贛南地區偉晶巖型鋰礦資源稟賦特征與找礦新進展

黃傳冠，賀 彬，夏 明，周 渝，胡為正

(江西省地質調查研究院，江西 南昌 330030)

鋰被譽為21世紀綠色高能金屬，廣泛應用于動力燃料、核能和儲能等領域。國家戰略性新興產業目錄中“節能環保、新能源、新材料和新能源汽車”等七大產業均對鋰資源存在重大需求。據美國地質調查局(USGS)數據，2018年全球探明鋰資源儲量總計超過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]；中國查明鋰礦儲量320萬t左右，約占全球總儲量的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口“硬巖型”鋰輝石礦石提鋰。 眾多專家學者對我國鋰礦進行了深入研究[4-8]。近年來在川西甲基卡、四川金川縣業隆溝、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越，在贛西宜春雅山查明了著名的414鉭鈮鋰礦[12-13]，達大型規模，含鋰礦物為鋰云母，屬花崗巖型；在九嶺地區分布含鋰瓷石礦，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，達中型規模，含鋰礦物主要為鋰輝石[15]，屬偉晶巖型，前人研究文獻或報告均未報道過贛南地區有含鋰磷酸鹽礦化類型。

筆者近年在贛南精準扶貧區實施中國地質調查局1∶5萬區調項目，取得了一些新進展發現了磷鋰鋁石及獅門坑鋰地球化學異常。 本文旨在分析贛南地區偉晶巖型鋰礦資源稟賦，并著重報道新發現磷鋰鋁石特征，希望能夠對提高我國的鋰資源保障程度有所助力。

1 區域地質背景

研究區位于武夷-云開-臺灣造山系之華夏地塊[16]，武夷山造山帶中段西緣[17]，西側為鷹潭-安遠區域性深大斷裂(圖1(a))。區內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狀，二者均侵入于南華系-震旦系變質地層，接觸帶角巖化強烈。基底構造形態呈緊閉褶皺，軸跡走向NE向，發育NE向、NW向斷裂構造。白堊系主要分布于西南側，為一套陸相紅色碎屑巖建造，與下伏地質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)主要出露于研究區東部，為一套厚層狀變質碎屑巖建造。下段巖性主要為厚層-塊狀變質砂巖、變質粉砂巖夾變質凝灰質粉砂巖；上段巖性主要為厚-中厚層狀黑云斜長變粒巖夾二云片巖、千枚狀變質石英粉砂巖、變質凝灰質粉砂巖。

洪山組(Nh2Z1h)主要出露于研究區東部及北部，為一套中薄層狀復理石建造，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)分布于研究區中部，呈巖基狀(會同巖體)，楔形侵入于南華系-震旦系變質地層，巖性主要為中粗粒斑狀黑云二長花崗巖、中細粒少斑黑云二長花崗巖及細粒正長花崗巖，屬結構演化系列。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)零星分布于研究區北部，呈巖株狀，侵入于南華系-震旦系變質地層，巖性為中細粒含斑黑云二長花崗巖。接觸帶圍巖蝕變較強烈。

圖1 研究區地質簡圖

2 鋰礦資源稟賦特征

2.1 查明鋰礦床地質特征

贛南地區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，集中分布于研究區北部，二者相距約9 km(圖1(b))，成礦地質特征十分相似(表1)，均產于板內造山帶中-淺層環境，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，控礦構造主要為NE向斷裂、裂隙構造，礦體為花崗偉晶巖脈，呈脈狀、透鏡狀、不規則囊狀，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熱液成礦作用，成因類型為偉晶巖型。

表1 贛南地區偉晶巖型鋰礦床地質特征表

2.2 鋰礦資源空間分布

贛南地區偉晶巖型鋰礦累計查明資源儲量(Li2O金屬量)6.75萬t。空間分布上賦存于成礦巖體西北側接觸帶3.5 km范圍之內的淺表。即水平空間上集中分布在會同巖體西北側接觸帶，而其南東側接觸帶分析認為也有較大的找礦空間，尚未取得進展；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%可信度等比例推測深部(-1 000 m以淺)仍有較大找礦潛力，預測潛在資源量3.51萬t。

圖2 典型礦床4號勘探線剖面圖

3 調查新進展

3.1 新發現“磷鋰鋁石”特征

2018年，筆者在贛南精準扶貧區實施1∶5萬區調工作中取得了一項新進展，即在武夷山造山帶加里東期酸性侵入巖(會同巖體)的南東側接觸蝕變帶內，新發現了含鋰磷酸鹽礦化偉晶巖脈，含鋰礦物為磷鋰鋁石(圖3(a))，地理坐標為E116.216°；N26.617°。

圖3 新發現磷鋰鋁石與典型礦床鋰輝石特征對比圖

磷鋰鋁石化學式為Li{Al[PO4](OH，F)}，常含Na、K、Rb、Cs、Si、Ca等元素，而且Li2O含量可達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鋰礦物。

新發現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，侵位于會同巖體的南東側接觸蝕變帶內，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、干涉色一級橙黃至二級藍綠(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、干涉色一級橙紅至二級綠(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 新發現鋰異常特征

在會同巖體的南東側外接觸帶新發現了一處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)。獅門坑異常區發現了多條花崗偉晶巖脈，具有重大指示意義。

表2 新發現鋰異常與典型礦床異常特征對比表

3.3 找礦潛力分析

筆者采用綜合信息礦產預測理論與方法[19]，定量分析了會同巖體南東側接觸帶的找礦潛力。該技術方法成功應用于全國礦產資源潛力評價，其技術精髓是“提取成礦要素，以及物、化、遙等綜合信息→圈定和優選最小預測區→引用大比例尺精度數據，估算典型礦床深部及外圍潛在資源量→計算模型區含礦系數(K)→確定最小預測區面積(S預)、預測深度(H預)、面積參數(Ks)→類比確定最小預測區與模型區的相似系數(α)→定量估算預測資源量(Z預=S預×H預×Ks×K×α)→依據資料精度，對預測資源量可信度分析”[20]。

本次預測的模型區選擇典型礦床所在河源預測區，資源總量10.26萬t(查明6.75萬t+深部預測3.51萬t)，面積參數為0.15，模型區含礦系數為0.000 029 39(資源總量10.26萬t/模型區總體積)。 以獅門坑異常(HS20)為依據，圈定勝和找礦遠景區(圖1(b))，預測-1 000 m以淺遠景區潛在資源量15.36萬t(S預43.54×H預1 000×Ks0.15×K0.000 029 39×α0.8)。所引用地質資料數據精度為1∶5萬，預測結果可信度較高。因此，綜合分析認為該遠景區有重大找礦前景。

4 結 論

1) 贛南地區偉晶巖型鋰礦床主要賦存于加里東期酸性侵入巖(會同巖體)的外接觸帶，賦礦地質體為花崗偉晶巖脈，控礦構造主要為北東向和北東東向斷裂、裂隙以及褶皺轉折端虛脫構造，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同巖體的西北側接觸帶。

2) 在會同巖體的南東側外接觸帶圈定“勝和找礦遠景區”，成礦地質條件較好，新發現了“含鋰磷酸鹽礦化偉晶巖脈(磷鋰鋁石)”及獅門坑鋰異常，預測潛在資源量15.36萬t。建議對該遠景區部署礦產勘查項目，預測可以取得重大找礦突破。

致謝中國地質調查局南京地質調查中心肖惠良研究員、班宜忠教授級高工赴野外對該項新進展進行了技術指導，江西省地質調查研究院1∶5萬古竹區調項目組的同志們給予了大力支持，在此表示衷心感謝！