江西省锂矿资源分布、矿床类型及找矿前景

刘 爽, 王水龙, 邢新龙, 汪龙飞, 张 也

(江西省地矿资源勘查开发中心,江西 南昌 330030)

锂金属“轻”、“软”和“高能量”的特性决定了锂及其化合物的战略价值和广泛用途,在传统工业领域(汽车工业、玻璃和陶瓷、有色冶金等)和新兴产业领域(高能锂电池、航空航天、核聚变电站、医药等)都有广泛应用。原国土资源部新出台的《全国矿产资源规划(2016—2020年)》 中18 处提到锂,把锂作为9 个需要“储备和保护矿种”之一、24 种战略性矿种之一。锂矿资源成为国际矿业市场的热点,作为战略资源的地位逐渐凸显。

美国地质调查局2018年最新报告显示,全球锂资源量超过5 300万t,其中阿根廷占有980万t、玻利维亚占有900万t、智利占有840万t、中国占有700万t、美国占有680万t、澳大利亚占有500万t。中国所探明的锂矿床分布于中国9个省(自治区),主要集中在青海、西藏、四川、江西等四省(自治区),四省(自治区)合计查明资源储量占全国锂查明资源储量的96%[1]。

随着新兴产业的迅猛发展,中国对锂资源的需求量逐年快速增加,锂资源量已难以满足市场发展的需要。江西省是锂矿资源大省,但是锂矿成矿规律研究较低。笔者在总结江西省已有锂矿资源资料的基础上,提出锂矿资源的成矿预测区,为江西省今后的找矿工作提供参考。

1 江西省锂矿资源现状

江西省锂矿产地有13处,其中大型4处、中型4处、小型4处(表1)。锂主要以锂辉石、锂云母、铁锂云母产出。在赣西、宜丰、奉新一带细晶岩型富含锂(ω(Li2O)1.40%～1.90%)的瓷石矿中,虽然锂资源量颇大,因粒度细等原因而未能利用。除此,还有泰和县梅岗卤水型锂矿点((ωβ):LiCl达611.00～1 136 mg/L,(0.052%～0.091%)),为小型矿点[2]。

据《中国矿产地质志·江西卷(2015年)》,截至2011年底累计查明Li2O资源储量76.34万t。江西省在20世纪80年代初即对锂矿资源进行了开发利用,分宜锂厂已能生产氧化锂、碳酸锂和锂金属。随着新能源产业发展加快,江西众多企业(赣锋锂业、江特电机等)加入锂矿资源开发利用,仅赣锋锂业一年消耗的锂矿资源折合碳酸锂约4万t,锂矿资源缺口巨大,长期依赖省外和海外资源。

宜春414矿区经过多年开发利用,保有资源储量已严重不足。赣西细晶岩型含锂瓷石矿和河源、头陂锂辉石矿目前大部分仍作为优质陶瓷原料使用,锂矿资源未能有效开发利用,江西省锂矿资源供需形势十分严峻。

2 江西省锂矿的主要类型及分布特征

世界已发现和新发现并做过可靠计算及初步估算的锂矿资源主要分为两类:卤水型锂矿资源(约占80%)和固体型锂矿资源(约占20%)[4]。卤水型锂矿包括大陆卤水、地热卤水、油田卤水,固体型锂矿主要有伟晶岩型、蚀变花岗岩型、细晶岩型、石英脉型[5]。江西省已经发现的锂矿资源类型主要是固体型锂矿资源(锂辉石、锂云母),卤水型锂矿资源仅作为食盐生产使用。

宜春414、宜丰同安、葛源黄山、葛源松树岗等大中型矿床均与钦杭结合带有关(图1),可见大地构造位置对江西省锂矿资源有重要的控制作用。江西省锂矿成矿时期主要为燕山期。

表1 江西省锂矿资源特征Table 1 Lithium resources characteristics of Jiangxi province

注:数据据参考文献[2]、[3]和江西省矿产资源总体规划(2016—2020年)整理。

图1 江西省锂矿资源分布图(根据参考文献[2]修改)Fig.1 Distribution of lithium mineral resources in Jiangxi province1.省界;2.构造单元分区;3.固体型锂矿资源;4.卤水型锂矿资源;5.找矿远景区。

2.1 固体型锂矿资源

江西省已发现的固体型锂矿资源以共、伴生锂资源(锂云母、锂白云母、铁锂云母)为主,兼具锂辉石型锂矿资源。再细分为伟晶岩型锂矿(头陂、河源)、蚀变花岗岩型锂矿(宜春414、姜坑里、海罗岭、葛源黄山、葛源松树岗、牛岭坳、茜坑、狮子岭)、石英脉型锂矿(上坪、漂塘)、细晶岩型锂矿(牌楼—党田)。矿床类型较广,主要利用的是蚀变花岗岩型和伟晶岩型锂矿。

2.1.1伟晶岩型

广昌县头陂式花岗伟晶岩型锂辉石矿床,矿区位于江西省宁都县与广昌县交界处,属宁都县石上乡河源村和广昌县头破镇西港村管辖(图1)。大地构造位置处于武夷隆起带西缘,北北东向鹰潭—安远推(滑)覆断裂构造带中段东侧。矿体产于三叠纪富城超单元黑云母花岗岩体的外接触带,成矿年龄稍晚于岩浆岩的侵入冷凝时间260 Ma,矿化蚀变主要有白云母化、钠长石化、锂辉石化、电气石化、云英岩化[2,6]。

宁都县河源花岗伟晶岩型锂辉石矿床,矿区位于江西省宁都县与广昌县交界处,属宁都县石上乡河源村(图1)。大地构造位置处于武夷隆起带西缘,北北东向鹰潭—安远推(滑)覆断裂构造带中段东侧。矿体产于花岗伟晶岩脉的中部或占据整个脉体,其形态变化与花岗伟晶岩脉形态变化具有一致性,矿化蚀变主要有白云母化、钠长石化、锂辉石化[2][注]聂晓亮,江西省宁都县河源锂辉石矿区勘查地质报告,江西省地质矿产勘查开发局赣西地质调查大队,2002。。

2.1.2蚀变花岗岩型

宜春414蚀变花岗岩型锂云母矿床,矿区位于宜春市袁州区新坊乡境内(图1)。大地构造位置处于萍乡—绍兴板缘断裂构造带南侧,武功山—仙霞岭隆起带中北部。成矿岩体为细粒白云母花岗岩,成岩时代为燕山晚期早白垩世(约130 Ma),为蚀变花岗岩型钽铌锂铷超大型矿床(宜春式)。蚀变表现为钠长石化、锂云母化强烈;黄玉化,云英岩化、白云母化、伊利石化[2,7-9]。

横峰县葛源矿床,主要由黄山大型蚀变花岗岩型铌钽锂铷矿床和松树岗大型蚀变花岗岩型钽铌锂矿床,矿区位于上饶市横峰县葛源镇(图1)。大地构造位置处于江南古岛弧的南东缘,怀玉山—天目山被动陆缘盆地的西南部,北西临(赣东北)北东—北北东向走滑推(滑)覆超壳断裂构造带。矿化蚀变主要有钠长石化、钾长石化、铁锂云母化、云英岩化、黄玉化等[2,10-14]。

2.1.3细晶岩型

牌楼细晶岩型含锂瓷石矿,矿区位于宜春市宜丰县同安乡(图1)。大地构造上位于三级构造单元九岭—高台山台拱的九岭穹断束南部,九岭复式背斜南翼,宜丰—景德镇深断裂带与铜鼓西向—奉新上富断裂之间。成矿岩体主要是燕山期白云母花岗岩及霏细(斑)岩、细晶(斑)岩岩脉,成矿时代为燕山晚期(约118 Ma)。矿化蚀变主要有锂云母化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化、白云母化及硅化等[注]聂晓亮,周宾,胡刚等,江西省宜丰县牌楼矿区含锂瓷石矿详查报告,江西省地矿资源勘查开发有限公司,2016。。

2.1.4石英脉型

漂塘钨矿位于赣州市大余县境内(图1)。大地构造位置位于西华山—杨眉寺复背斜次一级褶皱的漂塘背斜轴部的南段。钨锡石英脉型中锂云母、铁锂云母含锂偏低,其利用价值尚待研究,目前工业意义较小[2,15-17]。

2.2 卤水型锂矿资源

泰和县梅岗含锂卤水矿床,位于吉安市泰和县梅岗村(图1)。矿床位于吉泰盆地东侧,产于白垩系地层中。成因类型属陆源碎屑—化学岩型盐类沉积卤水矿床,成矿时代为晚白垩世[18]。随着卤水提锂技术研究不断取得突破,卤水型锂矿资源将成为江西省重要的锂矿资源类型。

3 找矿前景

随着锂电新能源产业发展,锂的需求量越来越大,锂矿资源将成为制约行业发展的瓶颈问题,锂矿勘查相继兴起。根据已有资料分析[2,7-14],划分出3个江西省锂矿找矿远景区(图1):宜丰远景区、横峰远景区、雅山远景区。

3.1 宜丰远景区

该区锂矿主要有蚀变岩型和霏细岩脉型二种,其中蚀变岩型锂因品位低(Li2O 0.3%～0.6%),霏细岩脉型锂矿品位高(Li2O 1%～2%),但之前霏细岩脉型锂矿因粒度过细无法提取锂,因此该地区锂矿一直作为含锂瓷石矿开发利用。随着近几年锂资源市场走俏,原矿入选品位已降至0.3%～0.4%,选矿回收率可达70%以上,并开展了大量工业应用研究[19-20]。

宜丰地区锂矿均呈岩枝或岩滴或岩脉状大面积规律性沿近东西向或北北东向断裂带分布,各矿体特征类似,在时空上似有内在成因联系,推测可能属同期同源。

根据岩浆演化的特征,将蚀变花岗岩型锂矿划分为岩体型(414、横峰县葛源)、岩枝型(狮子岭、茜坑、白水洞等)、伟晶岩壳(脉)型(梅家)、霏细岩脉型(党田、牌楼)四位一体的成矿模型(图2)。并通过成矿模型以就矿找矿方法指导宜丰地区内岩枝岩脉型盲矿体的找矿、以缺位找矿的方法指导区内岩体型和伟晶岩壳(脉)盲矿体的找矿,认为宜丰远景区具有很大的找矿潜力,极有可能找到类似414、葛源岩体型的蚀变岩型锂矿。应加大深部和外围的锂矿勘查工作,寻找大矿、富矿。

图2 宜丰地区锂矿推测成矿模型示意图Fig.2 Sketch of metallogenic model of lithium ore in Yifeng area

3.2 横峰远景区

该区位于江南复合地体与华夏复合地体的碰撞增生带次级怀玉地体内,赣东北深大断裂的南东侧[12]。

该区主要的锂矿床类型为蚀变花岗岩型锂云母矿床。区内主要出露南华—震旦系地层,岩性主要为砂岩、板岩、粉砂岩、灰岩等,区内的钨锡多金属矿也主要赋存在该层中;岩浆岩主要为钠长石化花岗岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩等,岩体年龄为燕山晚期岩体,锂矿主要赋存在强烈钠长石化花岗岩中,形成主要锂矿的工业矿体;区内多向构造发育,但北西向断裂(压扭性)为该区最重要的控矿断裂,区内大多数矿体均分布其上。

3.3 雅山远景区

该区位于武功山隆起区,区内地层出露上震旦统老虎塘组浅变质岩,岩性主要为变质砂岩、粉砂岩、千枚岩、灰岩等;区内岩浆活动频繁,多期侵入,与锂矿成矿有关的岩体为燕山早期雅山复式花岗岩株。

该区主要的锂矿床类型为蚀变花岗岩型锂云母矿床。成矿和容矿母岩体(花岗岩)在空间上关系密切,矿化及蚀变具有明显的分带性,岩体的热液蚀变—自交代作用强烈,强、中钠长石化(云英岩化)蚀变带为锂矿化的主要赋存空间,并且钠长石化的强度与锂矿化呈正相关。

4 开发利用建议

(1) 实行锂资源和产业整合,提高资源利用率。随着“绿色矿山”建设的深入,对矿产资源开发利用水平的要求大幅提高,要以规模效益、集约化经营的原则,实现矿产资源合理开发和高效利用资源,促进保障发展与保护资源双赢。

(2) 加强锂矿资源勘探工作,保障资源储量,促进经济发展。鼓励矿山企业和地勘单位根据自身条件,加大锂矿资源勘探力度,开展攻深探盲,寻找大矿、富矿,保障锂矿资源的开发利用和新能源行业的发展。

(3) 鼓励选矿实验研究,提高锂矿的回收率。特别是要提高共伴生锂组分(霏细岩型、石英脉型、蚀变花岗岩型等)的选矿工艺和采矿回收率,促进资源的高效合理开发利用。

5 结语

(1) 江西省锂矿资源分为卤水型锂资源和固体型锂资源,固体型锂矿资源(锂辉石、锂云母)是目前利用的主要类型。固体型锂矿资源又可划分为伟晶岩型、蚀变花岗岩型、细晶岩型、石英脉型。蚀变花岗岩型锂矿是目前全国最大的锂云母矿山。

(2) 江西省省固体型锂资源主要集中在燕山期,典型锂矿床有宜春414、横峰县葛源,其成矿作用多与钦杭结合带有关。

(3) 圈出3个锂矿成矿远景区,是今后锂找矿勘查工作的重点。构建了锂矿成矿模型以指导外围和深部的找矿工作。