江西宜春地區(qū)鋰礦床地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景分析

羅 微

(江西地勘局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西南昌 330001)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

江西省宜春地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鋰等稀有金屬礦床分布在九嶺隆起帶和武功山隆起帶，橫跨二個(gè)亞級構(gòu)造單元，即揚(yáng)子陸塊和華南造山系。區(qū)域上兩個(gè)隆起帶呈近東西向展布，九嶺隆起帶前緣發(fā)育黃茅-景德鎮(zhèn)北東東向深大斷裂，武功山隆起帶北緣為欽杭深大斷裂，中間為萍樂坳陷帶(劉邦秀等，2006)。

九嶺隆起的褶皺基底為中元古界雙橋山群，區(qū)內(nèi)出露宜豐組上、下段，上段為薄層狀千枚巖及板巖;下段為泥質(zhì)、凝灰質(zhì)砂板巖，局部為含炭較高的黑色板巖。武功山隆起的褶皺基底為新元古界震旦系老虎塘組，主要巖性為變質(zhì)砂巖、千枚狀砂巖、千枚巖、炭質(zhì)千枚巖等。在這兩個(gè)隆起帶之間的坳陷帶內(nèi)，從晚古生界-新生界地層均有出露，泥盆系-三疊系為海相-海陸交互相，主要巖性為灰?guī)r、砂巖、頁巖夾有赤鐵礦、煤;侏羅系-第三系為陸相沉積，主要巖性為砂巖、砂礫巖。

區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育北東、北北東及北西向三組大型斷裂，多為成巖成礦前的斷裂。唯有北北東向斷裂為重力梯度帶推斷的九江-井岡山斷裂，該斷裂切過這兩個(gè)隆起帶-坳陷帶核部，為燕山期巖漿侵入提供了通道，形成了一條呈北北東向串珠狀巖漿巖帶。在構(gòu)造有利部位發(fā)育了一系列花崗巖類、花崗偉晶巖類。燕山期花崗巖特別是早期第二、三階段侵入的花崗巖，富含稀有、稀土和有色金屬元素，在長期多次成礦作用下不斷富集，從而形成頗為豐富的稀有、稀土和有色金屬礦床。本區(qū)燕山期巖漿侵入伴隨著 Sn，W，Mo，Bi，Cu，Pb，Zn 等中高溫?zé)嵋盒偷V床和巖漿氣化型 Nb，Ta，Li，Rb，Cs等稀有金屬礦產(chǎn)出，如雅山-蒙山-甘坊-大湖塘 Sn，W，Mo，Cu，Li，Nb等異常呈北北東向串珠狀分布，顯示了該斷裂帶對區(qū)內(nèi)稀有、有色金屬礦產(chǎn)的形成起著控巖、控礦的作用(圖1)。

2 區(qū)域地球化學(xué)特征

宜春地區(qū)地球化學(xué)場位于九江-井岡山北北東向構(gòu)造-巖漿巖帶中段，屬贛西鋰、鈮、鈹高背景區(qū)。1∶20萬水系沉積物測量圈出了宜春雅山、上高蒙山、宜豐甘坊等 Li，Nb，Be，Sn，W，Mo，Bi，Cu 等元素異常，呈北北東向串珠狀展布。Li異常含量60×10－6～700×10－6、Nb異常含量 20 ×10－6～160 ×10－6(圖1)。

圖1 宜春地區(qū)的構(gòu)造位置及Li，Sn等元素異常分布示意圖Fig.1 Structural position and the abnormal distribution of elements Li，Sn，etc in Yichun are a

宜春地區(qū)地層分布廣泛，除奧陶系、志留系外，幾乎從中元古界-新生界均有出露，不同時(shí)代地層中Li的平均含量為44.4×10－6，高于平均含量的地層僅有石炭系(47.8×10－6)，接近平均含量的有中元古界雙橋山群(43.6×10－6);震旦系Li的平均含量雖然不高(39.6 ×10－6)，但其變化系數(shù) 0.7為地層中最大，顯示了不均勻分布的特征(表1)。

宜春地區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，Li在不同期次的花崗巖中平均含量普遍高于地層平均含量，其中雪峰期66.7 × 10－6，加里東期 52.8 × 10－6，華力西期79.9 ×10－6，印支期 62.6 × 10－6，燕山期 82.2 ×10－6。從而說明區(qū)內(nèi)巖漿巖隨著侵入時(shí)代更新Li含量增高的地球化學(xué)特征。

根據(jù)遲清華等(2007)在江西研究巖石的元素背景值的結(jié)果(表2)，Li在沉積巖類中含量最高的是頁巖類，顯示了Li在沉積作用過程中易被泥質(zhì)、碳質(zhì)、鈣質(zhì)等細(xì)小碎屑吸附的地球化學(xué)特征;在巖漿巖中酸性偏堿性的巖類Li含量高，如花崗巖(62×10－6)、富斜花崗巖(58 ×10－6)、花崗二長巖(50×10－6)等高于中性、中基性、基性、超基性巖(表2)。顯示了Li富集與酸性偏堿性的巖漿巖有關(guān)系的地球化學(xué)特征。從宜春地區(qū)鋰礦區(qū)不同花崗巖類Li2O分析數(shù)據(jù)來看，二云母花崗巖為0.103%，白云母花崗巖為0.283%，鈉化白云母花崗巖為0.598%，鋰云母化白云母花崗巖為0.426%，在鈉化、鋰云母化白云母花崗巖中鋰含量最高，具有明顯的成礦優(yōu)勢。

表1 江西地層中Li的特征值表① 引自1∶50萬江西省地球化學(xué)圖說明書Table 1 The eigenvalue of Li in stratum of Jiagnxi Province

表2 江西省不同巖類中Li背景含量表Table 2 The background value of Li in different rocks of Jiangxi Province 10－6

3 礦區(qū)地質(zhì)地球化學(xué)特征

3.1 礦床特征

宜春地區(qū)鋰礦類型有三種類型:一是風(fēng)化殼型，絕大部分礦體賦存于雅山花崗巖株邊緣相鈉化白云母花崗巖風(fēng)化帶中，礦體呈槽狀、帽狀或似層狀，風(fēng)化殼厚度4～40 m，最大43 m;二是鈉化花崗巖型，礦體賦存在燕山期鈉長石化、鋰云母化白云母花崗巖中，超大型稀有金屬鋰、鈮鉭礦床主要產(chǎn)在該類型花崗巖中，一般呈面型分布，具上富下貧的特征，礦體走向一般為北東-北北東，礦體長1 200 m，平均寬 644 m，厚60 m，Li2O平均含量1.113 9%，Rb2O 平均含量0.299 6%，Cs平均含量0.093 8%，伴有 Nb，Ta，Be等稀有金屬礦;三是細(xì)晶巖脈型，礦體賦存于燕山晚期鈉長石化酸性巖脈中，主要分布在宜豐甘坊華力西期中粗粒斑狀二云母花崗巖巖體中，礦體嚴(yán)格受北北東向斷裂控制，呈脈狀分布，長400～1 800 m，最長2 700 m，平均寬4.47 m，一般延深100 m，最大延深250 m，Li2O平均含量0.87%，Rb2O平均含量0.23%，Cs2O平均含量0.072%。

3.2 礦區(qū)地球化學(xué)特征

該區(qū)地球化學(xué)場明顯受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制，雅山、蒙山、甘坊等 Li，Nb，Be，Sn，W，F(xiàn) 等元素異常呈北北東向串珠狀展布。礦體引起的異常顯現(xiàn)出規(guī)模大、強(qiáng)度高、伴生組份復(fù)雜的地球化學(xué)特征。一般來說，元素異常規(guī)模越大，其局部富集成礦的可能性越大。表3表明了雅山地區(qū)除Nb，Li，Be稀有金屬元素異常規(guī)模大于 100 外，W，Mo，Bi，Cu，Au，Ag 有色金屬元素異常規(guī)模亦大于100，顯示了雅山礦田是由多期次礦化形成多礦種的地質(zhì)地球化學(xué)特征。同樣表4顯示的甘坊地區(qū)，除Li，Nb，Be稀有金屬礦外，Sn，Bi均可能于局部富集成礦。礦區(qū)土壤測量實(shí)踐證明Li＞800×10－6的地段為礦體產(chǎn)出區(qū)。

4 礦床成因探討及找礦標(biāo)志分析

4.1 礦床成因探討

宜春地區(qū)兩個(gè)隆起帶內(nèi)巖漿作用頻繁而強(qiáng)烈，在多期次的巖漿疊加改造下，Li，Rb，Cs，Nb，Ta，Be等稀有金屬漸漸聚集在晚期巖漿中，并在巖漿頂端富集成礦。如九嶺地區(qū)雪峰巖漿大量熔蝕中元古界雙橋山群的千枚巖、沉凝灰?guī)r，Li由地層中43×10－6轉(zhuǎn)移到雪峰期花崗巖中升至 66.7 ×10－6，在華力西巖漿活動(dòng)的再次改造下，Li含量升至79.9×10－6，又受燕山晚期巖漿活動(dòng)的熱液蝕變，鋰云母化及鈉長石化相當(dāng)強(qiáng)烈，化學(xué)成份上鈉大于鉀，鋰于鈉長石化白云母花崗巖、細(xì)晶巖或霏細(xì)巖局部富集成礦。據(jù)此，建立了雅山礦田成礦模式圖(圖2)。富含 Li，Rb，Cs，Nb，Ta 的燕山期巖漿沿?cái)嗔亚秩肭稁r中，而千枚巖可塑性強(qiáng)，裂隙不發(fā)育，上述金屬離子常在巖漿氣液中聚集于巖漿頂部。在深部熱水和圍巖中Na+，K+，Ca+滲透作用下，形成氧化的堿性環(huán)境，導(dǎo)致Fe+，Mn+從硅酸鹽中分離，與巖漿氣液中的(Na，Nb)2O6－2結(jié)合生成鈮鉭鐵錳礦(Fe，Mn)(Nb，Ta)2O6，由于 Mn，F(xiàn)e 成分減少，花崗巖中的云母為白云母。Li，Rb，Cs堿金屬離子半徑小，常?；烊牍杷猁}晶格中形成鋰云母、鋰長石等。這就形成了鋰等稀有金屬礦多賦存在蓋層之下、巖體頂部的巖漿分異型成因認(rèn)識。

表3 宜春雅山異常元素特征值表② 引自宜春幅1∶20萬地球化學(xué)圖說明書Table 3 The eigenvalue of abnormal elements in Ya mountain of Yichun

表4 宜春甘坊異常元素特征值表②Table 4 The eigenvalue of abnormal elements in Ganfang of Yichun

由于眾所周知的原因，上侵巖漿與圍巖接觸時(shí)，一方面要熔蝕圍巖，另一方面要烘烤圍巖，造就巖漿成分和溫度的改變。當(dāng)巖漿溫度劇降時(shí)，礦物晶出時(shí)間短，往往形成接觸帶邊部為細(xì)粒，過渡帶為中粒，巖漿房內(nèi)為粗粒的相變關(guān)系。巖漿冷卻成巖后，表面龜裂及接觸帶與圍巖虛脫形成的裂隙構(gòu)造，成為巖漿期后富含W，Sn，Mo，Bi等高溫?zé)嵋旱耐ǖ兰皟ΦV空間。因此常常發(fā)現(xiàn)鎢、鉬、錫石英脈型礦體產(chǎn)在燕山期酸性巖基的小突和凹面處(圖2)(楊明桂等，2009;姚明等，2011)。

圖2 雅山礦田成礦模式圖Fig.2 The diagram of metallogenic model orefield in Ya mountain

4.2 找礦標(biāo)志分析

根據(jù)宜春地區(qū)鋰礦床的成礦環(huán)境，大致可分為兩類:一類是成礦物質(zhì)沿?cái)嗔褟?fù)合部位上侵成礦，礦體呈面型分布的鈉長石化的白云母花崗巖型，如宜春414鋰鈮鉭礦，位于武功山有色稀有金屬成礦帶的中段，礦帶呈北東東向展布，構(gòu)造復(fù)雜，混合巖化、花崗巖化不同程度發(fā)育(王成發(fā)，1986);另一類則是分布在斷裂中的細(xì)晶巖或霏細(xì)巖脈型，如黨田含鋰瓷石礦。盡管礦體賦存構(gòu)造部位不同，但內(nèi)生成礦機(jī)制大同小異，互相聯(lián)系，均與燕山期花崗巖有關(guān)。其共同的找礦標(biāo)志是:

(1)礦床產(chǎn)于鈉化的白云母花崗巖、細(xì)晶巖中。

(2)礦石的礦物組分相似，稀有金屬礦物主要有鋰云母、鉭鈮鐵礦、細(xì)晶石、含鈮錫石，副礦物有鋯石、黃玉、磷灰石等。

(3)蝕變類型相同，主要有鈉長石化、鋰云母化、白云母化等。

(4)細(xì)晶巖、霏細(xì)巖由于基質(zhì)較致密而耐風(fēng)化，在地表多為正地形。

(5)土壤測量Li含量大于800×10－6為鋰礦體引起。

5 鋰資源潛力評價(jià)

5.1 已知礦區(qū)鋰資源評估

為了定量預(yù)測宜春地區(qū)雅山、甘坊二處已知礦區(qū)的找礦潛力，利用表3，4中Li異常特征值，分別計(jì)算出雅山、甘坊兩個(gè)礦區(qū)的Li資源量，為找礦遠(yuǎn)景的分析提出依據(jù)。異常塊體中金屬量估算公式(朱細(xì)刨等，2004)如下:

式中，QH為異常塊體中金屬資源量(t);K為元素從巖石至水系沉淀物中風(fēng)化遷移系數(shù)，K =M為剩余異常值(異常平均值 異常下限值)，S為異常面積(m2);H為預(yù)測深度(m);ρ為巖石密度(t/m3);n為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用10(江西省水系沉積物中Li的背景值39.2 × 10－6，巖石背景值32 × 10－6。K=1.22，花崗巖密度2.5 t/m3，鑒于已知礦體埋深100 m左右，本次預(yù)測深度為100 m)。

由此可估算雅山地區(qū)Li資源QH值為35.63萬t。甘坊地區(qū)Li資源量QH值為113.13萬t。換算成Li2O資源量，雅山地區(qū)為76.60萬t，甘坊地區(qū)為243.23 萬 t。

5.2 找礦遠(yuǎn)景的分析

雅山地區(qū)已探明Li2O儲量75.22萬t，與雅山地區(qū)100 m預(yù)測深度計(jì)算的鋰資源量相當(dāng)。根據(jù)重力負(fù)異常形態(tài)，推測在雅山南偏西震旦系千枚巖之下存在隱伏巖體，對尋找隱伏型鋰等稀有金屬礦具有良好指示作用。

甘坊地區(qū)在評價(jià)瓷土礦時(shí)，已初步控制的Li2O資源量為29.3萬t，與預(yù)測的Li2O資源量相差很大，該區(qū)出露的燕山期白云母花崗出露面積約20 km2，具有尋找超大型鋰礦資源潛力。

蒙山地區(qū)燕山期二云母花崗巖、白云母花崗巖均有出露，且侵入于石炭系泥質(zhì)、炭質(zhì)、鈣質(zhì)頁巖中，Li(60 ～90)×10－6，面積48 km2，同時(shí)伴有Nb，Be，Sn，W，Cu等元素異常，亦可做為宜春地區(qū)尋找鋰等稀有金屬礦的重要遠(yuǎn)景區(qū)。

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