張?zhí)K江,張立偉,張彥文,尚 磊,李建波
(1.自然資源實(shí)物地質(zhì)資料中心,河北三河065201;2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局化探隊(duì))
稀土元素(REE)是化學(xué)元素周期表ⅢB族中原子序數(shù)為 21、39和 57~71的 17種金屬元素的總稱,包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)及镥(Lu)[1-4]。依據(jù)稀土元素原子電子層結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)及它們?cè)诘V物中的共生情況和不同離子半徑擁有不同性質(zhì)的特征,通常將其分為兩組:輕稀土元素或鈰組稀土元素(鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪),重稀土元素或釔組稀土元素(鈧、釔、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥)[2-4]。 地殼中的稀土平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 165.35×10-6[1],主要富集于堿性超基性巖、堿性巖、碳酸巖和花崗巖及與它們相關(guān)的礦床中[5]。根據(jù)礦物晶體化學(xué),可將自然界賦存于礦物中的稀土元素劃分為下列3種存在形式[1,6-7]:獨(dú)立礦物(以離子化合物形式賦存于礦物晶格中,如氟碳鈰礦、獨(dú)居石、磷釔礦、易解石)、類質(zhì)同象 (以類質(zhì)同象分散于稀有金屬與造巖礦物中,如含稀土的螢石、鈦鈾礦和磷灰石)與離子狀態(tài)(以離子吸附狀態(tài)賦存于某些礦物的表面或顆粒之間,如風(fēng)化殼淋積型黏土類、云母類礦物)。目前,世界上已發(fā)現(xiàn)的稀土礦物和含稀土元素礦物約有250余種,稀土含量較高(總稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)>5.8%)的有50~65種[4]。重要的稀土礦物主要有磷酸鹽與氟碳酸鹽兩類,其中有工業(yè)價(jià)值的礦物僅10余種[3-4],具體情況見表1。
表1 具有工業(yè)價(jià)值的各類稀土礦物一覽表[3-4]
作為一種重要的、不可再生的“三稀”金屬礦產(chǎn)資源,一種改造傳統(tǒng)工業(yè)、發(fā)展國防尖端技術(shù)不可或缺的關(guān)鍵元素,稀土因其獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的光電磁熱及易與其他元素組合等物化性質(zhì),廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、紡織、輕工、冶金、電子、醫(yī)藥、催化、超導(dǎo)、玻璃陶瓷、機(jī)械制造和國防軍工等傳統(tǒng)和軍事領(lǐng)域[2-3,8-11]。 近年來,伴隨著節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、高端裝備制造、新能源、新材料和新能源汽車等7大新興行業(yè)的發(fā)展,被譽(yù)為 “現(xiàn)代工業(yè)維生素”“萬能之土”和“21世紀(jì)新材料寶庫”的稀土的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,在國家安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的地位越來越重要,稀土已成為當(dāng)下世界各國發(fā)展高精尖產(chǎn)業(yè)必不可少的原材料及國家重要的新興戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源[1,12-14]。本文通過搜集相關(guān)資料和信息,概述了世界與中國主要稀土礦產(chǎn)資源、重要礦床類型及分布情況,并對(duì)國內(nèi)稀土礦產(chǎn)找礦潛力進(jìn)行了簡要分析,以期為今后國內(nèi)稀土礦產(chǎn)地質(zhì)找礦與科研工作起到一定的參考作用[14-15]。
世界稀土資源豐富,但分布很不均勻[3]。2009—2019年世界主要國家(地區(qū))稀土資源儲(chǔ)量概況見表2。根據(jù)文獻(xiàn)[16]資料顯示,截至2018年底,全球已探明稀土資源儲(chǔ)量達(dá)1.2億t,主要集中在美國、澳大利亞、巴西、中國、印度、馬來西亞、俄羅斯和越南這8個(gè)國家(上述8個(gè)國家稀土資源儲(chǔ)量總和為1.1173億t,約占世界總儲(chǔ)量的93.11%;其中中國稀土成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,是世界上稀土資源最豐富的國家[12],2018年稀土儲(chǔ)量約為4 400萬t,占全球總儲(chǔ)量的36.67%;巴西與越南并列第二位,約為2 200萬t,占全球總儲(chǔ)量的18.33%;俄羅斯排名第四,約為1 200萬t,占全球總儲(chǔ)量的10%;最后是印度、澳大利亞、美國和馬來西亞,其儲(chǔ)量分別約為690萬、340萬、140萬、3萬t),其余已知儲(chǔ)量主要分布于加拿大、泰國、格陵蘭、馬拉維、蒙古、朝鮮和南非等國家和地區(qū)。
表2 2009—2019年世界主要國家(地區(qū))稀土資源儲(chǔ)量概況[16]萬t
稀土礦床成因類型主要有以下 6 種[17]:1)與正長巖共生的含稀土碳酸巖體或碳酸巖脈礦床,如美國芒延帕斯、中國白云鄂博及牦牛坪稀土礦;2)與堿性花崗巖或堿性正長巖有關(guān)的交代巖型稀土礦床,如俄羅斯卡圖加、中國巴爾哲、哈薩克斯坦上埃斯坪、加拿大雷神湖及怪湖稀土礦;3)產(chǎn)于磷霞巖、異性霞石正長巖、霓霞巖等堿性巖中的伴生稀土礦床,如俄羅斯希賓稀土礦;4)濱海砂礦,主要分布于印度、澳大利亞、巴西與美國等;5)花崗巖類風(fēng)化殼淋積型稀土礦床,如中國南嶺地區(qū)稀土礦;6)碳酸巖風(fēng)化殼鈮稀土礦床,如澳大利亞韋爾德山、俄羅斯托姆托爾、巴西阿拉薩、卡塔拉奧及塞斯拉古什稀土礦。
據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示[2,14-15,18-22],世 界稀土 資源主 要 分布在北美洲、拉丁美洲、歐洲、亞洲、非洲及大洋洲這6個(gè)大洲,已發(fā)現(xiàn)的大、中型稀土礦床集中分布于加拿大、美國、巴西、格陵蘭、俄羅斯、印度尼西亞、越南、朝鮮、蒙古、中國、肯尼亞及澳大利亞等國家和地區(qū)。
北美洲稀土礦集中區(qū):1)加拿大耶羅奈夫城雷神湖(Thor Lake)蝕變正長巖型鈮鉭鋯鈹稀土金屬礦床,已劃分出 T、S、R 和 F 這 4 條礦帶,其中 T、S、R 3個(gè)礦帶內(nèi)鈹鈾鈮鉭稀土礦石儲(chǔ)量約為1億t,Y2O3儲(chǔ)量約為21萬t;2)加拿大魁北克省拉布拉多地區(qū)怪湖蝕變花崗巖型鋯稀土釔鈮礦床,已探明礦石儲(chǔ)量為 3 000 萬 t,其礦石中 ZrO2、RE2O3、Y2O3、Nb2O5與BeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3.25%、1.3%、0.66%、0.56%與0.12%;3)加拿大薩斯喀徹溫省霍益達(dá)斯湖(Hoidas Lake)稀土礦床,以1.5%REO為邊界品位,探明+控制級(jí)別資源量為115萬t,RE2O3平均品位為2.36%;推斷級(jí)別資源量為37萬t,RE2O3平均品位為2.15%;共含RE2O3金屬量為3.5萬t;4)美國加利福尼亞州圣納迪諾區(qū)芒延帕斯(Mountain Pass)碳酸巖型稀土礦床,稀土礦石儲(chǔ)量約為2.5×107萬t(稀土平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的礦石儲(chǔ)量約為1億t),RE2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為5%~10%;5)美國懷俄明州貝諾杰(Bear Lodge)稀土礦床,采用1.5%REO為邊界品位,推斷資源量為980萬t,其中RE2O3平均品位為4.1%,折合稀土金屬量為36.3萬t。
拉丁美洲稀土礦集中區(qū):巴西米納斯吉拉斯州阿拉薩(Araxa)鈮稀土碳酸巖型礦床,礦體主要賦存于雜巖體中部的紅土風(fēng)化殼層中。估計(jì)鈮品位達(dá)2.5%(Nb2O5)的礦石儲(chǔ)量為461.7 Mt;磷品位為20%~25%(P2O5)的磷酸鹽(磷灰石和非晶磷酸鹽)礦石儲(chǔ)量約為 161.3 Mt;稀土[礦石中w(Ce2O3)=6.28%、w(La2O3)=3.80%、w(Nd2O3)=1.58%]質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10%~11%的礦石儲(chǔ)量估計(jì)為54.6 Mt。
歐洲稀土礦集中區(qū):1)格陵蘭加達(dá)爾省依加里科莫茨費(fèi)爾特正長巖型鈮鉭稀土礦床,礦體賦存于莫茨費(fèi)爾特堿性雜巖體中,雜巖體僅頂部50 m,具有RE2O3品位為0.6%~1.5%的礦石資源1 250 Mt,相當(dāng)于擁有稀土氧化物75~187 Mt;2)格陵蘭薩法托克(Sarfartoq)碳酸巖型稀土礦,在RE2O3邊界品位為0.8%、平均品位為1.53%時(shí),推斷資源量為1 400 Mt;3)格陵蘭可凡灣(Kvanefjeld)稀土礦,總資源量為619 Mt,其中探明資源量為437 Mt,RE2O3為6.6 Mt,Zn 為 1.4 Mt,U3O8為 15.87 Mt;4) 格陵蘭克林雷恩(Kringlerne)稀土礦,探明資源量為 1 000 Mt,RE2O3平均品位為 0.5%,Y2O5平均品位為 0.1%;5)俄羅斯西伯利亞雅庫特托姆托爾(Tomtor)碳酸巖風(fēng)化殼型鈮稀土礦床,礦床礦石儲(chǔ)量巨大(稀土儲(chǔ)量約為 1.5 億 t)且礦石品位很富[w(Nb2O5)平均為7.72%,w(RE2O3)為 17.2%,其中w(Y2O3)為 1%];6)俄羅斯西伯利亞赤塔州卡圖金(Katuginskoye)堿性交代巖型鉭鈮鋯稀土礦床,礦床C1+C2級(jí)Ta2O5儲(chǔ)量為十余萬 t,Nb2O5、ZrO2、RE2O3儲(chǔ)量均在 1Mt以上。
亞洲稀土礦集中區(qū):1)印度尼西亞板卡砂錫礦含獨(dú)居石和磷釔礦地質(zhì)儲(chǔ)量為1 539.3 t,百里屯砂錫礦含獨(dú)居石和磷釔礦地質(zhì)儲(chǔ)量為5 262.8 t;2)越南萊州省封土南塞(Nam Xe)稀土礦,北南兩段原生礦均為氟碳鈰礦-氟碳鈣鈰礦-重晶石-螢石組合,其中北段RE2O3平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.4%,已計(jì)算的RE2O3總儲(chǔ)量為779.8萬t;南段RE2O3平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%,已證實(shí)的RE2O3儲(chǔ)量為94萬t;3)越南萊州省東堡稀土礦,礦帶產(chǎn)于古近紀(jì)正長巖體邊緣剪切帶內(nèi),其中占儲(chǔ)量90%的3號(hào)礦體w(RE2O3)達(dá)3%~10.7%,儲(chǔ)量可能達(dá) 760 萬 t;4)朝鮮平壤炯居(Jongju)稀土礦床,初步估計(jì)潛在礦物總量為60億t,總計(jì)2.162億t稀土氧化物,其中2.6%為重稀土元素,其含量大約為545萬t;5)蒙古科布多哈爾贊-布雷格提(Khaldzan-Buregtey)過堿性花崗巖型鋯鈮稀土礦床,礦床的資源儲(chǔ)量為ZrO2400萬t,Nb2O560萬t,REE 100 萬 t,Y2O3100 萬 t,Ta2O53.5 萬 t;6)蒙古中南部木蘇蓋-胡達(dá)格碳酸巖-粗面巖型稀土礦床,礦床劃分出粗面巖和碳酸巖(REE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%~0.8%)、磁鐵礦-磷灰石(REE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~14.5%)及氟碳鈰礦碳酸巖(REE質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~18%)這3類礦石;7)阿富汗赫爾曼德省瑞基斯坦?jié)h涅辛(Khanneshin)碳酸巖型輕稀土礦床,其雜巖體賦存的輕稀土元素氧化物(LRE2O3)至少有 129萬 t;8)中國內(nèi)蒙古白云鄂博碳酸巖型鐵鈮稀土多金屬礦床,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有71種元素,以175種不同礦物形式存在,其中稀土儲(chǔ)量為2 900萬t,鈮儲(chǔ)量為157萬t。
非洲稀土礦集中區(qū):肯尼亞沿海平原姆里馬碳酸巖型鈮稀土礦床,估計(jì)從地表向下30 m的姆里馬碳酸巖風(fēng)化殼巖石內(nèi),Nb2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.7%的礦石儲(chǔ)量約為1億t,Nb2O5儲(chǔ)量為70萬t,其中在礦石總量中可分出6 Mtw(La2O3)約為5%的稀土礦石。
大洋洲稀土礦集中區(qū):1)澳大利亞西澳大利亞州拉沃頓鎮(zhèn)韋爾德山(Mount Weld)稀土礦床,以4%REO為邊界品位,韋爾德山中央稀土區(qū)共圈定探明+控制+推斷級(jí)別的資源量為770萬t,RE2O3平均品位為11.9%,折合稀土金屬量為92萬t;2)澳大利亞北領(lǐng)地州艾麗思斯普瑞斯諾蘭(Nolans)稀土礦床,該礦床擁有探明+控制+推斷三級(jí)資源量為30 300 萬 t,RE2O3、P2O5與 U3O8平均品位分別是2.8%、12.9%與200 g/t,折合稀土金屬量為84.8萬t、磷 390 萬 t、鈾6 038 t(均以氧化物計(jì));3)澳大利亞南澳大利亞州奧林匹克壩(Olympic Dam)礦床資源量高達(dá)4500萬t,但品位稍低(約為0.5%)。
中國擁有較為豐富的稀土資源[23]。據(jù)文獻(xiàn)[16]資料顯示:截至2018年底,中國稀土資源儲(chǔ)量為4 400萬t,較2009年的2 700萬t增長了1 700萬t,增幅達(dá)38.63%。
中國稀土資源的主要特點(diǎn)[4,23-24]:1)資源品種豐富,類型較全;目前已在國內(nèi)發(fā)現(xiàn)17種稀土元素中的16種稀土元素形成的礦物或礦石(除钷尚未發(fā)現(xiàn)天然礦物),如氟碳鈰礦、氟碳鋇鈰礦、磷釔礦、褐釔鈮礦、獨(dú)居石及黃河礦等稀土礦物;2)資源賦存分布“北輕南重”;巖礦型輕稀土礦集中分布于華北(內(nèi)蒙古包頭白云鄂博,中國輕稀土的主要生產(chǎn)基地)、華東(山東濟(jì)寧微山湖)與西南(四川冕寧與德昌、云南楚雄牟定和德宏隴川)這3個(gè)地區(qū);離子型重稀土礦易采易提取,且總量相對(duì)可觀,主要分布在華東(江西贛州尋烏與龍南、福建龍巖永定與三明寧化)和中南 (廣東梅州大埔與河源東源、廣西崇左江州和賀州、湖南永州江華)地區(qū);3)共伴生礦床多,具備綜合利用價(jià)值;4)輕稀土礦大多可規(guī)?;I(yè)性開采,但與其伴生的放射性元素(如釷)處理難度較大,在開采與冶煉分離過程中需重視對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響;5)重稀土礦賦存條件差、分布散、豐度低,規(guī)模化工業(yè)性開采難度較大。
中國已知的具有工業(yè)價(jià)值的稀土資源主要礦床類型按其成因可劃分為內(nèi)生、外生與變質(zhì)礦床3個(gè)大類 7個(gè)亞類[25-27](見表 3)。 其中,輕稀土礦床以堿性巖-碳酸巖型為主,花崗巖型次之;重稀土礦床則大多為砂礦型和風(fēng)化殼離子吸附型。
表3 中國稀土礦床主要類型[25-27]
中國稀土礦產(chǎn)地在地域分布上具有點(diǎn)多面廣又相對(duì)集中的特點(diǎn)[19]。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前已在全國22個(gè)省(區(qū))發(fā)現(xiàn)上千余處稀土礦床/礦(化)點(diǎn),除內(nèi)蒙古包頭、江西贛南、湖南湘南、廣西桂西南與桂東、廣東粵北、四川涼山、云南楚雄和德宏、山東濟(jì)寧與福建龍巖及三明為稀土資源集中分布區(qū)外,遼寧、山西、河南、湖北、浙江、貴州、陜西、新疆等省(區(qū))也分布有數(shù)量可觀的稀土礦,總體形成北南西東均有的分布格局。其中,輕稀土礦主要分布在內(nèi)蒙古包頭、四川涼山與山東濟(jì)寧;重稀土礦集中分布于江西贛南、廣西桂西與桂東南、廣東粵北、福建閩西等南方7省(區(qū))[4,19,28]。 此外,磷釔礦主產(chǎn)區(qū)位于河南、江西、廣西與廣東,獨(dú)居石則位于湖南、福建、廣西、廣東、海南和臺(tái)灣等地;含稀土磷礦區(qū)位于貴州織金與云南昆陽,長江沿岸重慶段淤砂中多見鈧礦,海濱砂礦則在中國漫長的海岸線上廣為分布[4,19,24,29]。
全國稀土礦產(chǎn)資源分布具有兩個(gè)基本特點(diǎn)[4,19,25-26,28]:1)礦石種類齊全,以巖礦型輕稀土礦為主,也有離子型重稀土礦;2)礦產(chǎn)地分布廣泛,但儲(chǔ)量相對(duì)集中于幾個(gè)主要成礦區(qū)域。結(jié)合稀土成礦地質(zhì)作用與大地構(gòu)造發(fā)展階段,袁忠信等[25]認(rèn)為中國稀土主要分布于以下6個(gè)稀土礦集區(qū):華北陸塊北緣西段白云鄂博陸緣坳陷帶原生礦礦集區(qū),典型礦床有內(nèi)蒙古白云鄂博REE-Nb-Fe礦(世界著名的超大型多金屬礦床,輕稀土儲(chǔ)量世界第一,鈮儲(chǔ)量世界第二);揚(yáng)子陸塊康滇隆起西緣陸緣坳陷帶原生礦礦集區(qū),代表性礦床有四川冕寧牦牛坪、德昌大陸槽稀土礦;揚(yáng)子陸塊洞庭斷陷砂礦礦集區(qū),典型礦床有湖南湘陰望湘、通城雋水、湖北竹山廟埡稀土礦;華南造山系南嶺造山帶風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦礦集區(qū),包括贛粵桂閩湘滇浙等南方7?。▍^(qū))風(fēng)化殼淋積型稀土礦,贛信豐安息、龍南足洞及尋烏河嶺稀土礦等;華南造山系云開隆起砂礦、風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦礦集區(qū),代表性礦床有廣西賀縣姑婆山、“725”稀土礦;東南沿海海濱砂礦礦集區(qū),包括湘桂閩粵瓊臺(tái)等地發(fā)育的海濱獨(dú)居石-鋯石-鈦鐵礦砂礦型稀土礦。全國稀土礦產(chǎn)資源分布總體呈現(xiàn)“北輕南重”、“北南西東均有”的特點(diǎn),主要是在受由歐亞板塊、太平洋板塊和南亞(印度)板塊構(gòu)造作用中間區(qū)的中國內(nèi)部,陸殼物質(zhì)沿板塊邊緣構(gòu)造活動(dòng)帶或板內(nèi)裂谷帶發(fā)生多期重熔分異與遷移富集,從而形成具多種成因類型的稀土礦床[4,19,25]。
朱裕生等[30]將中國劃分為16個(gè)成礦省,其中巖礦型輕稀土礦床主要分布在華北陸塊北緣成礦省、內(nèi)蒙大興安嶺成礦省與上揚(yáng)子成礦?。浑x子型重稀土礦床集中分布于華南成礦省、上揚(yáng)子成礦省、下?lián)P子成礦省及三江成礦省。中國主要稀土礦資源分布簡表見表4。
表4 中國主要稀土礦資源分布簡表[30]
2011年以來,隨著中國稀有、稀土和分散金屬礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略調(diào)查研究工作的開展以及中國地質(zhì)勘探能力的不斷提高,相繼發(fā)現(xiàn)了一批新的稀土資源[4,12,14,19,31]。 其中,在廣西圈出可供進(jìn)一步勘查的稀土礦靶區(qū)20處(靶區(qū)預(yù)測資源量含7處大型、10處中型與3處小型),初步估算RE2O3資源量(334)約350萬t;以遙感異常為主,輔以成礦地質(zhì)條件,在欽州-防城港工作區(qū)與憑祥-龍州工作區(qū)共圈定稀土找礦預(yù)測區(qū)26處;典型礦床如廣西鐘山-富川花山花崗巖風(fēng)化殼離子吸附型稀土礦(中型礦床規(guī)模)。在貴州威寧-水城地區(qū)磷塊巖礦床中稀土資源評(píng)價(jià)取得新發(fā)現(xiàn),估算稀土金屬量近10萬t。在云南圈定離子吸附型稀土礦產(chǎn)地3處(含1處大型);新發(fā)現(xiàn)梁河隴把與騰沖呂連2處重稀土找礦靶區(qū)(靶區(qū)內(nèi)富釔花崗巖體風(fēng)化殼富集稀土元素,已達(dá)工業(yè)品位,且重稀土占總量的76.2%,預(yù)測RE2O3為12萬t,達(dá)大型礦床規(guī)模)。在湖北竹山,殺熊洞雜巖體(該雜巖體是一個(gè)以鈮為主,共生稀土金屬元素,伴生鈾釷有益組分的鈮-稀土礦礦化體)與北部廟埡鈮-稀土礦成礦地質(zhì)條件類似,具備巖漿分異型中-大型以上鈮-稀土礦床潛力。在江西圈定離子吸附型稀土礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)6處(經(jīng)實(shí)地采樣,43個(gè)樣點(diǎn)中31%超過邊界品位),以贛南清溪巖體為重點(diǎn),圈定可進(jìn)一步勘查的稀土礦靶區(qū)3處(黃屋、上堡及白石),估算資源量為10萬t(預(yù)測稀土遠(yuǎn)景資源量為25萬t)。在廣東新發(fā)現(xiàn)達(dá)大型以上遠(yuǎn)景規(guī)模稀有稀土礦產(chǎn)地6處;新發(fā)現(xiàn)離子吸附型稀土礦點(diǎn)11處(含輕稀土礦點(diǎn)10處,重稀土礦點(diǎn)1處);新增RE2O3資源量(333+334)13.511 069萬 t[包括樂昌禾尚田和龍門永漢LRE2O3資源量10.006 258萬t,大埔高陂重稀土元素氧化物(HRE2O3)資源量3.504 811萬t]。
世界稀土礦床類型[17]主要有與正長巖共生的含稀土碳酸巖體或碳酸巖脈礦、與堿性花崗巖或堿性正長巖有關(guān)的交代巖型稀土礦、產(chǎn)于磷霞巖與異性霞石正長巖及霓霞巖等堿性巖中的伴生稀土礦、濱海砂礦、花崗巖類風(fēng)化殼淋積型稀土礦和碳酸巖風(fēng)化殼鈮稀土礦這6種,而中國稀土礦床類型[25-27]則以堿性巖-碳酸巖型、花崗巖型、砂礦型及風(fēng)化殼離子吸附型為主。
據(jù)文獻(xiàn)[16]資料顯示:截至2018年底,全球已探明稀土資源儲(chǔ)量達(dá)1.2億t,其中中國稀土資源儲(chǔ)量約為4 400萬t(約占世界總儲(chǔ)量的36.67%),名列世界第1位。截至2014年底[12],中國稀土礦礦產(chǎn)地208處,查明資源儲(chǔ)量為1.6億t;稀土礦產(chǎn)品生產(chǎn)量為8.95萬t,約占世界總產(chǎn)量的90.3%;消費(fèi)量為6.5萬t,約占世界總消費(fèi)量的65.0%;出口量為2.8萬t,占全球總出口量的90%以上。
目前,稀土資源的主要生產(chǎn)大國有美國、澳大利亞、巴西、緬甸、中國、印度和俄羅斯等[16,28](見表5)。據(jù)USGS數(shù)據(jù),隨著1998年美國宣布關(guān)停芒延帕斯稀土礦,中國成為世界上最重要的稀土供給國之一[32],從2001年開始中國稀土產(chǎn)量就占世界總產(chǎn)量的80%以上[33](2001—2006 年,中國稀土資源年產(chǎn)量由7.5 萬 t升至 12 萬 t, 短短 5 a 提高了 60%[34];2006年中國開始實(shí)施稀土開采總量控制[33],但2007—2012年國內(nèi)稀土礦產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的比重一直居高不下,約占全球總量的85%以上[34]),并在2011年達(dá)到全球產(chǎn)量的97%,處歷史最高峰,2012年開始有所下降[33];2015年中國稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量為10.5萬t,2016年中國稀土礦石產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的 88.91%[6],2017年中國以 36.67%的稀土儲(chǔ)量(含內(nèi)蒙古稀土產(chǎn)量9萬t,四川2.5萬t,江西等南方7省區(qū)5萬t,其他省區(qū)5萬t)供應(yīng)全球 80%的稀土產(chǎn)量[6];2018 年世界稀土產(chǎn)量17 萬 t,中國稀土產(chǎn)量12萬t(包括北方輕稀土礦10.085萬t,南方重稀土礦 1.915 萬 t)[16,35],占全球稀土總產(chǎn)量的78.59%,剩余產(chǎn)量依次分布在澳大利亞(11.76%)、美國(8.8%)、緬甸(2.9%)、俄羅斯(1.53%)、印度(1.06%)等國。可以看出,世界各國所需稀土基本由中國供給,中國為全球新興產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出了重要保障[19]。同時(shí)也應(yīng)清醒地看到,稀土生產(chǎn)量的逐年累增也造成了中國稀土資源儲(chǔ)量的急劇銳減,若不立即采取有效措施,未來國內(nèi)稀土資源將面臨日益枯竭的危險(xiǎn)處境[9]。
表5 2009—2018年世界主要國家稀土資源產(chǎn)量概況[16]萬t
中國自1995年以來一直保持著全球稀土市場供給度90%以上的領(lǐng)先地位[33]。中國出口的稀土資源主要銷往美國、日本、韓國、法國、意大利和荷蘭等 70 多個(gè)國家和地區(qū)[6,33]。 1996—2006 年中國稀土的出口量總體呈先增高后降低的拋物線趨勢[34](2003年達(dá)最大值7.35萬t,較1996年出口5萬t增加了47%[28];2005年自國家頒布禁止出口 “稀土原礦”、上調(diào)出口稅等一系列稀土產(chǎn)業(yè)整頓措施后,出口量有所控制[34])。受世界金融危機(jī)影響,2007年開始中國稀土出口大幅下滑[28],2008年全國稀土出口量自2001年來首次降到3萬t以下,較2007年降低了33.2%[34]。2015年中國取消稀土出口配額和關(guān)稅后,稀土出口量隨之增加[6]。2016年中國出口稀土產(chǎn)品 4.67萬 t(出口較 2015年增長 1.2萬 t),出口量占年產(chǎn)量44.5%[28]。未來10 a內(nèi),伴隨著稀土在節(jié)能環(huán)保、航空航天、新能源、新材料等高新技術(shù)領(lǐng)域尤其是新材料領(lǐng)域應(yīng)用的迅猛增長,世界各國對(duì)稀土需求量也在不斷增加,預(yù)測中國稀土年出口量將略有增加,達(dá)到 5 萬 t/a 左右[28,33]。
2000—2016年,中國稀土消費(fèi)量從1.92萬t增加至 8.5 萬 t左右[28,33](2000—2010 年,中國稀土消費(fèi)速度總體保持較快增長,由2000年消費(fèi)量的1.92萬t增至 2010 年的 7.7 萬 t,提高了 301.04%[28,34];2010—2013年,世界經(jīng)濟(jì)形勢不佳,2012年、2013年的稀土消費(fèi)量僅為6.5萬t,之后伴隨價(jià)格下調(diào),國內(nèi)稀土消費(fèi)量才逐漸回升,2014年中國稀土消費(fèi)量達(dá)到8.5 萬 t,2015 年則為 9.8 萬 t[6]),年均增長率達(dá)10%[33](其中以永磁、發(fā)光、催化、儲(chǔ)氫和高純?yōu)榇淼男虏牧项I(lǐng)域稀土消費(fèi)所占比重超過 60%[11,33])。 與此同時(shí),中國稀土消費(fèi)占世界消費(fèi)比重從25%提高至60%左右,成為全球最大稀土消費(fèi)國[33]。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年中國稀土消費(fèi)量約為10萬t,約占世界稀土需求的56%[6]。預(yù)計(jì)到2020年,中國稀土消費(fèi)量將達(dá)到19萬t左右,將占全球總消費(fèi)量的68%[33]。總體看來,隨著中國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快、經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變及對(duì)清潔能源日益增長的需求,國內(nèi)稀土消費(fèi)將出現(xiàn)傳統(tǒng)領(lǐng)域(冶金、石油化工、玻璃陶瓷、農(nóng)業(yè)、輕紡業(yè)等)下降、高新技術(shù)新興領(lǐng)域(節(jié)能環(huán)保、航空航天、電子信息、新能源、新材料等)激增的新局面[28,33]。
近年來世界 (其中中國是全球最大的稀土資源國、生產(chǎn)國、出口國與消費(fèi)國,以36.67%的稀土資源滿足了世界85%的需求[12])稀土儲(chǔ)量和產(chǎn)量均快速增加[32],主要得益于新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)的全球稀土需求大幅增長,從而使主要工業(yè)國家的稀土勘查力度逐漸加強(qiáng)[14]。此外,隨著中國一系列稀土管制政策的實(shí)行和世界主要工業(yè)國家輕稀土礦山的相繼開發(fā)與供應(yīng),未來世界輕稀土生產(chǎn)依賴中國單邊供應(yīng)的格局將有所變化,但中國在全球重稀土的供應(yīng)上仍長期占據(jù)主導(dǎo)地位[32]。
從中國稀土資源概況與分布特征可以看出,全國稀土資源總體豐富且在世界占優(yōu)勢地位,具備支撐新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)[14]。但當(dāng)前國內(nèi)重稀土消耗過快,資源保障形勢較為嚴(yán)峻,深加工與應(yīng)用技術(shù)落后于世界先進(jìn)國家,長期處于產(chǎn)業(yè)鏈低端,稀土資源開發(fā)利用粗放,環(huán)境污染嚴(yán)重[12]。因此,加強(qiáng)稀土成礦理論及勘查技術(shù)研究,開展稀土高端材料和應(yīng)用技術(shù)研發(fā),統(tǒng)籌全國稀土資源進(jìn)行合理開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù),建立可持續(xù)的國家稀土資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備制度,對(duì)實(shí)現(xiàn)中國稀土資源立足國內(nèi)、面向全球、提高資源綜合保障程度與促進(jìn)稀土產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展具有重要的意義。