贛南地區(qū)偉晶巖型鋰礦資源稟賦特征與找礦新進(jìn)展

黃傳冠，賀 彬，夏 明，周 渝，胡為正

(江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330030)

鋰被譽(yù)為21世紀(jì)綠色高能金屬，廣泛應(yīng)用于動(dòng)力燃料、核能和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)目錄中“節(jié)能環(huán)保、新能源、新材料和新能源汽車”等七大產(chǎn)業(yè)均對(duì)鋰資源存在重大需求。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)數(shù)據(jù)，2018年全球探明鋰資源儲(chǔ)量總計(jì)超過5 300萬t，主要類型為鹵水型、偉晶巖型和沉積巖型，空間上主要分布在“南美洲鋰三角”、中國和澳大利亞[1-3]；中國查明鋰礦儲(chǔ)量320萬t左右，約占全球總儲(chǔ)量的22.90%，居世界第三位。由于鋰需求的快速增長，以及各方面條件的制約，目前我國仍需要大量進(jìn)口“硬巖型”鋰輝石礦石提鋰。 眾多專家學(xué)者對(duì)我國鋰礦進(jìn)行了深入研究[4-8]。近年來在川西甲基卡、四川金川縣業(yè)隆溝、新疆和田縣白龍山等地相繼取得了“硬巖型”找礦突破[9-11]。江西省鋰礦的成礦條件也非常優(yōu)越，在贛西宜春雅山查明了著名的414鉭鈮鋰礦[12-13]，達(dá)大型規(guī)模，含鋰礦物為鋰云母，屬花崗巖型；在九嶺地區(qū)分布含鋰瓷石礦，含鋰礦物主要為鋰云母，以及磷鋰鋁石[14]；在贛南寧都查明了河源鋰輝石礦，達(dá)中型規(guī)模，含鋰礦物主要為鋰輝石[15]，屬偉晶巖型，前人研究文獻(xiàn)或報(bào)告均未報(bào)道過贛南地區(qū)有含鋰磷酸鹽礦化類型。

筆者近年在贛南精準(zhǔn)扶貧區(qū)實(shí)施中國地質(zhì)調(diào)查局1∶5萬區(qū)調(diào)項(xiàng)目，取得了一些新進(jìn)展發(fā)現(xiàn)了磷鋰鋁石及獅門坑鋰地球化學(xué)異常。 本文旨在分析贛南地區(qū)偉晶巖型鋰礦資源稟賦，并著重報(bào)道新發(fā)現(xiàn)磷鋰鋁石特征，希望能夠?qū)μ岣呶覈匿囐Y源保障程度有所助力。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于武夷-云開-臺(tái)灣造山系之華夏地塊[16]，武夷山造山帶中段西緣[17]，西側(cè)為鷹潭-安遠(yuǎn)區(qū)域性深大斷裂(圖1(a))。區(qū)內(nèi)出露地層主要為南華系、震旦系、白堊系及第四系。加里東期侵入體呈巖基狀、燕山期侵入體呈巖株?duì)睿呔秩胗谀先A系-震旦系變質(zhì)地層，接觸帶角巖化強(qiáng)烈?；讟?gòu)造形態(tài)呈緊閉褶皺，軸跡走向NE向，發(fā)育NE向、NW向斷裂構(gòu)造。白堊系主要分布于西南側(cè)，為一套陸相紅色碎屑巖建造，與下伏地質(zhì)體呈角度不整合接觸。南華系-震旦系為偉晶巖型鋰礦床的賦礦地層，劃分為萬源巖組及洪山組(圖1(b))。

萬源巖組(Nh1w)主要出露于研究區(qū)東部，為一套厚層狀變質(zhì)碎屑巖建造。下段巖性主要為厚層-塊狀變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖夾變質(zhì)凝灰質(zhì)粉砂巖；上段巖性主要為厚-中厚層狀黑云斜長變粒巖夾二云片巖、千枚狀變質(zhì)石英粉砂巖、變質(zhì)凝灰質(zhì)粉砂巖。

洪山組(Nh2Z1h)主要出露于研究區(qū)東部及北部，為一套中薄層狀復(fù)理石建造，巖性主要為中薄層狀云母片巖、石英云母片巖及二云母片巖，夾中厚層狀石英變粒巖。

加里東期侵入體(ηγS3)分布于研究區(qū)中部，呈巖基狀(會(huì)同巖體)，楔形侵入于南華系-震旦系變質(zhì)地層，巖性主要為中粗粒斑狀黑云二長花崗巖、中細(xì)粒少斑黑云二長花崗巖及細(xì)粒正長花崗巖，屬結(jié)構(gòu)演化系列。巖體同位素年齡(U-Pb法) 425.8±6.2 Ma[18]。圍巖蝕變帶寬1～3.5 km，蝕變礦物組合為矽線石+石榴子石+黑云母+斜長石+石英。

燕山期侵入體(ηγJ3)零星分布于研究區(qū)北部，呈巖株?duì)?，侵入于南華系-震旦系變質(zhì)地層，巖性為中細(xì)粒含斑黑云二長花崗巖。接觸帶圍巖蝕變較強(qiáng)烈。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

2 鋰礦資源稟賦特征

2.1 查明鋰礦床地質(zhì)特征

贛南地區(qū)已查明的偉晶巖型鋰礦床僅有河源鋰輝石礦和廣昌鋰輝石礦兩處，集中分布于研究區(qū)北部，二者相距約9 km(圖1(b))，成礦地質(zhì)特征十分相似(表1)，均產(chǎn)于板內(nèi)造山帶中-淺層環(huán)境，加里東期酸性侵入體的外接觸帶，賦礦地層為萬源巖組及洪山組，控礦構(gòu)造主要為NE向斷裂、裂隙構(gòu)造，礦體為花崗偉晶巖脈，呈脈狀、透鏡狀、不規(guī)則囊狀，分帶性明顯，主要含鋰礦物為鋰輝石，伴生鉭、鈮、銣，蝕變類型主要為鈉長石化、云英巖化、電氣石化、白云母化等，成礦作用為氣化高溫?zé)嵋撼傻V作用，成因類型為偉晶巖型。

表1 贛南地區(qū)偉晶巖型鋰礦床地質(zhì)特征表

2.2 鋰礦資源空間分布

贛南地區(qū)偉晶巖型鋰礦累計(jì)查明資源儲(chǔ)量(Li2O金屬量)6.75萬t。空間分布上賦存于成礦巖體西北側(cè)接觸帶3.5 km范圍之內(nèi)的淺表。即水平空間上集中分布在會(huì)同巖體西北側(cè)接觸帶，而其南東側(cè)接觸帶分析認(rèn)為也有較大的找礦空間，尚未取得進(jìn)展；垂向空間上集中分布在淺表(-278 m以淺)，典型礦床Li33主礦體往深部未封閉(圖2)，按80%可信度等比例推測(cè)深部(-1 000 m以淺)仍有較大找礦潛力，預(yù)測(cè)潛在資源量3.51萬t。

圖2 典型礦床4號(hào)勘探線剖面圖

3 調(diào)查新進(jìn)展

3.1 新發(fā)現(xiàn)“磷鋰鋁石”特征

2018年，筆者在贛南精準(zhǔn)扶貧區(qū)實(shí)施1∶5萬區(qū)調(diào)工作中取得了一項(xiàng)新進(jìn)展，即在武夷山造山帶加里東期酸性侵入巖(會(huì)同巖體)的南東側(cè)接觸蝕變帶內(nèi)，新發(fā)現(xiàn)了含鋰磷酸鹽礦化偉晶巖脈，含鋰礦物為磷鋰鋁石(圖3(a))，地理坐標(biāo)為E116.216°；N26.617°。

圖3 新發(fā)現(xiàn)磷鋰鋁石與典型礦床鋰輝石特征對(duì)比圖

磷鋰鋁石化學(xué)式為Li{Al[PO4](OH，F(xiàn))}，常含Na、K、Rb、Cs、Si、Ca等元素，而且Li2O含量可達(dá)10%，高于常見含鋰礦物鋰輝石(Li2O含量7%)，也是一種重要的工業(yè)鋰礦物。

新發(fā)現(xiàn)磷鋰鋁石賦存于正長偉晶巖脈，脈體呈脈狀、透鏡狀，寬度1.8 m，延長>50.0 m，侵位于會(huì)同巖體的南東側(cè)接觸蝕變帶內(nèi)，傾向北東。磷鋰鋁石呈嫩綠色、淺綠色，玻璃光澤、油澤光澤，半透明，自形短板狀，大小0.5 cm×2.0 cm(較為罕見)，摩氏硬度5.5左右(圖3(a))；鏡下顯微特征為簡單雙晶、正低-正中突起、一組完全解理、干涉色一級(jí)橙黃至二級(jí)藍(lán)綠(圖3(b))。與正長石、石英、斜長石、白云母等礦物共生，分帶性不明顯。

典型礦床中鋰輝石賦存于花崗偉晶巖脈，脈體呈脈狀、透鏡狀、不規(guī)則囊狀等。鋰輝石一般呈淡灰色、淺灰綠色，玻璃光澤，半透明，自形板柱狀，大小0.5 cm×1.8 cm(圖3(c))，鏡下顯微特征為輝石式解理、聚片雙晶、干涉色一級(jí)橙紅至二級(jí)綠(圖3(d))。與鉀長石、斜長石、石英、電氣石、白云母等礦物共生，分帶性明顯。

3.2 新發(fā)現(xiàn)鋰異常特征

在會(huì)同巖體的南東側(cè)外接觸帶新發(fā)現(xiàn)了一處1∶5萬水系沉積物鋰異常(獅門坑異常HS20，異常面積43.54 km2，樣品274件，異常元素Li、F、La、W、Sn、Mo、Bi、As、Sb、Li元素最高含量270.00 μg/g)，相較于典型礦床異常(河源村異常HS12，異常面積23.27 km2，樣品92件，異常元素Li、F、W、Sn、Li元素最高含量1 040.00 μg/g)，更加屬于高、大、全異常(圖1(b)和表2)。獅門坑異常區(qū)發(fā)現(xiàn)了多條花崗偉晶巖脈，具有重大指示意義。

表2 新發(fā)現(xiàn)鋰異常與典型礦床異常特征對(duì)比表

3.3 找礦潛力分析

筆者采用綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測(cè)理論與方法[19]，定量分析了會(huì)同巖體南東側(cè)接觸帶的找礦潛力。該技術(shù)方法成功應(yīng)用于全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)，其技術(shù)精髓是“提取成礦要素，以及物、化、遙等綜合信息→圈定和優(yōu)選最小預(yù)測(cè)區(qū)→引用大比例尺精度數(shù)據(jù)，估算典型礦床深部及外圍潛在資源量→計(jì)算模型區(qū)含礦系數(shù)(K)→確定最小預(yù)測(cè)區(qū)面積(S預(yù))、預(yù)測(cè)深度(H預(yù))、面積參數(shù)(Ks)→類比確定最小預(yù)測(cè)區(qū)與模型區(qū)的相似系數(shù)(α)→定量估算預(yù)測(cè)資源量(Z預(yù)=S預(yù)×H預(yù)×Ks×K×α)→依據(jù)資料精度，對(duì)預(yù)測(cè)資源量可信度分析”[20]。

本次預(yù)測(cè)的模型區(qū)選擇典型礦床所在河源預(yù)測(cè)區(qū)，資源總量10.26萬t(查明6.75萬t+深部預(yù)測(cè)3.51萬t)，面積參數(shù)為0.15，模型區(qū)含礦系數(shù)為0.000 029 39(資源總量10.26萬t/模型區(qū)總體積)。 以獅門坑異常(HS20)為依據(jù)，圈定勝和找礦遠(yuǎn)景區(qū)(圖1(b))，預(yù)測(cè)-1 000 m以淺遠(yuǎn)景區(qū)潛在資源量15.36萬t(S預(yù)43.54×H預(yù)1 000×Ks0.15×K0.000 029 39×α0.8)。所引用地質(zhì)資料數(shù)據(jù)精度為1∶5萬，預(yù)測(cè)結(jié)果可信度較高。因此，綜合分析認(rèn)為該遠(yuǎn)景區(qū)有重大找礦前景。

4 結(jié) 論

1) 贛南地區(qū)偉晶巖型鋰礦床主要賦存于加里東期酸性侵入巖(會(huì)同巖體)的外接觸帶，賦礦地質(zhì)體為花崗偉晶巖脈，控礦構(gòu)造主要為北東向和北東東向斷裂、裂隙以及褶皺轉(zhuǎn)折端虛脫構(gòu)造，含鋰礦物主要為鋰輝石、磷鋰鋁石，伴生鉭、鈮、銣，蝕變類型為鈉長石化、云英巖化、電氣石化、白云母化等。查明鋰礦資源總量(Li2O金屬量)6.75萬t，空間上集中分布于會(huì)同巖體的西北側(cè)接觸帶。

2) 在會(huì)同巖體的南東側(cè)外接觸帶圈定“勝和找礦遠(yuǎn)景區(qū)”，成礦地質(zhì)條件較好，新發(fā)現(xiàn)了“含鋰磷酸鹽礦化偉晶巖脈(磷鋰鋁石)”及獅門坑鋰異常，預(yù)測(cè)潛在資源量15.36萬t。建議對(duì)該遠(yuǎn)景區(qū)部署礦產(chǎn)勘查項(xiàng)目，預(yù)測(cè)可以取得重大找礦突破。

致謝中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心肖惠良研究員、班宜忠教授級(jí)高工赴野外對(duì)該項(xiàng)新進(jìn)展進(jìn)行了技術(shù)指導(dǎo)，江西省地質(zhì)調(diào)查研究院1∶5萬古竹區(qū)調(diào)項(xiàng)目組的同志們給予了大力支持，在此表示衷心感謝！