江西西北部鋰及稀有金屬成礦條件及找礦潛力分析*

吳學(xué)敏，周敏娟，羅喜成，周建廷

(江西省地礦局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，南昌 330001)

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江西西北部鋰及稀有金屬成礦條件及找礦潛力分析*

吳學(xué)敏，周敏娟，羅喜成，周建廷

(江西省地礦局贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，南昌 330001)

江西西北部地區(qū)鋰及稀有金屬礦成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,有聞名全國的雅山、同安等超大型稀有金屬礦床及眾多含鋰瓷石礦床，礦床類型較多，資源潛力巨大。本文通過論述江西西北部地區(qū)鋰及稀有金屬礦床的成礦地質(zhì)背景、主要鋰礦床地質(zhì)特征、鋰礦床成因及成礦模式，總結(jié)該區(qū)鋰及稀有金屬礦床成礦規(guī)律、找礦標(biāo)志和找礦潛力。結(jié)果表明：江西西北部地區(qū)鋰及稀有金屬礦屬巖漿晚期殘留巖漿氣液生成，其找礦標(biāo)志為多期次侵入淺色細(xì)?；◢弾r且花崗巖中F、Nb、Ta、Li、Rb、Cs含量高，隆起區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育和相互交切部位，鈉長石化、鋰云母化、黃玉化等蝕變現(xiàn)象，Li、Nb、Sn、W等親氧元素異常，Nb、Ta、Sn、W等重礦物異常等。通過對(duì)甘坊及雅山地區(qū)鋰資源量進(jìn)行半定量估算，根據(jù)雅山地區(qū)物化探異常走勢(shì)圖及成礦巖體標(biāo)志等，認(rèn)為路口—雅山、高嶺—江家?guī)X為兩個(gè)重要找礦潛力區(qū)。

江西西北部地區(qū)；鋰及稀有金屬礦；礦床成因；成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志；找礦潛力

江西是全國4大鋰礦省份之一，鋰及稀有金屬礦床主要分布于九嶺成礦帶和武功山成礦帶中[1-2]，主要成礦時(shí)代為晚侏羅世、早白堊世和中侏羅世，礦床類型有三類,即鋰云母型鈉化花崗巖型、鐵鋰云母型鈉化花崗巖型及脈狀細(xì)晶斑巖型，主要賦礦礦物為鋰云母和鐵鋰云母。(江西西北部地區(qū)鋰、鉭、鈮、銣、銫等稀有金屬的成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,礦床(點(diǎn))眾多,資源潛力大。但其找礦潛力如何？本文通過成礦成礦地質(zhì)條件、主要礦床特征、礦床成因和成礦模式，成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志以及找礦潛力等分析如下：

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

江西西北部地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鋰等稀有金屬礦床主要分布在九嶺隆起帶和武功山隆起帶，橫跨揚(yáng)子陸塊和華南造山系二個(gè)亞級(jí)構(gòu)造單元[3]。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)育宜豐—景德鎮(zhèn)北東東向深大斷裂，武功山隆起帶北緣為萍鄉(xiāng)—廣豐深大斷裂，中間為萍樂坳陷帶[4-5](圖1)。

區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育北東、北東東及北西向三組大型斷裂，多為成巖成礦前的斷裂。其中宜豐—景德鎮(zhèn)及萍鄉(xiāng)—廣豐兩條區(qū)域性深斷裂控制著區(qū)內(nèi)地層巖相、構(gòu)造作用、巖漿活動(dòng)及礦產(chǎn)的分布特征。沿此斷裂帶有較強(qiáng)的燕山期巖漿活動(dòng)，見有雅山巖體，余家坪巖體、蒙山巖體、五里諶巖體、甘坊巖體等。深大斷裂為燕山期巖漿侵入提供了通道，并與淺部的褶皺虛脫空間及脆性斷裂形成了含礦熱水循環(huán)通道網(wǎng)絡(luò)，為成礦提供了充足的物源和熱源及成礦場(chǎng)所。

1.2 地層

九嶺隆起區(qū)以元古界薊縣系、青白口系的一套厚度巨大的以低綠片巖相為主的大洋火山—濁積巖沉積建造為主，地層厚度>2000m。武功隆起區(qū)為一套震旦系淺變質(zhì)砂巖、粉砂巖夾冰 泥礫巖的硅鐵建造巖系，地層厚度2000～5000m。萍樂拗陷及隆起區(qū)兩側(cè)為泥盆系—三疊系下統(tǒng)海相鹽酸鹽與陸源碎屑交互沉積建造，厚約3000～4000m。深大斷裂旁側(cè)的斷陷盆地為白堊系一套紅色碎屑巖夾玄武質(zhì)熔巖建造，厚達(dá)5000～7000m。其中震旦系淺變質(zhì)巖系對(duì)雅山巖體巖漿后期成礦熱液(含鋰、鉭、鈮等稀有金屬)具有屏蔽作用。

圖1 江西西北部構(gòu)造區(qū)劃及鉭鈮鋰成礦帶分布圖(據(jù)江西省礦產(chǎn)地質(zhì)志2015修改)Fig.1 Map showing the tectonic division and distribution of the tantalum-niobium-lithium metallogenic belt in northwestern Jiangxi1-晉寧期蛇綠巖片；2-宜豐—景德鎮(zhèn)滑脫斷層；3-萍鄉(xiāng)—廣豐推覆斷層； 4-二級(jí)構(gòu)造分區(qū)界線；5-三級(jí)構(gòu)造分區(qū)界線；6-構(gòu)造盆地界線；7-蝕變花崗巖型鉭鈮鋰礦床；8-花崗細(xì)晶巖型鉭鈮鋰礦床；9-鉭鈮鋰稀有金屬礦集區(qū)(礦田)界線。

1.3 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)從古元古代至中生代曾經(jīng)歷多期次巖漿活動(dòng)，尤其與W、Sn、稀有稀土等礦產(chǎn)有成因聯(lián)系的燕山期巖漿活動(dòng)十分頻繁。由于巖漿活動(dòng)的多期次多階段性，常形成規(guī)模不等的以侏羅世或早白堊世巖體為主體的復(fù)式巖體或復(fù)式巖帶，如朱樓沖—何家坪地區(qū)的雅山巖體是一個(gè)以早白堊世巖體為主體的復(fù)式巖體，包括下桐嶺單元和高富嶺單元中的弱—強(qiáng)鈉長石化中—細(xì)粒白云母花崗巖中；宜豐縣東槽—高嶺—白水洞一帶則以中晚侏羅世巖體為主體的復(fù)式巖帶，鉭鈮鋰礦體則賦存在高嶺超單元弱—中鈉長石化中細(xì)粒白云母花崗巖中。區(qū)域內(nèi)還有燕山早期(早侏羅世—中侏羅世)巖漿巖分布，如武功山巖體、池浦巖體和古陽寨巖體，鋰及稀有金屬礦體主要賦存在雅山超單元銀子嶺單元，夏家?guī)X單元和高嶺超單元中。此外，區(qū)域內(nèi)還發(fā)育有多種巖滴、脈巖。

區(qū)內(nèi)鋰在不同時(shí)期巖體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，表明隨著侵入時(shí)代的更新，巖漿巖中Li含量具有增高的趨勢(shì)。遲清華等(2007)[6]通過對(duì)江西省巖石中元素背景值的研究發(fā)現(xiàn)Li在中酸性偏堿性的巖漿巖中含量高，如花崗巖、富斜花崗巖、花崗二長巖等，說明Li富集與酸性偏堿性的巖漿巖有關(guān)。江西西北部地區(qū)的鈉化、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(shì)。

1.4 地球化學(xué)異常

江西西部地區(qū)1：200000水系沉積物鋰異常有兩個(gè)高異常區(qū)，分別為宜春市宜豐縣高嶺—白水洞異常區(qū)和宜春市袁州區(qū)雅山地區(qū)(宜春414鉭鈮礦)綜合異常區(qū)，鋰礦床(點(diǎn))主要位于這兩個(gè)異常區(qū)(圖2、圖3)。 高嶺—白水洞異常區(qū)面積約700km2， 位于甘坊巖體及其外圍地區(qū)，區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造及近東西向細(xì)晶巖脈發(fā)育，巖石蝕變普遍。異常元素組合以Be、Li、Nb、Ta、Sn、W為主，伴有Hg、Ce、Y元素異常，主要異常元素套合較好，形成東西兩個(gè)濃集中心，且以東部的Li、Nb、Ta、Sn、W、Be異常濃集最大，形態(tài)較完整，異常區(qū)濃集中心位于高嶺—白水洞一帶，鋰異常值794×10-6以上，面積約8km2。雅山地區(qū)異常區(qū)面積約90 km2，呈圓形分布于雅山巖體銀子嶺單元及四周附近，異常區(qū)內(nèi)北東向斷裂發(fā)育，巖石蝕變普遍，異常的元素組合以Be、Li、Ag、Cu、Au為主，伴有Hg元素異常，其中Au、Ag異常位于震旦系地層與巖體的接觸附近，以Li、Be、Ag的規(guī)模最大，異常區(qū)濃集中心位于雅山巖體銀子嶺單元附近，鋰異常值800×10-6以上，面積約6km2。

2 礦床類型及主要礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床類型

江西西部地區(qū)鋰礦及稀有金屬礦床主要以伴生礦床為主，資源量大，礦床類型主要有以下三類：

(1)鋰云母鈉化花崗巖型

該類型礦石為強(qiáng)蝕變鈉長石化鋰云母化花崗巖，主要分布于宜春市袁州區(qū)雅山地區(qū)，宜春地區(qū)有著名的超大型稀有金屬鉭、鈮、鋰、銣、銫礦床(宜春四一四鉭鈮礦)。該礦床賦存在燕山期雅山巖體鈉長石化、鋰云母化白云母花崗巖中。

(2)鐵鋰云母鈉化花崗巖型

該類型礦石為強(qiáng)蝕變鈉長石化鐵鋰云母化花崗巖，主要分布于宜豐縣同安鄉(xiāng)東槽-花橋鄉(xiāng)白水洞一帶，主要礦區(qū)有茜坑礦區(qū)，白水洞礦區(qū)和獅子嶺礦區(qū)等，該礦床賦存在燕山期古陽寨巖體鈉長石化、鐵鋰云母化白云母花崗巖中。

圖2 宜豐縣高嶺—白水洞地區(qū) Ta、Nb、Be、Li、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Co元素綜合異常圖Fig.2 Integrated anomalous map of Ta, Nb, Be, Li, Cu, Pb, Zn, W, Sn and Co in the Gaoling-Baishuidong region, Yifeng County

圖3 宜春市雅山地區(qū)Be、Li、Nb、Sn元素綜合異常圖Fig.3 Integrated anomalous map of Be, Li, Nb and Sn in the Yashan region, Yichun County

(3)脈狀細(xì)晶斑巖型

該類型主要賦存在燕山晚期鈉長石化鋰云母化細(xì)晶斑巖巖脈中，呈脈狀產(chǎn)出，在宜豐縣同安鄉(xiāng)黨田-花橋-高安市華林，奉新縣洞上一帶分布，主要礦區(qū)有同安礦區(qū)，鵝井礦區(qū)、白水礦區(qū)等。

2.2 主要礦床地質(zhì)特征

(1)雅山鉭鈮鋰礦

圖4 雅山礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)江西省冶勘612隊(duì)資料修改)Fig.4 Generalized geologic map of the Yashan region1-背斜軸；2-張扭性斷層及編號(hào)；3-性質(zhì)不明斷層；4-FTa-富鉭礦體；5-PTa-一級(jí)貧鉭礦體；6-TWa-二級(jí)貧鉭礦體；7-石英脈；8-鉭鈮鋰小礦體；9-巖相帶界線；Mγ-細(xì)粒白云母花崗巖；MBγ-中粒二云母花崗巖；Bγ-中粗-粗粒黑云母花崗巖；γπ-花崗斑巖脈；γρ-似偉晶巖；Yγ-弱鈉長石化花崗巖；Zr-中鈉長石化花崗巖；nγπ-鈉長石化花崗斑巖脈；Z2l-上震旦統(tǒng)老虎塘組。

雅山鉭鈮鋰礦是全國最大的鉭鈮鋰礦床，位于宜春市新坊鄉(xiāng)，又稱414礦，全區(qū)以中、南部兩條北東東向斷裂(F3、F2)為界，自北向南劃分為工人村、銀子嶺和朱樓沖3個(gè)區(qū)段(圖4)，主體在銀子嶺區(qū)段。成礦巖體為晚侏羅世成礦花崗巖，由下向上分六帶：①中粗粒至粗粒黑云母花崗巖；②中粒二云母花崗巖；③細(xì)粒少鈉長石花崗巖；④細(xì)粒鈉長石鋰云母花崗巖；⑤細(xì)粒富鈉長石鋰云母花崗巖；⑥似偉晶巖巖殼。礦體主要產(chǎn)于細(xì)粒白云母花崗巖中的強(qiáng)、中鈉長石化、鋰云母化花崗巖和部分弱鈉長石化花崗巖中，礦體邊界與下盤巖石呈過渡關(guān)系，無明顯界線(圖5)，為一超大型稀有金屬鉭、鈮、鋰、銣、銫礦床，屬堿性長石花崗巖型礦床。鉭鈮鋰礦礦化上富

下貧，形態(tài)簡(jiǎn)單，呈似層狀產(chǎn)出，主礦體長為1700m，平均寬度為644m，平均厚為60m，走向NE 40°～45°，傾向SE，傾角10°～28°，平均18°。截止2009年底，全區(qū)累計(jì)查明鋰(Li2O)金屬量76.5萬t，鉭(Ta2O5)金屬量1.99萬t，鈮(Nb2O5)金屬量1.61萬t，達(dá)超大型規(guī)模。

(2)宜豐縣黨田礦區(qū)

位于宜豐縣同安鄉(xiāng)，礦區(qū)除出露黑云母花崗巖及細(xì)晶巖外，均被第四系覆蓋。礦區(qū)外圍地層為青白口系雙橋山群安樂林組上、下段。礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，主要控礦構(gòu)造為北北東向斷裂。巖漿沿?cái)嗔亚秩胄纬杉?xì)晶斑巖脈。

礦體為燕山晚期細(xì)晶斑巖脈，共12條成組成帶產(chǎn)出，側(cè)列式分布(圖6)， 礦體沿走向有分支復(fù)合，膨縮現(xiàn)象，產(chǎn)狀為走向10°～30°，傾向NW，傾角68°～80°(圖7)。脈帶最長>500m，最寬達(dá)15m以上；單脈長150～800m，寬1～6m，延深>300m。礦體富含鋰、銣、銫、鉭、鈮等稀有金屬。巖石具斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造等。斑晶為長石、石英，鋰云母及黃玉等組成，基質(zhì)由石英、鋰云母(鱗鋰云母)及長石組成。礦物成分為石英25%～35%、長石20%～30%、鋰云母和白云母25%～35%、黃玉3%。巖脈自變質(zhì)交代作用強(qiáng)烈，具鈉長石化、鋰云母化、黃玉化，尤其是鋰云母化最強(qiáng)烈，是礦區(qū)鋰、銣、銫、鈮、鉭等稀有元素富集的主要礦物。鋰云母呈細(xì)微片狀集合體賦存于細(xì)晶巖中，未經(jīng)風(fēng)化，氧化鋰含量高，多數(shù)為1%～2%。這一類型的鋰云母由于顆粒太細(xì)，暫難回收,目前作高檔含鋰瓷石礦開發(fā)利用。全區(qū)累計(jì)查明含鋰瓷石礦2437.80萬t，伴生Li2O資源量40.467萬t，達(dá)特大型。

(3)宜豐縣白水洞礦區(qū)

位于宜豐縣花橋鄉(xiāng)，礦區(qū)為巖漿巖分布區(qū)，巖漿活動(dòng)期次較多，巖性復(fù)雜。白水洞鋰鉭鈮礦區(qū)為鈉長石化白云母花崗巖，有兩個(gè)礦體，編號(hào)分別為Li-1和Li-2(圖8)。Li-1為主礦體，Li-2為次礦體，Li-1礦體西起白水洞，往東北經(jīng)割石里、水南至楠木坑北250m處尖滅，平面上為西端膨大，中、東段相對(duì)細(xì)長的“煙斗”狀，總體走向55°，西端NNW傾，中—東段NW傾，傾角東部50°～75°，往西部局部變陡，白水洞有的可達(dá)80°，全長2500 m，地表出露寬度3.0～365m，中—西段一般50～100m，東段一般8～40m，在中、東段呈脈狀單向延長，西段出露較寬。Li-2礦體分布于Li-1礦體中部南側(cè)的坳頭村西面，總體走向約57°，傾向SE，傾角55°～70°，走向長度>300m，礦體受構(gòu)造擠壓破碎作用明顯，具明顯泥化、片理化。

圖5 雅山礦區(qū)7線剖面圖Fig.5 Cross section of exploration line 7 in the Yashan region1-強(qiáng)鈉長石化鋰云母花崗斑巖巖脈；2-強(qiáng)鈉長石化鋰云母花崗巖；3-中鈉長石化鋰云母花崗巖(Zr)；4-弱鈉長石化鋰云母花崗巖(γr)；5-中粒二云母花崗巖(MBr)；6-中粗粒黑云母花崗巖(Br)；7-富鉭礦體；8-貧鉭礦體；9-巖相漸變界線；Q-第四系；Z2l-上震旦統(tǒng)老虎塘組。

圖6 黨田礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.6 Generalized geologic map of the Dangtian mining area1-燕山晚期細(xì)粒黑云母花崗巖；2-燕山早期粗中粒似斑狀黑云母花崗巖；3-含礦花崗細(xì)晶巖脈及產(chǎn)狀；4-斷層；5-地質(zhì)界線；Q-第四系。

圖7 黨田礦區(qū)17線剖面圖Fig.7 Cross section of exploration line 17 in the Dangtian mining area1-燕山晚期二云母花崗巖；2-含鋰瓷石礦體及編號(hào)；3-鉆孔及編號(hào)；4-探槽及編號(hào)

圖8 白水洞礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.8 Generalized geologic map of the Baishuidong mining area1-二云母花崗巖；2-白云母花崗巖；3-黑云母花崗巖；4-花崗閃長巖；5-細(xì)晶巖脈；6-硅化破碎帶；7-鋰礦體及編號(hào)；8-巖體產(chǎn)狀。

礦床類型為鐵鋰云母鈉化花崗巖型，礦石主要礦物成分為石英20%～50%，長石20%～60%，白云母8%～35%，少量絹云母、黃玉、螢石，微量磷灰石、褐鐵礦等；中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)、交代殘余花崗結(jié)構(gòu)，常見塊狀構(gòu)造。礦石化學(xué)成分見表1。全區(qū)累計(jì)查明(332+333)類Li2O資源量12.1089萬t，其中332類2.2126萬t，達(dá)大型規(guī)模。

表1 白水洞礦區(qū)礦石化學(xué)成分表 (%)

Table 1 Chemical compositions of ores in the Baishuidong mining area

項(xiàng)目Ta2O5Nb2O5SnSSiO2Al2O5FeO含量0．0100．0120．130．01169．1817．840．22項(xiàng)目Fe2O3K2ONa2OCaOMgOTiO2Li2O含量0．183．145．610．750．0420．000．87項(xiàng)目Rb2OCs2OBeOCuPbZnZrO2含量0．230．0720．0740．00230．00270．00870．014項(xiàng)目HfO2BiO2ThO2WO3FMnO2含量0．00090．00020．00090．00221．270．12

3 礦床成因及成礦模式

3.1 礦床成因

由于鋰及稀有金屬成礦主要與巖漿巖有關(guān)，本文在討論礦床成因時(shí)重點(diǎn)敘述巖漿巖的關(guān)系，也涉及其他因素。

(1)九嶺成礦帶的礦床成因

九嶺隆起南部先后發(fā)現(xiàn)同安、白水洞、黃陂洞、獅子嶺、茜坑、陳家坳等礦床(點(diǎn))，分屬脈狀細(xì)晶斑巖型和鐵鋰云母鈉化花崗巖型，局部為偉晶巖型鈹鈮鉭礦脈。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，為一處地質(zhì)作用久遠(yuǎn)的殼源復(fù)式侵入巖體，從新元古代(晉寧期)—早侏羅世(燕山早期)—晚侏羅世—早白堊世(燕山中期)—晚白堊世(燕山晚期)均有出露，形成規(guī)模巨大的復(fù)式巖體。多期次多階段的巖漿活動(dòng)，促使稀有、堿金屬元素不斷聚集，其中燕山期白云母花崗巖及細(xì)晶斑巖巖脈與稀有金屬、含鋰瓷石礦成礦關(guān)系密切。

古陽寨巖體(原甘坊巖體)中富含Li、Rb、Cs及Nb、Ta的巖漿氣液在巖漿晚期在巖體邊部和頂部聚集，發(fā)生自變質(zhì)作用。Li、Rb、Cs、Nb、Ta、W、Sn等氟鋁硅酸鹽絡(luò)合物的分解，鐵錳離子與鉭鈮酸根結(jié)合先后形成鉭鈮鐵錳礦晶出，形成花崗巖中的云母缺鐵錳并發(fā)生鋰交代而生成鋰云母。與雅山礦區(qū)蓋層為泥質(zhì)千枚巖不同的是，甘坊礦區(qū)蓋層主要是富鈣的晉寧期黑云母花崗巖及印支期黑云母二長巖及二云二長花崗巖，不是在蓋層完全封閉條件下自交代，而是與圍巖存在部分物質(zhì)交換，易導(dǎo)致鐵鋰云母的產(chǎn)生。與此同時(shí)，發(fā)生堿質(zhì)交代，導(dǎo)致鈉長石化，氟離子則與鋁硅酸根形成黃玉、與鈣離子結(jié)合形成螢石。形成細(xì)粒結(jié)構(gòu)的含螢石、黃玉、鐵鋰云母的鈉長石化花崗巖，富含揮發(fā)組分和堿金屬、稀有金屬的殘余巖漿沿裂隙侵入而形成脈狀含鋰云母細(xì)晶斑巖類型鋰礦床[7]。

(2)武功山成礦帶的礦床成因

雅山巖體為殼源復(fù)式侵入巖體。早期(157Ma)夏家?guī)X單元為中粒斑狀二云母二長石花崗巖，系高酸度、富鉀納、富稀有的花崗巖。

銀子嶺單元白色鈉長石化鋰云母化花崗巖(130～136Ma)，屬巖漿晚期的殘余巖漿侵入體。該巖漿上侵時(shí)，不斷溶蝕早期富含Ta、Nb、Li、Cs、Rb二云二長花崗巖、促使在晚巖漿中進(jìn)行富集，因此銀子嶺單元花崗巖除富含Ta、Nb、Li、Rb、Cs外，還富含F(xiàn)揮發(fā)組分。稀有金屬和揮發(fā)分隨著巖漿的分異及殘余巖漿的上侵，逐漸向巖體頂部富集，猶如日常煮排骨湯，常見沸水中央漂浮一層高脂高蛋白的肉質(zhì)一樣。這是因?yàn)殂g、鈮、鎢、錫及鋰、銣、銫等金屬離子常常形成氟的鋁硅酸鹽絡(luò)合物。這些絡(luò)合物在高溫、高壓下能溶于巖漿氣液中。含礦氣液沿著巖漿上侵裂隙上升至巖漿房頂部。在區(qū)內(nèi)千枚巖的密閉條件下，發(fā)生強(qiáng)烈的變化導(dǎo)致納化、鋰云母化。在堿性環(huán)境下，隨壓力溫度漸降時(shí)，含鉭、鈮、鎢、錫等絡(luò)合物分解，形成鉭、鈮、鎢等酸鹽礦物沉淀析出，F(xiàn)常常形成黃玉或螢石礦化。在成礦過程中，由于巖體頂部的千枚巖蓋層為巖漿分異演化提供了良好封閉條件，有利于形成礦化蝕變的垂直分帶現(xiàn)象。

綜上所述，宜春地區(qū)鋰稀有礦成因?qū)賻r漿晚期殘留巖漿氣液生成的。

3.2 成礦模式

當(dāng)?shù)貧ど畈恐厝郛a(chǎn)生的花崗質(zhì)巖漿上侵到地殼上部一定部位基本定位后，其頂部和邊側(cè)相對(duì)富揮發(fā)份，硅質(zhì)和堿金屬的花崗質(zhì)熔體-溶液則向周圍的構(gòu)造裂隙滲透。由于其揮發(fā)份的不斷聚集，降低了熔體-溶液的結(jié)晶溫度，且也促使其成分的分異演化，向上進(jìn)一步活動(dòng)的熔體-溶液中鈉又相對(duì)富集，以大量晶出的鈉長石為特征，這時(shí)鋰、銣、銫、鈮、鉭的含量也相對(duì)增高。鋰云母等硅酸鹽礦物相續(xù)晶出，Ta、Nb等稀有金屬酸根離子也不斷與錳、鐵離子結(jié)合形成鉭鈮鐵礦、鉭錳礦等晶出沉淀，形成鈉化花崗巖類型鋰及稀有金屬工業(yè)礦體。富含揮發(fā)組分和富含堿金屬、稀有金屬的殘余巖漿沿裂隙侵入可形成脈狀細(xì)晶斑巖類型鋰礦床。江西西北部地區(qū)鋰及稀有金屬成礦模式如圖9。

圖9 江西西北部地區(qū)鋰礦成礦模式圖Fig.9 Models showing lithium mineralization in the northwestern area of JiangxiA-花崗巖演化與鋰云母、鐵鋰云母型鈉長花崗巖類型鋰資源形成過程;B-脈狀細(xì)晶巖、霏細(xì)巖類型鋰資源礦脈充填交代過程。

4 成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志

4.1 成礦規(guī)律

江西西北部地區(qū)鋰及稀有金屬的成礦過程頗為復(fù)雜，起主導(dǎo)作用的是巖漿作用和構(gòu)造活動(dòng)。礦床的形成受巖漿巖的性質(zhì)、稀有元素的豐度、分異作用的演化發(fā)展、巖體的侵入規(guī)模、產(chǎn)狀、剝蝕深度、構(gòu)造發(fā)育強(qiáng)烈程度等因素控制[8]。

(1)成礦花崗巖時(shí)代

江西西北部地區(qū)鈮鉭鋰等稀有金屬礦床成礦與燕山期花崗巖有關(guān)，該區(qū)巖漿的多次脈動(dòng)和涌動(dòng)上升，巖漿的分異演化，使鋰等稀有金屬元素在燕山期存在兩次礦化高峰(圖10)[7]。從圖10中可以看出，Li、Nb、Be、Sn等稀有金屬元素自燕山早期第一階段開始逐漸增多，至燕山早期第二階段達(dá)到高峰，后期聚降，經(jīng)早期第三階段起伏變化，至燕山晚期第一階段又逐漸升高，至燕山晚期第一階段后期再次形成高峰。這兩次自變質(zhì)作用高峰期也即為鋰、鈮、鉭等稀有金屬元素富集的主要成礦期。

圖10 燕山期巖漿巖成礦演化曲線圖Fig.10 Diagram showing the evolution process of the Yanshanian magmatic mineralization

(2)成礦花崗巖特征

①鉭、鈮、鋰成礦巖漿巖多為中淺成侵位的巖漿巖，巖體形態(tài)有小巖株、巖瘤、巖脈，產(chǎn)出富礦巖體剝蝕程度淺；巖體自交代和蝕變作用發(fā)育；具垂直分帶性或分層性，相帶發(fā)育完整，有偉晶巖殼；鉭、鈮、鋰礦體位于巖體的頂凸部位，巖性多為富鈉長石淺色花崗巖類，含淺色云母，包括鋰云母、鐵鋰云母、鋰白云母和白云母，以富含稀堿元素為特征。

②巖體的巖石化學(xué)成分具高硅、富鋁、鈉、錳，貧鐵、鎂、鈣、鈦等特征，巖石的分異指數(shù)、鐵鎂質(zhì)指數(shù)高，固結(jié)指數(shù)低，屬高度分異的超酸性、過鋁富堿花崗巖。

③含礦花崗巖中Ta、Nb、Li豐度相對(duì)較高，其中以燕山期花崗巖最高，其Ta、Nb豐度分別為維氏酸性巖(1962)Ta、Nb豐度的1.9～7.7倍和1.0～1.75倍。

④氟常圍繞成礦巖體周圍和構(gòu)造破碎帶向外擴(kuò)散，出現(xiàn)與礦化有關(guān)的氟分散暈。在水平或垂直方向上，花崗巖體中的氟含量一般穩(wěn)定在0.03%～0.06%之間，僅局部出現(xiàn)個(gè)別高含量點(diǎn)，進(jìn)入圍巖后，在數(shù)十米范圍內(nèi)突然升高至0.1%以上，爾后逐漸降低并出現(xiàn)跳躍式高含量點(diǎn)。成礦巖體中氟的這種變化規(guī)律可以作為尋找隱伏含礦巖體的地球化學(xué)標(biāo)志。

(3)礦化空間分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)巖漿巖的礦化受巖體所處的構(gòu)造部位及剝蝕深度以及圍巖的制約。巖體的頂部及邊部，由于巖漿侵入時(shí)的機(jī)械沖擊或巖漿凝固時(shí)體積的收縮，造成頂部及邊部裂隙發(fā)育，有利于巖漿期后富含成礦元素的汽化熱液交代，因而巖體的內(nèi)外接觸帶及巖體的頂部礦化作用較強(qiáng)烈，如白水洞巖體頂部及邊部鈉長石化、鋰云母化、云英巖化強(qiáng)烈，鈮、鉭、鋰、鎢、錫等礦化較好，而深部礦化就較差。

此外，斷裂的上盤應(yīng)力作用較下盤強(qiáng)烈，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈和頻繁，礦化較下盤好，如藤橋至甘坊北北東走向斷裂將甘坊復(fù)式巖體切割為東西邊兩部分，東邊為上盤，巖漿活動(dòng)較西邊強(qiáng)烈，礦化好。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)成礦巖體標(biāo)志：燕山期具多期次侵入淺色細(xì)粒花崗巖是成礦巖體的標(biāo)志；花崗巖中F、Nb、Ta、Li、Rb、Cs等含量高是成礦巖體的重要標(biāo)志；巖體頂部有似偉晶巖、細(xì)晶巖脈發(fā)育，可能有隱伏礦床存在；由黑磷云母→鋰白云母→鋰云母的變化規(guī)律，是鉭鈮鋰礦品位由低向高逐漸富集的標(biāo)志；花崗巖中有變種的鋯石、黃玉及浸染狀錫石是尋找鋰礦床的標(biāo)志之一[9]。

(2)地質(zhì)構(gòu)造標(biāo)志:隆起區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育和相互交切部位。

(3)蝕變標(biāo)志：鈉長石化、鋰云母化、黃玉化等蝕變現(xiàn)象是直接找礦標(biāo)志。

(4)地層標(biāo)志：震旦系淺變質(zhì)巖系往往是雅山鉭鈮鋰礦蓋層。

(5)1/20萬水系沉積物測(cè)量有Li、Nb、Sn、W等親氧元素異常，且具濃度高、面積大的特點(diǎn)。

(6)1/20萬地質(zhì)礦床區(qū)域調(diào)查有Nb、Ta、Sn、W等重礦物異常，是重砂找礦標(biāo)志。

5 找礦潛力分析

為了半定量估算鋰的資源量，根據(jù)1/200000水系沉積物測(cè)量Li異常中的數(shù)據(jù)，運(yùn)用地球化學(xué)異常塊體中金屬資源量的計(jì)算公式[10]，對(duì)甘坊及雅山地區(qū)的鋰資源進(jìn)行了估算，為找礦潛力評(píng)價(jià)提出依據(jù)。計(jì)算公式如下：

式中：QH為異常塊體中金屬資源量(t)；K為沉積物中風(fēng)化遷移富集系數(shù)，K=水系沉積物中元素背景含量/巖石中元素背景值，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；M為剩余異常值，M=異常平均值—異常下限值；S為異常面積(m2)；n為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般采用1.9；H為預(yù)測(cè)深度(m)；ρ為巖石密度(t/m3)，花崗巖密度為2.5 t/m3。

基于雅山及甘坊地區(qū)已知礦體的埋置深度，甘坊礦區(qū)Li資源量計(jì)算時(shí)預(yù)測(cè)深度采用40m，雅山地區(qū)的預(yù)測(cè)深度采用50m。

5.1 甘坊地區(qū)找礦潛力評(píng)價(jià)

甘坊地區(qū)Li異常平均值為347.6×10-6，異常下限值為40×10-6，Li異常面積108km2(圖11)。根據(jù)上述公式計(jì)算出甘坊地區(qū)Li資源量143.32萬t，換算成Li2O 307.11萬t。目前甘坊地區(qū)已經(jīng)查明鋰資源(Li2O)僅92.23萬t，可見該區(qū)鋰及稀有金屬礦找礦潛力巨大。

圖11 甘坊地區(qū)鋰化探異常圖Fig.11 Lithium geochemical anomalous map of the Ganfang region

甘坊巖體東部的高嶺—江家?guī)X一帶為中細(xì)粒弱鈉化鐵鋰云母化花崗巖分布區(qū)，含礦巖體呈不規(guī)則面狀分布，出露面積1～2km2，地表Li2O 0.2%～0.8%，Li2O資源估算可達(dá)100萬t，因此該區(qū)具有巨大找礦潛力，該找礦潛力區(qū)鋰資源類型為鐵鋰云母型鈉化花崗巖。

5.2 雅山地區(qū)找礦潛力評(píng)價(jià)

雅山地區(qū)Li異常平均值為376×10-6，異常下限值為40×10-6，Li異常面積54.8km2(圖12)。根據(jù)上述公式計(jì)算出雅山地區(qū)Li資源量99.29萬t，換算成Li2O 212.76萬t。目前雅山四一四礦區(qū)探明鋰資源(Li2O)僅76萬t，與預(yù)測(cè)的Li2O資源量相差很大，可見該區(qū)鋰礦資源找礦潛力很大。

圖12 雅山地區(qū)鋰化探異常圖 Fig.12 Lithium geochemical anomalous map of the Yashan region

根據(jù)雅山地區(qū)重力異常圖(圖13)，推斷路口—雅山存在含鋰隱伏巖體，這對(duì)尋找隱伏型鋰等稀有金屬礦具指示作用。此外，通過野外地質(zhì)調(diào)查，在路口村北東方向山口發(fā)現(xiàn)片麻狀花崗巖，沿溝上約200m見中細(xì)粒二云二長花崗巖，寬約100m。翻過山脊在雞公垇西側(cè)，發(fā)現(xiàn)三條細(xì)晶巖脈，橋邊見一條偉晶巖脈，平均寬約1.5m，局部與石英脈共伴生，并見有黃鐵礦礦化。在雅山巖體西側(cè)80m處，見有一條白云母花崗巖脈。根據(jù)以上找礦標(biāo)志，路口—石門山一帶可作為找礦潛力區(qū)，且該找礦潛力區(qū)鋰資源類型為脈狀細(xì)晶巖、霏細(xì)巖類型和鋰云母型鈉化花崗巖。

圖13 雅山地區(qū)重力異常圖Fig.13 Gravity anomalous map of the Yashan region1-震旦系松山群；2-燕山期花崗巖；3-斷層；4-重力負(fù)異常(毫伽)

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The metallogenic conditions and prospecting potential of lithium and rare metals in northwestern Jiangxi

WU Xue-min, ZHOU Min-juan, LUO Xi-cheng, ZHOU Jian-ting

(GanxiGeologicalSurveyBrigadeofJiangxiGeologicalBureau,Nanchang, 330001,China)

Northwestern Jiangxi is endowed with the ore-forming geological conditions for lithium and rare metals. It hosts well-known superlarge rare metal ore deposits (Yashan and Tong’an ore deposits) and many lithium-bearing porcelain ore deposits and various deposit types, suggesting its huge potential of mineral resources. This paper describes the metallogenic geological background and the geological features of the main lithium ore deposits, with an emphasis on the ore genesis and metallogenic mode of of lithium ore deposits, and also summarizes the metallogenic regularity and prospecting criteria of lithium and rare metals deposits. The results show that the ore deposits of lithium and rare metals in the northwestern part of Jiangxi resulted from the activity of late residual magmatic gas and liquid. The prospecting criteria of lithium and rare metals include multi-stage intrusive light-colored fine-grained granite and high contents of F, Nb, Ta, Li, Rb and Cs. Faulting structures in the uplift area are well developed. Alteration includes albitization, lepidolitization, and topaz lithification, accompanied by anomaly of elements, such as oxyphile elements (Li, Nb, Sn and W) and heavy minerals (Nb, Ta, Sn and W). Based on the semi-quantitative estimation for lithium resources in the Ganfang and Yashan regions, along with geophysical and geochemical anomalous trend map and ore-forming signatures in the Yashan area, it can be concluded that the Lukou-Yashan and Gaoling-jiangjialing areas are two important areas with prospecting potential.

northwestern Jiangxi; lithium and rare metals; ore genesis; metallogenic regularity and prospecting criteria; prospecting potential

2016-01-17 改回日期：2016-03-19 責(zé)任編輯：譚桂麗

宜春地區(qū)鋰資源類型及工業(yè)應(yīng)用研究(贛地礦字[2011]87號(hào))。

吳學(xué)敏，1958年生，男，工程師，長期從事礦產(chǎn)勘查工作。

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.04.006

P618.71

A

2096-1871(2016)04-275-09