钴、镍价格差异背后的地质逻辑.docx

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1、钻、银价格差异背后的地质逻辑钻、操均为我国的战略性矿产，同时也是我国的紧缺性矿产。新能源汽车产业的蓬勃发展、动力电池对钻和镇的极大需求不仅让钻和镇成为市场的宠儿，也让普通消费者直观感受到战略性矿产在社会生活中的重要性。钻和镇在元素周期表中分列第27和28位，它们的外层电子结构、熔点、沸点、密度等性质都非常相似（表1）。同时，它们都具有很好的延展性、抗腐蚀性和铁磁性。因此，钻、银不仅是一对好邻居，也是一对好兄弟。GOG a、27C 28 NiCo钻镇58.99358.693表1钻、银元素的基本特征元素”符号d原子序故，原子质量。熔点（OC卜沸点Co密度原色HCoj2758.93149529328

2、.93白色T即NiU28*j583J145307W88银白色Q然而，堪称好兄弟的钻和银在市场上的表现却有很大差异。钻价明显高于银价，以2022年为例，钻的价格波动较大（30-55万元/吨），银价相对稳定，多数时间维持在20-30万元/吨，二者价格差距最大时达到3倍（图1）。50-40-30-20-10-1月2月 3月4月 5月6月 7月 8月9月10月11月12月 2022 年图12022年钻锲现货价格钻、银价格差异一方面受市场供需关系影响，但深层原因也与两种矿产的地质属性有关。下文将从资源现状、元素地球化学特征和成矿规律等方面探讨钻银价格差异背后的地质逻辑。Ol资源现状与格局根据中国地质调查

3、局全球矿产资源战略研究中心发布的全球锂、钻、银、锡、钾盐矿产资源储量评估报告（2021），截至2020年底,全球钻矿储量668万吨，资源量2344万吨。全球银矿储量9063万吨，资源量图2全球钻、银储量-资源量分布图全球钻、锲矿资源分布极不均衡。钻矿主要分布在刚果（金）、印度尼西亚、澳大利亚等国家，其中刚果（金）的钻矿储量全球占比近乎一半（44.46%）,上述三个国家之和的全球占比超70%（图3）。印度尼西亚的银矿储量全球占比超过30%,银矿储量排名前三的国家（印度尼西亚、澳大利亚和俄罗斯）全球占比过半（54.18%）（图4）。钻、银资源储量的差异表明钻比操更为稀缺（相差一个数量级），这是导致

4、钻和银价格差异的直接原因。同时，钻和镁资源储量分布不均也导致钻镇的定价权掌握在少数国家手里，容易使钻和银的价格产生较大波动。钻和镇资源储量的差异涉及钻银元素在地球中的分布以及成矿地质方面的差异。马达加斯加,l50%二 刚果（金） 印度尼西亚 澳大利亚古巴加拿大中国新喀里多尼亚菲律宾马达加斯加 其他喀麦隆图3全球钻储量分布格局印度尼西亚澳大利亚俄罗斯古巴巴西加拿大菲律宾新喀里多尼亚中国其他图4全球银储量分布格局02元素地球化学钻的外层电子构型为Ar3d74s2,操为Ar3d84s2,二者常见的化合价为+2和+3价，+2价相对稳定，+3价具有很强的氧化性。钻、操具有亲铁和亲硫双重地球化学特性，表明

5、它们既可以金属键的形式与铁共生，也可以高度共价键的形式与硫结合。原生含钻、镇矿物主要为硫化物、碎化物、硫碎化物以及相似化合物（图5）,其次钻、操也可以类质同象的方式替代其他矿物中的金属阳离子（Hanzenetal.,2017）最为常见的情况是，由于钻、镇的离子半径与镁、铁等阳离子较为接近，它们多以类质同象替代形式寄居（赋存）在镁铁质矿物（超基性岩和基性岩的主体矿物）当中。从地球圈层来看，钻、镁含量自地核至地幔、地壳显著降低；从岩石来看，钻、操含量从超基性岩到基性岩显著降低，至酸性岩急剧降低（表2）。钻、银在地幔和超基性岩中的含量达到或接近边界品位（Co0.02%,Ni0.2%）,因此，幔源的超

6、基性岩是钻、镇成矿最重要的来源（直接或间接）。表2钻、镇在不同地球圈层和岩石中的含量地核7地慢如地壳Q超基性岩“基性岩Q花岗岩Q页岩P牯n2500-I05j27*jIIOj422.4QIg俅Q52O190059*2000I622Oj2%)NiB208318.1j22182】3.4-83：29，数据来源：http:/earthref.org红碑镇矿NiAsSNiAs镁黄铁矿(Fe1Ni)eS8辉神钻矿硫钻矿硫铜钻矿CoAsSC3S4CuC02S4图5钻、银矿石照片（来源于WWW.mindat.org）03成矿地质特征钻、银元素地球化学行为的高度相似性也导致钻、银成矿往往相伴产出。常见的钻、银矿床

7、有4类，分别为沉积-变沉积岩容矿型、岩浆型、风化红土型和热液型。然而四种矿床类型在钻、银资源中占比不同。对于钻矿，沉积岩型是最主要的类型储量占比约50%其次为风化红土型，占比约40%,岩浆型占比约7%o对于镇矿，红土型和岩浆型占据绝对优势，前者约占总储量的63%,后者约37%（图6）。风化红土型风化红土型63%图6钻、银矿资源类型止匕外，与操不同的是，钻极少形成独立的矿床,通常以伴生状态与银、铜等共生。同时有学者指出，银的成矿都会伴随有钻，而钻的成矿未必有银（苏本勋等，2023）,说明钻和银在成矿过程中会发生分离以及钻的再次富集。比如源于玄武质熔体的镁铁-超镁铁岩在下部形成铜银硫化物矿床，在上

8、部形成钢钛磁铁矿床，下部同时富集钻银，而上部仅有钻而未见银（图7）。再比如，作为最重要的银矿类型-红土型银矿床可进一步划分为铁氧化物型、水镁硅酸盐型和粘土型。其中铁氧化物型常伴生钻，而另外两种却少见钻矿化（付伟等，2013）,说明钻相对于操更容易从红土中流失。流失的钻在沉积岩中再次富集，为沉积岩-变沉积岩容矿型钻矿提供丰富的成矿物质来源（图7l苏本勋等，2023）。钻在高盐流体中的溶解度高于镁的溶解度，这也可能是造成钻和银在热液中分离的原因（Bruggeretal.,2016）o然而，目前关于钻、操分离过程的的认识尚不充分，背后的驱动机制尤其是钻元素的迁移-富集-沉淀机理仍有待深入研究（赵俊兴

9、等，2019）。钻、操均为地幔元素，具有相近的地球化学特征。幔源超基性岩是钻、镇成矿的最重要来源，超基性岩中钻和银的含量差值约为18倍，成矿过程中钻和银的分离以及钻的再次富集，可能缩小了钻银矿资源储量的差距（1113.5倍）。岩浆型上部：钢钛磁铁矿床xXXX I。下部：硫化物矿床红土型铁帽褐铁矿红土腐岩超基性岩 CK) N 八 AAA .钻流大热液沉积岩容矿型图7成矿过程中钻、银分离示意图（据付伟等，2013和苏本勋等，2023修改）结语总而言之，尽管钻、银在物理和地球化学特征方面存在较多的相似性，但在幔源超基性岩中的含量差异，以及成矿过程中钻和银的分离是造成现今二者资源储量差异的深层原因，也是钻、银价格差异背后的地质逻辑。