川西甲基卡式鋰礦地質特征及成礦模式
——以甲基卡鋰礦床為例

趙玉祥，趙光明，曾毅夫

川西甲基卡式鋰礦地質特征及成礦模式
——以甲基卡鋰礦床為例

趙玉祥1，趙光明1，曾毅夫2

（1.四川省地礦局404隊，四川 西昌615000；2.成都理工大學地球科學學院，成都610059）

川西花崗偉晶型鋰礦（甲基卡式）是四川省最主要的鋰礦類型（占全省鋰礦資源的98%以上）。該類型鋰礦床（點）均產于甘孜—松潘陸內造山帶中，受封閉型熱穹窿構造控制。含礦偉晶巖脈多成群成帶常圍繞印支期重熔分異型二云母二長花崗巖質“母巖”呈中心式帶狀分布，并與漸進式接觸變質帶緊密共生，構成“體—帶—脈—暈多位一體”成礦模式。不同類型的礦脈或巖脈在時空、成份等方面常具定向演化及分異特點，形成鈹鈮—鋰—鉭銫（錫）的成礦系列。同一礦脈中常常有多種稀有元素（礦物）共生、伴生，形成綜合礦床。

鋰礦；地質特征；成礦模式；川西

花崗偉晶型鋰礦（甲基卡式）是四川省優勢礦種，已探明LiO2資源儲量120多萬噸，預測資源量500多萬噸。主要集中分布在川西阿壩、甘孜地區，有礦床點15處，其中特大型3處，大型2處，中型3處，小型3處，礦點4處。主要礦床集中分布在石渠—雅江—九龍和馬爾康—金川—小金兩個成礦帶上，前者有康定甲基卡、道孚容須卡、石渠扎烏龍、雅江木絨、九龍三岔河、康定赫德、德格塔卡等；后者有馬爾康金川可爾因礦田、馬爾康熱水塘、馬爾康日部和壤塘司藥武等。川西地區是尋找稀有金屬鋰、鈹、鈮、鉭、（銣、銫）、錫礦的有利地區。

1　成礦地質背景

甲基卡式鋰礦集中分布特提斯構造域東緣印支—燕山期松潘—甘孜造山帶，狹持在甘孜—理塘斷裂和壤塘—松崗斷裂倒三角形區域內。區內廣泛出露三迭系西康群中上統地層，為一套濁流沉積相復理石建造沉積，厚度愈萬米。該套地層為花崗偉晶巖脈的賦脈（礦）圍巖，砂巖利于礦液滲透，泥巖常形成成礦的“封閉”系統，利于偉晶巖礦物結晶成長。

區內構造以北西—南東向的褶皺及推復構造為主。北西向深大斷裂斷有甘孜—理塘斷裂、鮮水河斷裂和壤塘—松崗斷裂。次級北北西向、北西向、東西向斷層及褶皺（主要為短軸背斜）亦較發育，它們是區內主要鋰礦田（區）控礦構造。更次級的節理裂隙及層間剝離空間是鋰偉晶巖儲礦構造。

區內印支期中酸性侵入巖特別發育。其中二（白）云母花崗巖是區內鋰偉晶巖的成礦“母巖”。如甲基卡二云母花崗巖、扎烏龍白云母花崗巖、金川可爾因二云母花崗巖、赫德白云母花崗巖、滴癡山二云母花崗巖等巖體。成礦“母巖”多呈不規狀巖株產出，出露面積幾平方公里至百多平方公里，成巖年齡159.8~214.65Ma，多為印支晚期產物。

圖1　甲基卡礦區偉晶巖脈分布圖

區內地層均遭受了區域變質，生成各類板巖、千枚巖、片巖和變砂巖等；隨著巖漿巖的侵入，圍繞花崗巖體產生低溫低壓熱變質作用，生成以巖體為中心的透輝石、十字石、紅柱石、石榴石、黑云母等蝕變暈圈；再后偉晶巖的貫入，近脈圍巖又產生了以氣熱為主的電氣石化、董青石化、矽線石化等蝕變。

2　典型礦床地質特征

甲基卡鋰礦區位于雅江地向斜中段甲基卡穹窿狀短軸背斜近軸部。區內出露三迭系上統侏倭組、新都橋組細砂巖、粉砂巖、泥巖。礦區構造主要有南北向甲基卡背斜和一系列南北向斷層。甲基卡背斜軸面直立，翼部發育一系次級倒轉褶曲。巖漿巖以印支期甲基卡巖體二云母二長花崗巖體為主體，于巖體內、外接觸帶派生出大量花崗偉晶巖，外圍尚有石英脈存在，形成最有價值的稀有金屬礦床和水晶礦床。

2.1巖體特征

甲基卡巖體呈鐮刀狀巖株侵入于甲基卡穹窿狀短軸近軸部傾末端的三迭系上統淺變質巖中，出露面積5.3km2（圖1）。巖體屬底辟式侵位，向四周外傾。巖體剝蝕淺，僅出露邊緣相，巖石類型主二云母二長花崗巖，為灰白色，局部紅色。細粒花巖結構、顯微文象結構、塊狀構造、平行構造。礦物成分主要為微斜長石、斜長石、石英和白云母、黑云母，副礦物有電氣石、鋰輝石、磷灰石、石榴石，偶見輝鉬礦、螢石、黃玉、鈮鉭鐵礦、綠柱石、榍石、鋯石等。巖石化學成份以硅、鋁含量高，鐵、鎂、鈣含量低，揮發分含量高為特征，微量元素以富鋰、銣、鈹、錫及稀土為特點。巖體成因為殼源重熔型花崗巖（S型），花崗巖的Rb-Sr等時線年齡為198-195Ma（李健康），成巖期屬印支晚期。

2.2礦脈（體）特征

2.2.1礦脈（體）產出特征

花崗偉晶巖脈圍繞甲基卡巖體二云母二長花崗巖內、外接觸帶大致呈離心式成群成帶產出。礦區（56km2范圍）內統計有偉晶巖脈498條，多產于巖體頂部及外接觸帶。外接觸帶偉晶巖脈多具貫入式特征，與圍巖界線清楚；巖體內部存在少數異離體狀偉晶巖脈，與二云母花崗巖呈漸變過渡。

偉晶巖脈多呈脈狀、不規則狀，次為透鏡狀、串珠狀、巖盤狀、巖盆狀、板狀、團塊狀、蘑菇狀等。巖脈規模相差懸殊，一般長100~500m，最長1 450m，一般厚1~20m，最厚630m，延深50~300m，最深500m以上。巖脈產狀受容脈裂隙控制，產狀一般陡。總的說來，在外接觸帶外中巖脈形態較規則，規模較大，在內接觸帶巖脈形態復雜，規模小。礦區發現有稀有金屬工業礦脈114條。礦體與脈體近于一致。一般鋰礦體長100~300m，最長980m，厚3~21m，最厚100m，延深35~370m；鈹礦體長75~400m，厚1.4~4.8m；鈮鉭礦長52~400m，厚1~7m，延深35~80m。

2.2.2礦石質量

偉晶巖礦物成分較復雜，已發現67種礦物。主要由硅酸鹽礦物（含量大于5%）石英、微斜長石、鈉長石、鋰輝石、白云母和鋰云母等六種礦物組成。主要工業礦物是鋰輝石、綠柱石和鈮鉭鐵礦，次要有用礦物為錫石、鋰云母和鋯石，部份白云母和微斜長石（回收銣、銫）等。

按特征礦物種類和含量可劃分為微斜長石型（Ⅰ類）、微斜長石鈉長石型（Ⅱ類）、鈉長石型（Ⅲ類）、鈉長石鋰輝石型（Ⅳ類）和鋰（白）云母型（Ⅴ類）等5類花崗偉晶巖脈，其中Ⅴ類可再分為白云母亞型（Ⅴa）和鋰云母型（Ⅴb）。它們以“母巖”為中心由內向外作環帶狀分布，Ⅰ型分布于巖體內部，Ⅱ-Ⅴ型依次產于外接觸帶，總寬度2~4km。Ⅴ型之外，偉晶巖絕跡，代之出現石英脈。與此對應礦床類型等一系列特征亦隨之呈帶狀分布特點。

偉晶巖脈內部以偉晶結構、帶狀構造為特點。根據礦物顆粒大小及礦物成分不同，礦區可歸納出12個結構帶或結合體：①粒狀微斜長石帶；②文象帶；③塊狀微斜長石帶；④白云母帶；⑤微斜長石鈉長石帶；⑥鈉長石帶；⑦石英鋰輝石帶；⑧鈉長石鋰輝石帶；⑨鈉長石白云母帶；⑩鈉長石鋰云母帶；?云英巖帶；?塊體石英帶。巖脈內部組份多不均一，分異作用明顯，一條脈常由3~5個結構帶組成，不同類型巖脈的標型結構帶和帶的共生系列各不相同。

偉晶巖化學成分較復雜。礦床已發現50種以上元素、富含揮發分和稀有金屬，屬典型的親石性組合。鋰偉晶巖化學成份見表1。稀有金屬含量：Li2O 0.92%~1.4%，平均1.266%；BeO 0.040%~0.0528%；Nb2O5：0.0102%~0.0144%；Ta2O5：0.0093%~0.0174%；Rb2O：0.115%~0.136%；Cs2O：0.0139%~0.0227%；Sn：0.0308%~0.10%。

表1　鋰偉晶巖化學成份（%）

2.3圍巖蝕變

礦區三迭系地層經歷了多期次、多類型、多相疊加的變質作用，生成以巖體為中心的透輝石帶、十字石帶、紅柱石帶、石榴石帶、黑云母帶等蝕變暈圈，構成較完整的蝕變帶序列。對偉晶巖而言，其圍巖有明顯的接觸變質及氣液蝕變作用，形成由脈壁向外電氣石帶、堇青石帶和絹云母綠泥石化帶和（鉀）-鋰-硼-銫化學暈圈。

2.4偉晶巖地球化學特征

2.4.1主量元素

主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca和K、Na、Li、Cs等組分。Si、Al組分約占偉晶巖組分的88%~90%，含量穩定，變化幅度小。Fe、Mg、Ca等暗色組分含量1%~2%，隨演化明顯降低。Ca、Mg含量變化最為典型，由Ⅰ類型演化到Ⅴb 類型，其含量由0.90%降低到0.09%；K、Ca、Li、Cs堿性組分，總的演化順序為K-Na-Li-Cs逐漸增加；（Na+Li）/（Ca+Mg）值，由Ⅰ類型至Ⅴb類型由3.27增加到63.11。

2.4.2微量元素

花崗偉晶巖中的稀堿元素和稀有元素等微量元素。總量變化隨演化呈增加趨勢。其中Li、Be、Ta、Cs等增加明顯。即：自二云花崗巖→微斜長石偉晶巖→鈉長石偉晶巖→鈉長石鋰輝石偉晶巖→白（鋰）云巖體晶巖逐漸增加。礦化劑F、H2O+二者隨巖脈的演化均有增高之勢。如F從0.015增至0.064%。

2.4.3稀土元素

自低類型到高類型花崗偉晶巖，稀土總量呈降低趨勢。稀土元素配分模式（曲線）呈現右傾的特點，屬于有虧損型。

2.4.4同位素

甲基卡礦床9號偉晶巖脈Rb-Sr法等時限年齡為（189.5±3.1）Ma①，104號、134號脈40Ar/39Ar等等時限年齡為195.7~198.9 Ma②，成礦時代為燕山早期（早侏羅世）。鍶同位素：87Sr/86Sr=0.7038±0.045。屬地殼重熔成因偉晶巖。

2.4.5成礦流體特征

據李健安等研究成果，甲基卡礦床石英中水的包裹體δ D-δ18H2O-SMOW圖解，樣品落在原始巖漿水區域，偉晶巖流體主要來源于花崗巖漿期后熱液。礦床均一溫度介于80~550℃之間，主要介于340~260℃區間，流體溶度鹽度范圍1.03%~16.49%Nacl，主要在3%~7%之間，成礦壓力均值230-275MPa。

3　礦床成因和成礦模式

3.1成礦機制

在印支巖漿—構造旋迴中，川西地區在南北、東西壓力的作用下，深部硅鋁層產生了深層次的滑脫，熱窿，導致硅鋁層熔融，生成“S”型花崗巖。這種花崗巖漿在構造應力的作用下，產生運移，上涌，并發生結晶、蒸鎦、分異作用，在其頂部聚集大量富含揮發分和稀有金屬殘余巖漿（礦漿）。這種殘余巖漿在適當的空間生成稀有金屬偉晶巖礦床。即硅鋁層是鋰礦的成礦物質初始層，富含揮發分和稀有金屬的殘余巖漿是鋰的成礦物質的主要來源；圍巖及天水是成礦物質的次要來源。

圖2　甲基卡典型礦床成礦模式圖

3.2礦床成因

甲基卡式鋰礦床為花崗偉晶巖型礦床，屬富氟花崗巖殘余巖漿分異結晶的產物。

3.3成礦模式

3.3.1成礦要素

根據礦床成礦要素與礦床生成密切程度，將成礦要素分為必要的、重要的、次要的三種。

1）必要的要素：①陸內擠壓、匯聚、碰撞的造山環境—（松藩—甘孜造山帶）；②“熱穹窿”（短軸背斜、背斜）；③殼融型（S型）二（白）云二長花崗巖。

2）重要的要素：①三疊系西康群一套砂泥質復理石地層；②斷裂構造、節理裂隙、層間剝離空間；③“遞進變質帶（作用）”：透輝石→十字石→紅柱石、石榴石→黑云母蝕變帶；④構造巖漿演化（幕）之間相對穩定“平靜”期間。

3）次要的要素：①成巖成礦時代—印支晚期至燕山早期；②伴生的花崗偉晶巖脈大量產出。根據上述的成礦機制及成礦要素，甲基卡礦床的成礦模式見圖2。區域成礦模式見圖3。

圖3　道孚長征——甲基卡鋰偉晶巖區域成礦模式圖

4　區域成礦規律

川西甲基卡式鋰偉晶巖在分布空間、成礦時代和控礦條件等方面都具有明顯規律性。

4.1礦床（點）空間分布集中

甲基卡式鋰礦集中分布在在甘孜—理塘斷裂和壤塘—松崗斷裂狹持的倒三角形區域內，主要沿石渠—雅江—九龍和馬爾康—金川—小金兩個成礦帶分布。就單個礦田（區）、礦來說，鋰偉晶巖均圍繞“母巖”的外接觸帶寬400~3 400m成群分布。與“母巖”形影不離，關系密切。并與十字石、紅柱石、石榴石、黑云母等變質蝕變帶分布范圍基本一致（吻合）。

4.2成礦時代相同

甲基卡式鋰礦成礦時代均為印支晚期—燕山早期。

4.3控礦條件近似

1）川西鋰偉晶巖嚴格分布在陸內碰撞造山帶中，受短軸背斜、穹窿及節理裂隙控制。即造山帶控制了整個偉晶巖帶的產出；穹窿狀熱背斜控制了礦田、礦床的分布；節理裂隙是含礦偉晶巖脈的貯礦空間。

2）成礦“母巖”均為二云二長花崗巖或白云母二長花崗巖。

3）含礦圍巖均為中上三迭統西康群一套砂泥質巖石。變質蝕變后為十字石、紅柱石、石榴石、黑云母片巖。

5　找礦遠景分析

5.1就礦找礦潛力巨大

川西15處鋰偉晶巖礦床（點）勘查程度都較低。除個別礦脈進行過詳查或勘探外，絕大多數礦脈僅有少量地表槽探揭露或沒有工程控制。各個礦床（點）均有較好的Li、Be化探異常和第四系復蓋區的物探（電法）異常沒有檢查。因此，已知礦床深部及外圍找礦潛力巨大。特別是可爾因、甲基卡和扎烏龍等礦床的資源儲量都有可成倍增加。近年來在可爾因礦田東南密集區，西部密集區，和甲基卡東礦段、西礦段的勘查成效顯著。巨大的找礦潛力已初露端倪。預計川西地區鋰資源總量達五、六百萬噸。

5.2廣大空白區找礦潛力值得重視

川西鋰偉晶巖分布區南北長300~700km，東西寬90~220km。面積約10萬km2。區內與稀有金屬成礦有關的地層、構造、巖漿巖等發育，有關地球化學異常面積廣大。自上世紀70年代初以來，都沒有進行過專門找礦工作。因此川西鋰偉晶巖帶中的空白區找礦潛力值得重視。特別是甲基卡—新卡—長征一帶，壤塘東南部、扎烏龍外圍、康定赫德—九龍乃渠鄉Li、Be、Nb、Ta、（Rb、Cs）、Sn等稀有金屬的化探異常分布區。

[1] 趙光明，等．四川省鋰礦資源潛力評價成果報巖[R]．2012．

[2] 唐國凡，吳曉先．四川省康定縣甲基卡花崗偉晶巖鋰礦床地質研究報告[M]．北京：地質出版社，1984．

[3] 李健康，王登仁，等．川西偉晶巖型礦床的形成機制及大陸動力學背景[M]．北京：原子能出版社，2007．

[4] 王全偉，王康明，闞澤忠，等．川西地區花崗巖及其成礦系列[M]．北京：地質出版社，2008．

[5] 四川省地質礦產局404隊．川西稀有金屬礦產遠景區劃圖說明書[R]．1980．

[6] 四川省地質礦產局404隊．川西稀有金屬礦產資源潛力評價報巖[R]．2014

[7] 四川省地礦發局404隊．四川乾寧容須卡稀有金屬礦區詳查補充報告[R]．1974.

[8] 四川省地礦發局404隊．四川可爾因稀有金屬礦區初步普查報告[R]．1972.

[9] 四川省地礦發局402隊．四川石渠扎烏龍稀有金屬礦區初步普查報告[R]．1970.

Geological Features and Genetic Model for the Granitic Pegmatite Type (Jiajika Type) Li Deposits in West Sichuan——By the Example of the Jiajika Li Deposit

ZHAO Yu-xiang1ZHAO Guang-ming1ZENG Yi-fu2
（1- No. 404 Geological Team， BGEEMRSP， Xichang， Sichuan 615000； 2- College of Earth Science， Chengdu University of Technology，Chengdu610059）

The granitic pegmatite type （Jiajika type） Li deposits in West Sichuan are confined to the Songpan-Garzê orogenic zone and controlled by closed thermic dome. The host pegmatite veins occur as belt in the center of remelting biotite monzogranite and are associated with contact metamorphic zone. Associated elements are Be， Nb， Ta， Cs and Sn and so on. A quaternity genetic model of body-belt-vein-hole is put forward.

Li deposit； geological feature； metallogenic model； west Sichuan

P619.14

A

1006-0995（2015）03-0391-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.018

2014-08-28

趙玉祥（1974-），男，四川峨邊人，助理工程師，從事固體礦產勘查工作