我国典型锂矿床类型、分布特征及资源利用探讨

摘要：战略性关键金属指现今社会必需、安全供应存在高风险的稀有金属、稀土金属、稀散金属、稀贵和部分其他金属。近年来，Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf、W、Sn等稀有金属因其重要战略意义而列入中国和欧、美、日等国关键矿产资源目录。花岗伟晶岩作为赋存稀有金属矿产的重要岩石类型之一，长期以来被认为是花岗质岩浆分异演化晚期残余岩浆固结的产物。本文通过大量阅读近30年来国内外伟晶岩及其相关的稀有金属矿床的研究文献，并结合近20年来我课题组对阿尔泰造山带伟晶岩科学研究实践，较系统阐述伟晶岩基本特征（包括定义、概念、专业术语）、组成与结构、成因分类、内部分带模式、LCT型伟晶岩岩石成因、时空分布特征以及相关锂矿床的成因，旨在推动我国的伟晶岩及其相关的稀有金属矿床研究。伟晶岩及相关稀有金属矿产广泛分布于我国的阿尔泰造山带、天山造山带、松潘-甘孜造山带、西昆仑造山带、秦岭-大别造山带、喜马拉雅造山带、三江造山带、武夷-云开造山带和江南造山带，因此，开展伟晶岩岩石学和矿床学研究不但具有岩石成因学和大陆动力学研究的科学意义，而且对指导稀有金属矿床的找矿与勘查具有重要应用价值。

关键词：大地构造;锂矿床类型;岩性组合;分布特征;资源综合利用

引言

锂资源在新兴产业中发挥着举足轻重的作用，是低碳化发展的关键元素。锂及其化合物因具有高储能、软质地、轻比重、大比热、低能耗与强电化学活性等多种卓越的性能，在新能源、可控核聚变、航空航天工业等领域发挥着显著的作用，有着“21世纪的新能源”之稱，被各国列为关键金属，其战略地位不断提升，掀起了世界各国新一轮的矿产资源争夺热潮和新兴材料研究热潮。Vikström等认为世界各主要国家对锂的需求将不断增大，预测直到21世纪90年代才会达到最大产能。

1矿床地质特征

作为自然界最轻的金属，锂元素十分活泼，导致内生型锂矿的形成过程中总会受到构造环境的约束，全球伟晶岩型锂矿主要产出于相对稳定、封闭的大地构造环境，如古老结晶地盾、地块等;但也有部分产出于活跃的造山构造环境中（如美国阿帕拉契亚褶皱带产出的金斯山锂辉石矿床、中国川西甲基卡锂矿床等），其中，穹窿构造、复背斜、复向斜等是产出由褶皱控制的花岗伟晶岩型锂矿的主要构造环境。花岗伟晶岩型锂矿床常赋存在大型花岗岩侵入体上部（或边缘）的交代伟晶岩矿脉中，呈似层状、脉状产出，根据前人研究，花岗伟晶岩型锂矿产出部位还受构造形成的裂隙的影响[。富含挥发分和锂等稀有元素的伟晶岩浆从母花岗岩浆中分离出来，沿着母岩体周围地层的构造裂隙，上升、充填，在相对封闭和稳定的环境中缓慢结晶并分馏形成微斜长石型、微斜长石钠长石型、钠长石型、钠长石锂辉石型、锂（白）云母型等伟晶岩。

2典型锂矿床类型

2.1（花岗）伟晶岩型矿床

锂作为自然界中最轻的碱性金属，其离子半径较小，化学性质十分活泼，有独特的物理性能，在循环中易于富集在上地壳。由于岩浆中富含大量的挥发成分，锂矿床与钨、锡、铌、钽、铷等稀有金属矿产具有成因上的联系，分析认为，（花岗）伟晶岩型锂矿大多情况位于高分异过铝质-偏铝质花岗岩体的接触带外部，说明（花岗）伟晶岩型锂矿与酸性岩浆活动的联系较为密切。在大陆俯冲边缘与后期松弛移动过程中，地球深部软流圈所形成的岩浆上侵可能会导致上部物质的混合重熔，又促使深部岩浆发生多期次多阶段侵位，进而形成富含锂元素的酸性岩浆，该岩浆逐步结晶分异出伟晶岩浆，高密度富含挥发成分的伟晶岩浆再经过一系列的分异演化。

2.2不分带伟晶岩

（unzoned pegmatites）不是所有的伟晶岩都显示内部分带的，通常，内部组构均匀的伟晶岩只能由其粒径大小（数厘米或更大）来定义的，其中斜长石和石英呈他形，具有一致的晶体大小，而钾长石倾向于斑状的，常常显示骸晶或文象花岗岩共生。岩石组构显示各向同性，晶体分布和取向是随机的，或者晶体取向由主要树枝状钾长石巨晶确定。不分带伟晶岩主要存在于小的浅色花岗岩穹顶的内部以及紧靠着浅色花岗岩边缘，是长石、石英、云母原料的主要来源，通常称之为“陶瓷”伟晶岩，“伟晶花岗岩”或者“花岗岩-伟晶岩类”。

3岩性组合特征

一般认为，（花岗）伟晶岩锂矿床含矿地层类型复杂多样，大部分锂矿床主要形成于伟晶岩脉中，但（花岗）伟晶岩锂矿床的容矿岩石种类又比较少，主要为蚀变花岗岩和花岗伟晶岩。含矿岩体大多为石英-锂辉石、钠长石-锂辉石、钠长石化花岗岩和云英岩、石英闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等。例如，柴北缘地区岩浆岩主要为碱长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、花岗伟晶岩脉、石英正长岩、正长花岗岩等。阿尔泰-西昆仑锂成矿有利区、川西锂成矿有利区以及秦岭锂成矿有利区等，侵入岩体多呈岩脉、岩枝及岩株状产出，与岩浆活动相关的富锂伟晶岩脉主要有钠长花岗岩、二云二长花岗岩、花岗斑岩脉、花岗伟晶岩脉、黑云钾长石花岗岩、黑云二长花岗岩、二云花岗岩、花岗细晶岩脉、闪长岩脉、云英岩脉等。华南锂矿床成矿有利区，如江西锂矿床成矿区带上，含矿岩体主要为中粗粒斑状黑云二长花岗岩、中细粒少斑黑云二长花岗岩及细粒正长花岗岩等，矿体为花岗伟晶岩脉等，岩性主要是钠长石花岗伟晶岩、钠长石-锂辉石伟晶岩等，主要含锂矿物为锂辉石等。

结束语

锂作为新兴产业最重要的矿产资源之一，各国对锂的需求增长旺盛。花岗伟晶岩型锂矿由于其分布广品位高，带动了全球的勘查热潮，也取得了重大进展。通过本次研究，可以得出以下结论：1）花岗伟晶岩型锂矿品位高，资源量大，开采选冶技术成熟，尽管锂是稀有金属，但花岗伟晶岩型锂矿床在全球分布广泛，是锂矿储量和产量的主要类型。2）在时空分布方面，花岗伟晶岩型锂矿的成矿时代跨度很大，产出的时代可古老至太古宙，年轻至新生代;成矿构造环境从稳定的地台区到活跃的造山带均有。3）在成矿规律方面，花岗伟晶岩型锂矿床一般以中高压、中温成矿流体为主，并具有低盐度的特征;花岗伟晶岩中的锂元素来源具有多样性，传统观点认为花岗岩浆的结晶分异富集是锂元素的主要来源，而最新的研究表明也可从沉积岩中继承锂元素。

参考文献

[1]李昌元，向涛，闫友谊，汪程.湘东北传梓源铌钽锂矿床地质地球化学特征及成因[J].矿产勘查，2019，10（12）：2953-2963.

[2]赖翔，陈翠华，陈宵杰，喻晓，方向池，邓自平，郑硌.李家沟锂辉石矿床首采段矿石工艺特征研究[C].中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室.第九届全国成矿理论与找矿方法学术讨论会论文摘要集.中国矿物岩石地球化学学会矿床地球化学专业委员会、中国地质学会矿床地质专业委员会、中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室：《矿物学报》编辑部，2019：419.

[3]杨卉芃，柳林，丁国峰.全球锂矿资源现状及发展趋势[J].矿产保护与利用，2019，39（05）：26-40.

[4]毛景文，袁顺达，谢桂青，宋世伟，周琦，高永宝，刘翔，付小方，曹晶，曾载淋，李通国，樊锡银.21世纪以来中国关键金属矿产找矿勘查与研究新进展[J].矿床地质，2019，38（05）：935-969.

[5]商朋强，祁才吉，焦森，熊先孝，关炳庭，张杨.中国钾盐矿产预测评价模型和资源潜力分析[J].地质通报，2019，38（10）：1758-1767.

作者简介：张伟豪，1993.8--，男，汉族，内蒙古人，成都理工大学，地球科学学院，地质学专业，硕士研究生在读。