国花岗岩型锂矿床:重要特征、成矿条件及形成机制-中国储能网
2024 02/02 11:07:12
来源:中科院地质地球所

国花岗岩型锂矿床:重要特征、成矿条件及形成机制

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作者:中国储能网新闻中心

  中国储能网讯:花岗岩型锂矿床是以含锂花岗质岩浆自身发生高度结晶分异作用为主导因素形成的富锂花岗岩,岩体自身即工业矿体,锂主要从含锂云母中提取。花岗岩型锂矿是我国的优势锂资源,中国已探明的锂云母储量位居全球第一。随着政府加大对该产业的支持力度,2025年中国的锂云母供应量预计将占全球总量的13%。作为全球最大的新能源汽车市场的所在地,中国对锂资源的需求也尤为迫切,虽然花岗岩型锂矿提锂具有品位低、选矿成本高的劣势,但其规模大、可露天开采,且其中铷、铯、铌、钽可被综合利用的优势,促使国内进一步扩大对花岗岩型锂矿的勘查、提炼及研究。

  中国地质科学院矿产资源研究所研究团队对全国40个主要花岗岩型锂矿床进行了全面总结:通过地质特征、矿物组成、成岩成矿年龄、全岩地球化学、全岩Nd和锆石Hf同位素,归纳了该类型锂矿的时空分布规律、岩体和云母演化程度、伟晶岩和云英岩成因以及各类岩脉的形成过程。

图1 中国花岗岩型锂矿床构造区带分布图

  中国40个花岗岩型锂矿床集中分布在南、北两个区域,其中33个矿床位于南方,7个位于北方(图1):南方的花岗岩型锂矿有25个集中在华夏地块,7个分布在江南造山带,仅有1个位于喜马拉雅-青藏高原造山带南缘;中国北方的花岗岩型锂矿床有6个分布在中亚造山带和华北克拉通北缘,1个位于塔里木盆地东缘。华夏地块是我国最主要的花岗岩型锂资源产地,位于华夏地块腹地的南岭地区是中国花岗岩型锂矿最集中的区域。中生代是中国花岗岩型锂矿最重要的成矿期,形成两个高峰期(图2):晚侏罗世-早白垩世是花岗岩型锂矿床形成的极盛时期,形成最高峰,包括南方25个矿床;其次在三叠纪出现成岩成矿作用次高峰,包括5个矿床。此外,早侏罗世(182~205 Ma)和晚白垩世(72~92 Ma)的构造-岩浆活动形成5个矿床。

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图2 中国花岗岩型锂矿成岩成矿年龄直方图

  形成花岗岩型锂矿床的三个重要条件是:岩浆房内部高度分异、岩浆房顶部完好封闭和岩浆房底部持续加热。基于此认识,构建了花岗岩型锂矿床的形成模式(图3):幔源岩浆加热促使下地壳基底发生部分熔融形成初始岩浆,在逐级上升过程中初始岩浆不断发生分异,导致酸性程度逐步升高、稀有金属元素和挥发分逐步在更上一级岩浆房中发生富集(图3a);岩浆房内岩浆随着矿物的逐步结晶、冷却逐渐向低温方向演化,形成下部富堆晶体、中部富碱性长石、上部富云母石英的岩浆房(图3b);岩浆房顶部的伟晶岩壳是岩浆房内热的岩浆遇到冷的围岩而最早发生冷却固结的产物,其形成的良好封闭环境起到阻隔锂、氟、磷等易挥发组分逃逸的作用,并使得岩浆房内含矿熔体得以持续发生结晶分异作用(图3b);正是由于较早形成伟晶岩壳构成的封闭环境,使其下部残余岩浆中的挥发分不断上升并聚集于其下,促成含矿岩浆顶部发生云英岩化,进而形成云英岩型和不同碱性程度的钠长石花岗岩型矿体(图3c)。在下伏热的影响和断裂的触发下,各类岩浆将向上侵入形成各类岩脉:基性岩脉来源于同位素亏损/富集的幔源岩浆(图3a),不含矿中酸性岩脉来源于岩浆房底部堆晶体重熔(图3b),含矿酸性岩脉来源于岩浆房顶部稀有金属元素高度富集的岩浆-热液(图3c)。

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图3 中国花岗岩型锂矿床形成模式图

【责任编辑:孟瑾】