我國(guó)典型鋰礦床類型、分布特征及資源利用探討

摘要：戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬指現(xiàn)今社會(huì)必需、安全供應(yīng)存在高風(fēng)險(xiǎn)的稀有金屬、稀土金屬、稀散金屬、稀貴和部分其他金屬。近年來(lái)，Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf、W、Sn等稀有金屬因其重要戰(zhàn)略意義而列入中國(guó)和歐、美、日等國(guó)關(guān)鍵礦產(chǎn)資源目錄。花崗偉晶巖作為賦存稀有金屬礦產(chǎn)的重要巖石類型之一，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是花崗質(zhì)巖漿分異演化晚期殘余巖漿固結(jié)的產(chǎn)物。本文通過(guò)大量閱讀近30年來(lái)國(guó)內(nèi)外偉晶巖及其相關(guān)的稀有金屬礦床的研究文獻(xiàn)，并結(jié)合近20年來(lái)我課題組對(duì)阿爾泰造山帶偉晶巖科學(xué)研究實(shí)踐，較系統(tǒng)闡述偉晶巖基本特征（包括定義、概念、專業(yè)術(shù)語(yǔ)）、組成與結(jié)構(gòu)、成因分類、內(nèi)部分帶模式、LCT型偉晶巖巖石成因、時(shí)空分布特征以及相關(guān)鋰礦床的成因，旨在推動(dòng)我國(guó)的偉晶巖及其相關(guān)的稀有金屬礦床研究。偉晶巖及相關(guān)稀有金屬礦產(chǎn)廣泛分布于我國(guó)的阿爾泰造山帶、天山造山帶、松潘-甘孜造山帶、西昆侖造山帶、秦嶺-大別造山帶、喜馬拉雅造山帶、三江造山帶、武夷-云開造山帶和江南造山帶，因此，開展偉晶巖巖石學(xué)和礦床學(xué)研究不但具有巖石成因?qū)W和大陸動(dòng)力學(xué)研究的科學(xué)意義，而且對(duì)指導(dǎo)稀有金屬礦床的找礦與勘查具有重要應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大地構(gòu)造;鋰礦床類型;巖性組合;分布特征;資源綜合利用

引言

鋰資源在新興產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是低碳化發(fā)展的關(guān)鍵元素。鋰及其化合物因具有高儲(chǔ)能、軟質(zhì)地、輕比重、大比熱、低能耗與強(qiáng)電化學(xué)活性等多種卓越的性能，在新能源、可控核聚變、航空航天工業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著顯著的作用，有著“21世紀(jì)的新能源”之稱，被各國(guó)列為關(guān)鍵金屬，其戰(zhàn)略地位不斷提升，掀起了世界各國(guó)新一輪的礦產(chǎn)資源爭(zhēng)奪熱潮和新興材料研究熱潮。Vikstr?m等認(rèn)為世界各主要國(guó)家對(duì)鋰的需求將不斷增大，預(yù)測(cè)直到21世紀(jì)90年代才會(huì)達(dá)到最大產(chǎn)能。

1礦床地質(zhì)特征

作為自然界最輕的金屬，鋰元素十分活潑，導(dǎo)致內(nèi)生型鋰礦的形成過(guò)程中總會(huì)受到構(gòu)造環(huán)境的約束，全球偉晶巖型鋰礦主要產(chǎn)出于相對(duì)穩(wěn)定、封閉的大地構(gòu)造環(huán)境，如古老結(jié)晶地盾、地塊等;但也有部分產(chǎn)出于活躍的造山構(gòu)造環(huán)境中（如美國(guó)阿帕拉契亞褶皺帶產(chǎn)出的金斯山鋰輝石礦床、中國(guó)川西甲基卡鋰礦床等），其中，穹窿構(gòu)造、復(fù)背斜、復(fù)向斜等是產(chǎn)出由褶皺控制的花崗偉晶巖型鋰礦的主要構(gòu)造環(huán)境。花崗偉晶巖型鋰礦床常賦存在大型花崗巖侵入體上部（或邊緣）的交代偉晶巖礦脈中，呈似層狀、脈狀產(chǎn)出，根據(jù)前人研究，花崗偉晶巖型鋰礦產(chǎn)出部位還受構(gòu)造形成的裂隙的影響[。富含揮發(fā)分和鋰等稀有元素的偉晶巖漿從母花崗巖漿中分離出來(lái)，沿著母巖體周圍地層的構(gòu)造裂隙，上升、充填，在相對(duì)封閉和穩(wěn)定的環(huán)境中緩慢結(jié)晶并分餾形成微斜長(zhǎng)石型、微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石型、鈉長(zhǎng)石型、鈉長(zhǎng)石鋰輝石型、鋰（白）云母型等偉晶巖。

2典型鋰礦床類型

2.1（花崗）偉晶巖型礦床

鋰作為自然界中最輕的堿性金屬，其離子半徑較小，化學(xué)性質(zhì)十分活潑，有獨(dú)特的物理性能，在循環(huán)中易于富集在上地殼。由于巖漿中富含大量的揮發(fā)成分，鋰礦床與鎢、錫、鈮、鉭、銣等稀有金屬礦產(chǎn)具有成因上的聯(lián)系，分析認(rèn)為，（花崗）偉晶巖型鋰礦大多情況位于高分異過(guò)鋁質(zhì)-偏鋁質(zhì)花崗巖體的接觸帶外部，說(shuō)明（花崗）偉晶巖型鋰礦與酸性巖漿活動(dòng)的聯(lián)系較為密切。在大陸俯沖邊緣與后期松弛移動(dòng)過(guò)程中，地球深部軟流圈所形成的巖漿上侵可能會(huì)導(dǎo)致上部物質(zhì)的混合重熔，又促使深部巖漿發(fā)生多期次多階段侵位，進(jìn)而形成富含鋰元素的酸性巖漿，該巖漿逐步結(jié)晶分異出偉晶巖漿，高密度富含揮發(fā)成分的偉晶巖漿再經(jīng)過(guò)一系列的分異演化。

2.2不分帶偉晶巖

（unzoned pegmatites）不是所有的偉晶巖都顯示內(nèi)部分帶的，通常，內(nèi)部組構(gòu)均勻的偉晶巖只能由其粒徑大小（數(shù)厘米或更大）來(lái)定義的，其中斜長(zhǎng)石和石英呈他形，具有一致的晶體大小，而鉀長(zhǎng)石傾向于斑狀的，常常顯示骸晶或文象花崗巖共生。巖石組構(gòu)顯示各向同性，晶體分布和取向是隨機(jī)的，或者晶體取向由主要樹枝狀鉀長(zhǎng)石巨晶確定。不分帶偉晶巖主要存在于小的淺色花崗巖穹頂?shù)膬?nèi)部以及緊靠著淺色花崗巖邊緣，是長(zhǎng)石、石英、云母原料的主要來(lái)源，通常稱之為“陶瓷”偉晶巖，“偉晶花崗巖”或者“花崗巖-偉晶巖類”。

3巖性組合特征

一般認(rèn)為，（花崗）偉晶巖鋰礦床含礦地層類型復(fù)雜多樣，大部分鋰礦床主要形成于偉晶巖脈中，但（花崗）偉晶巖鋰礦床的容礦巖石種類又比較少，主要為蝕變花崗巖和花崗偉晶巖。含礦巖體大多為石英-鋰輝石、鈉長(zhǎng)石-鋰輝石、鈉長(zhǎng)石化花崗巖和云英巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖等。例如，柴北緣地區(qū)巖漿巖主要為堿長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗偉晶巖脈、石英正長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)花崗巖等。阿爾泰-西昆侖鋰成礦有利區(qū)、川西鋰成礦有利區(qū)以及秦嶺鋰成礦有利區(qū)等，侵入巖體多呈巖脈、巖枝及巖株?duì)町a(chǎn)出，與巖漿活動(dòng)相關(guān)的富鋰偉晶巖脈主要有鈉長(zhǎng)花崗巖、二云二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖脈、花崗偉晶巖脈、黑云鉀長(zhǎng)石花崗巖、黑云二長(zhǎng)花崗巖、二云花崗巖、花崗細(xì)晶巖脈、閃長(zhǎng)巖脈、云英巖脈等。華南鋰礦床成礦有利區(qū)，如江西鋰礦床成礦區(qū)帶上，含礦巖體主要為中粗粒斑狀黑云二長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒少斑黑云二長(zhǎng)花崗巖及細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖等，礦體為花崗偉晶巖脈等，巖性主要是鈉長(zhǎng)石花崗偉晶巖、鈉長(zhǎng)石-鋰輝石偉晶巖等，主要含鋰礦物為鋰輝石等。

結(jié)束語(yǔ)

鋰作為新興產(chǎn)業(yè)最重要的礦產(chǎn)資源之一，各國(guó)對(duì)鋰的需求增長(zhǎng)旺盛?；◢弬ゾr型鋰礦由于其分布廣品位高，帶動(dòng)了全球的勘查熱潮，也取得了重大進(jìn)展。通過(guò)本次研究，可以得出以下結(jié)論：1）花崗偉晶巖型鋰礦品位高，資源量大，開采選冶技術(shù)成熟，盡管鋰是稀有金屬，但花崗偉晶巖型鋰礦床在全球分布廣泛，是鋰礦儲(chǔ)量和產(chǎn)量的主要類型。2）在時(shí)空分布方面，花崗偉晶巖型鋰礦的成礦時(shí)代跨度很大，產(chǎn)出的時(shí)代可古老至太古宙，年輕至新生代;成礦構(gòu)造環(huán)境從穩(wěn)定的地臺(tái)區(qū)到活躍的造山帶均有。3）在成礦規(guī)律方面，花崗偉晶巖型鋰礦床一般以中高壓、中溫成礦流體為主，并具有低鹽度的特征;花崗偉晶巖中的鋰元素來(lái)源具有多樣性，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為花崗巖漿的結(jié)晶分異富集是鋰元素的主要來(lái)源，而最新的研究表明也可從沉積巖中繼承鋰元素。

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作者簡(jiǎn)介：張偉豪，1993.8--，男，漢族，內(nèi)蒙古人，成都理工大學(xué)，地球科學(xué)學(xué)院，地質(zhì)學(xué)專業(yè)，碩士研究生在讀。