中国科学院国家科学图书馆 科学研究动态监测快报 201年2月1日第3期(总第105期) 地球科学专辑 中国科学院资源环境科学与技术局 中国科学院国家科学图书馆兰州分馆 中国科学院国家科学图书馆兰州分馆 甘肃省兰州市天水中路8号 邮编:730000电话:0931-8271552 http://www.llas.ac.cn
中国科学院国家科学图书馆 中国科学院国家科学图书馆 中国科学院国家科学图书馆 中国科学院国家科学图书馆 科学研究动态监测快报 2011 年 2 月 1 日 第 3 期（总第 105 期） 地球科学专辑 ═════════════════════════════════════════ 中国科学院国家科学图书馆兰州分馆 甘肃省兰州市天水中路 8 号 邮编：730000 电话：0931-8271552 http://www.llas.ac.cn 中国科学院资源环境科学与技术局 中国科学院国家科学图书馆兰州分馆
地球科学专辑 2011年第3期(总105期 目录 专题 美国主要稀土矿产一一国内概况与全球展望 全球稀土矿业形势浅析 短讯 科学家提出计算地壳形成时间的新方法 12 科学家再次测定夏威夷岩浆库深度 专辑主编:张志强 执行主编:郑军卫 本期责编:赵纪东 E-mail: zhaojdallasaccn
地球科学专辑 2011 年第 3 期（总 105 期） 目 录 专 题 美国主要稀土矿产——国内概况与全球展望...........................................1 全球稀土矿业形势浅析............................................................................. 7 短 讯 科学家提出计算地壳形成时间的新方法................................................ 12 科学家再次测定夏威夷岩浆库深度........................................................ 12 专辑主编：张志强 执行主编：郑军卫 本期责编：赵纪东 E-mail：zhaojd@llas.ac.cn
专题 编者按:稀土元素( Rare earth elements,REE)包括原子序数从57到71的15 种镧系元素,以及钇〔原子序数39,其化学性质与镧系元素相似)。如果以吨来计 算,这些元素在工业上的需求量相对很小,但它们却是许多高技术应用的必需品, 如风力发电、电动汽车、节能照明等。同时,稀土也是许多核心囯防防御系统和先 进材料的关键。2010财年的美国国防授权法案( National Defense Authorization act 要求总审计长( Comptroller General)完成一份基于国防供应链的稀土材料评估报告 因此,美囯工业政策办公室与其他美囯政府杋构进行合作,开始对稀土进行详细研 究。为了帮助完成该项工作,美囯地质调查局(USGS)从全球背景出发,对美国稀 土资源和储量进行了研究,于2010年11月中旬发布了名为《美国主要稀土矿产 囯内概况与全球展望》( The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States- A Summary of Domestic Deposits and a global Perspective)的报告。该报告主 要对美国囯内的稀土资源和储量等进行了非技术性的评估,在此,我们对其核心内 容作一简要介绍 美国主要稀土矿产——国内概况与全球展望 1全球展望 1稀土元素地壳丰度高,但可采量低 大部分稀土元素其实并不如“稀土”这个名字所表示的那样稀有。之所以称作 稀土,是因为大部分稀土元素是在18世纪和19世纪期间以稀有矿产(当时很稀少) 中的氧化物组成成分被发现的。铈(Ce)是稀土元素中地壳丰度最高的一种元素, 其在地壳中比铜和铅还要常见。同时,除钷(Pm)外,其他稀土元素的丰度比银和 汞还要高( Taylor and McLennan,1985)。因为稀土元素基本都为+3价,且具有相似 的离子半径,所以稀土元素经常在地壳中被集中发现。 尽管稀土元素在地壳中相对比较丰富,但是,它们在可开采矿床中的含量却非 常小。据估计,稀土元素在地壳中的平均浓度在百万分之150~220这样一个范围内 这远远超过了其他以工业规模开采的金属,如铜(其丰度为百万分之55),锌(其 丰度为百万分之70)。与大多数商业开采的贱金属和贵金属不同,稀土元素在可开 采矿床中的富集量很小。稀土元素的富集主要与罕见的火成岩类密切相关,即碱性 岩和碳酸岩类。在砂矿、火成岩深度风化形成的残积矿( residual deposit)、伟晶岩 矿、铁氧化物铜-金矿床、海洋磷酸盐矿中均发现有达到潜在可利用浓度的含稀土元 素的矿物 1.2稀土矿组成复杂,且具放射性
1 专 题 编者按：稀土元素（Rare Earth Elements，REE）包括原子序数从 57 到 71 的 15 种镧系元素，以及钇（原子序数 39，其化学性质与镧系元素相似）。如果以吨来计 算，这些元素在工业上的需求量相对很小，但它们却是许多高技术应用的必需品， 如风力发电、电动汽车、节能照明等。同时，稀土也是许多核心国防防御系统和先 进材料的关键。2010 财年的美国国防授权法案（National Defense AuthorizationAct） 要求总审计长（Comptroller General）完成一份基于国防供应链的稀土材料评估报告 。 因此，美国工业政策办公室与其他美国政府机构进行合作，开始对稀土进行详细研 究。为了帮助完成该项工作，美国地质调查局（USGS）从全球背景出发，对美国稀 土资源和储量进行了研究，于 2010 年 11 月中旬发布了名为《美国主要稀土矿产—— 国内概况与全球展望》（The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States—A Summary of Domestic Deposits and a Global Perspective）的报告。该报告主 要对美国国内的稀土资源和储量等进行了非技术性的评估，在此，我们对其核心内 容作一简要介绍。 美国主要稀土矿产——国内概况与全球展望 1 全球展望 1.1 稀土元素地壳丰度高，但可采量低 地壳丰度高，但可采量低 地壳丰度高，但可采量低 地壳丰度高，但可采量低 大部分稀土元素其实并不如“稀土”这个名字所表示的那样稀有。之所以称作 稀土，是因为大部分稀土元素是在 18 世纪和 19 世纪期间以稀有矿产（当时很稀少） 中的氧化物组成成分被发现的。铈（Ce）是稀土元素中地壳丰度最高的一种元素， 其在地壳中比铜和铅还要常见。同时，除钷（Pm）外，其他稀土元素的丰度比银和 汞还要高（Taylor and McLennan, 1985）。因为稀土元素基本都为＋3 价，且具有相似 的离子半径，所以稀土元素经常在地壳中被集中发现。 尽管稀土元素在地壳中相对比较丰富，但是，它们在可开采矿床中的含量却非 常小。据估计，稀土元素在地壳中的平均浓度在百万分之 150～220 这样一个范围内 ， 这远远超过了其他以工业规模开采的金属，如铜（其丰度为百万分之 55），锌（其 丰度为百万分之 70）。与大多数商业开采的贱金属和贵金属不同，稀土元素在可开 采矿床中的富集量很小。稀土元素的富集主要与罕见的火成岩类密切相关，即碱性 岩和碳酸岩类。在砂矿、火成岩深度风化形成的残积矿（residual deposit）、伟晶岩 矿、铁氧化物铜-金矿床、海洋磷酸盐矿中均发现有达到潜在可利用浓度的含稀土元 素的矿物。 1.2 稀土矿组成复杂，且具放射性
稀土矿在矿物学和化学上非常复杂,且通常情况下具有放射性。一般而言,单 矿物相的金属很容易分离,而双矿物相或多矿物相金属的分离则存在很大困难。 尽管目前已经具有多矿物相连续分离的加工能力,但这并不总是具有成本效益。因 此,到目前为止,稀土生产很大程度上来自于单矿物相矿床,如中国的白云鄂博(氟 碳铈矿)、美国的 Mountain pass(氟碳铈矿)、印度的重矿物砂矿(独居石)。加工流 程方面,稀土矿经一次分离后,含有的稀土元素仍多达14种(镧系和钇),所以, 仍然需要许多步骤来进一步分离出稀土元素,并去除相关杂质。冶金学上的这种复 杂性归因于没有2种稀土矿物是真正相同的,因此也没有标准的开采和冶炼方法。 稀土矿中的主要有害杂质是钍(Th),这给其带来了不必要的放射性。因此,除 了面对复杂的加工流程外,还要处理由此带来的安全问题,所以大大妨碍了放射性 较强的稀土矿的经济开采,特别是独居石类(在20世纪9年代该类稀土矿曾一度 被市场放弃)。 13轻稀土元素较重稀土元素辛富 不同稀土元素在某一个矿体中的相对含量变化很大。主要差别反映在轻稀土 元素与重稀土元素的相对比例上,与平均地壳丰度相比,稀土矿体中富含轻稀土 元素(从镧到钆)。相比之下,很多稀土矿体明显缺少重稀土元素(从铽到镥)。 只有极少数矿床含有相对比较丰富的重稀土元素,大多数情况下,含有磷钇矿的 矿床是重稀土矿物的主要产出者。 铈是稀土元素中最为丰富的一种元素,其可用量已经超过了传统利用水平下的 需求。目前,考虑开发中的很多稀土矿床富含轻稀土元素,一旦投产,将使铈市场 出现供大于求的状况。相比之下,由于储量有限,重稀土元素处于供应短缺的状况 些稀土元素,如镥,十分紧缺 14多以副产品形式被开发 当对一个采矿项目的经济可行性进行评估后,潜在的矿产产品便分为主要产品 及副产品2种。主要产品,例如,一个锌矿中的锌,是矿物生产中价值贡献最大的 物质。一般来说,从主要产品中获得的回报,足以支付开采和加工的成本。其他产 品都被称为副产品( byproduct,从这部分产品得到的回报通常是对矿山整体盈利能 力的增强。如果获得2个或者2个以上具有基本价值的产品,它们便被称为副产物 稀土矿业中的一个明显特征是,富含稀土元素的矿物常常以副产品或副产物的 形式在开采其他矿产品的时候被开采,而不是以主要产品的形式被开采。中国当前 (2010)供应着全球稀土96%的稀土产品(表1、表2),在120000吨的总供应量 中,有55000吨来自内蒙古的白云鄂博矿山,且均为副产品,这一事实意味着全球 稀土产品中至少有44%是以副产品形式被开发的。中国的其余供应量中,有25000
2 稀土矿在矿物学和化学上非常复杂，且通常情况下具有放射性。一般而言，单 一矿物相的金属很容易分离，而双矿物相或多矿物相金属的分离则存在很大困难。 尽管目前已经具有多矿物相连续分离的加工能力，但这并不总是具有成本效益。因 此，到目前为止，稀土生产很大程度上来自于单矿物相矿床，如中国的白云鄂博（氟 碳铈矿）、美国的 Mountain Pass（氟碳铈矿）、印度的重矿物砂矿（独居石）。加工流 程方面，稀土矿经一次分离后，含有的稀土元素仍多达 14 种（镧系和钇），所以， 仍然需要许多步骤来进一步分离出稀土元素，并去除相关杂质。冶金学上的这种复 杂性归因于没有 2 种稀土矿物是真正相同的，因此也没有标准的开采和冶炼方法。 稀土矿中的主要有害杂质是钍（Th），这给其带来了不必要的放射性。因此，除 了面对复杂的加工流程外，还要处理由此带来的安全问题，所以大大妨碍了放射性 较强的稀土矿的经济开采，特别是独居石类（在 20 世纪 90 年代该类稀土矿曾一度 被市场放弃）。 1.3 轻稀土元素较重稀土元素丰富 轻稀土元素较重稀土元素丰富 轻稀土元素较重稀土元素丰富 轻稀土元素较重稀土元素丰富 不同稀土元素在某一个矿体中的相对含量变化很大。主要差别反映在轻稀土 元素与重稀土元素的相对比例上，与平均地壳丰度相比，稀土矿体中富含轻稀土 元素（从镧到钆）。相比之下，很多稀土矿体明显缺少重稀土元素（从铽到镥）。 只有极少数矿床含有相对比较丰富的重稀土元素，大多数情况下，含有磷钇矿的 矿床是重稀土矿物的主要产出者。 铈是稀土元素中最为丰富的一种元素，其可用量已经超过了传统利用水平下的 需求。目前，考虑开发中的很多稀土矿床富含轻稀土元素，一旦投产，将使铈市场 出现供大于求的状况。相比之下，由于储量有限，重稀土元素处于供应短缺的状况。 一些稀土元素，如镥，十分紧缺。 1.4 多以副产品形式被开发 多以副产品形式被开发 多以副产品形式被开发 多以副产品形式被开发 当对一个采矿项目的经济可行性进行评估后，潜在的矿产产品便分为主要产品 及副产品 2 种。主要产品，例如，一个锌矿中的锌，是矿物生产中价值贡献最大的 物质。一般来说，从主要产品中获得的回报，足以支付开采和加工的成本。其他产 品都被称为副产品（byproduct），从这部分产品得到的回报通常是对矿山整体盈利能 力的增强。如果获得 2 个或者 2 个以上具有基本价值的产品，它们便被称为副产物 （coproduct）。 稀土矿业中的一个明显特征是，富含稀土元素的矿物常常以副产品或副产物的 形式在开采其他矿产品的时候被开采，而不是以主要产品的形式被开采。中国当前 （2010）供应着全球稀土 96％的稀土产品（表 1、表 2），在 120 000 吨的总供应量 中，有 55 000 吨来自内蒙古的白云鄂博矿山，且均为副产品，这一事实意味着全球 稀土产品中至少有 44％是以副产品形式被开发的。中国的其余供应量中，有 25 000
吨来自南方的铁吸附型矿床,这里的稀土以主产品的形式被开发。总体而言,全球90 %的稀土产品属于副产品或副产物 表12009年全球主要稀土矿山的生产情况 2009出口量 国家 矿山 主产品 副产品 (吨TREO) 巴西 北布埃纳 钛铁矿精矿 独居石精矿 白云鄂博 55000 铁矿 氟碳铈矿精矿 中国 四川* 10000 氟碳铈矿精矿 中国南部* 45000 稀土 印度 重矿物砂矿 2700 钛铁矿精矿 独居石精矿 马来西亚怡保砂矿 380 锡石精矿 磷钇矿精矿 俄罗斯 洛沃泽罗 2500 铈铌钙钛矿精矿稀土氯化物 多数为小型生产者和少数为大中型生产者,数据为2010年数据 表2全球稀土储量和产量(2009) 产量储量 国家 TREO(吨)比例(%)TREO(吨)比例(%) 澳大利亚 5400000 0.5 48000 0.05 中国 120000 36000000 独联体 2500 2 19000000 印度 2700 2 3100000 马来西亚 0.3 30000 0.03 美国 13000000 其他 0 22000000 合计 126230 99000000 2美国国内情况 21主要矿床类型及分布 美国最大的稀土矿床在碳酸岩和碱性火成岩中被发现,它们聚集于岩脉之中, 空间分布与碱性火成岩侵入密切相关。同时,稀土矿与碱性火成岩的密切关系使得 稀土元素常与其他有价值的元素伴生,如钛、铌、磷、钍( Van gosen and others,2009) 美国主要的稀土矿床发现于:①碳酸岩和碱性火成杂岩;②与碱性侵入相关的 岩脉;③一些与岩浆-水热过程相关的铁矿床;④碱性火成地体侵入形成的河积矿床 TREO——一总稀土氧化物(稀土常以复杂氧化物等形式存在)
3 吨来自南方的铁吸附型矿床，这里的稀土以主产品的形式被开发。总体而言，全球90 ％的稀土产品属于副产品或副产物。 表 1 2009 年全球主要稀土矿山的生产情况 *多数为小型生产者和少数为大中型生产者，数据为 2010 年数据。 表 2 全球稀土储量和产量（2009） 2 美国国内情况 2.1 主要矿床类型及分布 主要矿床类型及分布 主要矿床类型及分布 主要矿床类型及分布 美国最大的稀土矿床在碳酸岩和碱性火成岩中被发现，它们聚集于岩脉之中， 空间分布与碱性火成岩侵入密切相关。同时，稀土矿与碱性火成岩的密切关系使得 稀土元素常与其他有价值的元素伴生，如钛、铌、磷、钍（Van Gosen and others, 2009）。 美国主要的稀土矿床发现于：①碳酸岩和碱性火成杂岩；②与碱性侵入相关的 岩脉；③一些与岩浆-水热过程相关的铁矿床；④碱性火成地体侵入形成的河积矿床 国家 矿山 2009 出口量 （吨 TREO1） 主产品 副产品 巴西 北布埃纳 650 钛铁矿精矿 独居石精矿 中国 白云鄂博 55 000 铁矿 氟碳铈矿精矿 四川* 10 000 氟碳铈矿精矿 中国南部* 45 000 稀土 印度 重矿物砂矿 2 700 钛铁矿精矿 独居石精矿 马来西亚 怡保砂矿 380 锡石精矿 磷钇矿精矿 俄罗斯 洛沃泽罗 2 500 铈铌钙钛矿精矿 稀土氯化物 国家 产量 储量 TREO（吨） 比例（％） TREO（吨） 比例（％） 澳大利亚 0 0 5 400 000 5 巴西 650 0.5 48 000 0.05 中国 120 000 95 36 000 000 36 独联体 2 500 2 19 000 000 19 印度 2 700 2 3 100 000 3 马来西亚 380 0.3 30 000 0.03 美国 0 0 13 000 000 13 其他 0 0 22 000 000 22 合计 126 230 99 000 000 1 TREO——总稀土氧化物（稀土常以复杂氧化物等形式存在）
和滩积矿床(砂矿) waLON 图1美国主要稀土矿区分布 2主要赋存矿物 目前,在美国发现的含有稀土元素的矿物主要有黑稀金矿、氟碳铈矿、磷钇矿、 独居石和褐帘石。此外,铌钇矿、易解石、褐钇铌矿、氟菱钙铈矿、氟菱铈钙矿、 水菱钇矿、碳酸锶铈矿、磷铝铈矿、铈磷灰石、红钇石等也被发现含有稀土元素。 表3在美国发现的含有稀土元素的主要矿物 矿物 组成成分 氧化物 易解石 (Ce, Th, Ca.I(Ti, Nb, TahO6I 黑稀金 (Y, Er, Ce, U, Pb, CaNb, Ta, TIh(O,OH 褐钇铌矿 Yobo 铌钇矿 (Y, Er, Fe, Mn, Ca, U, Th, Zr)(Nb, Ta(O, OH)6 碳酸盐 碳酸锶铈 Sr(Ce, La)(CO3)(OH (HO) 氟碳铈矿(CeLa,Y)CO3F
4 和滩积矿床（砂矿）。 图 1 美国主要稀土矿区分布 2.2 主要赋存矿物 目前，在美国发现的含有稀土元素的矿物主要有黑稀金矿、氟碳铈矿、磷钇矿、 独居石和褐帘石。此外，铌钇矿、易解石、褐钇铌矿、氟菱钙铈矿、氟菱铈钙矿、 水菱钇矿、碳酸锶铈矿、磷铝铈矿、铈磷灰石、红钇石等也被发现含有稀土元素。 表 3 在美国发现的含有稀土元素的主要矿物 矿物 组成成分 氧化物 易解石 (Ce,Th,Ca...)[(Ti,Nb,Ta) 2O6] 黑稀金矿 (Y,Er,Ce,U,Pb,Ca)(Nb,Ta,Ti) 2(O,OH) 6 褐钇铌矿 YnbO4 铌钇矿 (Y,Er,Fe,Mn,Ca,U,Th,Zr)(Nb,Ta) 2(O,OH) 6 碳酸盐 碳酸锶铈矿 Sr(Ce,La)(CO3) 2(OH)·(H2O) 氟碳铈矿 (Ce,La,Y)CO3F
氟菱钙铈矿Ca(Ce,La)2(CO3)F2 氟菱铈钙矿 水菱钇矿 Y(CO3)n(HO) 磷酸盐 铈磷灰石 (Na, Ce, Ca)(OH)I(P,SiO4I3 磷铝铈矿 (La, Ce)Al3(PO4)(OH)6 独居石 (Ce, La, Th, Nd, Y)PC 磷钇矿 YPO4 硅酸盐 褐帘石 Ca(Ce, La, Y, Ca)Al(Fe2+, Fe+)(SIO4)(Si,O7)O(OH) 钙钇铈矿 Ca2(Ce, Yh(SIO4)3CO, H,O 红钇石 Y2ISi2O, 3稀土资源评估 资源评估依赖于当前的勘探程度,具有不同的准确性和可靠性,认识到这一 点非常重要。表4是美国目前已知的主要稀土资源,这些评估结果主要通过以下 方式获得:①对矿化点地表露头的推断:②少量样品的分析;③矿化带延伸深度 的推断或假设。截至目前为止,已经通过一定深度的岩芯钻探工作对一些矿床进 行了研究。通过密集的钻探可以为矿化物质(达到经济开采水平的量)评估提供 充足数据,但是仅对极少数矿床进行了详细勘探。只有通过充分的钻探、中试规 模的冶金测试、权威的经济分析才能对这些稀土资源的潜在经济可行性进行可靠 评估。目前,美国只有 Mountain pass这一个矿床达到了上述标准,评估认为其含 有可观储量的稀土资源。 表4美国国内稀土资源与储量 矿床 吨位(吨)品位(/REO)TREO含量(吨) 储量—一探明 Mountain pass加州135880824120000 资源—一推断 Bear Lodge怀俄明州10678000360384000 资源—一未分类 Bald mountain怀俄明州 18000000 0.08 400 Bokan mountain阿拉斯加州 34100000 164000 Diamond creek爱达荷州 5800000 70800 Elk creek 内布拉斯加州39400000 Gallinas mtns 新墨西哥州460002.951400
5 2.3 稀土资源评估 资源评估依赖于当前的勘探程度，具有不同的准确性和可靠性，认识到这一 点非常重要。表 4 是美国目前已知的主要稀土资源，这些评估结果主要通过以下 方式获得：①对矿化点地表露头的推断；②少量样品的分析；③矿化带延伸深度 的推断或假设。截至目前为止，已经通过一定深度的岩芯钻探工作对一些矿床进 行了研究。通过密集的钻探可以为矿化物质（达到经济开采水平的量）评估提供 充足数据，但是仅对极少数矿床进行了详细勘探。只有通过充分的钻探、中试规 模的冶金测试、权威的经济分析才能对这些稀土资源的潜在经济可行性进行可靠 评估。目前，美国只有 Mountain Pass 这一个矿床达到了上述标准，评估认为其含 有可观储量的稀土资源。 表 4 美国国内稀土资源与储量 氟菱钙铈矿 Ca(Ce,La) 2(CO3) 3F2 氟菱铈钙矿 Ca(Ce,Nd,Y,La)(CO3) 2F 水菱钇矿 Y2(CO3) 3•n(H2O) 磷酸盐 铈磷灰石 (Na,Ce,Ca) 5(OH)[(P,Si)O4] 3 磷铝铈矿 (La,Ce)Al3(PO4) 2(OH) 6 独居石 (Ce,La,Th,Nd,Y)PO4 磷钇矿 YPO4 硅酸盐 褐帘石 Ca(Ce,La,Y,Ca)Al2(Fe2+ ,Fe3+ )(SiO4)(Si2O7)O(OH) 钙钇铈矿 Ca2(Ce,Y) 2(SiO4) 3CO3·H2O 红钇石 Y2[Si2O7] 矿床 吨位（吨） 品位（/TREO） TREO 含量（吨） 储量——探明 Mountain Pass 加州 13 588 000 8.24 1 120 000 资源——推断 Bear Lodge 怀俄明州 10 678 000 3.60 384 000 资源——未分类 Bald Mountain 怀俄明州 18 000 000 0.08 14 400 Bokan Mountain 阿拉斯加州 34 100 000 0.48 164 000 Diamond Creek 爱达荷州 5 800 000 1.22 70 800 Elk Creek 内布拉斯加州 39 400 000 Gallinas Mtns. 新墨西哥州 46 000 2.95 1 400
Hall mounta 爱达荷州 100000 0.05 Hick' s Dome伊利诺斯州1470000 0.42 Iron hill 科罗拉多州2424000000 9696000 Lemhi pass 爱达荷州 500000 1650 Mineville 纽约 9000000 0.9 80000 Music valley 加州 50000 6 4300 新墨西哥州2400000 0.18 4000 Scrub oaks 密苏里州 600000 72000 稀土矿床资源和储量分为3大类:第一类经过了充分的研究,能够预期一项资 源开采计划的前景;第二类是研究程度良好的矿床(经过测量、资源评估等),但没 有经过可行性研究(包括矿山设计);第三类是未分类的资源,包括各种不太可能被 利用的已知资源。通过进一步的勘探和项目开发,前2类稀土资源将会增加。就美 国而言,前2类稀土矿床只有2个,分别分布在加州和怀俄明州。就全球而言,美 国、澳大利亚、加拿大的稀土生产潜力很大,总共估计约有1400万吨TREO 24未来形势 目前,美国的稀土原材料全部依赖进口,其中绝大部分来自于中国。但是,情 况并不总是如此。1998年之前,当 Mountain pass矿山的稀土产量缩减时,美国仍 然生产其国内和自由市场国家消费的大部分轻稀土元素,而重稀土元素则由进口 的独居石精矿获得。在20世纪80年代中国成为全球轻、重2类稀土元素的主要 供应商后,这一形势发生了变化。2002年,美国国内唯一的稀土供应— Mountain Pass矿山关闭。尽管该矿山继续以库存生产稀土材料,但是,并没有新的稀土矿 被开采。自那时以来,美国的稀土原材料开始逐渐全部依赖进口。在当前全球稀 土供应形势紧张的趋势下, Mountain pass矿山有望在2年内恢复运作 根据USGS的数据,目前全球约有150个项目在进行稀土元素的勘查和研究 很多项目开始于最近2年。新储量、新资源的发现依赖于矿产资源的定量评估,但 是,当前任何一个国家都没有进行过稀土矿的定量评估。美国最后发现、并发展成 矿山的矿床是加州的 Mountain pass,其发现于1949年,1953年投产。在今天的 监管环境下,对于稀土矿床发现和开发所需的时间而言,这一50多年前的事情 已经不再具有指示意义。过去50年,在中国之外的其他地方,几乎没有任何稀 土勘探活动和矿山开发项目。因此,无法对未来全球范围内稀土的发现和开发步 伐做出评估。 (杨景宁译赵纪东校) 原文题目: The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States A Summary of Domestic Deposits and a global Perspective 来源http://pubs.usgsgov/sir/2010/5220
6 稀土矿床资源和储量分为 3 大类：第一类经过了充分的研究，能够预期一项资 源开采计划的前景；第二类是研究程度良好的矿床（经过测量、资源评估等），但没 有经过可行性研究（包括矿山设计）；第三类是未分类的资源，包括各种不太可能被 利用的已知资源。通过进一步的勘探和项目开发，前 2 类稀土资源将会增加。就美 国而言，前 2 类稀土矿床只有 2 个，分别分布在加州和怀俄明州。就全球而言，美 国、澳大利亚、加拿大的稀土生产潜力很大，总共估计约有 1 400 万吨 TREO。 2.4 未来形势 目前，美国的稀土原材料全部依赖进口，其中绝大部分来自于中国。但是，情 况并不总是如此。1998 年之前，当 Mountain Pass 矿山的稀土产量缩减时，美国仍 然生产其国内和自由市场国家消费的大部分轻稀土元素，而重稀土元素则由进口 的独居石精矿获得。在 20 世纪 80 年代中国成为全球轻、重 2 类稀土元素的主要 供应商后，这一形势发生了变化。2002 年，美国国内唯一的稀土供应——Mountain Pass 矿山关闭。尽管该矿山继续以库存生产稀土材料，但是，并没有新的稀土矿 被开采。自那时以来，美国的稀土原材料开始逐渐全部依赖进口。在当前全球稀 土供应形势紧张的趋势下，Mountain Pass 矿山有望在 2 年内恢复运作。 根据 USGS 的数据，目前全球约有 150 个项目在进行稀土元素的勘查和研究， 很多项目开始于最近 2 年。新储量、新资源的发现依赖于矿产资源的定量评估，但 是，当前任何一个国家都没有进行过稀土矿的定量评估。美国最后发现、并发展成 矿山的矿床是加州的 Mountain Pass，其发现于 1949 年，1953 年投产。在今天的 监管环境下，对于稀土矿床发现和开发所需的时间而言，这一 50 多年前的事情 已经不再具有指示意义。过去 50 年，在中国之外的其他地方，几乎没有任何稀 土勘探活动和矿山开发项目。因此，无法对未来全球范围内稀土的发现和开发步 伐做出评估。 （杨景宁 译 赵纪东 校） 原文题目：The Principal Rare Earth Elements Deposits of the United States —A Summary of Domestic Deposits and a Global Perspective 来源：http://pubs.usgs.gov/sir/2010/5220/ Hall Mountain 爱达荷州 100 000 0.05 50 Hick’s Dome 伊利诺斯州 14 700 000 0.42 62 000 Iron Hill 科罗拉多州 2 424 000 000 0.40 9 696 000 Lemhi Pass 爱达荷州 500 000 0.33 1 650 Mineville 纽约 9 000 000 0.9 80 000 Music Valley 加州 50 000 8.6 4 300 Pajarito 新墨西哥州 2 400 000 0.18 4 000 Scrub Oaks 密苏里州 600 000 12 72 000
全球稀土矿业形势浅析 2010年7月初,中国商务部宣布削减2010年下半年的稀土出口配额至7976吨 而2009年第二季度时的出口配额还高达28417吨。如此一来,中国2010年全年的 稀土出口量将从2009年的50145吨下降到30259吨,减少了40%。长期以来,中 囯一直是全球稀土的主要供应国,所以,世界皆为此震惊。从此,世界稀土矿业形 势将可能发生重大变化,我们在此尝试着对其作一简要分析。 稀土( Rare earth elements,简写为RE或REE)是一组同时具有电、磁、光 以及生物等多种特性的功能材料,有工业“维生素”之称,被美、日等国列为21世 纪的“战略元素”。从日常生活用到的汽车触媒转换器、石油精炼用催化剂、永磁马 达中的磁性材料等,到特殊领域如核能工业、电子、超导体等,稀土的用途极其广 泛,是高科技产业中不可或缺的重要基础材料。同时,在冶金方面稀土更可以大幅 提高钢材/铝/镁/钛合金材料的性能。因此,工业大国无不将稀土金属视为战略 资源,其重要性不言而喻。 在20世纪70、80年代,美国是世界稀土的主要供应国,其位于加州的 Mountain Pass出产的稀土占全世界供应量的70%左右。后来,由于环保问题,美国开始逐渐 减产。同时,由于中国工人工资低廉、环保标准松弛,所以透过低科技、低成本的 萃取制程,中国逐步取代了美国的稀土产业地位。事实上,中国仅拥有全球1/3的 稀土蕴藏量。但是,其却在过去几十年中承担了供应世界大多数稀土的角色,结果 付出了破坏自身自然环境的惨重代价。因此,中国决定减少供应,以保护环境,实 现可持续发展。而世界其他国家为了满足自身发展的需求,已经采取了一系列行动, 全球稀土矿业形势将可能由此发生一些重大变化 全球化供应正式拉开帷幕 对于拥有丰富稀土矿产的国家来说,例如美国、澳大利亚等,他们将重振其稀 土矿业;而对于自身没有稀土矿产的国家来说,例如日本,他们将积极与其他拥有 稀土矿产的国家〔相对于全球而言,储量不是很高)进行合作,来开发稀土资源, 满足自身需求 11美国、澳大利亚等将重振其稀土矿业 除中国的白云鄂博外,全球另外两大已知的稀土富矿分别是美国的 Mountain Pass和澳大利亚的 Mount Weld。在中国大幅减少供应的情况下,预计这两大富矿将 很快被启用,并投产。 在中国宣布下调2010年下半年稀土出口配额之后,西澳大利亚稀土矿业公司莱 纳斯( Lynas)随即表示,这意味着莱纳斯将有更多的机会来满足全球市场的需求, 他们已经做好准备,足以满足中国减少稀土出口配额后所增加的任何需求。莱纳斯
7 全球稀土矿业形势浅析 2010 年 7 月初，中国商务部宣布削减 2010 年下半年的稀土出口配额至 7 976 吨 ， 而 2009 年第二季度时的出口配额还高达 28 417 吨。如此一来，中国 2010 年全年的 稀土出口量将从 2009 年的 50 145 吨下降到 30 259 吨，减少了 40%。长期以来，中 国一直是全球稀土的主要供应国，所以，世界皆为此震惊。从此，世界稀土矿业形 势将可能发生重大变化，我们在此尝试着对其作一简要分析。 稀土（Rare Earth Elements，简写为 RE 或 REE）是一组同时具有电、磁、光、 以及生物等多种特性的功能材料，有工业“维生素”之称，被美、日等国列为 21 世 纪的“战略元素”。从日常生活用到的汽车触媒转换器、石油精炼用催化剂、永磁马 达中的磁性材料等，到特殊领域如核能工业、电子、超导体等，稀土的用途极其广 泛，是高科技产业中不可或缺的重要基础材料。同时，在冶金方面稀土更可以大幅 提高钢材／铝／镁／钛合金材料的性能。因此，工业大国无不将稀土金属视为战略 资源，其重要性不言而喻。 在 20 世纪 70、80 年代，美国是世界稀土的主要供应国，其位于加州的 Mountain Pass 出产的稀土占全世界供应量的 70%左右。后来，由于环保问题，美国开始逐渐 减产。同时，由于中国工人工资低廉、环保标准松弛，所以透过低科技、低成本的 萃取制程，中国逐步取代了美国的稀土产业地位。事实上，中国仅拥有全球 1/3 的 稀土蕴藏量。但是，其却在过去几十年中承担了供应世界大多数稀土的角色，结果 付出了破坏自身自然环境的惨重代价。因此，中国决定减少供应，以保护环境，实 现可持续发展。而世界其他国家为了满足自身发展的需求，已经采取了一系列行动， 全球稀土矿业形势将可能由此发生一些重大变化。 1 全球化供应正式拉开帷幕 对于拥有丰富稀土矿产的国家来说，例如美国、澳大利亚等，他们将重振其稀 土矿业；而对于自身没有稀土矿产的国家来说，例如日本，他们将积极与其他拥有 稀土矿产的国家（相对于全球而言，储量不是很高）进行合作，来开发稀土资源， 满足自身需求。 1.1 美国、澳大利亚等将 美国、澳大利亚等将 美国、澳大利亚等将 美国、澳大利亚等将重振其稀土矿业 除中国的白云鄂博外，全球另外两大已知的稀土富矿分别是美国的 Mountain Pass 和澳大利亚的 Mount Weld。在中国大幅减少供应的情况下，预计这两大富矿将 很快被启用，并投产。 在中国宣布下调 2010 年下半年稀土出口配额之后，西澳大利亚稀土矿业公司莱 纳斯（Lynas）随即表示，这意味着莱纳斯将有更多的机会来满足全球市场的需求， 他们已经做好准备，足以满足中国减少稀土出口配额后所增加的任何需求。莱纳斯
是澳洲最主要的稀土矿开采商,也是世界上除中国以外的第一家能提供所有稀土品 种的公司。他们在西澳中部的 Mount Weld拥有除中国以外,世界上储量最高的稀土 矿之一。莱纳斯的董事长 Nicholas curtis表示,目前项目进展顺利,预计从2011年 的第三个季度开始可以供应稀土,第一年计划生产稀土11000吨,到2012年底将 翻倍至22000吨。 早在2010年11月,拥有加利福尼亚州西南部莫哈韦沙漠( Mojave Desert) Mountain pass稀土矿的美国 Molycorp Inc公司(西半球唯一的稀土氧化物生产商) 就为恢复该矿开采的环境审批问题扫清了障碍。2010年12月20日,他们已经开始 了该稀土矿的开采预备工作——地下水排水,这些地下水渗入矿坑底部,会侵蚀岩 石区域,也就是所谓的“盖岩层"。该公司将使用新式稀土生产设备,到2012年将 实现全面运转,届时可年产2万吨稀土材料。根据目前的许可证,该公司有可能使 产量翻倍,达到每年4万吨(2012年以后)。 此外,加拿大 Quest稀有矿产有限公司( TSXV: QRM)总裁兼首席执行官 Peter Cashin也于2010年10月底表示,他们已打算开发该公司位于魁北克省东北部靠近 拉布拉多边界处的矿权区,这里有丰富的稀土金属,包括轻稀土和重稀土,估计可 开发时间长达65~100年,预计将于2014年或2015年投产。 12日本将与印度、越南等合作开发稀土 2010年10月31日,日本首相菅直人会晤了越南总理阮晋南,两人签署协议, 同意两国共同开采稀土。根据协议,日本将以与越南企业合资的方式在越南北部开 采稀土。两国在联合声明中称,由日本提供勘探和熔炼以及资金技术,矿场则位于 越南。具体合作双方是日本的丰田通商株式会社( Toyota Tsusho)、双日株式会社 ( Sojitz)与越南的国家煤矿工业集团( Vinacomin)。 2010年12月8日,日本丰田通商株式会社表示,其将在印度兴建一座稀土矿 加工厂,以增加中国之外的稀土来源。该公司计划与日本信越化工有限公司以及印 度稀土有限公司合作,准备于2011年初在印度东部的奥里萨邦建设工厂,并将于 2011年底投产使用。预计将从2012年开始向日本供应稀土,每年的出口量将达到 300~4000吨。 为了保证稀土供应,日本丰田通商公司曾对世界各地的稀土资源潜在储藏量进 行过调查。丰田通商公司官员表示,凭借越南和印度的这2家工厂,其稀土供应量 在2013年将达到1万吨,这几乎是日本年均稀土总需求量的三分之 此外,值得一提的是,日本还将可能在蒙古合作开发稀土矿产。2010年10月19 日,日本、蒙古两国领导人进行了会谈,双方一致同意,将于2011年就两国间缔结 经济合作协定问题展开磋商,并在蒙古的稀土类等资源开发领域强化双边合作。而 据日本《朝日新闻》2010年12月31日报道,日本政府将于2011年2月派遣官方
8 是澳洲最主要的稀土矿开采商，也是世界上除中国以外的第一家能提供所有稀土品 种的公司。他们在西澳中部的 Mount Weld 拥有除中国以外，世界上储量最高的稀土 矿之一。莱纳斯的董事长 Nicholas Curtis 表示，目前项目进展顺利，预计从 2011 年 的第三个季度开始可以供应稀土，第一年计划生产稀土 11 000 吨，到 2012 年底将 翻倍至 22 000 吨。 早在 2010 年 11 月，拥有加利福尼亚州西南部莫哈韦沙漠（Mojave Desert） Mountain Pass 稀土矿的美国 Molycorp Inc 公司（西半球唯一的稀土氧化物生产商） 就为恢复该矿开采的环境审批问题扫清了障碍。2010 年 12 月 20 日，他们已经开始 了该稀土矿的开采预备工作——地下水排水，这些地下水渗入矿坑底部，会侵蚀岩 石区域，也就是所谓的“盖岩层”。该公司将使用新式稀土生产设备，到 2012 年将 实现全面运转，届时可年产 2 万吨稀土材料。根据目前的许可证，该公司有可能使 产量翻倍，达到每年 4 万吨（2012 年以后）。 此外，加拿大 Quest 稀有矿产有限公司（TSXV:QRM）总裁兼首席执行官 Peter Cashin 也于 2010 年 10 月底表示，他们已打算开发该公司位于魁北克省东北部靠近 拉布拉多边界处的矿权区，这里有丰富的稀土金属，包括轻稀土和重稀土，估计可 开发时间长达 65～100 年，预计将于 2014 年或 2015 年投产。 1.2 日本将与印度、越南等合作开发稀土 日本将与印度、越南等合作开发稀土 日本将与印度、越南等合作开发稀土 日本将与印度、越南等合作开发稀土 2010 年 10 月 31 日，日本首相菅直人会晤了越南总理阮晋南，两人签署协议， 同意两国共同开采稀土。根据协议，日本将以与越南企业合资的方式在越南北部开 采稀土。两国在联合声明中称，由日本提供勘探和熔炼以及资金技术，矿场则位于 越南。具体合作双方是日本的丰田通商株式会社（Toyota Tsusho）、双日株式会社 （Sojitz）与越南的国家煤矿工业集团（Vinacomin）。 2010 年 12 月 8 日，日本丰田通商株式会社表示，其将在印度兴建一座稀土矿 加工厂，以增加中国之外的稀土来源。该公司计划与日本信越化工有限公司以及印 度稀土有限公司合作，准备于 2011 年初在印度东部的奥里萨邦建设工厂，并将于 2011 年底投产使用。预计将从 2012 年开始向日本供应稀土，每年的出口量将达到 3 000～4 000 吨。 为了保证稀土供应，日本丰田通商公司曾对世界各地的稀土资源潜在储藏量进 行过调查。丰田通商公司官员表示，凭借越南和印度的这 2 家工厂，其稀土供应量 在 2013 年将达到 1 万吨，这几乎是日本年均稀土总需求量的三分之一。 此外，值得一提的是，日本还将可能在蒙古合作开发稀土矿产。2010 年 10 月 19 日，日本、蒙古两国领导人进行了会谈，双方一致同意，将于 2011 年就两国间缔结 经济合作协定问题展开磋商，并在蒙古的稀土类等资源开发领域强化双边合作。而 据日本《朝日新闻》2010 年 12 月 31 日报道，日本政府将于 2011 年 2 月派遣官方
