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新聞動(dòng)態(tài) News
一、主要含氟礦物及氟的賦存形式
氟的獨(dú)立礦物約有150種，其中主要的工業(yè)礦物是螢石（CaF2）。螢石中的鈣（Ca）有時(shí)會(huì)被釔（Y）、鈰（Ce）等稀土元素類質(zhì)同象置換，形成釔螢石和鈰螢石等變種。其它含F(xiàn)礦物還有冰晶石（Na3AlF6）、氟鎂石（MgF2）和氟磷灰石【Ca5(PO4)3F,Cl】等，但在自然界中較為稀少。富F貧Ca的巖漿往往伴生黃玉【Al2SiO4(F,OH)2】，富Ca則伴生螢石（CaF2）。
螢石在人類日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有重要的用途。日常生活中可以作為礦物標(biāo)本、手飾品和擺件等，品質(zhì)較好的螢石晶體可以作為寶石。此外，我們熟悉的相機(jī)的鏡頭和鏡片有部分也是螢石材質(zhì)的，它的性能優(yōu)于光學(xué)玻璃。在工業(yè)生產(chǎn)中，螢石作為主要的含氟礦物，被廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)。特別是在近年來興起的新能源產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，六氟磷酸鋰是鋰電池電解液的關(guān)鍵材料，氟化氫是芯片刻蝕的必備材料。
主要含氟礦物
世界上大多數(shù)螢石礦床分布在板塊構(gòu)造的邊緣。以中國為例，中國的螢石礦床主要集中分布于內(nèi)蒙古、河南、浙江、湖南、江西和福建等地。中國東部位于環(huán)太平洋成礦帶，該地區(qū)的螢石資源非常豐富。湖南桃林礦床、柿竹園礦床以及浙江湖山礦床等都是中國東部地區(qū)代表性的大型螢石礦床。在時(shí)間分布上，中國的螢石礦床主要集中分布于燕山期，而華力西期、加里東期和印支期則成礦較少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，探明的螢石礦資源量中，燕山期占91%、華力西期占7%左右、加里東期和印支期均不足1%。（關(guān)于氟的知識(shí)，更多關(guān)注上海勁孚化工科技有限公司）
世界螢石礦床時(shí)空分布圖
由于F-的半徑及性質(zhì)與OH-和O2-相似，它可以通過類質(zhì)同象置換的方式大量進(jìn)入角閃石、榍石、磷灰石、白云母、黑云母、黃玉和電氣石等含水礦物，且F固溶體明顯提高了其熱穩(wěn)定性，甚至使其具有形成新礦物的傾向。在花崗巖體系中，隨著巖漿的不斷演化分異，F(xiàn)會(huì)在最晚期和最酸性的熔體中聚集。因F-和OH-置換能力而異的含F(xiàn)礦物幾乎構(gòu)成了花崗巖全巖F含量的主要貢獻(xiàn)，其經(jīng)驗(yàn)濃集序列通常為：黃玉＞磷灰石＞黑云母＞白云母、角閃石。在下地殼或上地幔的鎂鐵質(zhì)巖漿體系中，金云母對(duì)F的容納能力最強(qiáng)，代表了富K幔源巖漿源區(qū)最主要的F地球化學(xué)儲(chǔ)庫。
中國不同時(shí)期螢石礦床探明資源量統(tǒng)計(jì)圖
二、氟與稀有金屬成礦關(guān)系：至關(guān)重要的“礦化劑”
氟——地殼中豐度較高的元素之一，既是重要的巖漿揮發(fā)分，又是良好的助熔劑和礦化劑。富F花崗質(zhì)流體體系具有獨(dú)特的地球化學(xué)特征，其對(duì)于偉晶巖分帶結(jié)構(gòu)的形成，不相容金屬元素在晚期熔體中的超常富集，乃至石英脈型和花崗偉晶巖型稀有金屬礦床的形成具有決定性意義。
與其它揮發(fā)分相比，F(xiàn)具有較強(qiáng)的不相容性，在花崗巖和偉晶巖熔體中的溶解度很高。與F有關(guān)的蝕變首先是云英巖化（主要蝕變礦物為石英和云母），其次為鈉長石化（主要蝕變礦物為鈉長石）。由于F的揮發(fā)性和活動(dòng)性較強(qiáng)，當(dāng)富含F(xiàn)、Cl、B等揮發(fā)分的含礦熱液或偉晶巖侵入到圍巖中時(shí)，一部分F可進(jìn)入到圍巖中，形成的高F原生暈可作為重要的找礦標(biāo)志。此外，F(xiàn)還可以增大溶解在水溶液中硅酸鹽的含量，造成流體組成接近硅酸鹽的組成，形成所謂的“過渡性流體”，于是在一定的溫壓條件下，熔體-流體體系將處于超臨界狀態(tài)。
F作為重要的載體，能和稀有金屬元素和高場強(qiáng)元素組成絡(luò)陰離子進(jìn)入流體相，也可與H2O、B組成類似絡(luò)合物來運(yùn)移稀有金屬。F-與OH-和O2-的離子半徑相近，因此可以通過類質(zhì)同象的方式進(jìn)入云母、角閃石、磷灰石、電氣石等含水礦物，作為其中一個(gè)重要組分存在，使某些礦物的端元組分改變。黑云母與角閃石中F含量的變化指示了F在結(jié)晶過程中的富集、飽和以及F飽和引起的稀有金屬礦物大量結(jié)晶現(xiàn)象。F在過鋁質(zhì)花崗巖中含量較高，出現(xiàn)黃玉和/或氟磷灰石等礦物，構(gòu)成了花崗巖鈮鉭成礦能力的顯著標(biāo)志，也會(huì)導(dǎo)致稀有金屬Li、Be、Cs富集成礦。含F(xiàn)熱液在運(yùn)移過程中，在氧逸度較高的條件下有利于硅鈹石、黑鎢礦、錫石的形成，并且多在礦脈上部富集，因此F可作為W-Sn礦床的地球化學(xué)指示劑。
富F礦物-熔體-溶液體系成礦效應(yīng)的工作原理示意圖
氟（F）在花崗質(zhì)熔體中的含量與花崗巖的成分、氟化物的成分及其在溶液中的濃度和壓力等有關(guān)，它可以作為礦化劑影響著體系的Eh、pH和化學(xué)硬度等，并制約著熔體/流體體系的地球化學(xué)行為及其成礦效應(yīng)。例如，長英質(zhì)熔體中的F能解聚熔體，增強(qiáng)Nb、Ta等稀有金屬元素進(jìn)入熔體的能力。云英巖化過程中F的交代變質(zhì)作用較Cl更強(qiáng)，使得Li、Be、W、Sn的礦化比Mo的礦化更為顯著。巖漿房的充分結(jié)晶分異作用受控于兩個(gè)因素：其一是巖漿房自身在演化過程中不斷受到深部熱補(bǔ)給，使巖漿房內(nèi)富含金屬元素的殘留熔體不斷發(fā)生抽離，并向上運(yùn)移。南嶺地區(qū)與花崗巖有關(guān)的眾多稀有金屬礦床的形成在很大程度上與深部熱供給過程中揮發(fā)分（如F）的逐漸富集密切相關(guān)。華南地區(qū)發(fā)育眾多與花崗巖相關(guān)的鎢錫等稀有金屬礦床，在這些礦床或相關(guān)花崗巖的周圍或內(nèi)部發(fā)育規(guī)模大小不一的基性巖脈或暗色包體，這指示在長英質(zhì)巖漿分離結(jié)晶以及巖漿期后熱液析出過程中，有部分幔源物質(zhì)從深部向淺部遷移。這些幔源物質(zhì)的出現(xiàn)，在一定程度上會(huì)給淺部巖漿房提供熱量，另外也會(huì)提供大量的揮發(fā)分（如F），從而促進(jìn)稀有金屬元素的超常富集。就像是深部地幔給上覆地殼燒了一把火，持續(xù)的“煮粥”。地?；顒?dòng)不僅為淺部成礦提供了成礦所必須的巨大熱量，同時(shí)密度較輕的揮發(fā)分也會(huì)沿著殼-幔間的貫通裂隙，逐漸加入到上地殼的成礦過程中來，促進(jìn)稀有金屬的超常富集。此外，氟的特性也在冶金行業(yè)中發(fā)揮了重要作用。螢石（CaF2）曾被用作鋼鐵冶煉的主要助熔劑，因?yàn)閷⑽炇尤脘撹F冶煉爐內(nèi)，可以降低合金熔點(diǎn)，生成低熔點(diǎn)化合物，增強(qiáng)熔體活動(dòng)性和流動(dòng)性，從而達(dá)到高效冶煉（金屬和爐渣分離）的目的！
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