江西省宜豐—奉新地區(qū)鋰礦床特征及其成礦規(guī)律研究

林忠良，張連湘，巫志豪，丁 亮，龍細友

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330001)

研究區(qū)位于江西省西部素有“亞洲鋰都”之稱的宜春市境內(nèi)，鋰礦資源豐富，主要以伴生礦產(chǎn)為特征，品味低，但資源儲量大，氧化鋰保有資源儲量超100萬t，是“亞洲鋰都”的重要組成部分。宜豐—奉新地區(qū)地處九嶺成礦帶[1]，是江西省較重要的稀有金屬成礦帶，星羅棋布的鋰礦床、礦點遍布在該帶上。按其地理位置可分為南、北、東三帶，南帶即宜豐縣黨田—鵝頸霏細（細晶）巖脈型鋰礦帶，呈北北東向沿斷裂分布；北帶即宜豐縣茜坑—大港—白水洞鈉化鋰云母化花崗巖型鋰礦帶，呈近東西向面型延伸；東帶即奉新縣塘下—高安市丁家霏細（細晶）巖脈型鋰礦帶，呈北西向沿斷裂延展。根據(jù)筆者在北帶的地質(zhì)找礦實踐和對周邊礦床實地考察研究的基礎(chǔ)上，概述宜豐—奉新地區(qū)鋰礦床地質(zhì)特征并分析研究其成礦規(guī)律。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于揚子準(zhǔn)地臺與華南褶皺系兩大構(gòu)造單元結(jié)合過渡帶，北部為九嶺逆沖隆起，中部為萍樂拗陷帶，南部為武功山隆起，隆起與拗陷之間是兩條區(qū)域性深斷裂，即宜豐-景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)-廣豐深大斷裂[2，3]。區(qū)域褶皺基底為新元古代雙橋山群，區(qū)內(nèi)出露宜豐巖組上、下段地層，上段為白云母石英片巖、二云片巖，局部夾沉凝灰?guī)r；下段為白云片巖夾變沉凝灰?guī)r、千枚巖夾白云母片巖、絹云母片巖等。研究區(qū)發(fā)育北東、北東東和北西向三組成巖成礦前的大斷裂，其中宜豐—景德鎮(zhèn)和萍鄉(xiāng)—廣豐兩條區(qū)域性深大斷裂控制著區(qū)內(nèi)地層巖相，構(gòu)造作用、巖漿活動及鋰礦床的分布特征（圖1）。沿此斷裂帶有較強的燕山期巖漿活動，主要有雅山巖體，余家坪巖體、蒙山巖體、五里諶巖體、甘坊巖體、古陽寨巖體等。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所。研究區(qū)巖漿活動頻繁，侵入期次甚多。斷裂構(gòu)造復(fù)雜，多期多次活動，為各期巖漿侵入創(chuàng)造有利的空間條件。

研究區(qū)鋰在不同時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，表明隨著侵入時代的更新，巖漿巖中Li含量具有增高的趨勢[4]。燕山期花崗巖尤其是晚侏羅世甘坊巖體、早白堊世古陽寨和武堂花崗巖體富含Ta、Nb、Li、Rb、Cs等稀有金屬元素，是形成稀有金屬礦床最重要的物質(zhì)來源，在長期多次蝕變成礦作用下不斷富集，從而形成較為豐富的稀有金屬礦床。

2 典型礦床地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)特征

研究區(qū)巖漿發(fā)育，主要為晚侏羅世甘坊巖體、早白堊世古陽寨巖體和武堂巖體。甘坊巖體呈巖基產(chǎn)出，巖性主要為中細?！写至０郀疃颇付L花崗巖，巖石中W、Sn、Li、Rb、Nb、Ta、Be的平均含量明顯高于地殼豐度，富集系數(shù)1.6～9.7；古陽寨花崗巖體主要為細-中粒含斑-少斑二云母二長花崗巖，呈巖株、巖瘤狀產(chǎn)出，巖石中W、Sn、Li、Rb、Nb、Ta、Be的平均含量明顯高于地殼豐度，富集系數(shù)1.6～16.3；武堂花崗巖體呈小巖株、巖瘤狀侵入于甘坊巖體和古陽寨巖體中，零星分布于宜豐潭山—白水洞一帶，巖性為白云母二長花崗巖，巖體中Au、Cu、W、Sn、Li的平均含量明顯高于地殼豐度，富集系數(shù)2.3～8.3。區(qū)域鋰礦（化）體主要產(chǎn)于巖體間接觸帶，說明晚侏羅世—早白堊世巖體可能是成礦母巖，后期經(jīng)蝕變作用使其富集成礦。

在黨田-大港-白水洞一帶，巖體通常具鈉長石化、鋰云母化等蝕變，且脈巖較發(fā)育，派生數(shù)量較多霏細（斑）巖及細晶巖脈，與鋰成礦關(guān)系密切，有的脈巖本身就是礦體。

燕山晚期，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北北東向走滑斷裂為主，與前期形成的北西向、近東西向斷裂復(fù)合處，通常是早白堊世成礦花崗巖體的侵入部位。北北東向與北西向斷裂亦是區(qū)內(nèi)含礦脈巖的主要容礦構(gòu)造。

2.2 礦床特征

研究區(qū)鋰礦床主要有蝕變花崗巖型和蝕變霏細（細晶）巖脈型兩種類型。

（1）蝕變花崗巖型鋰礦床：呈近東西向分布于宜豐縣茜坑—白水洞一帶，以大港鋰瓷石礦為代表。礦體產(chǎn)于燕山晚期早白堊世武堂巖體巖株的頂部蝕變花崗巖中，蝕變鈉長石化鋰云母化白云母花崗巖和部分白云母二長花崗巖即是含礦母巖又是礦體，出露長約1.2km，寬120m～350m。礦體與圍巖（晚侏羅世甘坊侵入體中粗粒斑狀二云母二長花崗巖）呈侵入接觸關(guān)系，界線清楚。礦體形態(tài)通常呈緩傾斜似層狀，次為透鏡狀，形態(tài)較穩(wěn)定，礦體延深200m～300m，厚度50m～300m不等，Li2O品位在0.30%～0.85%之間，一般0.40%～0.60%，礦床規(guī)模屬大型，除鋰外，尚富含鈮鉭、銣、鈹?shù)仍?。主要礦物有鋰云母、含鉭錫石、鈮鉭鐵礦、細晶石等，伴有有黑鎢礦、獨居石等，脈石為石英、長石、白云母等。主要蝕變?yōu)殁c長石化、鋰云母化。礦床成因類型屬巖漿晚期分異交代蝕變花崗巖型礦床。

（2）蝕變霏細（細晶）巖脈型鋰礦床：具代表性礦床為同安霏細巖脈型鋰瓷石礦，早白堊世霏細巖礦脈沿北北東向斷裂帶侵入于晚侏羅世中粒二云母礦石中，礦脈共10條，一般延長1200m，最長1400m，平均900m。礦脈總體呈左側(cè)雁行斜列或相互平行分布，總體走向為北北東20°，傾向北西，傾角65°～82°。礦脈厚度在2m～15m之間，平均4m。礦石礦物主要為鋰云母、含鈮鉭錫石、含鈮鉭云母、黃玉等。礦石結(jié)構(gòu)主要為霏細結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。蝕變以鈉長石化、鋰云母化為主，Li2O品位平均1.4%。礦床規(guī)模達大型，伴生有鉭、鈮、鈹、銣、銫、錫、鎢等多種礦。礦床成因?qū)賻r漿晚期霏細巖型脈狀礦床。

圖1 贛西北構(gòu)造區(qū)劃及稀有金屬成礦帶分布圖

3 成礦規(guī)律研究

區(qū)域鋰礦的成礦過程較為復(fù)雜，起主導(dǎo)作用的是巖漿活動和構(gòu)造作用。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、含礦花崗巖體的侵入規(guī)模、產(chǎn)狀、剝蝕深度、構(gòu)造發(fā)育強烈程度等因素控制[5]。

3.1 礦床空間分布規(guī)律

研究區(qū)處于九嶺隆起與萍樂坳陷帶結(jié)合部，巖漿活動和構(gòu)造作用強烈。在中生代，區(qū)內(nèi)由南東向北西方向擠壓剪切，同時在西部、北部重滑作用下，形成了北北東向和近東西向及與之配套的北西向正斷層，在其交匯部位，燕山期侵入的含礦花崗巖上侵形成鋰礦床。因此，研究區(qū)鋰礦床主要分布于區(qū)域北北東向走滑裂與近東西、北西向擠壓性斷裂交匯處同安—白水洞一帶燕山期晚侏羅世甘坊巖體—早白堊世古陽寨巖體、武堂巖體分布區(qū)，礦床明顯受構(gòu)造與巖漿巖控制。

3.2 礦化空間分布規(guī)律

區(qū)內(nèi)鋰等稀有金屬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。斷裂的上盤應(yīng)力作用較下盤強烈，巖漿活動亦強烈而頻繁，因此礦化較下盤好，如藤橋至甘坊北北東向斷裂將甘坊復(fù)式巖體切割為東西邊兩部分，東邊為上盤，巖漿活動較西邊強烈，礦化好。巖體的頂部及邊部，由于巖漿侵入時的機械沖擊或巖漿凝固時體積的收縮，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，因而巖體的頂部礦化作用較強烈，鈉長石化、鋰云母化強烈，礦化較好，而深部礦化逐漸變差。一般含礦巖體從上到下，礦物結(jié)構(gòu)由細變粗，巖體的自變質(zhì)作用減弱，礦化隨之減弱，氧化鋰含量降低。

3.3 成礦花崗巖時代

成礦花崗巖時代和構(gòu)造運動的時代有較好的對應(yīng)關(guān)系，成礦作用往往是主要構(gòu)造事件的產(chǎn)物。研究區(qū)鋰等稀有金屬礦化與燕山期巖漿熱液活動密不可分，巖漿巖是區(qū)內(nèi)成礦的重要條件之一。燕山期是江西省稀有金屬礦床形成的主要成礦期[6]，尤其晚侏羅世－早白堊世是大規(guī)模成礦期，區(qū)內(nèi)絕大多數(shù)有色、稀有、貴金屬礦床富集成礦或定型時代主要為晚侏羅世－早白堊世，并集中出現(xiàn)在155Ma～100Ma間，武堂巖體鋯石U-Pb法同位素年齡值為144.2±1.3Ma，同安霏細巖K-Ar法同位素年齡值為118Ma。稀有金屬的成礦作用與巖漿分異作用的演化發(fā)展、巖體的侵入規(guī)模、產(chǎn)狀等因素有關(guān)，多期多階段的巖漿活動，促使稀有元素的不斷富集。研究區(qū)大面積分布燕山期侵入的花崗巖，規(guī)模較大，能夠提供充足的地能（熱）場和礦物質(zhì)來源。由于巖漿在成巖過程中的多次脈動和涌動上升，巖漿的分異演化且自變質(zhì)強烈，使鋰等稀有金屬元素在燕山期存在兩次礦化高峰（圖2），形成了富含鋰等稀有金屬的鈉長石化鋰云母化細粒白云母花崗巖。圖2表明，Nb、Li、Sn、Be等稀有金屬元素從燕山早期第一階段開始逐漸增多，至燕山早期第二階段達到高峰，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（巖漿期后的熱液蝕變）高峰期即為鋰等稀有金屬礦的主要成礦期[7]。

圖2 燕山期巖漿巖成礦演化曲線圖

3.4 成礦花崗巖規(guī)律

（1）研究區(qū)鋰礦呈小巖株或巖瘤規(guī)律性沿近東西向斷裂或呈巖脈狀沿北北東向、北西向斷裂帶分布，成礦巖漿巖均為中淺成侵位的花崗巖體，頂部通常發(fā)育偉晶巖殼。富鋰巖體剝蝕程度較淺，巖體自交代和蝕變作用強烈；從上往下，蝕變由強變?nèi)酰怪狈謳悦黠@且完整；鋰礦體賦存于巖體的頂部凸起部位，巖性為白—灰白色細粒白云母（二長）花崗巖，含鋰云母、鐵鋰云母、鋰白云母和白云母等淺色云母，以具（強—弱）鈉長石化、鋰云母化蝕變和富含鋰等稀有金屬元素為特征。

（2）成礦花崗巖體化學(xué)成分具高硅、富鋁、鈉、錳，貧鐵、鎂、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）成礦花崗巖中Ta、Nb、Li豐度值較高，尤其以燕山晚期武堂巖體最高，其中Li豐度值為區(qū)域背景值的1.5倍～16.2倍。

（4）氟常圍繞成礦巖體周圍和構(gòu)造帶向外擴散，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)個別高含量點，進入圍巖后，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。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。

4 結(jié)語

綜上所述，宜豐—奉新地區(qū)鋰礦床的形成與巖漿的性質(zhì)和巖漿作用的演化發(fā)展關(guān)系密切，成礦花崗巖漿的分異演化自燕山早期到晚期、由下而上朝富鈉、富揮發(fā)分、富Li、Ta、Nb等稀有元素及降溫的方向逐漸演化，在晚期構(gòu)造活動下，揮發(fā)組分和稀有元素到達巖體頂部或沿斷裂帶充填而達到最大限度的富集，從而富集形成鋰礦床，其蝕變作用的顯著特點是以巖漿晚期分異交代用為主，表現(xiàn)為鈉長石化、鋰云母化強烈而普遍，鋰礦化并富集與之關(guān)系密切，是最主要的找礦標(biāo)志。從上往下，蝕變由強變?nèi)?，鋰品位由高變低。因此，在垂向上，礦體往往富集在巖體的頂部凸起部位；在平面上，則主要分布于區(qū)域北北東向走滑裂與近東西、北西向擠壓性斷裂所夾持的同安—白水洞一帶燕山期晚侏羅世甘坊巖體—早白堊世古陽寨巖體、武堂巖體分布區(qū)，明顯受構(gòu)造與巖漿巖控制，礦床類型屬巖漿晚期分異交代礦床。