r=0.6065,說(shuō)明鉭鈮礦品位隨風(fēng)化殼(由風(fēng)化母巖控制)的酸性程度增加而增加。
MB1礦區(qū)礦石化學(xué)成分分析結(jié)果與中國(guó)湖南耒陽(yáng)上堡花崗巖風(fēng)化殼型鈮鉭礦床鈮鉭礦石對(duì)比則相差較大,前者較后者明顯偏高的為T(mén)a2O5,Nb2O5,Al2O3,Fe2O3,MgO,TiO2;而明顯偏低的為SiO2,Na2O,CaO(表3)。
表3 MB1礦區(qū)礦石化學(xué)成分分析結(jié)果對(duì)比(%)
注:表中耒陽(yáng)Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型分別為湖南耒陽(yáng)上堡花崗巖風(fēng)化殼型鈮鉭礦床中鉭鈮鐵礦礦石、鈮金紅石礦石和細(xì)晶石-鉭鈮鐵礦礦石。
4.3礦床類(lèi)型及成因
國(guó)外鈮鉭礦床具有礦床類(lèi)型多、分布范圍廣的特點(diǎn),成礦類(lèi)型包括:花崗偉晶巖型、蝕變花崗巖型、花崗巖型、碳酸巖型、堿性巖漿巖型(霞石正長(zhǎng)巖)、風(fēng)化殼型和沖積型。風(fēng)化殼型和沖積型鈮鉭礦床多位于赤道附近,與第四紀(jì)以來(lái)潮濕多雨氣候條件有關(guān)[5]。
風(fēng)化殼型鉭鈮礦床成因:鈮鉭主要以稀有元素副礦物形式存在于花崗巖類(lèi),當(dāng)鉭鈮富集到一定程度即構(gòu)成工業(yè)礦床。富含鈮鉭的花崗片麻巖、花崗巖、花崗偉晶巖在物理化學(xué)風(fēng)化作用過(guò)程中,稀有元素副礦物化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,有較強(qiáng)的抗風(fēng)化能力,在風(fēng)化過(guò)程中不易被分解而殘留在風(fēng)化殼中,并進(jìn)一步富集而形成風(fēng)化殼型鉭鈮工業(yè)礦床[7]。礦床中的鉭鈮主要呈獨(dú)立礦物鉭鈮鐵礦存在。
該區(qū)風(fēng)化殼型鉭鈮礦床形成時(shí)代為新生代第四紀(jì),但其母巖形成時(shí)代均為新元古代。
4.4控礦因素
區(qū)內(nèi)鈮鉭礦分布于第四紀(jì)風(fēng)化殼,受控于富含鈮鉭的風(fēng)化母巖,即新元古代變質(zhì)雜巖及侵入的花崗巖、花崗偉晶巖,該套雜巖富含物理化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的鉭鈮鐵礦等稀有元素,為后期形成風(fēng)化殼型鉭鈮的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
該區(qū)氣候炎熱,雨量充沛,適于物理和化學(xué)風(fēng)化作用的進(jìn)行,是形成風(fēng)化殼型礦床的重要?dú)夂蛞蛩亍?/p>
(1)新元古代變質(zhì)雜巖及侵入的花崗巖、花崗偉晶巖是尋找風(fēng)化殼型鉭鈮礦床的地質(zhì)標(biāo)志,化探及重砂顯示較好的鉭鈮鋰異常。1∶2.5萬(wàn)重砂測(cè)量是尋找鈮鉭礦床最有效的手段之一,異常濃集區(qū)及其附近有望找到更有遠(yuǎn)景的鉭鈮礦床。
(2)對(duì)MB1礦區(qū)風(fēng)化殼型鉭鈮礦體周邊及深部尚未控制,因此有必要加強(qiáng)深部及外圍的普查工作,提高儲(chǔ)量級(jí)別、綜合研究程度等,進(jìn)一步尋找同類(lèi)型鉭鈮礦床。
(3)埃塞俄比亞南部前寒武紀(jì)基底巖系分布區(qū)是該國(guó)重要的鈮鉭稀有金屬成礦帶,許多河流重砂、水系化探異常均未得到驗(yàn)證,大量的深部含鈮鉭花崗偉晶巖脈、含鈮鉭花崗巖未得到全面有效的控制。因此,通過(guò)進(jìn)一步工作,該區(qū)有望找到規(guī)模更大的風(fēng)化殼型及偉晶巖型、花崗巖型(原生礦)鈮鉭礦床。
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GAO Changliang1,2, QI Xiqiang1, LV Tao1, TIAN Shaoxi1, GAO Zhiyou1, SU Daoqiang1, GAO Rongzheng1
(1. Shandong Geo-engineering Exploration Insitute, Shandong Jinan 250014, China; 2. Lubei Geo-engineering Exploration Institute, Shandong Dezhou 253015, China)
Through the summary of geochemical anomalies, geology of mining area and deposit characteristics of a weathering crust type tantalum niobium deposit in southern Ethiopia, its ore bodies, ore characteristics, genesis and ore controlling factors have been studied. It is pointed out that a lot of good anomalies in this area have not been verified, a large number of ore bearing granite pegmatites, and ore-bearing granite in deep part has not been controlled comprehensively. Through further work, the district is expected to find larger scale weathering crust type, pegmatite type and granite type tantalum niobium deposit .
Weathering crust type; tantalum niobium deposit; geological characteristics; Ethiopia
2014-09-12;
2015-02-25;編輯:陶衛(wèi)衛(wèi)
高長(zhǎng)亮(1960—),男,山東萊蕪人,研究員,主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及其管理工作;E-mail:gaochangliang1960@163.com
P618.45
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