江西省宜豐-奉新地區鋰礦床成因及成礦模式探討

胡 波，潘世語，巫志豪

（江西有色地質礦產勘查開發院，江西 南昌 330000）

鋰作為一種高效清潔的能源金屬，在原子能、航空航天及冶金等現代工業中用途廣泛。隨著我國戰略性新興產業規劃的出臺，稀有金屬礦產作為國家關鍵金屬礦產，同時也是一種供應風險較高的礦產，對我國戰略性新興產業發展具有至關重要的作用，研究區位于以亞洲鋰都著稱的江西省宜春市北部地區。

本文結合前人相關研究成果，對宜豐-奉新地區燕山期酸性侵入巖及霏細斑巖-細晶巖脈進行綜合研究，分析區內鋰礦床成礦母巖地質特征，探討研究區鋰礦床的成因特征及成礦模式。

1 區域地質特征

研究區大地構造位置處于揚子地塊與華夏地塊交接帶，北面為江南隆起帶之九嶺逆沖隆起的南緣，南面為欽杭東段結合帶之萍鄉-樂平拗陷，區內區域性大斷裂為宜豐-景德鎮深大斷裂，該斷裂在加里東期、印支期和燕山期多次成為九嶺逆沖推覆系統的前緣主斷裂。區內經歷了從新元古代到新生代以來的多旋回構造運動，巖漿活動頻繁，地質構造復雜[1]。研究區內的結晶基底為新元古代雙橋山群宜豐巖組，上段為深灰色、灰綠色絹云石英片巖、二母云片巖，局部夾變沉凝灰巖；下段為綠泥石英白云母片巖、綠泥絹云石英千枚、二云母片巖夾變沉凝灰巖。

晚三疊世-早白堊世，為燕山期由伸展到強烈陸內造山時期，拉開了燕山期江西金屬成礦大爆炸的序幕，構成一個重要的開合旋回。研究區九零復式巖體外圍燕山晚期形成的高分異性花崗巖，是區內稀有金屬礦的成礦母巖[2]。該區查明的鋰礦床有茜坑、獅子嶺、大港、白水洞等大型-中型蝕變花崗巖型及同安、鵝頸等霏細斑巖 (細晶巖)脈型（圖1）。

2 礦床地質特征

研究區內鋰礦床主要類型有蝕變花崗巖型和霏細斑巖—細晶巖脈型。蝕變花崗巖型鋰礦床的主要有黃陂洞、獅子嶺、大港、白市化山、金子峰、白水洞等，霏細斑巖（細晶巖脈）型鋰礦床主要有同安鋰礦。

2.1 蝕變花崗巖型鋰礦床特征

蝕變花崗巖型鋰礦床，主要分布于黃陂洞-白水洞一帶，為早白堊世中細粒鈉長石化白云母、二云母二長花崗巖侵于晚侏羅世中粒二云母二長花崗巖中。鈉長石化花崗巖由鈉長石、斜長、鉀長石、鋰（白）云母、石英組成。鈉長石化由巖體的中心相-邊緣相逐漸變強，至巖體頂部的鈉長石化最強。

圖1 贛西北構造區劃及稀有金屬成礦帶分布圖

以白水洞鋰鉭鈮礦床為例，該礦床含礦巖體多呈巖枝、巖脈及巖瘤狀產出，形態極復雜，其中以脈狀及不規則膨脹脈狀為主。礦區內有5 ～7 條單脈，總的走向為NE ～NEE 向，相互平行，多被后期NW 向斷裂錯切。礦脈最大延長450m，最小150m；礦體傾斜深度平均17m；礦體厚度最大200m，一般300m，最小100m，Li20 品位一般0.42%～0.86%，Nb2O5、Ta2O5平均品位分別0.0124%；0.0058%，礦床規模屬中型。礦體分兩個塊段，西邊礦體（Ⅰ）產狀為：310°～335°∠24°～62°，東邊（Ⅱ）礦體為：105°～140°∠34°～84°。

礦石礦物有鈮鉭鐵礦、錳鈮鉭鐵礦、細晶石等，伴生礦物有含鉭錫石、磷釔礦獨居石等。脈石礦物為長石、石英、鋰（白）云母、黃玉、螢石等。圍巖蝕變有鈉長石化、云英巖化、鋰云母化和鉀長石化、微斜長石化等，其中鈉長石化普遍分布，并與鋰鉭鈮礦化關系密切。

2.2 霏細斑巖（細晶巖脈）型鋰礦床特征

霏細斑巖（細晶巖脈）型礦床，以同安鋰礦為代表，巖脈呈北北東向脈狀侵入于晚侏羅世中粒二云母二長花崗巖中。霏細（斑）巖即為礦脈共10 條，相互平行或呈左行雁行斜列，走向北東10°～30°，傾向北西，傾角60°～80°。最長大于1400m，平均896m，厚大為15.25m，一般3m ～5m，平均3.9m。

主要金屬礦物有含鈮鉭錫石、含鈮鉭云母、富鎢鉭鈮礦，伴生有黃玉、綠柱石、錫石、鋰云母，脈石為長石、石英。礦石為霏細結構，含斑結構，顯微鱗狀變晶結構、球粒結構等，塊狀構造，局部顯條紋狀構造，蝕變為鈉長石化、鋰云母化、黃玉化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化。含Ta2O5平均0.0194%，Nb2O5平均0.015%，Li2O 1.432%、Rb2O 0.382%、CS2O 0.426%。鉭、鋰、銣、銫達大型規模，伴生有鈮、鈹、錫、鎢等多種礦。本礦床未風化層北部為2m ～4m，中南部為20m ～25m[3]。

2.3 礦床成因分析

研究區內巖漿侵位機制可分為與構造有關和巖漿有關，各時代花崗巖均屬“S”型花崗巖類，從早到晚巖石中暗色包體減少，巖漿熔融度升高，從新元古代到早侏羅世-早白堊世花崗巖巖漿來源由殼幔混元型向殼源型轉變，巖漿作用也由同化混染作用為主轉為結晶分異作用為主，同時巖漿形成的壓力增大，成巖溫度降低。區內燕山期形成的花崗巖體有甘坊、古陽寨及武堂巖體等（圖2）。

圖2 九嶺巖體地質簡圖（引自江西省區域地質志，2017）

燕山期巖體受區內北東向、北東東向兩組斷裂控制，其長軸呈近東西向。巖體剝蝕較淺，頂部尚殘存有偉晶巖殼。巖體分相明顯，按礦物粒度和云母種類，自巖體中心向邊緣由黑云母花崗巖→二云母花崗巖→鋰（白）云母鈉長石花崗巖轉化。其中鋰（白）云母鈉長石花崗巖相帶與鋰鉭鈮稀有金屬礦化關系密切。巖石普遍遭受程度不同的鈉長石化、鋰（白）云母化、云英巖化等蝕變。該甘坊巖體SiO271.22 ～74.39%，K2O+Na2O 7.15 ～8.52%，Na2O/K2O 0.62 ～1.08； 古 陽 寨巖 體SiO273.42 ～73.50%，K2O+Na2O 6.99 ～8.36%，Na2O/K2O 0.62 ～1.09；武堂巖 體SiO271.46 ～75.91%，K2O+Na2O 6.68 ～7.72%，Na2O/K2O 0.42 ～0.72；顯示出區內燕山期巖體分離結晶程度高，分異性好，具超酸性富堿高鉀鈉的特點（據江西省地質調查研究院，2016）。

2.4 成礦模式

研究區內燕山期巖體的分異演化是在一個相對封閉、均勻的系統中發生。從各巖體的中心相→過渡相→邊緣相→外接觸帶巖體，隨著時間的演變和成巖溫度、壓力的降低，出現了結構、化學成分、造巖礦物、副礦物等有規律的變化及鋰、鉭、鈮、鈹等成礦元素逐漸富集，說明它們是同源不同階段的演化產物。

巖體接觸帶附近及周邊的稀有金屬礦床、礦點與巖體空間上相伴，時間上相近，物質來源相同，與礦化有關的成礦元素異常暈、熱液蝕變帶等圍繞巖體呈現有規律的變化，證明了它們之間的成因聯系。賦礦巖體在巖漿結晶晚期廣泛發生鈉長石化、鋰白云母化、云英巖化等蝕變，在礦床中出現大量的螢石、黃玉和鐵鋰云母，在礦床上部形成較強的氟異常，可以推測 Ta、Nb、Li、Be 等元素的遷移與 Na+、F-、(OH)-的參與有關（圖3）。

圖3 宜豐-奉新地區鋰礦床成礦模式圖

礦石礦物主要有鋰云母、磷鋰鋁石、富鈮金紅石、鈮鉭鐵礦，含鉭錫石、綠柱石等，巖漿結晶分異晚期主要蝕變作用為鈉長石化、鋰云母化、云英巖化（王成輝等，2019）。總體變化趨勢如下：

（1）花崗巖中云母由多種類趨于單一化，最后演變為鋰云母。

（2）稀有金屬的礦化富集，在空間上具有垂向分帶性，巖石至下而上鈉化程度逐漸增強，鈉長石、鋰云母含量逐漸增多。

（3）磷鋰鋁石和黃玉由少到多，在鋰云母花崗巖中這兩種礦物均為造巖礦物[4-8]。

（4）稀有元素礦物從少到多，種類由較單一趨向于多種稀有元素礦化，除鋰、鉭、鈮外，還富含鈹、銣、鎢、錫等元素。

3 結論

（1）宜豐-奉新地區鋰礦床控礦因素主要為地層、構造及巖漿巖等，區內宜豐-景德鎮深大斷裂為巖漿侵入提供了空間，基底褶皺和次級斷裂為含礦熱液提供了運移通道和富集空間，燕山期出露的甘坊巖體、古陽寨巖體和和武堂巖體，為成礦提供了熱能和物質來源。

（2）研究區內鋰、鉭、鈮等稀有金屬礦化與區內高演化、高分異、富堿性花崗巖體蝕變有密切關系，鋰云母化、鈉長石化、云英巖化等蝕變是鋰、鉭、鈮等稀有金屬礦床的重要找礦標志。

（3）在巖漿結晶分異晚期，隨著時間的演化及溫度壓力的降低，Ta、Nb、Li、Be 等稀有元素隨著Na+、F-、(OH)-等富揮發分元素運移至巖體頂部及巖體裂隙帶內，從而富集成礦。