川西甲基卡式锂矿地质特征及成矿模式——以甲基卡锂矿床为例

赵玉祥，赵光明，曾毅夫

川西甲基卡式锂矿地质特征及成矿模式
——以甲基卡锂矿床为例

赵玉祥1，赵光明1，曾毅夫2

（1.四川省地矿局404队，四川 西昌615000；2.成都理工大学地球科学学院，成都610059）

川西花岗伟晶型锂矿（甲基卡式）是四川省最主要的锂矿类型（占全省锂矿资源的98%以上）。该类型锂矿床（点）均产于甘孜—松潘陆内造山带中，受封闭型热穹窿构造控制。含矿伟晶岩脉多成群成带常围绕印支期重熔分异型二云母二长花岗岩质“母岩”呈中心式带状分布，并与渐进式接触变质带紧密共生，构成“体—带—脉—晕多位一体”成矿模式。不同类型的矿脉或岩脉在时空、成份等方面常具定向演化及分异特点，形成铍铌—锂—钽铯（锡）的成矿系列。同一矿脉中常常有多种稀有元素（矿物）共生、伴生，形成综合矿床。

锂矿；地质特征；成矿模式；川西

花岗伟晶型锂矿（甲基卡式）是四川省优势矿种，已探明LiO2资源储量120多万吨，预测资源量500多万吨。主要集中分布在川西阿坝、甘孜地区，有矿床点15处，其中特大型3处，大型2处，中型3处，小型3处，矿点4处。主要矿床集中分布在石渠—雅江—九龙和马尔康—金川—小金两个成矿带上，前者有康定甲基卡、道孚容须卡、石渠扎乌龙、雅江木绒、九龙三岔河、康定赫德、德格塔卡等；后者有马尔康金川可尔因矿田、马尔康热水塘、马尔康日部和壤塘司药武等。川西地区是寻找稀有金属锂、铍、铌、钽、（铷、铯）、锡矿的有利地区。

1　成矿地质背景

甲基卡式锂矿集中分布特提斯构造域东缘印支—燕山期松潘—甘孜造山带，狭持在甘孜—理塘断裂和壤塘—松岗断裂倒三角形区域内。区内广泛出露三迭系西康群中上统地层，为一套浊流沉积相复理石建造沉积，厚度愈万米。该套地层为花岗伟晶岩脉的赋脉（矿）围岩，砂岩利于矿液渗透，泥岩常形成成矿的“封闭”系统，利于伟晶岩矿物结晶成长。

区内构造以北西—南东向的褶皱及推复构造为主。北西向深大断裂断有甘孜—理塘断裂、鲜水河断裂和壤塘—松岗断裂。次级北北西向、北西向、东西向断层及褶皱（主要为短轴背斜）亦较发育，它们是区内主要锂矿田（区）控矿构造。更次级的节理裂隙及层间剥离空间是锂伟晶岩储矿构造。

区内印支期中酸性侵入岩特别发育。其中二（白）云母花岗岩是区内锂伟晶岩的成矿“母岩”。如甲基卡二云母花岗岩、扎乌龙白云母花岗岩、金川可尔因二云母花岗岩、赫德白云母花岗岩、滴痴山二云母花岗岩等岩体。成矿“母岩”多呈不规状岩株产出，出露面积几平方公里至百多平方公里，成岩年龄159.8~214.65Ma，多为印支晚期产物。

图1　甲基卡矿区伟晶岩脉分布图

区内地层均遭受了区域变质，生成各类板岩、千枚岩、片岩和变砂岩等；随着岩浆岩的侵入，围绕花岗岩体产生低温低压热变质作用，生成以岩体为中心的透辉石、十字石、红柱石、石榴石、黑云母等蚀变晕圈；再后伟晶岩的贯入，近脉围岩又产生了以气热为主的电气石化、董青石化、矽线石化等蚀变。

2　典型矿床地质特征

甲基卡锂矿区位于雅江地向斜中段甲基卡穹窿状短轴背斜近轴部。区内出露三迭系上统侏倭组、新都桥组细砂岩、粉砂岩、泥岩。矿区构造主要有南北向甲基卡背斜和一系列南北向断层。甲基卡背斜轴面直立，翼部发育一系次级倒转褶曲。岩浆岩以印支期甲基卡岩体二云母二长花岗岩体为主体，于岩体内、外接触带派生出大量花岗伟晶岩，外围尚有石英脉存在，形成最有价值的稀有金属矿床和水晶矿床。

2.1岩体特征

甲基卡岩体呈镰刀状岩株侵入于甲基卡穹窿状短轴近轴部倾末端的三迭系上统浅变质岩中，出露面积5.3km2（图1）。岩体属底辟式侵位，向四周外倾。岩体剥蚀浅，仅出露边缘相，岩石类型主二云母二长花岗岩，为灰白色，局部红色。细粒花岩结构、显微文象结构、块状构造、平行构造。矿物成分主要为微斜长石、斜长石、石英和白云母、黑云母，副矿物有电气石、锂辉石、磷灰石、石榴石，偶见辉钼矿、萤石、黄玉、铌钽铁矿、绿柱石、榍石、锆石等。岩石化学成份以硅、铝含量高，铁、镁、钙含量低，挥发分含量高为特征，微量元素以富锂、铷、铍、锡及稀土为特点。岩体成因为壳源重熔型花岗岩（S型），花岗岩的Rb-Sr等时线年龄为198-195Ma（李健康），成岩期属印支晚期。

2.2矿脉（体）特征

2.2.1矿脉（体）产出特征

花岗伟晶岩脉围绕甲基卡岩体二云母二长花岗岩内、外接触带大致呈离心式成群成带产出。矿区（56km2范围）内统计有伟晶岩脉498条，多产于岩体顶部及外接触带。外接触带伟晶岩脉多具贯入式特征，与围岩界线清楚；岩体内部存在少数异离体状伟晶岩脉，与二云母花岗岩呈渐变过渡。

伟晶岩脉多呈脉状、不规则状，次为透镜状、串珠状、岩盘状、岩盆状、板状、团块状、蘑菇状等。岩脉规模相差悬殊，一般长100~500m，最长1 450m，一般厚1~20m，最厚630m，延深50~300m，最深500m以上。岩脉产状受容脉裂隙控制，产状一般陡。总的说来，在外接触带外中岩脉形态较规则，规模较大，在内接触带岩脉形态复杂，规模小。矿区发现有稀有金属工业矿脉114条。矿体与脉体近于一致。一般锂矿体长100~300m，最长980m，厚3~21m，最厚100m，延深35~370m；铍矿体长75~400m，厚1.4~4.8m；铌钽矿长52~400m，厚1~7m，延深35~80m。

2.2.2矿石质量

伟晶岩矿物成分较复杂，已发现67种矿物。主要由硅酸盐矿物（含量大于5%）石英、微斜长石、钠长石、锂辉石、白云母和锂云母等六种矿物组成。主要工业矿物是锂辉石、绿柱石和铌钽铁矿，次要有用矿物为锡石、锂云母和锆石，部份白云母和微斜长石（回收铷、铯）等。

按特征矿物种类和含量可划分为微斜长石型（Ⅰ类）、微斜长石钠长石型（Ⅱ类）、钠长石型（Ⅲ类）、钠长石锂辉石型（Ⅳ类）和锂（白）云母型（Ⅴ类）等5类花岗伟晶岩脉，其中Ⅴ类可再分为白云母亚型（Ⅴa）和锂云母型（Ⅴb）。它们以“母岩”为中心由内向外作环带状分布，Ⅰ型分布于岩体内部，Ⅱ-Ⅴ型依次产于外接触带，总宽度2~4km。Ⅴ型之外，伟晶岩绝迹，代之出现石英脉。与此对应矿床类型等一系列特征亦随之呈带状分布特点。

伟晶岩脉内部以伟晶结构、带状构造为特点。根据矿物颗粒大小及矿物成分不同，矿区可归纳出12个结构带或结合体：①粒状微斜长石带；②文象带；③块状微斜长石带；④白云母带；⑤微斜长石钠长石带；⑥钠长石带；⑦石英锂辉石带；⑧钠长石锂辉石带；⑨钠长石白云母带；⑩钠长石锂云母带；⑪云英岩带；⑫块体石英带。岩脉内部组份多不均一，分异作用明显，一条脉常由3~5个结构带组成，不同类型岩脉的标型结构带和带的共生系列各不相同。

伟晶岩化学成分较复杂。矿床已发现50种以上元素、富含挥发分和稀有金属，属典型的亲石性组合。锂伟晶岩化学成份见表1。稀有金属含量：Li2O 0.92%~1.4%，平均1.266%；BeO 0.040%~0.0528%；Nb2O5：0.0102%~0.0144%；Ta2O5：0.0093%~0.0174%；Rb2O：0.115%~0.136%；Cs2O：0.0139%~0.0227%；Sn：0.0308%~0.10%。

表1　锂伟晶岩化学成份（%）

2.3围岩蚀变

矿区三迭系地层经历了多期次、多类型、多相叠加的变质作用，生成以岩体为中心的透辉石带、十字石带、红柱石带、石榴石带、黑云母带等蚀变晕圈，构成较完整的蚀变带序列。对伟晶岩而言，其围岩有明显的接触变质及气液蚀变作用，形成由脉壁向外电气石带、堇青石带和绢云母绿泥石化带和（钾）-锂-硼-铯化学晕圈。

2.4伟晶岩地球化学特征

2.4.1主量元素

主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca和K、Na、Li、Cs等组分。Si、Al组分约占伟晶岩组分的88%~90%，含量稳定，变化幅度小。Fe、Mg、Ca等暗色组分含量1%~2%，随演化明显降低。Ca、Mg含量变化最为典型，由Ⅰ类型演化到Ⅴb 类型，其含量由0.90%降低到0.09%；K、Ca、Li、Cs碱性组分，总的演化顺序为K-Na-Li-Cs逐渐增加；（Na+Li）/（Ca+Mg）值，由Ⅰ类型至Ⅴb类型由3.27增加到63.11。

2.4.2微量元素

花岗伟晶岩中的稀碱元素和稀有元素等微量元素。总量变化随演化呈增加趋势。其中Li、Be、Ta、Cs等增加明显。即：自二云花岗岩→微斜长石伟晶岩→钠长石伟晶岩→钠长石锂辉石伟晶岩→白（锂）云岩体晶岩逐渐增加。矿化剂F、H2O+二者随岩脉的演化均有增高之势。如F从0.015增至0.064%。

2.4.3稀土元素

自低类型到高类型花岗伟晶岩，稀土总量呈降低趋势。稀土元素配分模式（曲线）呈现右倾的特点，属于有亏损型。

2.4.4同位素

甲基卡矿床9号伟晶岩脉Rb-Sr法等时限年龄为（189.5±3.1）Ma①，104号、134号脉40Ar/39Ar等等时限年龄为195.7~198.9 Ma②，成矿时代为燕山早期（早侏罗世）。锶同位素：87Sr/86Sr=0.7038±0.045。属地壳重熔成因伟晶岩。

2.4.5成矿流体特征

据李健安等研究成果，甲基卡矿床石英中水的包裹体δ D-δ18H2O-SMOW图解，样品落在原始岩浆水区域，伟晶岩流体主要来源于花岗岩浆期后热液。矿床均一温度介于80~550℃之间，主要介于340~260℃区间，流体溶度盐度范围1.03%~16.49%Nacl，主要在3%~7%之间，成矿压力均值230-275MPa。

3　矿床成因和成矿模式

3.1成矿机制

在印支岩浆—构造旋迴中，川西地区在南北、东西压力的作用下，深部硅铝层产生了深层次的滑脱，热窿，导致硅铝层熔融，生成“S”型花岗岩。这种花岗岩浆在构造应力的作用下，产生运移，上涌，并发生结晶、蒸镏、分异作用，在其顶部聚集大量富含挥发分和稀有金属残余岩浆（矿浆）。这种残余岩浆在适当的空间生成稀有金属伟晶岩矿床。即硅铝层是锂矿的成矿物质初始层，富含挥发分和稀有金属的残余岩浆是锂的成矿物质的主要来源；围岩及天水是成矿物质的次要来源。

图2　甲基卡典型矿床成矿模式图

3.2矿床成因

甲基卡式锂矿床为花岗伟晶岩型矿床，属富氟花岗岩残余岩浆分异结晶的产物。

3.3成矿模式

3.3.1成矿要素

根据矿床成矿要素与矿床生成密切程度，将成矿要素分为必要的、重要的、次要的三种。

1）必要的要素：①陆内挤压、汇聚、碰撞的造山环境—（松藩—甘孜造山带）；②“热穹窿”（短轴背斜、背斜）；③壳融型（S型）二（白）云二长花岗岩。

2）重要的要素：①三叠系西康群一套砂泥质复理石地层；②断裂构造、节理裂隙、层间剥离空间；③“递进变质带（作用）”：透辉石→十字石→红柱石、石榴石→黑云母蚀变带；④构造岩浆演化（幕）之间相对稳定“平静”期间。

3）次要的要素：①成岩成矿时代—印支晚期至燕山早期；②伴生的花岗伟晶岩脉大量产出。根据上述的成矿机制及成矿要素，甲基卡矿床的成矿模式见图2。区域成矿模式见图3。

图3　道孚长征——甲基卡锂伟晶岩区域成矿模式图

4　区域成矿规律

川西甲基卡式锂伟晶岩在分布空间、成矿时代和控矿条件等方面都具有明显规律性。

4.1矿床（点）空间分布集中

甲基卡式锂矿集中分布在在甘孜—理塘断裂和壤塘—松岗断裂狭持的倒三角形区域内，主要沿石渠—雅江—九龙和马尔康—金川—小金两个成矿带分布。就单个矿田（区）、矿来说，锂伟晶岩均围绕“母岩”的外接触带宽400~3 400m成群分布。与“母岩”形影不离，关系密切。并与十字石、红柱石、石榴石、黑云母等变质蚀变带分布范围基本一致（吻合）。

4.2成矿时代相同

甲基卡式锂矿成矿时代均为印支晚期—燕山早期。

4.3控矿条件近似

1）川西锂伟晶岩严格分布在陆内碰撞造山带中，受短轴背斜、穹窿及节理裂隙控制。即造山带控制了整个伟晶岩带的产出；穹窿状热背斜控制了矿田、矿床的分布；节理裂隙是含矿伟晶岩脉的贮矿空间。

2）成矿“母岩”均为二云二长花岗岩或白云母二长花岗岩。

3）含矿围岩均为中上三迭统西康群一套砂泥质岩石。变质蚀变后为十字石、红柱石、石榴石、黑云母片岩。

5　找矿远景分析

5.1就矿找矿潜力巨大

川西15处锂伟晶岩矿床（点）勘查程度都较低。除个别矿脉进行过详查或勘探外，绝大多数矿脉仅有少量地表槽探揭露或没有工程控制。各个矿床（点）均有较好的Li、Be化探异常和第四系复盖区的物探（电法）异常没有检查。因此，已知矿床深部及外围找矿潜力巨大。特别是可尔因、甲基卡和扎乌龙等矿床的资源储量都有可成倍增加。近年来在可尔因矿田东南密集区，西部密集区，和甲基卡东矿段、西矿段的勘查成效显著。巨大的找矿潜力已初露端倪。预计川西地区锂资源总量达五、六百万吨。

5.2广大空白区找矿潜力值得重视

川西锂伟晶岩分布区南北长300~700km，东西宽90~220km。面积约10万km2。区内与稀有金属成矿有关的地层、构造、岩浆岩等发育，有关地球化学异常面积广大。自上世纪70年代初以来，都没有进行过专门找矿工作。因此川西锂伟晶岩带中的空白区找矿潜力值得重视。特别是甲基卡—新卡—长征一带，壤塘东南部、扎乌龙外围、康定赫德—九龙乃渠乡Li、Be、Nb、Ta、（Rb、Cs）、Sn等稀有金属的化探异常分布区。

[1] 赵光明，等．四川省锂矿资源潜力评价成果报岩[R]．2012．

[2] 唐国凡，吴晓先．四川省康定县甲基卡花岗伟晶岩锂矿床地质研究报告[M]．北京：地质出版社，1984．

[3] 李健康，王登仁，等．川西伟晶岩型矿床的形成机制及大陆动力学背景[M]．北京：原子能出版社，2007．

[4] 王全伟，王康明，阚泽忠，等．川西地区花岗岩及其成矿系列[M]．北京：地质出版社，2008．

[5] 四川省地质矿产局404队．川西稀有金属矿产远景区划图说明书[R]．1980．

[6] 四川省地质矿产局404队．川西稀有金属矿产资源潜力评价报岩[R]．2014

[7] 四川省地矿发局404队．四川乾宁容须卡稀有金属矿区详查补充报告[R]．1974.

[8] 四川省地矿发局404队．四川可尔因稀有金属矿区初步普查报告[R]．1972.

[9] 四川省地矿发局402队．四川石渠扎乌龙稀有金属矿区初步普查报告[R]．1970.

Geological Features and Genetic Model for the Granitic Pegmatite Type (Jiajika Type) Li Deposits in West Sichuan——By the Example of the Jiajika Li Deposit

ZHAO Yu-xiang1ZHAO Guang-ming1ZENG Yi-fu2
（1- No. 404 Geological Team， BGEEMRSP， Xichang， Sichuan 615000； 2- College of Earth Science， Chengdu University of Technology，Chengdu610059）

The granitic pegmatite type （Jiajika type） Li deposits in West Sichuan are confined to the Songpan-Garzê orogenic zone and controlled by closed thermic dome. The host pegmatite veins occur as belt in the center of remelting biotite monzogranite and are associated with contact metamorphic zone. Associated elements are Be， Nb， Ta， Cs and Sn and so on. A quaternity genetic model of body-belt-vein-hole is put forward.

Li deposit； geological feature； metallogenic model； west Sichuan

P619.14

A

1006-0995（2015）03-0391-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.018

2014-08-28

赵玉祥（1974-），男，四川峨边人，助理工程师，从事固体矿产勘查工作