江西省宜豐-奉新地區(qū)鋰礦床成因及成礦模式探討

胡 波，潘世語(yǔ)，巫志豪

（江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330000）

鋰作為一種高效清潔的能源金屬，在原子能、航空航天及冶金等現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛。隨著我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的出臺(tái)，稀有金屬礦產(chǎn)作為國(guó)家關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)，同時(shí)也是一種供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)較高的礦產(chǎn)，對(duì)我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，研究區(qū)位于以亞洲鋰都著稱的江西省宜春市北部地區(qū)。

本文結(jié)合前人相關(guān)研究成果，對(duì)宜豐-奉新地區(qū)燕山期酸性侵入巖及霏細(xì)斑巖-細(xì)晶巖脈進(jìn)行綜合研究，分析區(qū)內(nèi)鋰礦床成礦母巖地質(zhì)特征，探討研究區(qū)鋰礦床的成因特征及成礦模式。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子地塊與華夏地塊交接帶，北面為江南隆起帶之九嶺逆沖隆起的南緣，南面為欽杭東段結(jié)合帶之萍鄉(xiāng)-樂平拗陷，區(qū)內(nèi)區(qū)域性大斷裂為宜豐-景德鎮(zhèn)深大斷裂，該斷裂在加里東期、印支期和燕山期多次成為九嶺逆沖推覆系統(tǒng)的前緣主斷裂。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了從新元古代到新生代以來的多旋回構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，巖漿活動(dòng)頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜[1]。研究區(qū)內(nèi)的結(jié)晶基底為新元古代雙橋山群宜豐巖組，上段為深灰色、灰綠色絹云石英片巖、二母云片巖，局部夾變沉凝灰?guī)r；下段為綠泥石英白云母片巖、綠泥絹云石英千枚、二云母片巖夾變沉凝灰?guī)r。

晚三疊世-早白堊世，為燕山期由伸展到強(qiáng)烈陸內(nèi)造山時(shí)期，拉開了燕山期江西金屬成礦大爆炸的序幕，構(gòu)成一個(gè)重要的開合旋回。研究區(qū)九零復(fù)式巖體外圍燕山晚期形成的高分異性花崗巖，是區(qū)內(nèi)稀有金屬礦的成礦母巖[2]。該區(qū)查明的鋰礦床有茜坑、獅子嶺、大港、白水洞等大型-中型蝕變花崗巖型及同安、鵝頸等霏細(xì)斑巖 (細(xì)晶巖)脈型（圖1）。

2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)鋰礦床主要類型有蝕變花崗巖型和霏細(xì)斑巖—細(xì)晶巖脈型。蝕變花崗巖型鋰礦床的主要有黃陂洞、獅子嶺、大港、白市化山、金子峰、白水洞等，霏細(xì)斑巖（細(xì)晶巖脈）型鋰礦床主要有同安鋰礦。

2.1 蝕變花崗巖型鋰礦床特征

蝕變花崗巖型鋰礦床，主要分布于黃陂洞-白水洞一帶，為早白堊世中細(xì)粒鈉長(zhǎng)石化白云母、二云母二長(zhǎng)花崗巖侵于晚侏羅世中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖中。鈉長(zhǎng)石化花崗巖由鈉長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)、鉀長(zhǎng)石、鋰（白）云母、石英組成。鈉長(zhǎng)石化由巖體的中心相-邊緣相逐漸變強(qiáng)，至巖體頂部的鈉長(zhǎng)石化最強(qiáng)。

圖1 贛西北構(gòu)造區(qū)劃及稀有金屬成礦帶分布圖

以白水洞鋰鉭鈮礦床為例，該礦床含礦巖體多呈巖枝、巖脈及巖瘤狀產(chǎn)出，形態(tài)極復(fù)雜，其中以脈狀及不規(guī)則膨脹脈狀為主。礦區(qū)內(nèi)有5 ～7 條單脈，總的走向?yàn)镹E ～NEE 向，相互平行，多被后期NW 向斷裂錯(cuò)切。礦脈最大延長(zhǎng)450m，最小150m；礦體傾斜深度平均17m；礦體厚度最大200m，一般300m，最小100m，Li20 品位一般0.42%～0.86%，Nb2O5、Ta2O5平均品位分別0.0124%；0.0058%，礦床規(guī)模屬中型。礦體分兩個(gè)塊段，西邊礦體（Ⅰ）產(chǎn)狀為：310°～335°∠24°～62°，東邊（Ⅱ）礦體為：105°～140°∠34°～84°。

礦石礦物有鈮鉭鐵礦、錳鈮鉭鐵礦、細(xì)晶石等，伴生礦物有含鉭錫石、磷釔礦獨(dú)居石等。脈石礦物為長(zhǎng)石、石英、鋰（白）云母、黃玉、螢石等。圍巖蝕變有鈉長(zhǎng)石化、云英巖化、鋰云母化和鉀長(zhǎng)石化、微斜長(zhǎng)石化等，其中鈉長(zhǎng)石化普遍分布，并與鋰鉭鈮礦化關(guān)系密切。

2.2 霏細(xì)斑巖（細(xì)晶巖脈）型鋰礦床特征

霏細(xì)斑巖（細(xì)晶巖脈）型礦床，以同安鋰礦為代表，巖脈呈北北東向脈狀侵入于晚侏羅世中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖中。霏細(xì)（斑）巖即為礦脈共10 條，相互平行或呈左行雁行斜列，走向北東10°～30°，傾向北西，傾角60°～80°。最長(zhǎng)大于1400m，平均896m，厚大為15.25m，一般3m ～5m，平均3.9m。

主要金屬礦物有含鈮鉭錫石、含鈮鉭云母、富鎢鉭鈮礦，伴生有黃玉、綠柱石、錫石、鋰云母，脈石為長(zhǎng)石、石英。礦石為霏細(xì)結(jié)構(gòu)，含斑結(jié)構(gòu)，顯微鱗狀變晶結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造，局部顯條紋狀構(gòu)造，蝕變?yōu)殁c長(zhǎng)石化、鋰云母化、黃玉化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化。含Ta2O5平均0.0194%，Nb2O5平均0.015%，Li2O 1.432%、Rb2O 0.382%、CS2O 0.426%。鉭、鋰、銣、銫達(dá)大型規(guī)模，伴生有鈮、鈹、錫、鎢等多種礦。本礦床未風(fēng)化層北部為2m ～4m，中南部為20m ～25m[3]。

2.3 礦床成因分析

研究區(qū)內(nèi)巖漿侵位機(jī)制可分為與構(gòu)造有關(guān)和巖漿有關(guān)，各時(shí)代花崗巖均屬“S”型花崗巖類，從早到晚巖石中暗色包體減少，巖漿熔融度升高，從新元古代到早侏羅世-早白堊世花崗巖巖漿來源由殼?；煸拖驓ぴ葱娃D(zhuǎn)變，巖漿作用也由同化混染作用為主轉(zhuǎn)為結(jié)晶分異作用為主，同時(shí)巖漿形成的壓力增大，成巖溫度降低。區(qū)內(nèi)燕山期形成的花崗巖體有甘坊、古陽(yáng)寨及武堂巖體等（圖2）。

圖2 九嶺巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖（引自江西省區(qū)域地質(zhì)志，2017）

燕山期巖體受區(qū)內(nèi)北東向、北東東向兩組斷裂控制，其長(zhǎng)軸呈近東西向。巖體剝蝕較淺，頂部尚殘存有偉晶巖殼。巖體分相明顯，按礦物粒度和云母種類，自巖體中心向邊緣由黑云母花崗巖→二云母花崗巖→鋰（白）云母鈉長(zhǎng)石花崗巖轉(zhuǎn)化。其中鋰（白）云母鈉長(zhǎng)石花崗巖相帶與鋰鉭鈮稀有金屬礦化關(guān)系密切。巖石普遍遭受程度不同的鈉長(zhǎng)石化、鋰（白）云母化、云英巖化等蝕變。該甘坊巖體SiO271.22 ～74.39%，K2O+Na2O 7.15 ～8.52%，Na2O/K2O 0.62 ～1.08； 古 陽(yáng) 寨巖 體SiO273.42 ～73.50%，K2O+Na2O 6.99 ～8.36%，Na2O/K2O 0.62 ～1.09；武堂巖 體SiO271.46 ～75.91%，K2O+Na2O 6.68 ～7.72%，Na2O/K2O 0.42 ～0.72；顯示出區(qū)內(nèi)燕山期巖體分離結(jié)晶程度高，分異性好，具超酸性富堿高鉀鈉的特點(diǎn)（據(jù)江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，2016）。

2.4 成礦模式

研究區(qū)內(nèi)燕山期巖體的分異演化是在一個(gè)相對(duì)封閉、均勻的系統(tǒng)中發(fā)生。從各巖體的中心相→過渡相→邊緣相→外接觸帶巖體，隨著時(shí)間的演變和成巖溫度、壓力的降低，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、造巖礦物、副礦物等有規(guī)律的變化及鋰、鉭、鈮、鈹?shù)瘸傻V元素逐漸富集，說明它們是同源不同階段的演化產(chǎn)物。

巖體接觸帶附近及周邊的稀有金屬礦床、礦點(diǎn)與巖體空間上相伴，時(shí)間上相近，物質(zhì)來源相同，與礦化有關(guān)的成礦元素異常暈、熱液蝕變帶等圍繞巖體呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，證明了它們之間的成因聯(lián)系。賦礦巖體在巖漿結(jié)晶晚期廣泛發(fā)生鈉長(zhǎng)石化、鋰白云母化、云英巖化等蝕變，在礦床中出現(xiàn)大量的螢石、黃玉和鐵鋰云母，在礦床上部形成較強(qiáng)的氟異常，可以推測(cè) Ta、Nb、Li、Be 等元素的遷移與 Na+、F-、(OH)-的參與有關(guān)（圖3）。

圖3 宜豐-奉新地區(qū)鋰礦床成礦模式圖

礦石礦物主要有鋰云母、磷鋰鋁石、富鈮金紅石、鈮鉭鐵礦，含鉭錫石、綠柱石等，巖漿結(jié)晶分異晚期主要蝕變作用為鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化、云英巖化（王成輝等，2019）?？傮w變化趨勢(shì)如下：

（1）花崗巖中云母由多種類趨于單一化，最后演變?yōu)殇囋颇浮?/p>

（2）稀有金屬的礦化富集，在空間上具有垂向分帶性，巖石至下而上鈉化程度逐漸增強(qiáng)，鈉長(zhǎng)石、鋰云母含量逐漸增多。

（3）磷鋰鋁石和黃玉由少到多，在鋰云母花崗巖中這兩種礦物均為造巖礦物[4-8]。

（4）稀有元素礦物從少到多，種類由較單一趨向于多種稀有元素礦化，除鋰、鉭、鈮外，還富含鈹、銣、鎢、錫等元素。

3 結(jié)論

（1）宜豐-奉新地區(qū)鋰礦床控礦因素主要為地層、構(gòu)造及巖漿巖等，區(qū)內(nèi)宜豐-景德鎮(zhèn)深大斷裂為巖漿侵入提供了空間，基底褶皺和次級(jí)斷裂為含礦熱液提供了運(yùn)移通道和富集空間，燕山期出露的甘坊巖體、古陽(yáng)寨巖體和和武堂巖體，為成礦提供了熱能和物質(zhì)來源。

（2）研究區(qū)內(nèi)鋰、鉭、鈮等稀有金屬礦化與區(qū)內(nèi)高演化、高分異、富堿性花崗巖體蝕變有密切關(guān)系，鋰云母化、鈉長(zhǎng)石化、云英巖化等蝕變是鋰、鉭、鈮等稀有金屬礦床的重要找礦標(biāo)志。

（3）在巖漿結(jié)晶分異晚期，隨著時(shí)間的演化及溫度壓力的降低，Ta、Nb、Li、Be 等稀有元素隨著Na+、F-、(OH)-等富揮發(fā)分元素運(yùn)移至巖體頂部及巖體裂隙帶內(nèi)，從而富集成礦。