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(一)钨的性质

七、鎢(一)鎢的性質、用途及礦產資源概況鎢是一種銀白色金屬,硬度大,熔點高(3400±50℃),化性穩定。

導電性好,散熱係數低,有抗磁性和耐腐蝕性。

鎢可用於煉製高速鎢錳鋼、合金鋼和碳化鎢。

鎢礦床主要分佈在環太平洋地區,以中國之儲量和產量佔世界首位,其次為加拿大(儲量約21.6⨯104t),蘇聯(儲量約16⨯104t),北韓(儲量約11⨯104t)。

(二)鎢的地球化學特徵鎢在地殼中的平均含量為1.3ppm,化學價是W6+,離子半徑小(0.68Å),主要賦存於酸性岩漿中,與Fe2+,Mn2+和Ca2+等結合形成黑鎢礦(Wolframite,結晶溫度320-240℃)和白鎢礦(Scheelite,結晶溫度300-200℃)。

在表生作用中,由於含鎢礦物穩定,常形成砂礦。

(三)鎢的工業礦物及礦石類型含鎢礦物約15種,有工業價值的僅兩種:黑鎢礦(Mn,Fe)WO4,含WO3約76%(佔世界鎢產量75%)白鎢礦CaWO4,含WO3約81%(佔世界鎢產量25%)此外鎢華(Tungstite,H2WO4),常見於次生氧化帶中,很少富集為礦,但可作用找礦指標。

工業上對鎢礦石品位要求含WO3 0.1%以上,其有害雜質為錫、硫、砷、銅、鉬、銻、鉍、鉛等。

鎢礦床一般WO3儲量達5000t者為大型,1000-5000t為中型,小於1000t者為小型礦床。

(四)鎢礦床類型及典型礦床實例原生鎢礦床在成因上與酸性侵入岩有關,常為氣液作用的產物,由成礦條件的不同,礦床分為以下類型:1. 矽卡岩型白鎢礦礦床此為鎢礦床主要類型之一,在中國則次於石英脈型黑鎢礦礦床。

礦床產於中深-淺成岩漿岩體與碳酸鹽類岩石接觸帶及其附近圍岩中,組成礦物有透輝石、符山石、石榴石、陽起石、綠泥石等,金屬礦物以白鎢礦為主,伴有磁菱鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、輝鉬礦、輝鉍礦和黃錫礦等。

這類礦床分佈廣泛,規模較大,如中國湖南的柿竹園。

加拿大的唐斯頓(Tungsten)鎢礦床儲量達400 104t,平均WO3為1.6%;另南韓的山塘(Sangdong)礦床亦是世界上此類型最大者之一。

湖南柿竹園矽卡岩型鎢錫鉬鉍礦床,出露的岩漿岩分為①主體花崗岩,為主要岩漿活動期產物;②後期花崗岩,呈小岩體或岩墻產出。

圍岩為泥質條帶狀灰岩,多期熱液活動造成多次的礦化作用和多種圍岩蝕變,除矽卡岩化外,還有長石化、雲英岩化和螢石化等。

礦石類型分為①大理岩中的錫石,②矽卡岩中的鎢錫礦石,③雲英岩-矽卡岩鎢錫鉬鉍混合礦石,④雲英岩鎢礦石。

其中最後一種可能為世界最大的單一白鎢礦礦床,儲量約63萬噸。

2. 石英脈型黑鎢礦礦床此類礦床在中國華南十分廣泛,品位高,規模大,易選礦,具極重要的工業價值。

成因上與淺源花崗岩有關,礦化主要在岩漿活動的最晚期,沿斷裂及節理裂隙充填成礦脈。

礦石主要由石英和黑鎢礦組成,後者呈粗大板狀晶體。

礦床實例為江西西華山(大庾縣境),西華山花崗岩是一複式岩體(早期侵入為180-160Ma,晚期為160-150Ma),全區礦脈有數百條,其上部伴生礦物以錫石和綠柱石較多,中部含輝鉬礦、輝鉍礦、黃銅礦、毒砂較多,下部含白鎢礦、方解石、方鉛礦較多。

3. 沈積型和沈積變質型鎢礦床此類礦層的分佈常與黑色頁岩有關,產在不同岩層的接觸帶中,特別是黑色頁岩與大理岩的接觸帶:礦床發育在火山矽質碳酸鹽岩中,含礦層是矽質灰岩和含石墨的石英岩,鎢礦化常與Ca, Sb, Mo, Fe等金屬硫化物共生。

奧地利圍斯堡(Weiselburg)白鎢礦床,江西崗鼓山鎢銅礦床均為此例。

八、錫(一)錫的性質、用途及礦產資源概況1. 錫的性質和用途錫有很強的化學穩定性及防腐性,並易與其他金屬製成合金,如銅和錫的合金稱為青銅,在公元3000多年前就被人類使用。

在食品工業中,鍍錫的馬口鐵可作包裝材料;在電子工業中,錫是優良的焊接材料;在顏料工業中作還原劑;在香料和肥料工業中作穩定劑。

2. 錫礦資源概況及生產現狀全球重要的錫礦床在東南亞(依次為泰國、馬來西亞、印尼、緬甸),其儲量約佔三分之二。

其他資源較豐富者為玻利維亞、蘇聯和巴西。

全球主要產錫國的總儲量約為1100 104t。

若以產量而言,依次為中國、巴西、印尼、馬來西亞和玻利維亞。

(二)錫的地球化學特徵錫在自然界主要形成Sn4+陽離子,化性具親硫性及親氧性,後者大於前者,故天然多以氧化物(SnO2)形式存在。

其離子半徑(0.74Å)與Ti4+(0.64Å)、和Nb5+和Ta5+(同為0.69Å)相近,故錫常以類質同象形式存於含鈮鉭和鈦礦物中。

錫在地殼的豐度為2-3ppm,花崗岩中平均含量為3.5-3.6ppm,但與錫礦有關的花崗岩可達16-30ppm。

錫多富集在富含揮發組分的偉晶岩熔漿中,在有利的條件下可形成錫石,部分可進入鈮鉭礦物中。

錫石甚穩定,風化作用常形成砂錫礦床。

(三)錫的工業礦物及礦石類型1. 錫的工業礦物、礦石類型已知含錫礦物的20種,重要的有:錫石(Cassiterite,SnO2),含Sn 79%;黝錫礦(Stannite,Cu2FeSnS4),含Sn 27.5%。

根據錫石顆粒的大小,工業上將礦石分為三類:①微粒浸染狀礦石:顆粒0.001-0.2mm,以0.01-0.1mm最普通,這類礦石選礦困難。

②細粒浸染狀礦石:顆粒0.1-1mm,需經選礦方能冶煉。

③中粒浸染狀礦石:顆粒1-10mm或更大,可資利用。

2. 工業上對錫礦石的要求錫礦石需經選礦,獲得Sn含量40-70%的精礦才能冶煉。

原生礦床最低的工業品位為0.2-0.4%,含Sn 1-2%以上者為富礦石。

錫礦床規模指標是:儲量5000t以上為大型,1000-5000t為中型,1000t以下為小型。

(四)錫礦床類型及典型礦床實例1. 偉晶岩型錫礦床花崗偉晶岩中常含有錫石與黃玉、鋰輝石及電氣石等共生,呈不規則巢狀富集,但品位較低,規模小。

惟其受風化作用後,是砂錫礦床的來源。

礦床實例為薩伊的馬諾諾(Manono*)-基托托洛礦床(Kitotolo),分屬兩個偉晶岩帶內的兩個礦床,主要的工業礦物有錫石、鈮鐵礦、鉭鐵礦等,三者緊密伴生。

* 註:世界最大之礦化偉晶岩體(5km ×400m ×70m)。

2. 矽卡岩型錫礦床主要產於花崗岩與碳酸岩鹽接觸的矽卡岩體內,組成礦物有透輝石、石榴石、符山石、陽起石、綠泥石等及少量電氣石、黃玉、螢石和白雲母等。

礦石礦物以錫石為主,另有黝錫礦,伴以毒砂、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。

此型礦床在中國、蘇聯和玻利維亞均有分佈,最有名的礦床實例為雲南固舊(現稱個舊)錫礦床,區內岩漿岩為燕山期黑雲母花崗岩,侵入三疊紀灰岩中。

最主要錫礦體為矽卡岩型和綠泥石-硫化物型,其次為電氣石-硫化物型和方鉛礦-閃鋅礦型。

錫石在礦石中顆粒雖小,但儲量豐富,是一大型錫礦床,佔中國產量60%,自元朝(1280年)以來,估計已出產50 104t以上。

廣西南丹縣的大廠是近代發現的另一個大型錫礦田,僅次於個舊。

礦帶長約100 km,寬30 km,屬海西-印支期的一個坳陷帶,經燕山運動使此帶發生強烈褶皺及花崗岩漿侵入,產生錫石-硫化物礦床。

主體為晚燕山期(140 Ma)的黑雲母花崗岩,成礦帶以鎢錫在最下部,鉛鋅(銀)次之,汞銻在最上部。

與錫石-石英-硫化物礦石共生的鉀長石定年為120 Ma,礦石晶洞中最後形成的伊萊石為90 Ma,顯示礦化的時期維持了近3千萬年。

3. 石英脈型錫礦床礦床主要是與花崗岩侵入有關的含錫石石英脈或石英細脈。

礦脈常充填於裂隙中,礦脈兩側有強烈的雲英岩化,礦石平均含Sn 0.4-1.0%。

此類礦床分佈於中國、蘇聯、馬來西亞、緬甸、英國和日本。

實例為歷史悠久的英國最西南端的康瓦爾郡(Cornwall, England)錫礦床,礦石為四個類型:①含錫石和黑鎢礦的石英脈和細脈,以開特山(Kit Hill)花崗岩為代表。

②硫化物礦脈,產在花崗岩體的圍岩(板岩)中,以萊德穆爾(Red Moor)礦床為代表。

③席狀礦脈,礦體由無數礦脈組成礦化帶(板岩中),亦產於萊德穆爾礦山中。

④橫切礦脈,為最晚期形成者。

4. 斑岩型錫礦床成因與斑岩類小型侵入體有關,礦體在斑岩及圍岩均有之,圍岩蝕變有鉀化、絹雲母化、矽化、青磐岩化、高嶺土化和明磐石化等。

分佈於玻利維亞、蘇聯東部鄂霍次克-楚科奇(Okhotsk-Chukotka)和廣東等地。

實例為玻利維亞的波托西(Potosi)錫銀礦床,由第三紀含礦流紋岩侵入於變質的古生代地層中,是一個規模巨大的著名錫礦床。

另一實例為廣東銀岩斑岩錫礦床,錫礦化呈細脈浸染狀產於燕山晚期的花崗斑岩和石英斑岩中。

5. 砂錫礦床由於錫石穩定,常形成砂錫礦床,可分為下幾種類型:①殘積砂錫礦床:產於原生錫礦氧化帶,礦床大小取決於原生礦床類型、規模及產狀。

②坡積砂錫礦床:原生錫礦床出露較高,風化後錫石常在山坡堆積成礦。

③沖積砂錫礦床:礦床主要產在河谷中,風化錫石被河流搬運至河床中堆積。

此型規模較大,常為重要的砂錫礦床。

砂錫礦床見於馬來西亞、尼日、印尼、玻利維亞和中國的廣西和湖南。

(五)錫礦床在時間和空間上的分布1. 南美洲:①安地斯(Andean)錫礦帶:由阿根廷向北延伸經玻利維亞、秘魯至哥倫比亞。

②東巴西錫礦帶;2. 北美洲:③落磯山脈錫礦帶;④科羅拉多錫礦帶;⑤阿帕拉契錫礦帶;3. 非洲:⑥中非錫礦帶;⑦西南非錫礦帶;⑧利比亞-摩洛哥錫礦帶等。

4. 中國的錫礦與鎢礦床產在相同的構造單元:①康滇地軸(隆起)邊緣帶:錫石-硫化物型和砂錫型礦床。

②江南古陸(地塊)西南邊緣區:亦為錫石-硫化物型和砂錫型礦床③南嶺(華南)褶皺帶:石英脈型、錫石-硫化物型和砂錫型礦床④其他華南古陸(華夏地塊)區:石英脈型和錫石-硫化物型礦床。

這些錫礦成礦時代主要均為燕山期。

九、鉬(一)鉬的性質、用途及礦產資源概況1. 鉬的性質和用途金屬鉬呈銀灰色,熔點2600℃,主要用於冶煉特種鋼、鑄鐵及合金,含鉬的不銹鋼耐腐蝕,可用於食品工業。

2. 鉬礦資源概況及生產現狀中國為鉬資源豐富的國家,除中國外,鉬儲量(約900 104t)較多的國家為美國(佔42%),加拿大(25%),蘇聯(12%),智利(7%),秘魯(5%)。

(二)鉬的地球化學特徵鉬的離子為Mo4+和Mo6+。

在內生條件下,鉬主要以Mo4+存在,由於離子半徑小(0.68Å),電價高,不易進入造岩礦物晶格,故以多種形式溶於熱液中。

鉬有很強的親硫性,常以交代和充填型式沈澱成硫化物。

鉬礦床與酸性侵入岩有關,常形成矽卡岩型礦床或輝鉬礦(Molybdenite)礦脈。

在外生條件下,輝鉬礦分解後以Mo6+與氧結合成鉬華(Molybdite,MoO3),或以(MoO4)2-與Pb2+,Ca2+結合成彩鉬鉛礦(Wulfenite,PbMoO4)和鉬酸鈣礦(Powellite,CaMoO4)等次生礦物,但常無太大價值。

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