稀散元素Sc的矿床类型及找矿前景

Sc是一种典型的稀散元素,常类质同象进入镁铁质矿物中。自然界中罕见钪的富集体。Sc主要是从铝土矿、钛铁矿、磷块岩、黑钨矿、锡石等矿石中作为伴生元素加以回收。近几年,随着对复杂硅酸盐矿物Sc浸出试验的研究,Sc元素也可从富Sc的基性-超基性岩体(Sc2O350×10-6)中提取。主要富Sc矿物有单斜辉石、角闪石。云南二台坡岩体源区可能具有富Sc的特性,在岩浆结晶早期大量进入镁铁质硅酸盐矿物,形成钪的独立矿床(Sc2O3=66.08×10-6)。这类矿床在国内外还属首例,其发现扩大了独立钪矿床类型,对寻找新型钪矿具有重要的指导意义。     

钪矿床主要类型与成矿机制

全球范围内钪(Sc)金属资源丰富,主要集中于俄罗斯、中国、乌克兰、美国、菲律宾、澳大利亚等国家,但易选取、高品位的钪矿床非常稀缺。钪金属资源属于中国优势关键矿产资源,其储量占全球的33%,且中国供给全球90%的钪金属。钪元素因其独特的地球化学性质导致其形成的独立矿床较为稀少,主要以伴生矿产的形式产出。依据钪矿床成因类型,可以分为2大类:第一大类为与内生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅰ.花岗伟晶岩型钪矿床;Ⅱ.碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床;Ⅲ.基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床;Ⅳ.第二大类为与外生成矿作用相关的钪矿床,包括:Ⅳ.沉积型钪矿床;Ⅴ.风化淋滤型钪矿床。其中,在与内生成矿作用相关的碱性-超基性岩型磷、稀土(Sc)矿床和基性-超基性岩型钒、钛、铁(Sc)矿床中,钪金属主要作为副产品被回收利用,是全球钪金属的主要来源;而与外生成矿作用相关的沉积型钪矿床和风化淋滤型钪矿床开采成本较低,其中钪以离子态形式赋存、易选取、回收率高,因此,欧洲、澳大利亚、美国等钪资源研究团队认为该类型钪矿床有望改变全球钪资源的分布格局。对于钪载体矿物的研究表明,独立钪矿物主要发育于花岗伟晶岩和碳酸岩中,部分发育于热液石英脉或表生风化环境中。除独立钪矿物以外,钪主要赋存于铁镁质矿物:如辉石;富高场强元素(HFSE)矿物:如斜锆石;表生风化矿物:如针铁矿、黏土类矿物;稀土矿物:如磷钇矿等。其中,热液或岩浆成因的辉石是最重要的载体矿物之一。关于钪赋存状态的研究表明,与内生成矿作用相关的钪矿床中,除独立矿物相以外,钪主要以类质同象的形式赋存于矿物晶格中;而在与外生成矿作用相关的钪矿床中,钪主要以类质同象和离子吸附2种形式赋存。对于钪矿床成矿机制的研究表明,硅酸盐岩浆体系中钪的富集与铁镁质造岩矿物密切相关,推测岩浆的结晶分异过程可能不利于钪的富集;相比而言,热液过程对于钪的再次迁移和富集更为关键。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为：类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为:类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现钪（Sc）异常富集

钪（Sc）及其化合物性能优异,在我国科技军事等领域得到广泛应用,被列为我国战略性矿产。在云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现Sc异常富集,其平均含量为43.7 μg/g,相当于钪氧化物（Sc2O3）含量为67.01 μg/g,其中玄武岩风化形成的红褐色黏土层中Sc2O3含量更高,平均值为81.31 μg/g,达到独立钪矿品位。对Sc富集机理初步分析发现,来自母岩的Sc在风化过程中因迁移能力较低,在风化产物中相对富集。峨眉山玄武岩在云、贵、川分布广泛,玄武岩风化壳是潜在的Sc矿找矿方向。     

钪元素的研究现状及运用浅析

<正>1钪的基本元素性质稀土元素钪(Sc),原子序数21,原子量44.95,熔点1540℃,沸点2831℃,密度为2.985 g/cm3。其化学性质活泼,易与水、氧气、CO2和酸作用(刘会莲,1989)。这些物理特性决定了钪具有熔点高,比重小,强度大,热稳定性能好,化学活性较强的特点。因此钪被广泛运用于电光源、宇航、电子工业、核技术、超导技术等重要领域,成为现阶段我国重要的战略资源。     

黔中地区含铝岩系中钪的分布及丰度研究

黔中地区含铝岩系是重要的含钪层,其铝土矿体和伴生硬质粘土岩中含有较为丰富的Sc2O3研究表明：铝土矿品位越高的区域,其含铝岩系中硬质粘土岩中钪的含量更高。铝土矿的Al2O3和A／S能直接反映Sc2O3质量和规模。Sc2O3与SiO2关系较为密切,与TFe2O3呈弱相关性,Fe203异常值时Sc2O3含量异常较明显。     

康滇裂谷南段新元古代火山岩Sc富集的发现

<正>钪(Sc)的地壳丰度为21.9×10^-6[1],是地壳中广泛分布的稀散元素,主要以伴生状态产于其它矿床中,很少形成独立矿床。因其特殊的自然、经济和社会属性,Sc被多个国家或组织列入关键矿产目录。目前,已知钪矿床主要分布在俄罗斯、中国、美国、澳大利亚、菲律宾、印度尼西亚、塔吉克斯坦、马达加斯加和挪威等国家。这些地方钪矿床中Sc元素主要以类质同象形式赋存于辉石?角闪石?黑钨矿、黑云母、铝土矿、褐帘石、磷灰石、烧绿石、锡石、锆石、斜锆石、锆铁矿、钛铁矿、钛磁铁矿、钒钛磁铁矿和锐钛矿等矿物中,少量以钪钇石、磷钪石、水磷钪石、钠钪辉石、硅钙矿石、铍硅钪矿和钛硅酸稀金矿等钪独立矿物存在,部分以离子吸附态赋存于针铁矿和伊利石等黏土矿物中。主要的钪矿床类型有碱性岩-超基性岩型、碱性岩型、伟晶岩型、沉积型和风化淋滤型等,成矿时代为泥盆纪、石炭纪、二叠纪、侏罗纪和白垩     

钪的地球化学与铁矿石成因

一、钪的地球化学特征钪在元素周期表上位于第四周期第三族,属过渡元素类的稀土元素。它的原子序为21,是一个奇数元素,具有奇数的原子量(44.956≈45)和奇数的电价( 3)。在戈尔德施密特的元素地球化学分类中,钪属于亲石元素,位于戈氏原子容积曲线第三个凹陷的上升部分。Рехарский(1976)将其归为基性元素。在费尔斯曼的对角线系列中,钪的离子半径(0.81)与Li~(1 )(0.82)、Mg~(2 )(0·80)、Zr~(4 )     

渝南申基坪铝土矿矿区钪的分布规律及地球化学特征研究

通过对渝南申基坪矿区四个典型钻孔中铝土矿（岩）和稀散元素钪的研究,发现A12O3主要分布在含矿层位的中上部和中部,其矿石类型主要为土豆状、砾屑状和致密块状,Sc主要分布在含矿层位的中下部和下部,主要赋存的岩石类型为黏土岩和铝土岩。Sc和A12O3的相关系数平均值r=-0.62,即负的中等相关;Sc和A/S比值的相关系数平均值r=-0.44,即负的弱相关;四个钻孔Sc和∑REE平均值r=0.285,为正的弱相关。稀土元素分布模式表明,申基坪矿区绝大多数铝土岩具有富集LREE、Ce正异常和Eu负异常的特征。铝土矿及其伴生元素Sc可能来自下伏地层的碎屑岩和铝硅酸盐岩类,铝土矿和钪的迁移、富集和演化均受到当时的海陆交互沉积环境的制约,铝土矿中的钪很可能有两种存在方式:类质同象和离子吸附。     

Discovery of scandium enrichment and its geological significance in the Dawanshan Neoproterozoic metamorphic basalts from the Mouding area in Central Yunnan Province,ChinaSCIEI北大核心CSCD

钪(Sc)是世界各国竞相争夺的关键金属矿产资源之一。滇中牟定大弯山变质玄武岩厚度>36.5m,出露面积0.5km^(2),形成时代为新元古代南华纪(781.3±1.9Ma)。本文对该变质玄武岩开展了全岩地球化学分析、全自动矿物分析(TESCAN TIMA)观测、NPPM薄片区域面扫和单矿物原位LA-ICPMS分析等研究,结果显示变质玄武岩全岩Sc含量为47.0×10^(-6)~97.9×10^(-6),平均含量为69.1×10^(-6),钪氧化物(Sc_(2)O_(3))平均含量为106×10^(-6),变质玄武岩空间Sc矿化特征稳定,具有形成钪矿资源的潜力。同时,变质玄武岩共伴生有钛和铁矿化,全岩TiO_(2)含量为2.57×10^(-2)~6.13×10^(-2),平均为4.25×10^(-2);TFe含量为13.3×10^(-2)~23.7×10^(-2),平均为17.7×10^(-2)。Sc可能存在类质同象和离子相两种赋存形式,类质同象形式Sc主要赋存于钛铁矿和金红石矿物中,钛铁矿中Sc含量为70.0×10^(-6)~168×10^(-6),平均值为108×10^(-6);金红石中Sc含量高达297×10^(-6);而磁铁矿、黑云母等矿物中Sc含量较低,均低于全岩Sc含量,对全岩Sc矿化贡献较小。牟定大弯山Sc矿化与以往报道侵入岩及其风化壳中Sc矿化在富集特征、赋存岩性和载体矿物等方面不同,是变质火山岩中新发现的Sc矿化信息,显示了较好的找矿潜力,对Sc资源勘查和研究具有重要指示意义。     

钪的有关问题暨滇中地区基性-超基性岩含钪性研究

钪是飞机、宇航器、原子能电站、高效多功能激光器、固体电解质、特种陶瓷、汽车、船舶、大功率金属卤素灯、太阳能蓄电池、体育器材等领域不可替代的战略矿产资源。滇中地区的基性-超基性侵入体,位于西昌-元谋基性超基性岩带的南端。这些岩体均属于热侵位的"阿拉斯加型"基性超基性岩,其成因与晚二叠世峨眉山地幔柱活动有关。在成矿特征和构造背景上均不同于哀牢山蛇绿混杂岩带内的冷侵位的"阿尔卑斯型"基性超基性岩(如双沟超基性岩)。滇中地区的基性超基性-碱性杂岩体的成矿作用,除了以往关注的铁(钒钛)矿化以外,普遍富含钪。尤以西昌—牟定地区基性-超基性岩含钪性好。二台坡杂岩体分异作用明显,由暗色端元和浅色端元两部分组成。其中的浅色端元,是一个由深灰色-浅灰色-灰白色的含磁铁矿正长辉石岩-角闪正长岩-二长岩组成的杂岩体,底部含磁铁矿正长辉长岩,磁铁矿含量20%左右,全铁(TFe)含量达9%,含Sc2O360～110g/t。目前,二台坡岩体已初步控制钪(Sc2O3)资源量720余吨。此外,在二台坡、凹溪河、碗厂等矿区也初步控制Sc2O3资源量6500吨。牟定-绿汁江基性-超基性岩带南北全长130余km,共发现同类基性-超基性岩体(群)60余个,含钪情况相当。由此推算滇中地区基性-超基性岩带中Sc2O3的资源远景有数万吨之巨,有望达到甚至超过四川攀枝花地区Sc2O3的资源量(3.87万吨),潜在经济价值巨大。     

陕西凤县九子沟岩体稀土钪赋存状态及成因浅析

九子沟岩体为基性超基性杂岩体,主要由磷灰石黑云母透辉石岩、正长岩及橄榄岩组成。稀土钪赋存于磷灰石黑云母透辉石中,岩体内部载体矿物为褐帘石及磷灰石。通过深部勘查发现,稀土钪矿在岩体内部是以独立矿物和类质同象的形式存在,在岩体风化壳中稀土钪以独立矿物、类质同象及离子状态的形式存在。矿石中稀土主要为轻稀土La、Ce、Pr、Nd、Sm及重稀土Gd、Y。稀土平均品位为0.07%,Sc平均品位为40×10~(-6)。九子沟稀土钪矿成因类型为超基性岩型稀土钪矿,为幔源结晶型。形成时期为加里东期。研究稀土钪的赋存状态及成矿规律对本区稀土钪的地质找矿和选矿具有指导意义。     

某斑岩型铜矿中Sc的赋存状态及对选矿工艺的影响

利用矿相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱探针和化学分析等手段对某斑岩型铜矿的工艺矿物学特征进行了研究,重点分析了Sc的赋存状态,讨论了影响Cu、Fe和Sc回收的矿物学因素。结果表明铜品位0.35%,Sc为28.2 g/t,达到了综合评价的品位,Sc主要以类质同象形式分散分布于矿石中,辉石是Sc的主要载体矿物(相对配分率66.67%),应该作为选矿富集Sc的对象。矿物鉴定结果表明铜矿物总量为0.52%,钛磁铁矿8.23%,辉石44.17%,斜长石42.62%,矿石中未发现Sc的独立矿物。粒度统计结果显示,矿石具有典型的辉绿结构,嵌布紧密,粒度微细,难以解离。建议利用铜硫化物的可浮性,通过浮选作业回收Cu,再利用磁铁矿、辉石以及斜长石之间的磁性差异来使三者进行分离。辉石的分离回收过程就是Sc的一个物理富集过程。综合考虑,提出"浮选选铜-弱磁选铁-强磁选钪"的原则流程。     

渝南大佛岩矿区铝土矿碎屑锆石中钪的赋存形式研究

以渝南大佛岩矿区含矿岩系铝土质黏土岩为研究对象,通过淋滤实验证明其中钪并非以独立矿物形式和大量离子吸附形式存在的。由于铝土矿含矿层位缺少有机质,也排除了钪与有机质结合的可能性。基于扫描电镜和能谱分析的结果,发现其中的碎屑锆石富含钪元素,钪广泛分布于碎屑锆石表面,且分布非常不均匀,最高重量百分比可达2.75%,最低低于检测线,且在锆石的凹坑、裂隙与锆石上重矿物的钪含量普遍较高。结合钪易与锆发生极性类质同象的特性,本研究认为该矿区原矿石碎屑锆石中的钪,很可能有类质同象、离子吸附和超显微非结构混入物三种形式。此研究成果将对今后渝南地区铝土矿伴生钪的开发利用提供理论参考依据。     

偶氮溴膦-pSN光度法测定地质样品中微量钪

本文主要研究了新显色剂偶氮溴膦—pSN(BPA—pSN)同钪的反应条件。拟定了光度测定地质样品中的的微量钪的测试方法。方法手续简便,灵敏度高。摩尔吸光系数为1.06×10~5L·mol~(-1)·cm.(-1)。Sc量在0～25μg/25ml范围服从比尔定律。对标准样品进行分析对照,结果满意。     

广西平果铝土矿赤泥库三稀矿产资源初步评价

赤泥是铝土矿生产过程中产生的固体废弃物,富含战略性关键金属Zr、Nb、Sc、Ga、REE等,对其进行评价,可以为资源综合利用提供科学依据。本文对广西平果铝土矿赤泥库的赤泥进行分析研究,结果表明赤泥的主要化学成分为Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、SiO₂、TiO₂、Na₂O,相比于原生矿石,赤泥中Li元素含量相对贫乏,Be、Zr、Hf、Nb、Ta、Sc、Ga、LREE、HREE元素含量相对富集,赤泥中Fe、Ti、Zr、Nb、Sc、Ga、REE元素含量达到了综合回收利用的要求。估算平果铝土矿赤泥库含铁(TFe)928.2万吨、钛(TiO₂)174.3万吨、锆(ZrO₂)11.81万吨、铌(Nb₂O₅)1.71万吨、钪3954吨、镓1452吨、轻稀土氧化物3.62万吨、重稀土氧化物1.67万吨。平果铝土矿赤泥库铌资源量达到了大型矿床规模,钪资源量远超过大...     

采用铀试剂Ⅲ 分光光度法测定Th、U、Zr、Pa、Sc和稀土元素

文中论述了铀试剂Ⅲ的一般性质,及其水溶液和酸性溶液中的试剂颜色,被测元素显色反应的灵敏度,并有附表介现了铀试剂Ⅲ与Th、Zr、Hf、Pa、U(IV)、UO_2~(2+)、Sc、TR等十六个元素显色反应的情况。同时文章中推荐了用铀试剂Ⅲ测定元素时的UO_2~(2+)——特里龙B———其它元素体系、萃取分光光度法及校核反应的机理,以及铀试剂Ⅲ和元素显色反应时与元素的离子半径大小的关系,对Be、Zn、Pb、Ca、UO_2~(2+)、Ge、Hf、Zr、U~(4+)、Th等二十一个元素的消光与离子半径大小的关系作了列表。评述了铀试剂Ⅲ测定Pa、Zr、Hf、Th和U~(4+)时提高选择性的可能。文中还介绍了铀试剂Ⅲ的四种衍生物和类似物的通式及铀试剂Ⅲ与双电荷和三电荷的阳离子元素如Sr、UO_2~(2+)、Pb、ZrO~(2+)、La、四电荷的阳子——Th、Zr、Hf、U~(4+)形成络合物的表示式以及有色络合物反应的机理。本文还详细地拟定了铀试剂Ⅲ测定矿物、矿石、合金中铀、钍、锆、铪、镤、稀土元素、钪的分析方法及其干扰元素的消除。最后还介绍了铀试剂Ⅲ合成的详细方法。     

辐射损伤与萤石颜色的初步研究

由于萤石(CaF_2)的钙离子半径(1.06)与钍离子半径(1.10)、特别是与四价铀离子半径(1.05)相似,所以铀和钍常常置换萤石中的钙而进入萤石晶格。此外,铀和钍还能以吸附形式赋存在萤石裂隙中或其表面上,或者成为独立的矿物以固体包体形式存在于萤石中。因此,萤石常含有铀和钍,加之周围岩石中也经常含有放射性元素,从而形成了放射场。萤     

稀土元素地球化学的若干问题

<正> 究竟哪些元素应归属于稀土元素?这是稀土元素地球化学的基本问题之一。但目前各家的看法不尽相同。如P.Henderson等(1984)认为稀土元素仅指镧系元素即从镧(La)到镥(Lu),当然,他们也认为钇(Y)与镧系元素具有相近的化学性质,故有时也与它们放在一起讨论。B.I.Kogon(1979)等人认为稀土元素除应包括镧系元素外,还应包括钇与钪(Sc)。本文作者(1982)与E.I.Semenov(1963)等认为稀土元素应包括镧系元素与钇,而不应包括钪,其依据如下:(1)镧系元素与钇的原子结构,即