江西省锂矿资源分布特征及其研究工作展望

陈 祺，舒立旻，贺 玲，章敬若

(江西省地质局第十地质大队，江西 鹰潭 335000)

0 引言

锂具有低熔点、高沸点、轻质量、最负电位等特征，被广泛应用于新能源汽车、航空、核工业、医疗、玻璃、陶瓷、光电、冶金等行业领域中，使得锂矿成为当今世界热度较高的矿种之一[1-3]。我国已发现的锂矿床资源主要分布于西部地区，其次分布于中东部地区[4]。主要成矿类型有卤水盐湖型，约占我国锂资源62.6%；其次为花岗伟晶岩型、蚀变花岗岩型、细晶岩型、石英脉型，约占我国锂资源37.4%[5]。江西省地处古华南洋成矿域与滨太平洋成矿域的复合地带[6]，自中元古代以来历经多旋回的构造—沉积—岩浆—变质—成矿事件，使得江西省具优越的成矿地质背景，成为我国重要的钨、铜、稀有、稀土及陶瓷原料等矿产资源的重要产地之一。

目前江西省已查明锂矿类型主要有蚀变花岗岩型、伟晶岩型、细晶岩型、卤水型及石英脉型。由于石英脉型锂矿，锂为伴生矿物且采选难度较大，研究意义较为一般，因此石英脉型锂矿不纳入文章所涉及的讨论范围。本文总结江西省锂矿前期研究成果，综合分析江西省四种类型锂矿资源分布特征，初步总结了找矿标志，并对江西省锂矿资源下一步的重点研究工作进行了探讨。

1 江西省锂矿资源分布特征

江西省锂矿资源主要分布于横峰、广昌、宁都、宜丰、奉新、石城等地(图1)。

1.1 蚀变花岗岩型锂矿

蚀变花岗岩型锂矿分布较为分散，赣西、赣南、赣东北均见有蚀变花岗岩型锂矿床(图1)。主要矿床有宜春市雅山矿床、赣县牛岭坳矿床、石城县海罗岭矿床、石城县姜坑里矿床、横峰县葛源松树岗矿床、横峰县葛源黄山矿床，锂为伴生矿物，主要含锂矿物为锂云母、锂白云母、铁锂云母，平均品位皆低于0.3%(LiO2)。宜春雅山铌钽锂矿床、横峰县葛源松树岗铌钽矿床、石城县海罗岭铌钽锂矿床、石城县姜坑里铌钽矿床的成矿地质特征对比见表1。

表1 蚀变花岗岩型锂矿成矿地质特征

图1 江西省锂矿分布图

蚀变花岗岩型锂矿多位于武功山隆起带及怀玉坳陷带中(图2)，典型矿床有宜春雅山铌钽锂矿床、横峰县葛源松树岗铌钽矿床。矿区内出露地层时代较老，为南华系或震旦系，岩性主要为浅变质岩(图3)。与成矿相关岩体的多为演化分异程度较高燕山期花岗岩，且稀土四分组效应较为明显，如雅山岩体是宜春雅山铌钽锂矿床的成矿母岩，为高分异S型花岗岩[7-8]，各阶段岩石的稀土总量较低，显著的负Eu异常，存在不同程度的稀土四分组效应，富集Cs、Rb、Th、U、Pb、Nb、Ta等元素，亏损Ba、Sr、Ti[9]。灵山岩体与横峰县葛源松树岗铌钽矿床及横峰县黄山铌钽锂矿床的形成密切相关，其成因类型为A型花岗岩[10]，富集Rb、Th、U、Nb和Zr等元素，相对富集 Ta、Hf、Y、Yb、La 等元素，亏损 Ba、Sr、P 和 Ti 等元素，同样具强烈的负Eu异常，显著的稀土四分组效应。两个岩体成因类型虽不一样，但皆是高演化花岗岩。矿区断裂较为发育，皆发育有与成矿相关的NNE、NE向断裂，雅山矿床与葛源矿床皆发育有NE、NEE、NNE及NW向4组断裂，海罗岭矿床与姜坑里矿床发育有EW向、NE向、NNE向断裂，断裂为矿液提供良好的运移通道。矿床蚀变分带特征明显，至上而下依次为伟晶岩带(似伟晶岩带→云英岩化带→弱钠长石化带→中钠长石化花岗岩带→强钠长石化花岗岩带→黑云母花岗岩带，蚀变作用强烈，具钠长石化、钾长石化、云英岩化、铁锂云母化、黄玉化、硅化、绿泥石化等。矿体呈层状、似层状、“钟状”、长条椭圆状产出于花岗岩内外接触带周边。宜春雅山铌钽锂矿床成矿年龄为(152.5±1.1)Ma[11]；横峰县黄山铌钽锂矿床及横峰县葛源松树岗铌钽矿床成矿年龄为129 Ma～130 Ma[12]。

图2 江西省锂矿大地构造位置示意图

图3 宜春雅山铌钽锂矿区地质略图(引自文献[13])

1.2 伟晶岩型锂矿

伟晶岩型锂矿主要集中分布在广昌与宁都交汇地带，探明两处矿床，分别为广昌县头陂伟晶岩矿床与宁都县河源为伟晶岩矿床(表2)，平均品位较高，w(LiO2)≥1%。

表2 伟晶岩型锂矿成矿地质背景特征

伟晶岩型锂矿位于华夏板块武夷隆起带西缘(图2)。矿区地层皆出露有震旦系洪山组浊流沉积和复理石建造(图4)。头陂矿床尚出露有青白口纪万源(岩)组海底火山-沉积泥砂质建造，矿区NNE向压扭性断裂和NE向韧脆性剪切带最为发育。宁都河源矿区广泛分布与成矿相关的高岭黑云母花岗岩；广昌县头陂矿区北东部分布志留纪付坊超单元，岩性为混合斑状黑云母花岗岩、花岗闪长岩，南部分布有与成矿相关的三叠纪富城超单元，主要岩性为多斑黑云母钾长花岗岩、中细粒斑状黑云母花岗岩。矿体形态与伟晶岩脉形态一致，受区域NE、NW、EW向断裂或裂隙控制，多呈脉状、透镜状，具膨大、缩小分枝现象。头陂锂辉石矿床成矿年龄为三叠纪至早侏罗纪[18]。

图4 宁都县河源锂辉石矿床地质略图(引自文献[17])

1.3 卤水型锂矿

吉泰盆地卤水型锂矿位于奉和县梅岗，为江西省目前探明的唯一一个卤水型锂矿，锂为伴生矿物，品位较低。

吉泰盆地卤水型锂矿处于吉泰盆地(图1)，矿区内大面积出露白垩系和第四系，岩性以沉积碎屑岩为主，如细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等。区内岩浆活动不明显，未见相关岩浆岩出露。矿区水系沉积物综合异常呈现出面积较大的Li异常。含卤地层中多见张性裂隙且溶蚀现象较为强烈，构成了较为复杂的裂隙—孔隙系统，为卤水的形成提供了有利的构造条件[19]。

1.4 细晶岩型锂矿

细晶岩型锂矿主要集中分布在宜春市一带，包括宜春同安含锂瓷石矿床、万载东溪含锂瓷石矿床、奉新塘下含锂瓷石矿床，平均品位皆高于0.3%(LiO2)，同安矿区部分区域品位可超过1%。

矿床主要位于九岭隆起南源(图2)，晋宁期、印支期、燕山期花岗岩在矿床内广泛分布，出露有双桥山群变质岩(图5)，岩脉即矿体燕山期霏细岩、细晶岩脉呈NNE向侵入于双桥山群变质岩中。细晶岩皆富硅、富碱、强过铝质、稀土总量低、强烈的负Eu异常及明显的稀土四分组效应[20-22]。同安矿区茜坑矿床锂云母40Ar/39Ar 坪年龄为(139.09±0.56)Ma，等时线年龄为(138.45±1.11)Ma[20]。

图5 同安矿区地质略图

2 江西省锂矿形成环境

江西省位于欧亚板块东南部，东邻太平洋—菲律宾板块，地跨扬子、华夏两个古板块[6]。从新元古代至早中生代发生过多期构造-岩浆作用，致使成矿物质富集在古老基底的成熟地壳区[23-24]，前侏罗纪的多期岩浆热液事件致使大陆地壳的改造为江西省锂金属的富集提供了一个重要前提[25]。蓟县纪未-青白口纪早期四堡运动，古华南洋闭合，扬子与华夏板块沿绍兴—萍乡断裂带发生碰撞闭合对接，在皖南—浙西—赣北—桂北地区出现一系列碰撞型花岗岩带[26]，此次构造运动使得局部锂局部富集，例如，晋宁期的嶂公岩体中发现横峰县葛源及黄山稀有金属矿床。随后，华南大陆发生强烈伸展—裂谷作用，江西地区广泛发育有磨拉石建造。经历了强烈的碰撞—伸展—裂谷作用后，江西地区进入浅海台地型沉积至志留世，受加里东构造运动南侧的挤压作用，至早泥盆世地壳处于隆升状态，并且维持了一段较长时间的沉积间断[27-28]，同时伴随着加里东期的造山运动，江西省爆发强烈构造—岩浆活动，广泛分布于赣中南地区，集中分布于东部的武夷山—雩山及西部的武功山—井冈山—诸广山，呈明显的SN向—NNE向分布[26]。此次岩浆—构造活动形成了Li元素的初步聚积[28]。晚石炭世至晚二叠世，华南经历两次海侵事件。三叠纪，华南陆块发生印支期造山运动，江西受古太平洋俯冲的影响，使得江西地壳向陆壳转变[26]。经过四堡造山期、新元古代华南裂谷期、加里东造山期、印支造山期，至晚中生代，华南地壳已相当成熟，稀有元素得到高度聚集，具备锂富集成矿条件之一[25]。

燕山期构造运动是江西省中酸性侵入岩浆活动规模最大、成矿最多的构造事件。细晶岩型锂矿产出于临近钦杭结合带的九岭隆起区，同时受宜丰—景德镇滑脱断层作用影响，持续的陆内俯冲促使区域地壳不断加厚，受燕山期钦杭结合带先挤压后伸展构造背景的影响，增厚下地壳部分熔融形成的过铝质花岗岩浆；吉泰盆地为一稳定沉降的封闭盆地，使得盐分向盆地汇聚且不致外泄，寒武纪—侏罗纪泥灰岩、碳质岩石中Li迁移至湖盆中富集，早白垩世周田组泥页岩和泥灰岩吸附了富集来的Li，同时又是天然的隔水层湖盆不断进行充分的蒸发和渗透作用，形成含锂卤水矿[19]。晚侏罗世至早白垩世的古太平洋板块的俯冲，导致了整个华南地区大规模强烈伸展构造作用。华南古地壳发生部分重熔事件，激活稀有元素随岩浆热液上升、迁移，在合适的物理化学环境下再次富集成蚀变花岗岩型锂矿。

3 找矿标志

岩体标志：岩体一般为高分异、高演化花岗岩，一般地球化学特征：富含挥发分，稀土总量较低，具显著的负Eu异常以及明显的稀土四分组效应，富集 Rb、Th、U、Pb、Nb、Ta 等元素，亏损Ba、Sr、Ti 等。锂矿通常分布于岩体的顶部或者边缘地带。

矿物学标志：是找寻伟晶岩型锂矿重要标志，锂辉石型、钠长石锂辉石型、钠长石锂(白)云母型伟晶岩脉具有较大的成矿可能性。特征矿物组合有锂辉石、白云母、锂云母、钠长石、锡石、电气石等。

围岩蚀变标志：除卤水型锂矿床外，其他锂矿床普遍发育有钠长石化、云英岩化，因此强烈的钠长石化及云英岩化是重要的锂矿找矿标志。

控矿构造标志：寻找伟晶岩型锂矿，需特别注意NNE向压扭性断裂与NE向韧脆性剪切带所造成的封闭构造条件。

4 锂矿基础研究工作展望

总之，在综合分析江西省蚀变花岗岩型、细晶岩型、伟晶岩型、卤水型等四种类型矿产资源分布特征基础上，初步分析江西锂矿找矿标志，对于江西省锂矿资源下一步的重点研究工作进行探讨。

1)江西锂矿资源下一步的研究工作重点之一应该是，进一步研究细晶岩型锂矿的富集机制、成矿流体、成矿物质来源。近年来，由于提锂技术提升，使得宜春地区含锂瓷石矿得到前所未有的关注，宜春地区找锂前景较好。但目前缺乏对同安地区系统全面的研究，目前仅见大港矿床、茜坑矿床地质特征及成矿时代探讨[20-21]，同安地区大量锂云母的富集机制、成矿流体及成矿物质来源尚不清晰。白水洞、党田、大港、鹅井、茜坑锂矿床皆被发现于甘坊复式岩体中或岩体周边。甘坊岩体侵入期次为燕山早期第一阶段、燕山早期第二阶段、燕山晚期第一阶段，而细晶岩型锂矿成矿作用阶段集中在燕山早期第二阶段及燕山晚期第一阶段，表明细晶岩型锂矿与甘坊复式岩体岩浆分异演化过程密切相关，但具体的成岩机制尚不明确。加大对甘坊复式岩体的研究力度，通过同位素地球化学科技手段分析甘坊复式岩体三期岩浆岩的来源，探讨其成岩机制。开展流体包裹体等实验的研究，分析同安地区锂矿的富集机制、成矿流体及成矿物质，建立同安地区锂矿床成因模式及成矿模型，为同安地区及其周边地区锂矿下一步的找寻工作提供重要的理论指导依据。

2)江西锂矿资源下一步研究工作的另外一个重点应该是，伟晶岩型锂矿的成因问题。目前学术界对于伟晶岩矿床成因争议较大，争议可分为三种：花岗岩结晶分异模型[29]、地壳部分熔融[30-31]及岩浆不混溶模型[32]。一般认为伟晶岩是由花岗质岩浆结晶分异形成的，在分离结晶过程中使得稀有元素富集在残余岩浆中[29，32]。但又有研究表明花岗岩与伟晶岩之间亲源关系可能并不存在，原因有伟晶岩与过铝质花岗岩不能共存[33]、许多伟晶岩与花岗岩之间缺乏地球化学特征连续性[34]、伟晶岩成岩时间与花岗岩成岩时间存在间隔差[35]。我国最大的伟晶岩型锂矿——四川甲基卡锂矿床，其成因争议点集中在是二云母花岗岩岩浆固结晚期分异作用的产物[36-37]，还是深部岩浆发生熔体—熔体液态不混溶作用的结果[38]。刘涛等[39]对新疆卡鲁安伟晶岩型锂矿床外围黑云母花岗岩、含矿伟晶岩展开的地球化学研究表明，伟晶岩与外围黑云母花岗岩具成因关系，其源岩均为库鲁木提群的片岩和板岩，但较大的成岩年龄差表明，伟晶岩不是外围黑云母花岗岩结晶分异的产物。目前对江西省锂辉石伟晶岩相关研究性报道少之又少，未来对江西省伟晶岩型锂矿有待展开更加深入的研究。伟晶岩型锂矿床的形成与富挥发分组分熔体密切相关，因此，研究伟晶岩型锂矿床的成因时，定量化分析成矿熔、流体及挥发分组分具有重要意义。借助于科技的手段，可以通过热液金刚石压腔对熔体包裹体、流体包裹体展开原位加热均一实验，获得相应的实验数据，解开江西省伟晶岩型锂矿的成因难题，为指导江西省伟晶岩型锂矿的找寻提供相应的理论依据。