我国钪资源非常丰富,含钪矿产储量巨大,其中包括铝土矿、磷块岩矿、华南斑岩型和石英脉型钨矿、华南稀土矿、内蒙古白云鄂博稀土铌铁矿和四川攀枝花钒钛磁铁矿等。其中,铝土矿和磷块岩矿优势比较明显,其次是钨矿、钒钛磁铁矿、稀土矿和稀土铁铌矿等。我国主要含Sc矿物与分布见表1.8。
表1.8 我国主要含Sc矿物与分布
1.铝土矿和磷块岩
我国铝土矿和磷块岩十分丰富,Sc 在二者之间的资源量估计为290kt,占总储量的51%。我国华北地区(主要包括山东、河南和山西)和扬子地区西缘(主要包括云南、贵州和四川)是我国铝土矿和磷块岩的重要产地。华北地区铝土矿中Sc 2 O 3 的含量为(110~150)×10 -6 ,华南地区铝土矿中Sc 2 O 3 的含量分布在(66~100)×10 -6 的范围内,西南地区铝土矿中Sc 2 O 3 的含量在(40~80)×10 -6 ,其中,贵州林夕铝土矿的Sc 2 O 3 的含量为(40~75)×10 -6 ,广西平果铝土矿的Sc 2 O 3 含量平均值为75×10 -6 。上述资料表明,我国铝土矿中 Sc 2 O 3 的含量是世界铝土矿Sc 2 O 3 平均含量(按Sc 2 O 3 为38×10 -6 计算)的2~5倍。
目前,关于磷块岩中的Sc资料还很少,贵州开阳磷矿、瓮福磷矿及织金新华磷矿中的Sc 2 O 3 含量约为(10~25)×10 -6 。
2.稀土矿
1)内蒙古白云鄂博稀土矿
白云鄂博是世界罕见的大型稀土元素共生的综合矿床,显著富集的元素包括Fe、Nb、Ce、Pr、Rb、Eu、Y、Sc、F、Na、C、Ca、Mg、Ba和P等,形成独立矿物而存在的元素 U、Fe、稀土、Nb、Ti、Mn、Ca 和 Mg 等,白云鄂博矿现在已经发现了175种矿物和71种元素,具有综合理由价值的元素有26种。
白云鄂博含有丰富的钪资源,是一个巨大的伴生钪矿床,经过十几年的研究,Fe、稀土和Nb相继得到了开发和利用,但对Sc的综合回收研究才刚刚起步。白云鄂博矿床中各类矿石中都不同程度地含有Sc,尤其是辉石中,Sc含量尤其高,其平均含量在(155~160)×10 -6 ,可能是重要的Sc的寄主矿物。如果Sc品位按照平均100×10 -6 计算,白云鄂博中Sc储量在140kt以上。
钪在白云鄂博矿床分布有如下特点:
(1)几乎所有的矿物都不同程度地含矿,但是没有独立的工业矿物存在。
(2)铌铁金红石Sc含量较高,但矿床中该矿物含量较少。
(3)矿床中的稀土矿物和铁镁硅酸盐矿物Sc含量相对较高。
2)华南地区的风化壳淋滤型稀土矿
20世纪70年代,在我国华南地区发现了储量巨大的离子吸附型稀土矿。离子吸附型稀土矿属于风化壳矿床,主要矿物包括石英、长石、高岭土和云母等,稀土主要以离子形式赋存在高岭土等黏土矿物中。但长期以来,华南地区离子吸附型稀土矿种的钪资源一直被忽略。研究发现,有些风化壳淋滤型稀土矿种的伴生钪矿床的 Sc 2 O 3 含量为(20~50)×10 -6 ,独立钪矿床种的 Sc 2 O 3 含量大于50×10 -6 。
3.钛铁矿
攀枝花钒钛磁铁矿是我国大型钒钛铁矿床,对该地区红格矿区的研究表明,Sc 在橄榄辉石岩种的含量为28.7×10 -6 ,在辉石岩中的含量为21.1×10 -6 ,在辉长岩中的含量最低,平均为15.5×10 -6 。从红格岩体底部橄辉岩含矿层→中部辉石岩含矿层→上部辉长岩含矿层,矿石中Sc的含量逐渐变低,矿石中Sc含量的变化范围在(10.4~58.7)×10 -6 的范围内。Sc主要赋存在钛普通辉石、钛铁矿及钛磁铁矿中。
4.钨矿和锰矿
华南斑岩型和石英脉型钨矿具有较高的 Sc 含量,黑钨矿的氧化 Sc 含量在(78~377)×10 -6 的范围内,最高可达到1000×10 -6 。
我国的锰矿资源伴生Sc品位可达到180×10 -6 ,Sc主要以离子吸附形式不均匀赋存在锰矿物中。
5.铀矿
据统计,世界上含Sc的铀矿石约有600000kt,Sc含量为0.0001%~0.001%,每年铀矿石加工过程中有50~500t的Sc 2 O 3 ,但回收量极少。
6.近年来我国新的含钪资源
1)云南牟定二台坡大型钪矿
二台坡基性超基性岩体位于元谋—绿汁江基性超基性岩带南段,隶属川滇新裂谷带,形成于晚二叠纪。与攀枝花岩体年龄相近,该岩体分析较好,呈明显的岩相分带,从下向上岩石类型为橄榄辉石岩→磁铁矿辉石岩→辉长岩→含正长石辉长岩→二长辉长岩,个岩性均以过渡接触。朱智华(2012)根据Sc元素的地球化学特征,分析研究了该掩体的含钪型,发现该岩体虽属低品位小型铁矿,但其伴生Sc元素规模已超过铁矿规模,达到了特大型钪矿床工业指标,其Sc 2 O 3 的平均品位为66×10 -6 。郭远生等人(2012)发现二台坡岩体、凹溪河岩体、碗厂岩体等含Sc量在(60~110)×10 -6 的范围内,平均品位大于50×10 -6 ,已构造独立的钪矿体,初步控制的 Sc 2 O 3 资源量占攀枝花地区钪资源量的16.8%,潜在经济价值巨大,而且,沿绿汁江断裂方向,共分布有基性超基性岩体近70个,找矿前景非常可观。二台坡岩体中钪主要赋存于单斜辉石、角闪石及斜锆石中。
2)云南大型独立钪矿床
2010年6月,中国国土资源网报道,云南省有色地质局首次发现两个独立大型钪矿床,估计钪资源量可达726t,Sc 2 O 3 的平均品位为66×10 -6 ,预测的 Sc 远景资源量在5kt以上,甚至有望达到万吨以上,潜在经济价值达数百亿元。
3)浙江浙西地区超大型钪多金属矿床
2011年3月,浙江省浙西地区发现一个超大型钪多金属矿床,其中Sc的品位在14×10 -6 左右,初步探明Sc资源量超过70t。同时伴生一个以Ag为主的大型多金属矿,其中Ag 800t、Pb-Zn 130kt,还有一个大型镉矿3kt,此外还有Sn 7kt、Ga 400t、Re 5.5t,均达到中型规模。
4)辽宁鞍山群含铁岩系钪的潜力分析
辽宁鞍本地区出露的鞍山群地层仅为鞍山群上部地层——茨沟组、大峪沟组、樱桃园组,鞍本地区是辽宁省重要的铁矿基地,统称为“鞍山式”铁矿,资源/储量之大,居全国之首。鞍本地区鞍山式铁矿及围岩中发现 Sc 元素,通过617件样品分析测试,测得Sc元素平均品位在20g/t左右,赋矿层位为茨沟组、大峪沟组及樱桃园组,截至2018年鞍本地区累计探明铁矿储量达12733000kt,加上围岩量可达2×10 7 kt以上,照此估算鞍本地区钪矿资源/储量可达400kt以上,属特大型(不包括一些小的矿山)。
5)甘肃发现三处大型独立钪矿床
据有关资料,在甘肃省酒泉市境内的孙家岭、黑山梁和延龙山发现了3处独立钪矿床,现已探明资源量丰富,达到大型至超大型标准,在新发现的3处钪矿中,仅孙家岭钪矿1处,经过地表初步评价和少量钻探控制验证,探明储量在94t,圈出钪矿(化)体51条。