江西低品位超大型花崗巖云母型鋰礦地質(zhì)特征及找礦意義

樓法生, 徐 喆, 黃 賀, 熊燕云

(1. 江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院,江西 南昌 330030;2.江西省地質(zhì)調(diào)查勘查院基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查所,江西 南昌 330030)

鋰廣泛應(yīng)用于儲能電池、軍工裝備、新能源等行業(yè)(鄭綿平等,2007;王登紅等,2022),鋰礦是當(dāng)前最熱門的礦種之一。特別是鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對鋰礦資源的需求持續(xù)增長,以“低品位、大噸位、易開采”為特點的花崗巖云母型鋰礦,將成為可工業(yè)開采的硬巖型鋰礦的主導(dǎo)類型(王登紅等,2022)?！盎◢弾r型鋰礦”雖然被經(jīng)常提及(李建康等,2014;羅微,2014;吳學(xué)敏等,2016;劉麗君等,2017;王成輝等,2019;劉澤等,2023),但到目前為止,極少有以鋰礦為主礦種的花崗巖型礦床。以江西為例,花崗巖型的鋰作為伴生鋰資源主要有兩種類型:一種為鈮鉭等稀有金屬礦床中伴生的鋰礦,如宜春414鉭鈮鋰礦、橫峰松樹崗鉭鈮鋰礦,均以鉭鈮為主礦種,鋰作為伴生資源(劉清高等,2010;周賀鵬等,2020);另一種為瓷石礦中伴生的鋰資源,以宜春宜豐—奉新地區(qū)的白水洞、大港含鋰瓷石礦為代表,其主礦種為瓷石,伴生規(guī)模巨大的低品位鋰資源。

近年來,江西花崗巖云母型鋰礦取得重大找礦突破,橫峰松樹崗探明超大型鈮鉭礦,伴生氧化鋰資源量60.38萬t;宜春宜豐同安—白水洞地區(qū)探明含鋰瓷石(土)礦,查明伴生氧化鋰資源量超200萬t(碳酸鋰當(dāng)量超500萬t)。宜春地區(qū)有望成為全球最大硬巖型鋰礦資源基地,低品位超大型花崗巖云母型鋰礦資源的成功開發(fā)利用,必將顯著影響國內(nèi)鋰礦資源供求格局及鋰礦新的找礦方向。然而,低品位花崗巖云母型鋰礦作為獨立的鋰礦類型,地位尚未確立,對其概念一直未明確。同時對江西低品位超大型花崗巖云母型鋰礦成礦地質(zhì)特征及其控礦因素缺乏系統(tǒng)總結(jié),贛南乃至整個華南是否存在類似的鋰礦類型備受學(xué)術(shù)界關(guān)注。筆者通過對江西典型的低品位超大型花崗巖云母型鋰礦床地質(zhì)特征進行系統(tǒng)分析,并結(jié)合前人研究成果,總結(jié)成礦地質(zhì)特征,探討低品位超大型花崗巖云母型鋰礦找礦突破重要意義,進而指明下一步找礦方向。

1 鋰礦床類型及資源概況

目前,全球鋰礦床類型主要為鹽湖型、硬巖型(偉晶巖型和花崗巖型)及沉積巖型(劉麗君等,2017;王登紅等,2019,2022)。截至2022年底,鹽湖型鋰礦和偉晶巖型鋰礦仍占據(jù)主導(dǎo)地位, 前者集中分布在以智利、阿根廷及玻利維亞為核心的南美“鋰三角”地區(qū), 后者集中在非洲和西澳地區(qū)(代鴻章等,2023)。2019 年至今,偉晶巖型、鹽湖型鋰礦在相應(yīng)熱點地區(qū)取得了重大進展,熱泉型等新類型鋰礦在歐美地區(qū)的找礦勘查工作中也取得了一系列突破或新進展(代鴻章等,2023)。中國地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心(2021)研究表明,截至 2020 年底,全球鋰礦儲量 12 828 萬t(碳酸鋰當(dāng)量),主要分布在智利、澳大利亞、阿根廷等國。中國鋰礦儲量810萬t(碳酸鋰當(dāng)量),占全球6.31%。

我國鋰礦類型主要為鹽湖型、花崗偉晶巖型。鹽湖型鋰礦主要分布在青海、西藏,偉晶巖型鋰礦集中分布于新疆阿爾泰和四川甲基卡等地區(qū)(李建康等,2014)。近年來新疆和田大紅柳灘、若羌阿爾金山,湖南幕阜山,西藏瓊嘉崗等地區(qū)新發(fā)現(xiàn)超大型偉晶巖型鈮鉭鋰礦(李鵬等,2017,2019;李侃等,2019;劉翔等,2018,2019;石威科等,2020;秦克章等,2021;趙俊興等,2021;唐俊林等,2022)?；◢弾r型鋰礦主要分布在華南(李建康等,2014),集中在江西(表1),以宜春414鉭鈮鋰礦聞名世界,工業(yè)鋰礦物為鋰云母,累計查明伴生鋰礦資源儲量(氧化鋰)達(dá)超大型礦床規(guī)模。近年來,江西該類型鋰礦取得重大找礦突破。自然資源部發(fā)布的2022年度全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,我國鋰礦儲量大幅上漲,同比上漲57.0%,儲量增量的94.5%來自江西。江西鋰礦儲量已超過青海和四川,躍居全國第一(王瑜,2023)。

表1 典型低品位花崗巖云母型鋰礦成礦特征表

2 典型礦床勘查過程及地質(zhì)特征

江西典型花崗巖云母型鋰礦主要集中于武功山、九嶺南緣及靈山礦集區(qū),代表性礦床有宜春414鉭鈮鋰礦床、橫峰松樹崗鉭鈮鋰礦床,兩者均為超大型花崗巖型鋰礦床。九嶺南緣的宜豐同安—白水洞鋰礦田為超大型花崗巖云母型鋰礦床聚集地。

2.1 宜春414鉭鈮鋰礦床

宜春414鉭鈮鋰礦床位于宜春市袁州區(qū)境內(nèi)武功山礦集區(qū),地處欽杭成礦帶東段,萍鄉(xiāng)—樂平坳陷南側(cè),武功山隆起東部(徐喆等,2018)。區(qū)內(nèi)主要金屬礦產(chǎn)有鈮、鉭、鋰和鎢,共伴生礦產(chǎn)有鈹、銣、銫、鋅、鉬、鉍、銅等(圖1)。武功山礦集區(qū)是江西重要的有色、稀有金屬礦產(chǎn)聚集區(qū)。

圖1 武功山地區(qū)礦產(chǎn)分布圖 (中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·江西卷編委會,2015)

該礦床發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)60年代末期,早期主要關(guān)注雅山復(fù)式巖體邊緣接觸帶的石英脈型鎢礦,圈定有鉭鈮重砂異常,后在重砂中發(fā)現(xiàn)細(xì)晶石,引起重視,經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)了鉭鈮礦,目前為一超大型鉭礦(Ta2O5資源量1.87萬t),中型鈮礦(Nb2O5資源量1.54萬t),共伴生鋰、銣達(dá)超大型(Li2O 資源量64.50萬t、Rb2O資源量3.79萬t),鈹達(dá)大型規(guī)模(BeO資源量4.40萬t),是亞洲最大的鉭鈮鋰礦露采礦山和全國最大鉭礦生產(chǎn)基地(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·江西卷編委會,2015)。

宜春414鉭鈮鋰礦床位于晚侏羅世雅山復(fù)式巖體南東側(cè)(圖2)。礦區(qū)內(nèi)出露地層為震旦系老虎塘組,巖性主要為變質(zhì)砂巖、千枚狀變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)-砂質(zhì)絹云千枚巖夾鈣質(zhì)板巖等。老虎塘組與雅山花崗巖接觸部位發(fā)生接觸變質(zhì)作用,形成角巖化、硅化、電氣石化等。礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較為復(fù)雜,主礦體東部發(fā)育小型的背斜和向斜,其中背斜靠近巖體,軸向為35°～45°;向斜軸向為40°～50°,與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育NE、NW、NEE、NNE向多組斷裂,其中NE和NW向斷裂控制著雅山復(fù)式巖體的展布。

圖2 宜春雅山414鉭鈮鋰礦地質(zhì)簡圖 (楊明桂等,2004)

礦區(qū)內(nèi)與鉭鈮鋰成礦有關(guān)的巖漿巖為燕山早期形成的雅山復(fù)式巖體。雅山復(fù)式巖體侵入震旦系淺變質(zhì)巖內(nèi),出露面積為9.5 km2,從早到晚,主要巖性依次為中細(xì)粒似斑狀黑云母花崗巖→中細(xì)粒少斑(含斑)二云母花崗巖→中細(xì)粒白云母花崗巖。白云母花崗巖為補充期巖體,與早期巖體具有明顯的侵入接觸關(guān)系。鈮鉭鋰礦主要與白云母花崗巖具有密切的成礦專屬性。鋯石U-Pb定年結(jié)果表明雅山復(fù)式巖體成巖年齡為150～161 Ma(楊澤黎等,2014;左夢璐,2016;Li J et al., 2018),與鈮鉭鐵礦U-Pb年齡((158±2) Ma)和輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡((152.8±1.4) Ma)接近(Che et al., 2019; 張勇等,2019)。雅山巖體屬強過鋁質(zhì)的S型花崗巖,εNd(t)值較低(-9.5 ～ -10.7),鋯石Hf同位素范圍較大(εHf(t)=0.68 ～ -17.76),推測雅山巖體起源于變泥質(zhì)巖的低程度部分熔融,有少量幔源物質(zhì)的加入(楊澤黎等,2014;左夢璐,2016)。

礦體呈似層狀產(chǎn)出,整體呈北東走向,傾向南東,傾角為10°～28°,主礦體長1 700 m,沿傾向延深644 m,礦化面積為0.65 km2,東面隱伏于變質(zhì)巖之下。礦體平均厚60 m,最厚達(dá)196 m。礦化蝕變具有明顯的分帶特征,自上而下鈮鉭鋰礦化由富變貧,大致可分為6個蝕變礦化帶,從巖體外接觸帶的陽起石-透輝石帶到似偉晶巖帶,再到巖體內(nèi)部的強鈉長石化花崗巖帶、鋰云母化花崗巖帶、中鈉長石化花崗巖帶、弱鈉長石化花崗巖帶及二云母花崗巖帶,蝕變類型有鈉長石化、云英巖化、黃玉化、鋰白云母化、硅化和螢石化等。同時,礦化富集程度與鈉長石化強度呈正相關(guān)關(guān)系(楊明桂等,2004;徐喆等,2018;龍細(xì)友等,2021)。

宜春414鉭鈮鋰礦床成礦富集機制研究較為深入。主要有巖漿結(jié)晶分異(Yin et al.,1995)和巖漿期后熱液蝕變作用(Wu et al.,2018)兩種觀點,也有學(xué)者(Li et al., 2015; Pollard, 2021)認(rèn)為巖漿富含F(xiàn)、Li和P等元素能夠增加熔體中非橋氧數(shù)(NBO),降低巖漿巖固相線溫度,導(dǎo)致鉭鈮鋰等成礦元素在巖漿中溶解度增大,有利于長時間運移并聚集在頂部,進而成礦。Li J等(2018)通過鋰同位素研究,認(rèn)為鉭鈮成礦作用與封閉的巖漿熱液系統(tǒng)中的巖漿高度結(jié)晶分異有關(guān),而巖漿期后水巖反應(yīng)對鉭鈮成礦作用影響可能極其有限。

2.2 宜豐同安—白水洞地區(qū)鋰礦田

宜豐同安—白水洞地區(qū)是一個由蝕變花崗巖型鋰礦、含鋰錫鈮鉭的細(xì)晶巖脈群及花崗偉晶巖脈型鈹?shù)V組成的稀有金屬礦田。特別是近年來,江西省地質(zhì)局組織局屬勘查單位在該地區(qū)開展含鋰陶瓷土礦整裝勘查“大會戰(zhàn)”項目,新發(fā)現(xiàn)了圳口里、白市化山和茅嶺等超大型、石家里等大型花崗巖型鋰礦床,取得了重大找礦突破。

該地區(qū)出露地層主要為新元古代青白口系宜豐巖組和安樂林組。宜豐巖組巖性主要為絹云石英片巖、絹云片巖夾多層細(xì)碧巖和石英角斑巖;安樂林組巖性主要為變質(zhì)砂巖和粉砂質(zhì)板巖等。斷裂主要有近東西向、北東向和北西向三組,近東西向斷裂形成時間較早,北東向次之,北西向斷裂形成最晚,前兩者為燕山期酸性花崗巖體(脈)的控巖斷裂(圖3)。

圖3 江西九嶺同安—白水洞地區(qū)地質(zhì)簡圖(1)張福神, 徐喆, 馮國勝, 等, 2021. 江西省宜春市宜豐-奉新地區(qū)瓷石礦產(chǎn)資源綜合調(diào)查評價成果報告[R].江西省地質(zhì)調(diào)查研究院:1-91.

該地區(qū)巖漿活動強烈,主要發(fā)育晉寧期和燕山期花崗巖。晉寧期花崗巖整體為一復(fù)式巖基,巖性主要為英云閃長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖,成巖年齡為835.6～814.2 Ma(鐘玉芳等,2005;王迪,2017;段政等,2019;張福神等,2020;張志輝等,2021)。燕山期花崗巖出露面積為316 km2,可劃分為4個階段,主要巖性分別為中細(xì)-中粗粒斑狀二云母二長花崗巖、中細(xì)粒含斑(少斑)二云母二長花崗巖、細(xì)粒二云母二長花崗巖和中細(xì)粒白云母花崗巖,各階段巖體之間呈明顯的侵入關(guān)系,其形成時代為147～139 Ma(王迪,2017;Xie et al., 2019;聶曉亮等,2022)。

同安—白水洞地區(qū)花崗巖云母型鋰礦床整體上呈近東西向分布,空間上基本受白云母二長花崗巖分布范圍控制。以Li2O含量大于0.20%圈定礦體,礦體形態(tài)一般呈厚層狀、似層狀、長透鏡狀或巖瘤狀,沿走向延伸長約幾千米,垂向延伸長幾百米,整體呈近東西走向,局部為近南北向,傾向西或北,局部傾向南,傾角為20°～45°,礦體厚幾米至幾百米。鋰礦化主要賦存于燕山期白水洞巖體上部的中、強鈉長石化白云母二長花崗巖中,Li2O含量一般為0.20%～0.70%,多數(shù)礦床平均品位為0.30%。成礦巖體蝕變較強,普遍發(fā)育鉀長石化、鈉長石化、白(鋰)云母化、黃玉化、螢石化、高嶺土化等。含鋰礦物以鋰白云母為主,其次為鋰云母,鋰綠泥石少量,磷鋰鋁石微量,鋰主要賦存于鋰白云母和鋰云母中。脈石礦物主要為鈉長石、石英、鉀長石、云母等,含少量或微量綠泥石、磷灰石、高嶺石、黃玉、黃鐵礦等。

2.3 松樹崗鉭鈮鋰礦床

松樹崗鉭鈮鋰礦床位于上饒市橫峰縣,地處贛東北深大斷裂南東側(cè),靈山巖體西側(cè)。原江西省冶勘11隊于1976年在松樹崗評價鎢錫礦期間,發(fā)現(xiàn)了深部隱伏的鈉長石化花崗巖型鈮鉭礦,后轉(zhuǎn)入評價,歷經(jīng)1988、2004年勘查,查明為一超大型鈮鉭鋰礦床(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·江西卷編委會,2015)。

礦床已查明:Ta2O5資源量4.18 萬t,平均品位0.014 3%;Nb2O5資源量6.22 萬t,平均品位0.021 2%;Rb2O資源量62.80 萬t,平均品位0.213 8%; Li2O資源量60.38 萬t,平均品位0.202%(2)陳正錢, 俞寒飛, 曾曉建, 等, 2018. 江西省橫峰縣松樹崗礦區(qū)鉭鈮礦勘探報告[R].江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院:1-273.。

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有南華系蓮沱組、南沱組、震旦系陡山沱組、震旦-寒武系皮園村組,巖性主要為砂質(zhì)千枚巖、砂質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖等淺變質(zhì)巖與不純的灰?guī)r(圖4)。礦區(qū)位于北東向葛源—臨江復(fù)式向斜北西翼,發(fā)育次級松樹崗傾伏倒轉(zhuǎn)背斜和廟腳向斜,前者為一軸向北東20°,向南西傾伏北西翼倒轉(zhuǎn)的背斜,控制松樹崗隱伏巖體形態(tài)及產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷裂主要有北東、北東東、北北東和北西向4組,其中,以北東向和北北東向兩組最為發(fā)育。北東向斷裂規(guī)模較大,為壓扭性斷裂;北北東向斷裂發(fā)育于松樹崗區(qū)段,有燕山期花崗巖脈等充填;北西向壓性斷裂為礦區(qū)控礦斷裂,區(qū)內(nèi)所有礦體均分布于其上(北東)盤。

圖4 松樹崗礦區(qū)地質(zhì)簡圖(蔡報元等,2017)

礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的巖漿巖為松樹崗巖體,是靈山復(fù)式巖體邊緣過渡相的組成部分,其次發(fā)育少量花崗斑巖、云斜煌斑巖和閃長巖等脈巖。松樹崗巖體為一隱伏巖體,巖性主要為角閃黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖、鈉長石化花崗巖、中細(xì)粒正長花崗巖和似偉晶巖(鐘建昇等,2017;蔡報元等,2017)。角閃黑云母花崗巖、中細(xì)粒黑云母花崗巖和似偉晶巖鋯石U-Pb年齡分別為(132.2±0.9) Ma、(133.9±1.0) Ma和(130±2) Ma(Xiang et al., 2017;Che et al., 2019),與鈮鉭鐵礦U-Pb定年結(jié)果(約133 Ma)在誤差范圍內(nèi)一致(Che et al.,2015)。靈山巖體通常發(fā)育鎂鐵質(zhì)暗色包體,具有較高(87Sr/86Sr)i值(0.707 1～0.721 9)和全巖εNd(t)值(-5.9～-0.3)(Xiang et al., 2017),巖漿起源于古老下地殼的部分熔融,幔源巖漿的加入提供了足夠的熱量,有利于長英質(zhì)巖漿長時間的結(jié)晶分異演化(Xiang et al.,2017;Wang et al.,2023)。

鈮鉭鋰礦體賦存于蝕變花崗巖體內(nèi),規(guī)模巨大,形態(tài)簡單,礦化連續(xù),有用組分分布均勻。礦石類型主要為偉晶巖型、鉀長石化花崗巖型、云英巖化花崗巖型、鈉長石化花崗巖型,礦石礦物有鉭鈮鐵礦、細(xì)晶石、鐵鋰云母、錫石、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、輝鉍礦,微量的磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、獨居石、釷石、銀礦物。脈石礦物主要有鈉長石、鉀長石、石英和黃玉等。鈮鉭等元素主要以鉭鈮鐵礦和細(xì)晶石等獨立礦物形式存在,分布于造巖礦物粒間或被包裹于黃玉、錫石及造巖礦物中,少量以類質(zhì)同象形式賦存于鐵鋰云母或黑鎢礦中。礦床中鋰幾乎全部賦存于鐵鋰云母和白云母中。礦床蝕變作用較為發(fā)育,具有明顯的空間分帶(圖5)。松樹崗隱伏巖體蝕變由下而上可劃分為鈉長石化帶、云英巖化帶、鉀長石化帶等,蝕變與礦化關(guān)系密切,蝕變巖體即為鉭鈮鋰礦化體。

圖5 葛源礦區(qū)0號勘探線剖面圖(鐘建昇等,2017)

松樹崗鈮鉭鋰礦床的形成可劃分為兩期4個階段,堿質(zhì)交代成礦期主要為鉀長石化、鈉長石化自交代作用階段,熱液作用成礦期分為氣成-高溫?zé)嵋?、高溫?zé)嵋?、中低溫?zé)嵋?個成礦階段,其中鉭鈮鋰礦化主要形成于氣成-高溫?zé)嵋弘A段②。

礦石具有較穩(wěn)定的鉛同位素組成,206Pb/204Pb值為17.949～18.399,207Pb/204Pb為15.443～15.667,208Pb/204Pb為38.006～38.584,顯示殼?；煸葱吞卣?主要來自地殼深部的巖漿源區(qū),成礦作用與巖漿熱液活動有關(guān)。礦石中石英氧同位素組成(δ18O = +9.51～+10.78)與靈山巖體和松樹崗隱伏巖體的氧同位素組成特征接近,說明組成石英的氧來源于巖體②。

松樹崗鉭鈮鋰礦床為與巖漿作用有關(guān)的堿質(zhì)交代-氣成-高溫?zé)嵋旱V床系列。稀有多金屬礦形成時空演化范圍廣、時間長,成礦溫度范圍較大,礦床成因類型屬巖漿晚期-期后分異自交代礦床,其工業(yè)類型為鈉長石化花崗巖型鈮鉭鋰礦床。

3 低品位超大型花崗巖型鋰礦的確立

鋰礦是重要的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn),世界各國對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的爭奪日益加劇,美國、日本等國家以及歐盟均將鋰礦列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。我國鋰礦凈進口比例超過了50%(張生輝等,2022),迫切需要提升鋰等關(guān)鍵礦產(chǎn)資源安全保障能力。

國內(nèi)鋰礦資源以鹽湖型、偉晶巖型鋰礦為主,花崗巖型鋰礦因為品位低,往往作為鉭鈮礦、瓷石礦的伴生資源加以評價,如江西宜春414鉭鈮礦、橫峰松樹崗鉭鈮礦、宜豐含鋰瓷石礦等。為了更好地滿足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對鋰資源的巨量需求,保障國家礦產(chǎn)資源安全,開發(fā)利用低品位花崗巖云母型鋰礦已經(jīng)成為亟須解決的重大任務(wù),因此,重新定義低品位花崗巖云母型鋰礦的價值顯得十分必要。

從“什么是礦”的角度分析,陳毓川等(2022)認(rèn)為,“礦石是指從經(jīng)過礦山中采下來含有某種有價值的礦物質(zhì)的石塊,經(jīng)過破碎、粉磨等逐級加工后可以應(yīng)用在金屬礦山、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑工業(yè)、鐵(公)路施工單位、水泥工業(yè)及砂石行業(yè)等工程領(lǐng)域中。定義包含4個關(guān)鍵要素,即:可采出、有價值、可加工、可利用。這4個要素是區(qū)別礦石與普通石頭的標(biāo)準(zhǔn),缺一不可。而這4個界定要素不是一成不變的,它們隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、市場需求的變化、政策改變等因素的影響會不斷發(fā)生變化”。

首先,從開采技術(shù)和成本來看,花崗巖云母型鋰礦可規(guī)?；短扉_采,大大降低了開采成本,實現(xiàn)了高效利用。其次,從選礦技術(shù)提升角度來看,近年來花崗巖云母型鋰礦中富鋰云母類礦物的選礦及化學(xué)冶金處理工業(yè)試驗成果在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛運用(劉清高等,2010;艾光華等,2014;郭春平等,2014;徐正震等,2021;劉劍葉等,2020;田鍵等,2020;楊志兆等,2022),這使得花崗巖中的低品位鋰資源得到很好利用。據(jù)江西礦山、鋰產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)介紹,目前花崗巖云母型鋰礦可利用品位低至0.15%。再次,從價值要素看,以江西宜春414鉭鈮鋰礦、橫峰松樹崗鉭鈮礦、宜豐含鋰瓷石礦為例,礦床中以往作為伴生礦種的鋰礦,其經(jīng)濟價值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其“主礦種”——鉭鈮礦及瓷石礦。隨著新能源、新材料產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,鋰資源的需求持續(xù)增長,價格不斷上漲,碳酸鋰價格從2020年10月的4萬元/t漲至2022年3月的50萬元/t,漲幅超過10倍,后又跌至2023年初的16萬元/t,目前碳酸鋰價格在30萬元/t上下波動。據(jù)《全球礦業(yè)發(fā)展報告(2020—2021)》(中國地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心,2021)統(tǒng)計,近年來新能源、新材料產(chǎn)業(yè)逆勢增長,拉動了鋰等新能源礦產(chǎn)消費的較快增長,2020年全球鋰消費量為34萬t(碳酸鋰),同比增長了13.3%。中國鋰消費量總體保持較快增長,2020年同比增長23.3%。未來全球鋰等新能源礦產(chǎn)需求將保持快速增長,到2035年,全球鋰消費將增長至437萬t(碳酸鋰),較2020年增長13倍。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心(2021)預(yù)測,2035年中國關(guān)鍵礦產(chǎn)需求量,鋰(碳酸鋰)達(dá)130萬t,為2020年需求量的5.9倍,約占世界消耗量的30%,由此可以預(yù)見今后鋰礦的需求量巨大,花崗巖云母型鋰礦資源開發(fā)利用前景良好。從“可采出、有價值、可加工、可利用”這4個區(qū)別礦石與普通石頭的關(guān)鍵要素分析表明,以往作為伴生資源綜合利用的大規(guī)模低品位花崗巖云母型鋰礦完全應(yīng)該作為新的鋰礦類型,從某種角度來看,低品位花崗巖云母型鋰礦的確立,其重要性可與斑巖型銅礦相比擬。

江西低品位超大型花崗巖云母型鋰礦主要位于欽杭成礦帶上,多形成于后造山的伸展環(huán)境。礦體在空間上與燕山期復(fù)式巖體晚階段白云母花崗巖密切相關(guān)(李潔等,2013;楊澤黎等,2014;徐喆等,2018;李仁澤等,2020),成礦時代主要集中于晚侏羅—早白堊世,成礦年齡集中在160～150 Ma,145～140 Ma和130 Ma(楊澤黎等,2014;Xie et al., 2019;Che et al., 2019;王登紅等, 2022),具有從南西向北東成礦年代越來越新的特征。工業(yè)鋰礦物類型為鋰云母、鐵鋰云母、鋰白云母等(曾慶友等,2021;Xu et al., 2023),具有資源量巨大、易于開采、伴生有益組分多、綜合利用潛力大、品位低的特點,是一種找礦潛力和開發(fā)利用價值巨大的鋰資源。成礦花崗巖主要為含黃玉的鈉長石化白云母花崗巖,具有高Al-F-Li-Rb-Sn-Ta含量和高Ta/Nb值的特征,往往為高分異的花崗巖(Xu et al., 2023)。一般來說,花崗巖云母型鋰礦床礦體通常呈似層狀和透鏡狀,產(chǎn)于白云母花崗巖侵入體的頂部或邊部,同時伴有強烈的鈉長石化、黃玉化和云英巖化等圍巖蝕變(Yin et al., 1995;Pollard,2021;王登紅等, 2022)。蝕變和成礦元素均具有明顯的垂向分帶特征,主要含鋰礦物為富鋰的云母,故稱其為花崗巖云母型鋰礦。

4 意義

4.1 找礦意義

低品位花崗巖云母型鋰礦的確立,極大地拓寬了鋰礦的找礦方向。對于以往產(chǎn)于高分異花崗巖中的稀有金屬礦、鎢錫礦或者高嶺土(瓷土、瓷石)礦礦山,有必要進一步加強對花崗巖云母型鋰礦的調(diào)查評價。

4.2 資源安全保障與社會經(jīng)濟意義

鋰礦是重要的關(guān)鍵礦產(chǎn),早就被西方發(fā)達(dá)國家和我國列入關(guān)鍵礦產(chǎn)名錄(翟明國等,2019;毛景文等,2019;張生輝等,2022)。隨著新能源、新材料產(chǎn)業(yè)飛速增長,鋰資源價格持續(xù)上漲,全球范圍內(nèi)掀起多輪“鋰礦資源搶奪戰(zhàn)”。 目前,我國已成功實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,鋰資源供給安全是產(chǎn)業(yè)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展的基本保障。江西花崗巖云母型鋰礦的找礦突破,有望改變世界鋰礦資源分布格局,大規(guī)模低品位花崗巖云母型鋰礦的開發(fā)利用,將為我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供充足的資源保障。

同時,資源類型認(rèn)識的轉(zhuǎn)變,也將對經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮積極影響。例如,宜春414鉭鈮鋰礦是一個開采了近四十年的老礦山,從開采鉭鈮到長石,再到如今的鋰云母和石英,礦山已建設(shè)成為基本實現(xiàn)零尾礦的綠色礦山。該礦山的發(fā)展是社會經(jīng)濟發(fā)展需求和成礦類型認(rèn)識轉(zhuǎn)變的結(jié)果,從花崗巖型鉭鈮礦到花崗巖云母型鋰礦的轉(zhuǎn)變,表明資源類型的轉(zhuǎn)變保障了社會經(jīng)濟的安全。

4.3 科技進步意義

鋰礦資源的保障和充足供給,不僅能帶動鋰電新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,也必將促進鋰產(chǎn)業(yè)的升級和重大科技創(chuàng)新。江西宜春地區(qū)花崗巖云母型鋰礦的重大找礦突破,促使國軒高科、寧德時代、比亞迪、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)落戶宜春。宜春正在將資源稟賦變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,構(gòu)建鋰資源開采、選冶、碳酸鋰生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈。同時,從產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面看,以電池級碳酸鋰為代表的高端鋰產(chǎn)品,特別是動力電池、特種工程塑料等領(lǐng)域需求旺盛,成為鋰產(chǎn)品行業(yè)的主要增長點。加快鋰資源的開發(fā),豐富鋰產(chǎn)品種類,進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級換代,開發(fā)各類高端鋰產(chǎn)品,提升綜合競爭力,成為行業(yè)發(fā)展的緊迫任務(wù)(王登紅等, 2019)。

5 找礦方向分析

江西低品位超大型花崗巖云母型鋰礦的確立,拓寬了鋰礦的找礦方向,該類型鋰礦與高分異花崗巖密切相關(guān)。對華南典型花崗巖型鉭鈮鋰礦床中Li礦化富集程度與花崗巖中巖石地球化學(xué)特征值研究表明,Li礦化富集程度與含礦花崗巖中F含量呈明顯的正相關(guān),與稀土總量、K/Rb值呈負(fù)相關(guān)(徐喆等,2023),這為篩選具有成礦潛力的花崗巖體提供了一定參考,具有類似特征的二云母花崗巖和白云母花崗巖都是潛在的找礦對象。特別是在江西乃至華南分布的大規(guī)模燕山期復(fù)式花崗巖體晚階段的二云母花崗巖和白云母花崗巖應(yīng)作為找礦重點。例如,除九嶺地區(qū)的甘坊—白水洞巖體、武功山地區(qū)的雅山巖體外,還有幕阜山一帶的白嶺巖體、武功山地區(qū)的滸坑巖體、崇余猶地區(qū)的九龍腦巖體、三南地區(qū)的陂頭巖體、會昌的旱叫山巖體等復(fù)式巖體的晚階段花崗巖分布區(qū)是成礦有利的地區(qū)。王登紅等(2022)預(yù)測武功山—杭州灣成礦帶中的二云母二長花崗巖巖體為花崗巖云母型鋰礦找礦預(yù)測的重點研究對象,還有喜馬拉雅的“淡色花崗巖”、南嶺、大興安嶺、秦嶺以及昆侖—阿爾金等地的“高分異花崗巖”也應(yīng)該納入到與江西宜春414鋰鈮鋰礦床相同或者相似的成礦預(yù)測類型中。