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學(xué)習(xí)園地 | 全球鋰礦主要類型、特征、時空分布及找礦潛力分析

 wangminming 2023-02-01 發(fā)布于陜西

鋰礦主要類型、特征、時空分布及找礦潛力分析

導(dǎo)讀:

鋰是重要的能源金屬,需求旺盛,市場火爆,我國大量進(jìn)口。鋰礦研究是熱點,不斷有新的礦床類型發(fā)現(xiàn),許多學(xué)者都從不同角度對鋰礦床的類型進(jìn)行過劃分,目前還缺少能夠反映最新發(fā)現(xiàn)礦床新類型的統(tǒng)一分類方案,此外全球鋰礦勘探開發(fā)形勢及找礦潛力分析研究成果也不多。
隰彎彎等在國家重點研發(fā)計劃(2021YFC2901804)等項目資助下,根據(jù)前人研究結(jié)果,綜合考慮資源稟、礦床成因、全球分布等特征,同時結(jié)合中國鋰礦主要類型,提出了一種鋰礦床分類方案,將全球鋰礦劃分為6種類型,并研究了目前可開發(fā)利用的鋰礦床主要類型地質(zhì)特征、時空分布規(guī)律;分析了鋰礦找礦潛力,認(rèn)為鹽湖鹵水型和偉晶巖型鋰礦找礦潛力大,是目前勘探開發(fā)的主要類型研究成果有助于鋰礦勘查、研究和管理者全面了解掌據(jù)全球鋰礦主要類型特征、成礦時代和分布特征。
------內(nèi)容提綱------

引言

1 主要類型
1.1 鹽湖鹵水型
1.2 偉晶巖型
1.3 黏土型
1.4 鋰沸石型
1.5 其他鹵水型
1.6 離子吸附型
2 成礦時代及分布特征
2.1 成礦時代
2.2 分布特征
3 勘探開發(fā)及找礦潛力分析
4 結(jié)語
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0  引言

鋰元素于1817年由瑞典化學(xué)家Johan Arfvedson發(fā)現(xiàn),August Matthiessen和Robert Bensen于1855年首次分離出可供使用的鋰金屬。此后,鋰逐漸廣泛應(yīng)用于電池、陶瓷、玻璃、空氣處理、潤滑劑、醫(yī)藥及有機(jī)合成等傳統(tǒng)和新興領(lǐng)域,被稱為“21世紀(jì)綠色高能金屬”和“白色石油”,是不可或缺的工業(yè)原料。近年來,隨著信息技術(shù)和電動汽車的迅猛發(fā)展,全球?qū)︿嚱饘俚男枨笈c日俱增,2019年,全球鋰消費量約31萬t,預(yù)測至2030年,全球鋰需求量為100~160萬t(注:如非特別說明,文中鋰的計量單位均為碳酸鋰當(dāng)量)至本世紀(jì)末,全球?qū)︿嚨男枨鬄?.6~1億t。

目前,中國是全球第一大新能源汽車開發(fā)生產(chǎn)國,對鋰需求量最高。據(jù)預(yù)測,2030年中國鋰需求為70萬t,約45?50萬t鋰依賴進(jìn)口。筆者所在團(tuán)隊對鋰三角地區(qū)鋰礦資源稟賦和開發(fā)情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查本文在團(tuán)隊調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)及前人研究的基礎(chǔ)上,以自己有限的見識總結(jié)了鋰礦的主要類型、特征和時空分布。

1  主要類型

許多學(xué)者都從不同角度對鋰礦床的類型進(jìn)行過劃分部分學(xué)者根據(jù)其礦石形態(tài)和成因類型將鋰礦床劃分為硬巖鋰礦(內(nèi)生)和鹵水鋰礦(外生)兩個大類。硬巖鋰礦進(jìn)一步劃分為花崗偉晶巖型、花崗巖型、云英巖型、黏土型和湖相沉積型等亞類;鹵水鋰礦進(jìn)一步劃分為大陸鹽湖型、地?zé)猁u水型和氣田鹵水型等亞類。部分學(xué)者根據(jù)鋰的賦存狀態(tài)和開發(fā)特征,將鋰礦床主要劃分為三類:鹵水型、偉晶巖型和沉積巖型。其中,鹵水型礦床主要為大陸鹽湖鹵水;沉積巖型礦床主要包括黏土型礦床和湖相沉積型礦床。此外,近年來鋁土礦中的鋰得到了越來越多的重視和研究,相應(yīng)的離子吸附型鋰礦己經(jīng)成為不可忽視的資源。本文根據(jù)前人研究結(jié)果,綜合考慮資源稟賦、礦床成因、全球分布等特征,Bradley等提出的分類為主要參考,同時結(jié)合中國鋰礦主要類型,將全球鋰礦劃分為6種類型:鹽湖鹵水型、偉晶巖型(包括相關(guān)的花崗巖型及云英巖型)、黏土型、鋰沸石型、其他鹵水型(目前包含油氣田鹵水和地?zé)猁u水兩種亞類)和離子吸附型(表1)。其中,鹽湖鹵水型因其巨大的資源量和便捷的開發(fā)方式將其從鹵水鋰礦中單獨分出,偉晶巖型鋰礦因分布廣泛、資源量大且開發(fā)程度最高而單分一類,其他類型鋰礦也因各具獨特的成因或賦存狀態(tài)而相互區(qū)分。

表1鋰礦類型劃分

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1.1 鹽湖鹵水型

鹽湖鹵水型鋰礦亦可稱為封閉盆地鹵水鋰礦或大陸鹽湖鹵水鋰礦是指鋰賦存于大陸封閉盆地內(nèi)鹽湖或鹽殼中的一種鋰礦類型。據(jù)統(tǒng)計,全球鹽湖鹵水型鋰礦儲量約9170萬噸,資源量約1.59億噸(數(shù)據(jù)來源:S&P Global MarketIntelligence、各公司技術(shù)報告和年報,截至2020年8月;下同)。該種鋰礦類型分布較為集中,主要分布于南美鋰三角地區(qū),其次分布于中國西部和美國

鹽湖鹵水型鋰礦的成因主要是,在封閉盆地,特別是干旱沙漠地區(qū)的封閉盆地中,鋰在鹽湖鹵水中發(fā)生富集并形成有開采價值的鋰礦床(圖1)

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圖1 鹽湖鹵水型鋰礦成礦模式示意圖

鹽湖鹵水型鋰礦的成礦要素主要有6點

(1)干旱的氣候,這是最重要的因素,直接影響了鹽湖的形成、鋰濃縮富集成礦的時間和后續(xù)提取鋰時鹵水在蒸發(fā)池中進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮的效率。

(2)有鹽湖(或鹽殼)分布的封閉盆地,這是目前所有鹽湖鹵水型鋰礦都具有的特征,這一特征受構(gòu)造背景和氣候條件共同控制。

(3)與成礦相關(guān)的火山或地?zé)峄顒樱?/span>這一要素對形成鹽湖鹵水鋰礦十分重要,與之相關(guān)的熱液可以對鋰進(jìn)行淋濾富集和運(yùn)移,而淺部熱液更是可以直接成為鋰源;熱活動導(dǎo)致的蒸餾作用也起到了一定的鋰濃縮富集作用;早期熱液活動形成的富鋰黏土礦物是鋰源巖之一;火山巖,尤其是玻璃質(zhì)碎屑成分,是重要的鋰源(圖1)。

(4)構(gòu)造導(dǎo)致的沉陷,已知的鹽湖鹵水鋰礦均位于與伸展、走滑和擠壓等造山活動相關(guān)的盆地內(nèi),如與南美安第斯造山帶相關(guān)的鋰三角地區(qū)、北美科迪勒拉造山帶相關(guān)的美國西部盆地和與青藏高原相關(guān)的中國西部青藏地區(qū),鹽湖均位于受構(gòu)造控制的山間斷陷盆地內(nèi)盆地內(nèi)部的活動構(gòu)造及構(gòu)造沉陷是重要的容礦、導(dǎo)礦機(jī)構(gòu)。與之相反,克拉通內(nèi)盆地尚未發(fā)現(xiàn)具有重大經(jīng)濟(jì)價值的鹽湖鹵水鋰礦。

(5)充足的成礦鋰來源,關(guān)于鹽湖鹵水中鋰的來源,至今尚無定論,前人的研究成果主要集中于以下四個來源:(a)新生代火山巖的風(fēng)化作用和地下地表水淋濾以及鹵水的循環(huán)富集;(b)古生代巖石的風(fēng)化作用及地下水和地表水淋濾;(c)早期鋰鹽或鹽殼沉積的活化、循環(huán);(d)熱液活動(巖漿、火山和地?zé)岬认嚓P(guān)流體),熱液可以直接成為鋰的來源,也可以通過淋濾圍巖,尤其是對火山巖中鋰進(jìn)行提取富集。

(6)鹽湖鹵水需經(jīng)歷長期的濃縮富集,盆地中最初的含鋰流體(盆地內(nèi)徑流、地下水等)鋰離子含量極低(1~10mg/L,甚至更低),需要經(jīng)過幾個數(shù)量級的富集形成含礦鹵水(鋰離子含量至少100mg/L)。此外,不論鹵水濃度到達(dá)多少,一個具有經(jīng)濟(jì)價值的鹽湖鹵水鋰礦的形成,必須要有足夠的時間來積累足量的可供開采的鋰。鹽湖鹵水從淋濾、運(yùn)移到濃縮、匯集成礦所需要的時間目前尚未明確,但其成礦時代幾乎均為新生代。

鹵水型鋰礦由于其產(chǎn)出環(huán)境的氣候、構(gòu)造、自然地理等條件的獨特性,其在全球的分布較為集中,空間上主要位于南北緯19°~37°之間。大地構(gòu)造背景上則主要位于板塊碰撞形成的加厚地殼巖漿造山帶內(nèi),地殼的增厚在減小地幔楔熔融程度的同時可以促進(jìn)巖漿在地殼內(nèi)的分異,使鋰在初始弧巖漿和地殼內(nèi)富集,為鹽湖鹵水型鋰礦的形成提供充足的鋰來源;碰撞導(dǎo)致的地殼隆升則是陸內(nèi)伸展盆地和干旱氣候形成的重要因素;這些有利條件的耦合最終控制了鹽湖鹵水型鋰礦的形成,如南美的安第斯山和中國的青藏高原。

1.2 偉晶巖型

偉晶巖型鋰礦是指鋰賦存在鋰輝石、透鋰長石、鋰云母、鋰霞石和磷鋁鋰石等含鋰礦物中,成礦與花崗巖結(jié)晶分異形成的偉晶巖有關(guān),其容礦圍巖主要為花崗偉晶巖、花崗巖等花崗巖類,但一些礦床亦可賦存于基性巖雜巖體中。

據(jù)統(tǒng)計,全球偉晶巖型鋰礦儲量約3189萬噸,資源量約6459萬噸。該類型鋰礦在全球分布最廣泛且空間分布不均勻,既可以出現(xiàn)在穩(wěn)定克拉通內(nèi),也可以出現(xiàn)在活動性很強(qiáng)的造山帶,大型超大型礦床既分布于太古宙的克拉通內(nèi)、元古代的褶皺帶,也分布于古生代的褶皺造山帶,還可以出現(xiàn)在新生代的造山帶尤其是青藏高原的北部、東北部。大多數(shù)含鋰偉晶巖賦存于高綠片巖相-低角閃巖相的表殼巖中,位于造山帶內(nèi)部,與S型花崗巖關(guān)系密切,是板塊碰撞匯聚過程中加厚地殼熔融的產(chǎn)物,一般在造山運(yùn)動后期侵位,受構(gòu)造控制。偉晶巖多具內(nèi)部分帶結(jié)構(gòu)(也存在內(nèi)部組構(gòu)均勻的偉晶巖),主要包括邊界帶、壁帶、中間帶和核部帶,邊界帶與壁帶中的細(xì)粒和UST(單向固結(jié)結(jié)構(gòu))是液相線過冷所致,中間帶與核部帶中粗大礦物形成、礦物分帶以及稀有金屬礦物的飽和結(jié)晶是揮發(fā)分、稀有金屬通過組成帶狀純化方式在邊界層聚集的結(jié)果。該類型礦床中鋰主要來源于熔融形成S型花崗質(zhì)熔體的泥質(zhì)沉積物(云母是鋰的主要儲集物),由于其為強(qiáng)不相容元素,在熔體的結(jié)晶分異過程中逐漸富集成礦(巖漿演化最晚期的偉晶巖或花崗巖)。偉晶巖型鋰礦的成礦峰期分別為2638Ma、1809Ma、962Ma、485Ma、309Ma、274Ma和97Ma,與碰撞造山活動和超大陸匯聚的時間一致。

1.3 黏土型

黏土型鋰礦是指鋰賦存于黏土層(巖)中主要為蒙脫石族和伊利石族等黏土礦物中的礦床,含鋰礦物最主要的類型為鋰皂石和鋰云母等。黏土型鋰礦的成因目前尚未明確:Stillings和Morissette(2012)通過對美國西部黏土型鋰礦中的富鋰黏土進(jìn)行的分析表明,除鋰之外,它們還富含鎂、氟等熱液作用的產(chǎn)物,因此,部分學(xué)者認(rèn)為黏土型鋰礦成因可能是含鋰原巖(主要為火山相關(guān)火山-沉積巖系)受熱液作用蝕變形成;但是,美國內(nèi)華達(dá)州和俄勒岡州交界處的ThackerPass地區(qū)黏土型鋰礦的鉆探結(jié)果表明黏土中的鋰礦化十分均勻,可能意味著富鋰黏土的形成與熱液活動無關(guān);Castor和Henry(2020)通過對美國內(nèi)華達(dá)州北部McDermitt破火山口內(nèi)鋰礦體中同生鉀長石進(jìn)行40Ar/39Ar測年結(jié)果顯示,成礦比巖漿活動晚了約1.2Ma,表明黏土型鋰礦并非簡單的熱液成因,封閉的水文系統(tǒng)成巖作用(CHSD)對鋰礦化至關(guān)重要,鋰主要來源于早期的巖漿活動,經(jīng)早期熱液或地下水淋濾富集后,同其他碎屑物質(zhì)在封閉的火山口湖內(nèi)沉積成巖成礦與封閉盆地中富鋰鹵水的低溫形成機(jī)制類似。

據(jù)統(tǒng)計,全球黏土型鋰礦儲量和資源量分別為679萬噸和1976萬噸。目前,全球發(fā)現(xiàn)的具有經(jīng)濟(jì)價值的黏土型鋰礦主要分布于北美西部盆地(美國和墨西哥),南美洲秘魯東南部Falchani地區(qū)凝灰?guī)r中亦賦存上百萬噸碳酸鋰。黏土型鋰礦的礦體是富鋰的凝灰?guī)r和黏土,回收鋰的方式以硫酸常壓淋濾、浸出為主,回收的產(chǎn)品主要是碳酸鋰,回收率可達(dá)80%以上。

1.4 鋰沸石型

鋰沸石型鋰礦發(fā)現(xiàn)于塞爾維亞的賈達(dá)爾盆地(Jadar)中,目前勘探資源量約232萬噸部分學(xué)者稱其為湖相沉積型或湖泊蒸發(fā)巖型,由于黏土型鋰礦也多賦存于湖盆沉積中,但賈達(dá)爾盆地內(nèi)鋰賦存在沸石族礦物中,故本文采用鋰沸石型這一命名以示區(qū)分賈達(dá)爾盆地中的鋰賦存于近年來新認(rèn)可的沸石族硼鋰硅酸鹽礦物羥硼硅鈉鋰石(Jadarite)中,其化學(xué)式為[LiNaSiB3O7(OH)]。羥硼硅鈉鋰石是一種含硼鋰硅酸鹽礦物,同時含硼和鋰,是世界少見的一種礦物中能夠同時開發(fā)硼和鋰的特殊礦物,其鋰含量與鋰輝石相似

賈達(dá)爾盆地是一個北西-南東向的凹陷盆地,處于迪納拉(Dinarides)造山帶與潘諾尼亞Pannonian)盆地之間盆地由約150km2的中新世湖相和海相沉積物充填,沉積于三疊紀(jì)與白堊紀(jì)巖層之上,主要巖石類型有頁巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、粗砂巖、碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖以及凝灰?guī)r等。賈達(dá)爾盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)三層鋰礦體,上部和中部礦體在平面上的投影形態(tài)為矩形下部礦體的投影形態(tài)為圓形,礦體呈板狀產(chǎn)出,長度250~1000m。上部、中部和下部礦層厚度分別為6~30m、8?38m和9~20m,羥硼硅鈉鋰石的含量分別為10%?20%、5%?10%和30%?50%。脈石礦物由方解石、白云石、鉀長石、金紅石、鈦鐵礦、黃鐵礦和細(xì)粒白云母等組成。礦體成礦物質(zhì)可能來源于凝灰?guī)r,其成因尚無定論,可能是含硼的湖水由于其中的硼暫時性地達(dá)到飽和,或者是蒸發(fā)速率的改變以及由于熱泉水的流入而使硼酸鹽發(fā)生沉淀,從而形成硼酸鹽礦床。

1.5 其他鹵水型

目前主要包括油氣田鹵水和地?zé)猁u水兩個亞類,受技術(shù)條件限制,勘查和開發(fā)利用程度暫時都較低

油氣田鹵水鋰礦是鋰賦存在油氣田較深儲層中的富鋰鹵水內(nèi)的鋰礦類型,其鹵水中鋰離子含量可達(dá)幾百mg/L全球統(tǒng)計資源量約314萬噸美國阿肯色州、北達(dá)科他州、俄克拉荷馬州、得克薩斯州和懷俄明州的部分油田鹵水中均發(fā)現(xiàn)含有大量的鋰,濃度高達(dá)700mg/L。最著名的油氣田鹵水鋰礦位于美國南部得克薩斯州墨西哥灣沿岸地區(qū)的Smackover地層中,其鹵水埋深1800~4800m,斷續(xù)分布在地下灰?guī)r孔隙中鹵水累計厚度可達(dá)200m,部分區(qū)段鋰離子含量高達(dá)692mg/L。鹵水被認(rèn)為是圈閉的海水,在水熱條件下逐漸富集鋰和其他微量元素而形成。該類型鹵水在開發(fā)上存在兩個缺點:一是鹵水通常位于較深的地下(大于1km);二是除非該類型鹵水礦恰好位于干旱地區(qū),否則無法使用方便廉價的太陽能蒸發(fā)法回收鋰,因此該類型鋰礦目前不是鋰礦勘探和開發(fā)的重點類型。

地?zé)猁u水鋰礦是指富含鋰硼鉀等元素的溫?zé)釢恹}水溶液,這些流體除了其熱能價值,亦是鋰的潛在來源之一,其全球統(tǒng)計資源量約168萬噸。美國已經(jīng)在加利福尼亞南部的SaltonSea地區(qū)的地?zé)猁u水中回收鋰金屬,其熱鹵水埋深1865~3170m,溫度為270~370°C,鹵水化學(xué)類型屬氯化鈣型,鋰離子平均含量約250mg/L,以高鈣低鎂為主要特征,鎂/鋰比值很低,為0.18左右,硫酸根和碳酸氫根含量很低,富含重金屬元素。目前,索爾頓海深部鹵水的開采對象主要是地?zé)?、金屬鋅、硅及鋰等,根據(jù)供鹵量估算,索爾頓海每年可回收金屬鋰6460~31580t該類型鋰礦由于其埋深較深,資源潛力目前難以評價。

1.6離子吸附型

該種類型鋰礦和鋁土礦伴生,與封閉沉積盆地內(nèi)的黏土型鋰礦不同,其成礦與鋁土礦的形成關(guān)系密切。鋁土礦形成于熱帶、亞熱帶氣候,是含鋁巖石強(qiáng)烈風(fēng)化后原位或遷移再富集的產(chǎn)物,其成礦過程即是鋰、稀土、鎵、釩、鈦、鈮和鉭等金屬元素大量富集的過程。因中國鋁土礦資源豐富,位居世界前列,與之伴生的離子吸附型鋰礦也逐漸成為鋰的重要來源之一,前人在鋁土礦中鋰的尋找和研究方面做了大量工作,取得了較大成績,該類型鋰礦床己經(jīng)成為一種具有巨大潛力,不可忽視的礦床類型。

華北陸塊和揚(yáng)子陸塊是中國鋁土礦主要分布地區(qū),也是最重要的離子吸附型鋰礦的潛力區(qū)。其中晉中-晉東北、豫西、黔中-黔北和桂西等地的鋁土礦含礦巖系中鋰超常富集的現(xiàn)象已被廣泛發(fā)現(xiàn),部分礦床中的伴生鋰甚至達(dá)到了獨立鋰礦床的邊界品位。如貴州大竹園鋁土礦鉆孔樣品中氧化鋰單孔平均含量大于0.05%,局部形成富礦地段,氧化鋰含量超過0.1%,最高可達(dá)0.582%,初步估算大竹園鋁土礦中鋰金屬量可達(dá)數(shù)十萬噸,達(dá)到大型以上規(guī)模

王登紅等(2013)認(rèn)為鋰在鋁土礦中一般以吸附狀態(tài)存在,因此將此類鋰礦稱為風(fēng)化殼吸附型鋰礦,即離子吸附型鋰礦。溫漢捷等(2020)則將該類型礦床命名為碳酸鹽黏土型鋰礦床,認(rèn)為鋰來自基底不純碳酸鹽巖,碳酸鹽巖風(fēng)化-沉積作用是富鋰黏土巖形成的主要機(jī)制,鋰主要以吸附方式賦存于蒙脫石相中。Lingetal.(2020)通過LA-ICP-MS原位分析方法研究貴州西南鋁土礦中鋰的賦存狀態(tài),結(jié)果顯示鋰可能以類質(zhì)同象的形式富集在蒙脫石中。鐘海仁等(2019)通過元素相關(guān)性及黏土礦物結(jié)構(gòu)研究,認(rèn)為鋰和堿及堿土金屬元素呈正相關(guān)性,和Zr、Nb等穩(wěn)定元素存在特定關(guān)系,鋰主要以離子交換和離子吸附2種形式賦存在高嶺石、綠泥石、蒙脫石等黏土礦物中,存在鋰綠泥石并可能含鋰蒙脫石等鋰的獨立礦物。姚雙秋等(2020)和凌坤躍等(2021)陸續(xù)在研究廣西平果上二疊統(tǒng)合山組黏土巖時也指出鋰綠泥石存在的可能。這些研究都表明在沉積巖特別是黏土巖中可能存在鋰的獨立礦物,但鋁土礦中是否存在鋰的獨立礦物尚缺少實際依據(jù)。因此,目前該類型礦床中,鋰最重要的賦存狀態(tài)依然是以離子吸附形式賦存在高嶺石、綠泥石、蒙脫石等黏土礦物中。

2  成礦時代及分布特征

2.1 成礦時代

現(xiàn)代鹽湖鹵水中鋰儲量最為豐富,南美鋰三角地區(qū)、中國西部和美國的眾多鹽湖鹵水鋰礦均主要形成于中新世及之后。全球目前己知的黏土型礦床,如美國的KingsValley和ClaytonValley、墨西哥Sonora等礦床均賦存在新近紀(jì)以來的湖盆沉積巖或火山口湖沉積層中,塞爾維亞的鋰沸石型鋰礦賈達(dá)爾礦亦是賦存在中新世湖相沉積巖中。其他鹵水型鋰礦中的油氣田鹵水和地?zé)猁u水也多賦存在新生代以來的穩(wěn)定盆地中,因為古老的鹵水難以保存至今。離子吸附型鋰礦形成時代跨越中新生代(早石炭世至第四紀(jì)),物源、干燥的氣候、風(fēng)化剝蝕時間等是影響鋰富集程度的主要因素(圖2)。

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圖2 全球主要鋰礦時代分布

偉晶巖型鋰礦時代分布廣泛,跨度較大,目前已知最古老的偉晶巖型鋰礦是位于澳大利亞的Pilgangoora,其鈮鉭鐵礦U/Pb年齡為2879Ma,最年輕的偉晶巖型鋰礦是位于意大利的Elba,其Rb/Sr同位素年齡為7Ma。偉晶巖型鋰礦在時代上呈幕式分布(圖2、圖3),與超大陸形成的匯聚造山時間一致,而在造山運(yùn)動的間歇期,即超大陸穩(wěn)定時期,幾乎沒有具有重大經(jīng)濟(jì)價值的偉晶巖型鋰礦形成,這些成礦寂靜期為2450?2225Ma、1625?1000Ma和875?725Ma。

2638Ma這一成礦峰期內(nèi)的偉晶巖型鋰礦主要位于西澳克拉通、北美加拿大地盾和南非-津巴布韋太古宙地盾內(nèi),代表性礦床主要有西澳最著名的Greenbushes(2527Ma)、Wodgina(2829Ma)、Pilgangoora(2879Ma)、加拿大的Tanco(2641Ma)和津巴布韋的Bikita(2617Ma)等大型或超大型礦床。

1809Ma成礦峰期內(nèi)偉晶巖型鋰礦主要位于波羅的海地盾和西伯利亞地盾中,該時期的鋰礦床數(shù)量眾多,但是缺乏全球知名的大型礦床。

962Ma成礦峰期內(nèi)偉晶巖型鋰礦主要位于剛果克拉通內(nèi),代表性礦床為形成于940Ma的剛果金的Manono超大型礦床。

古生代以來的偉晶巖型鋰礦的成礦間期明顯變短,與加里東運(yùn)動、海西運(yùn)動、印支運(yùn)動和燕山運(yùn)動的交替發(fā)生有關(guān)礦床主要分布于西歐-烏拉爾海西褶皺帶、美國阿帕拉契亞海西褶皺帶和中國川西鋰成礦帶中,礦床數(shù)量眾多,中國四川的甲基卡(208Ma)、黨壩和新疆可可托海三號脈(220Ma)等即形成于印支期一燕山期。

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圖3 全球偉晶巖型鋰礦時代分布特征

全球鋰礦床除偉晶巖型和離子吸附型外,均主要位于新生代尤其是新近紀(jì)以來的(封閉)沉積盆地中,只有少數(shù)零星賦存在中生代沉積層中。根據(jù)Bradleyetal.(2017)報道的數(shù)據(jù),新生代鋰礦查明的資源量全球占比75%。新生代之前的鋰礦以偉晶巖型為主,中生代—古生代查明資源量全球占比約9%,元古宙查明資源量全球占比約6%,太古宙查明資源量全球占比約10%。

2.2 分布特征

新老造山帶及古老克拉通是鋰礦賦存的最佳環(huán)境,如青藏高原造山帶、南美安第斯造山帶、北美科迪勒拉造山帶和西澳克拉通等(圖4)。因此,鋰礦在空間上主要分布于南美中安第斯的阿塔卡瑪沙漠-玻利維亞高原-普納高原一帶,即眾所周知的鋰三角地區(qū);其次為澳大利亞西澳克拉通的皮爾巴拉地塊-伊爾崗地塊、中國西部川藏地區(qū)、剛果克拉通、西非克拉通馬恩-萊奧地盾、北美西部盆地、北美東部褶皺帶和地盾區(qū)、南非-津巴布韋地盾、波羅的海地盾和西伯利亞地盾、西歐-烏拉爾海西褶皺帶、阿富汗帕米爾高原鋰潛力區(qū)和塞爾維亞賈達(dá)爾盆地等(圖4);近年來鋁土礦的分布區(qū)也逐漸成為離子吸附型鋰礦潛力區(qū),如中國華北陸塊和揚(yáng)子陸塊。

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圖4 全球主要鋰礦床分布圖

2.2.1鋰三角地區(qū)

南美鋰三角地區(qū)位于中安第斯構(gòu)造帶,中新世以來,區(qū)域火山活動十分發(fā)育,在區(qū)內(nèi)形成了廣泛的英安巖和熔結(jié)凝灰?guī)r,為鋰礦形成提供了物質(zhì)來源。上新世以來的構(gòu)造沉降在區(qū)內(nèi)形成大量封閉盆地,由于水巖反應(yīng)、氣候干旱等因素,鹵水不斷濃縮,各類鹽礦物在鹽湖內(nèi)沉淀,鋰離子因其較大的溶解度在鹵水內(nèi)不斷富集,并在鹽田及其周邊的沙粒及石鹽混層沉積物中賦存,形成了鹽湖鹵水型鋰礦。據(jù)統(tǒng)計,鋰三角地區(qū)具備鋰開發(fā)潛力的鹽湖至少53個,總面積超25000km2。

鋰三角地區(qū)是全球最大最重要的鋰資源集中區(qū),鋰儲量約6708萬噸,鋰資源量約1.33億噸,已系統(tǒng)勘探鹽湖的鋰離子平均濃度600mg/L,Mg/Li平均比值9,品質(zhì)優(yōu)于全球其他地區(qū)鹽湖(圖5)。

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圖5 鋰三角地區(qū)鹽湖品質(zhì)判別對比圖

鋰三角地區(qū)鋰資源量最大,品質(zhì)最好的鹽湖為智利的Atacama鹽湖(圖5),該鹽湖表面積約3000km2,平均鋰離子含量約2380mg/L,最高可達(dá)5000mg/L,該鹽湖位于Atacama沙漠內(nèi),氣候極為干旱,十分利于蒸發(fā)沉淀法開采。玻利維亞的Uyuni鹽湖是全球表面積最大的鹽湖,約10000km2,其資源潛力全球第一。阿根廷的HombreMuerto、Olaroz和Cauchari鹽湖也是全球聞名的優(yōu)質(zhì)鹽湖(圖5)。

2.2.2西澳克拉通皮爾巴拉地塊-伊爾崗地塊

西澳克拉通內(nèi)的鋰礦均為偉晶巖型鋰礦,產(chǎn)于克拉通內(nèi)的太古宙花崗-綠巖帶的深變質(zhì)巖中。富鋰偉晶巖多賦存在花崗質(zhì)片麻巖、角閃巖和角閃石片巖中,而偉晶巖本身多被綠簾石脈、輝綠巖脈和花崗巖脈所穿插。西澳克拉通內(nèi)幾乎包括了整個澳大利亞的鋰資源,其鋰礦儲量和資源量分別約為1827萬噸和2897萬噸,是全球偉晶巖型鋰礦最大的集中區(qū),是僅次于鋰三角地區(qū)的鋰資源賦存區(qū)。克拉通內(nèi)偉晶巖鋰礦常具有伴生組分多、規(guī)模大及經(jīng)濟(jì)價值高等優(yōu)點。

西澳克拉通內(nèi)主要礦床為位于伊爾崗地塊的Greenbushes、MtCattlin、MtMarion和BaldHill等礦床;位于皮爾巴拉地塊的Pilgangoora和Wodgina等礦床(圖6)。其中,Greenbushes礦是這些礦床的典型代表,位于伊爾崗地塊南西。Greenbushes偉晶巖是西澳克拉通內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的最大的偉晶巖群,沿走向延伸達(dá)6km。Greenbushes偉晶巖位于Balingup變質(zhì)帶內(nèi),該變質(zhì)帶由下部角閃片麻巖和上覆的細(xì)粒角閃巖及條帶狀鐵建造構(gòu)成。位于皮爾巴拉地塊的Pilgangoora礦床亦是一個世界級的偉晶巖型鋰礦,Pilgangoora偉晶巖由一系列沿南北走向斷層控制的偉晶巖群組成,分布在Warrawoona群鎂鐵質(zhì)變質(zhì)巖系中。Pilgangoora偉晶巖群可區(qū)分為三個巖相,即早期粗粒的含鋰輝石相、中期含Ta-Sn氧化物的細(xì)晶巖相和晚期的含白云母巖石組合。

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圖6 西澳克拉通偉晶巖型鋰礦地質(zhì)概況

2.2.3 中國川藏地區(qū)

中國鋰資源豐富,礦床多,規(guī)模大,主要集中在川藏地區(qū)(吳學(xué)敏等,2016),在湖南、新疆、河南、福建、陜西等省區(qū)亦有產(chǎn)出(圖7)。川藏地區(qū)鋰礦類型主要為鹽湖鹵水型和偉晶巖型,根據(jù)其礦床類型和主要分布區(qū)可以劃分為川西偉晶巖型鋰礦帶青藏高原鹽湖鹵水型鋰礦帶。

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圖7 中國鋰礦分布概況

川西偉晶巖型鋰礦帶隸屬松潘-甘孜造山帶,造山帶內(nèi)偉晶巖型稀有礦產(chǎn)種類多,分布廣,已發(fā)現(xiàn)的鋰礦主要位于造山帶主體東緣和西緣(西昆侖大紅柳灘鋰礦)。帶內(nèi)偉晶巖型鋰礦成因上與板塊碰撞導(dǎo)致的構(gòu)造巖漿活動有關(guān),大多數(shù)鋰礦床,特別是大型鋰礦床,形成于巖漿活動中晚期熱液蝕變體或偉晶巖脈中。礦帶內(nèi)甲基卡鋰礦是亞洲最大的鋰輝石礦床之一,印支期含鋰二云母花崗巖株沿甲基卡短軸背斜侵入三疊系淺變質(zhì)巖中。圍繞花崗巖內(nèi)外接觸帶派生出一系列花崗偉晶巖脈。其主礦體稱為新三號脈,平面上呈分枝脈狀,向深部復(fù)合為一條巨大的鋰輝石礦脈,該礦脈沒有明顯的礦化分帶,主要為細(xì)粒鈉長石鋰輝石結(jié)構(gòu)帶,鋰輝石呈針狀產(chǎn)出,長度一般小于5mm。

青藏高原鹽湖鹵水型鋰礦帶地跨西藏和青海兩省(圖7),帶內(nèi)鹽湖鹵水型鋰礦分布較為集中,主要位于青藏高原新生代構(gòu)造盆地和凹陷中,以扎布耶、察爾汗等鹽湖為代表。青藏高原鹽湖鹵水型鋰礦帶的形成要素主要為其第四紀(jì)以來干旱的氣候和高原內(nèi)部一系列的斷陷谷地、盆地構(gòu)造其鹽湖盆地分為兩類:一類為高原北部被大型斷裂控制的山間盆地,如柴達(dá)木和庫里木盆地;另一類為高原內(nèi)部分布的斷裂控制的規(guī)模不一的湖盆,或由冰川和河流淤塞形成的小型湖泊。帶內(nèi)鹽湖鹵水型鋰礦的成因與火山、地?zé)峄顒雨P(guān)系密切。帶內(nèi)的扎布耶鹽湖是我國優(yōu)質(zhì)鹽湖的代表,為富鋰碳酸鹽型鹽湖,面積約247km2,位于高原腹地。扎布耶鹽湖鹵水中富含鋰、鉀、硼、銣、銫、溴等多種礦物元素,鋰離子含量在420~1320mg/L之間,鎂鋰比值僅為0.02,開發(fā)條件優(yōu)良。

2.2.4剛果克拉通

該區(qū)內(nèi)鋰礦均為偉晶巖型,成礦帶從烏干達(dá)的南西部開始呈北北東—南南西向經(jīng)盧旺達(dá)、布隆迪、剛果(金)進(jìn)入安哥拉,大致相當(dāng)于該區(qū)中元古代基巴拉構(gòu)造帶(Kibara Belt)及周邊穩(wěn)定克拉通的位置。偉晶巖型鋰礦主要產(chǎn)于基巴拉構(gòu)造帶(圖8),基巴拉構(gòu)造帶可分為兩部分:北部Karagwe-Ankole帶(KAB)和南部Kibaride帶(KIB)。偉晶巖型鋰礦主要產(chǎn)于南部Kibaride帶(KIB),與帶內(nèi)最晚期的含錫花崗巖漿作用關(guān)系密切,形成于陸陸造山碰撞晚階段和碰撞后階段。偉晶巖的地質(zhì)年齡為912~975Ma,侵入早期的變質(zhì)沉積地層和巖體中,與偉晶巖型鋰礦962Ma的成礦峰期一致。

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圖8 基巴拉構(gòu)造帶地質(zhì)簡圖

據(jù)任軍平等(2021)統(tǒng)計,剛果(金)鋰礦的儲量約327萬噸,資源量約482萬噸,均位居非洲首位。剛果(金)的Manono鋰礦為剛果克拉通內(nèi)最大的偉晶巖型鋰礦。礦床包括兩個礦帶:南西的Kitotolo礦帶和北東的Manono-Kahungwe礦帶,二者相距約2km。含礦偉晶巖位于區(qū)域花崗巖株的上部,侵入千枚巖、片巖、變質(zhì)砂巖和變質(zhì)輝綠巖圍巖中。偉晶巖地表風(fēng)化殘積層厚度可達(dá)8m。

2.2.5西非克拉通馬恩-萊奧地盾

西非克拉通馬恩-萊奧地盾內(nèi)鋰成礦帶自西向東跨越幾內(nèi)亞、馬里南部、科特迪瓦、布基納法索和加納等國。區(qū)內(nèi)鋰礦均為偉晶巖型鋰礦,新太古代—古元古代偉晶巖在區(qū)內(nèi)斷續(xù)分布,構(gòu)成區(qū)內(nèi)太古宙和古—中元古代結(jié)晶巖系的一部分,偉晶巖型鋰礦與區(qū)內(nèi)鉭、錫等礦床成礦關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)最大、最典型的偉晶巖型礦床是位于馬里南部的Goulamina鋰礦,是非洲最大鋰礦之一,也是最近資源量取得突破的世界級的超大型偉晶巖型鋰礦床,礦床包括Danaya和桑加爾Sangar兩個主要礦段,成礦相關(guān)偉晶巖侵入到變質(zhì)沉積巖和綠巖圍巖中。

2.2.6北美西部盆地

北美西部盆地,主要包括美國西部科迪勒拉山系的高山深盆和墨西哥西部的索諾拉(Sonora)沙漠,從美國俄勒岡州沿內(nèi)華達(dá)州、加利福尼亞州南東和亞利桑那州一直延伸至墨西哥索諾拉地區(qū)。區(qū)內(nèi)受大規(guī)模陸內(nèi)伸展-巖漿活動影響,形成了眾多新近紀(jì)以來的火山-沉積盆地,在干旱的氣候、盆地沉積作用、火山和熱液活動等條件影響下形成了一系列黏土型鋰礦和鹽湖鹵水型鋰礦,全球為數(shù)不多的地?zé)猁u水鋰礦(加利福尼亞的SaltonSea)在區(qū)內(nèi)也有分布。目前全球發(fā)現(xiàn)的具有經(jīng)濟(jì)價值的黏土型鋰礦幾乎全部位于該區(qū)域。區(qū)內(nèi)主要的鋰產(chǎn)地主要為美國的KingsValley、ClaytonValley、BigSandy和BurroCreek等地區(qū)和墨西哥的Sonora盆地。

位于美國內(nèi)華達(dá)州北部Mc Dermitt地區(qū)破火山口內(nèi)的KingsValley鋰蒙脫石礦床是目前發(fā)現(xiàn)的最重要的黏土型鋰礦之一。Mc Dermitt地區(qū)在中新世有廣泛的火山活動,熱液滲透入火山巖中將鋰元素提取到湖底形成富鋰黏土層,其賦存在火山口湖內(nèi)火山碎屑巖中。更新世的火山活動將火山口抬高,使得湖水被排出,將富含鋰的沉積物帶到了地表。

內(nèi)華達(dá)州Esmeralda縣中南部的Clayton Valley是鹽湖鹵水型鋰礦和黏土型鋰礦的重要分布區(qū)。Clayton Valley是一個面積1342km2的封閉盆地,洼地處為一個72km2的干鹽湖,即為美國現(xiàn)在唯一在產(chǎn)的鹽湖鹵水鋰礦SilverPeak(Munketal,2016)。該地區(qū)亦發(fā)現(xiàn)有高鋰含量的黏土層,含蒙脫石的黏土巖全巖礦化,厚度超過120m。

墨西哥Sonora也是目前全球知名的黏土型鋰礦,位于墨西哥西部索諾拉沙漠內(nèi),美國邊境線以南250km處。鋰蒙脫石富集在索諾拉盆地內(nèi)幾個水平層狀黏土層中,盆地沉積主要為平坦的漸新世和中新世沉積物及沉積在淺盆地中的火山巖黏土層覆蓋于砂巖層上,底部為玄武巖。

2.2.7 北美東部褶皺帶和地盾區(qū)

北美東部地區(qū),主要包括加拿大地盾和美國阿帕拉契亞褶皺帶兩個區(qū)域,是全球重要的偉晶巖型鋰礦分布區(qū)。阿帕拉契亞褶皺帶為海西期褶皺帶,帶內(nèi)斷續(xù)有花崗偉晶巖出露,其中最重要的是Kings Mountain偉晶巖帶,從北卡羅來納州南部邊界向北東延伸約50km,寬0.5~3km。偉晶巖脈產(chǎn)狀形態(tài)均十分復(fù)雜,侵入?yún)^(qū)域內(nèi)沉積變質(zhì)巖,包括石英巖、礫巖、綠泥石片巖、黑云母片巖和片麻巖等,以及石英二長巖中。變質(zhì)沉積巖內(nèi)富含硅質(zhì)的地段抗風(fēng)化能力強(qiáng)而在地貌上構(gòu)成山脊,偉晶巖就分布在山脊以西硅質(zhì)巖石較少的平緩地帶。

與西澳克拉通類似,加拿大地盾太古宙綠巖帶內(nèi)亦分布眾多的偉晶巖型鋰礦。其主要成因是太古宙花崗質(zhì)巖漿沿斷層上侵到綠巖帶,經(jīng)結(jié)晶分異形成了近水平的呈透鏡狀的礦體形態(tài)。地盾內(nèi)產(chǎn)出聞名全球的Tanco礦床和近年來備受關(guān)注的Whabouchi礦床。Tanco礦床位于加拿大中部曼尼托巴省的伯尼克湖地區(qū),成礦偉晶巖侵入強(qiáng)烈變形變質(zhì)的鎂鐵質(zhì)變質(zhì)巖層中,為一條長約1.5km、寬約1km、厚約100m的隱伏巖脈。

2.2.8 其他鋰礦分布區(qū)

除上述區(qū)域外,全球其他地區(qū)亦有一定的鋰分布,多以偉晶巖型鋰礦為主。主要為:南非-津巴布韋太古宙地盾,Bikita礦是其中的典型代表;波羅的海地盾和西伯利亞地盾,地盾內(nèi)分布一系列偉晶巖型鋰礦,但缺乏世界級的典型礦床;南美圭亞那和中巴西地盾,主要分布在巴西境內(nèi);西歐-烏拉爾海西褶皺帶,包括法國中部、德國西部、捷克和東歐西亞等地區(qū),法國中部的中央高原有海西期含鋰、鈹、鈮、鉭的花崗巖產(chǎn)出;阿富汗帕米爾高原鋰潛力區(qū),該潛力區(qū)鋰礦的成礦時代主要為阿爾卑斯新生代成礦期,大規(guī)模的褶皺作用對于成礦作用有重要的影響;塞爾維亞賈達(dá)爾盆地,目前是鋰沸石型鋰礦唯一產(chǎn)地(資源量約232萬噸);中國華北陸塊和揚(yáng)子陸塊內(nèi)離子吸附型鋰礦的成礦潛力也開始受到重視。

3  勘探開發(fā)及找礦潛力分析

目前全球鋰礦的開發(fā)類型主要為偉晶巖型鋰礦和鹽湖鹵水型鋰礦。1997年以前,全球鋰礦產(chǎn)量主要來自于偉晶巖型鋰礦。自1997年鹽湖鹵水型鋰礦提鋰技術(shù)突破后,智利和阿根廷鹽湖鹵水型鋰礦產(chǎn)量迅速上升,鋰生產(chǎn)成本大幅下降,碳酸鋰價格大跌,導(dǎo)致從2003年開始,全球鋰資源開發(fā)格局由原有的偉晶巖型鋰礦為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐喳}湖鹵水型鋰礦為主,并一直成為全球鋰資源供應(yīng)的主體(圖9)。2015年隨著新能源汽車對鋰需求爆發(fā)式增長,鋰價格暴漲,偉晶巖型鋰礦因其投資周期短、增產(chǎn)快,在市場供應(yīng)中的地位迅速逆襲,2019年全球鋰產(chǎn)量42.58萬噸,其中偉晶巖型產(chǎn)量25.75萬噸,占比60.47%。鹽湖鹵水型鋰礦的供應(yīng)量和其巨大的資源量不匹配(圖9)。

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圖9 自1996年以來鹵水型和偉晶巖型鋰礦產(chǎn)量變化圖

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,全球掀起了鋰礦勘探熱潮,查明的鋰資源量顯著增長,各種類型的鋰礦均有勘探突破,尤以鹽湖鹵水型、偉晶巖型和黏土型鋰礦最為突出。隨著國際市場和國內(nèi)市場對鋰資源需求的跨越式增長,鋰資源需求量與供給量超差缺口逐年增長,全球鋰礦勘探熱潮仍將持續(xù)現(xiàn)有的鋰礦類型無疑將成為未來的勘探熱點,新的礦床類型也將陸續(xù)發(fā)現(xiàn),由于鹽湖鹵水型鋰礦和偉晶巖型鋰礦是目前開發(fā)利用的主要類型,在未來的一段時間內(nèi),這兩種鋰礦類型仍將是找礦突破最主要的方向,也是勘探和研究的重點。

鹽湖鹵水型鋰礦由于其獨特的地理分布特征,鋰三角地區(qū)、青藏高原和北美西部盆地仍是該類型鋰礦最具找礦潛力的地區(qū)尤以鋰三角地區(qū)潛力最大,因其成礦條件優(yōu)異,但勘探和研究程度十分低下,還有許多尚未系統(tǒng)勘探的鹽湖,以玻利維亞為例,其高原南部分布至少十幾個可開發(fā)鹽湖,但僅有Uyuni鹽湖南部一小片區(qū)域取得了勘探儲量,勘探面積僅為Uyuni鹽湖的5%。智利和阿根廷目前開發(fā)的鹽湖也僅為所謂的“三湖四礦'(智利Atacama鹽湖兩個生產(chǎn)項目、阿根廷Hombre Muerto和Olaroz鹽湖各一個生產(chǎn)項目),尚有大量鹽湖未進(jìn)行系統(tǒng)勘探Atacama鹽湖現(xiàn)有儲量5191萬噸,資源量5239萬噸,按現(xiàn)有的開采量可持續(xù)開發(fā)幾百年,根據(jù)Munk等預(yù)測數(shù)據(jù),單其一個鹽湖的鋰儲量可滿足全球約50年的鋰需求整體來看,鹽湖鹵水型鋰礦,尤其是鋰三角地區(qū)的鋰礦,由于其巨大的資源量及資源前景,是保證未來全球鋰礦穩(wěn)定供應(yīng)最重要的鋰礦類型。

偉晶巖型鋰礦全球分布較為廣泛,太古宙-中元古代的克拉通和北美、歐亞顯生宙造山帶均可成為找礦目標(biāo)區(qū)。其中,非洲鋰礦開發(fā)進(jìn)度緩慢,主要是由于前期勘探和投資嚴(yán)重不足,隨著Manono和Goulamina等超大型礦床的陸續(xù)發(fā)現(xiàn),非洲大陸成為全球關(guān)注的偉晶巖型鋰礦找礦潛力區(qū),尤其基巴拉造山帶和馬里南部地區(qū),花崗巖邊緣形成了很多鋰-銫-鉭型的偉晶巖是未來偉晶巖型鋰礦十分重要的找礦潛力區(qū)。

黏土型、鋰沸石型、其他鹵水型鋰礦現(xiàn)階段開發(fā)利用程度不高目前這些類型的鋰礦床主要分布在勘查程度較高的美國西海岸地區(qū)和歐洲。黏土型鋰礦是目前除鹽湖鹵水型鋰礦和偉晶巖型鋰礦外最受關(guān)注的鋰礦類型,已勘探資源量也較為可觀,但目前該類型鋰礦總體的勘探程度不高,根據(jù)其成因特點,全球眾多的新生代盆地蘊(yùn)含了巨大的找礦潛力,而鹽湖鹵水型鋰礦分布區(qū)也都可能發(fā)現(xiàn)該類型鋰礦床。由于該類型鋰礦鋰提純分離技術(shù)相對簡單,回收率高,生產(chǎn)成本低,又具有不可估量的找礦潛力,可能會對未來全球鋰礦原材料供應(yīng)格局產(chǎn)生顛覆性影響。

鋰沸石型鋰礦雖然目前全球分布十分局限,但其具有礦床規(guī)模大、分布穩(wěn)定、開發(fā)利用成本低的特點,富含巨量的硼使得該類型礦床具有巨大的綜合開發(fā)利用價值,賈達(dá)爾盆地和其附近土耳其的盆地是該類型礦床的重要勘探區(qū),因此,該類型礦床的開發(fā)及找礦潛力不容忽視。

其他鹵水型鋰礦中的油氣田鹵水亞類和地?zé)猁u水亞類均是多種能源物質(zhì)的載體,綜合利用價值高。隨著傳統(tǒng)鹽湖鹵水型鋰礦的消耗和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,其他鹵水型鋰礦無疑將成為未來全球鋰礦勘探開發(fā)的補(bǔ)充方向,但是目前受制于勘探開采技術(shù),大規(guī)模開發(fā)利用在一定時期內(nèi)尚無法實現(xiàn)。

離子吸附型鋰礦與鋁土礦相伴產(chǎn)出,互為找礦標(biāo)志,其鋰資源潛力區(qū)的圈定主要由礦體頂?shù)装宓匿X土巖或黏土巖以及低品質(zhì)鋁土礦礦石的分布特征決定,而這些正是鋁土礦開采過程中產(chǎn)生的無用尾礦由于鋰礦礦體并不比鋁土礦礦體薄太多的特點,因而找礦潛力巨大,對其加以利用不僅能進(jìn)一步提高鋁土礦礦山的價值,還能為治理鋁土礦礦山環(huán)境污染及緩解我國鋰資源短缺狀況作出貢獻(xiàn)。因此,離子吸附型的鋰有可能成為中國鋰資源開發(fā)利用的一個重要發(fā)展方向。

4  結(jié)語

(1)鋰礦的主要類型分為鹽湖鹵水型、偉晶巖型、黏土型、鋰沸石型、其他鹵水型(油氣田鹵水和地?zé)猁u水)和離子吸附型6大類,鹽湖鹵水型和偉晶巖型是最重要的鋰礦類型,南美鋰三角地區(qū)和西澳分別是鹽湖鹵水型和偉晶巖型分布最集中的地區(qū)。

(2)鋰礦時代分布呈高度集中的特點,主要形成于新生代,其次主要分散于前寒武或古生代。新老造山帶是鋰礦的最佳賦存環(huán)境,如青藏高原造山帶、南美安第斯造山帶、北美科迪勒拉造山帶、基巴拉造山帶和各古大陸碰撞匯聚造山帶。

(3)鹽湖鹵水型和偉晶巖型鋰礦是現(xiàn)階段勘探開發(fā)的主要類型,黏土型和鋰沸石型鋰礦開發(fā)和找礦潛力巨大、其他鹵水型(油氣田鹵水和地?zé)猁u水)鋰礦是未來勘探開發(fā)的補(bǔ)充方向,離子吸附型鋰礦則對中國鋰礦開發(fā)意義重大。

致謝:南京地質(zhì)調(diào)查中心陳世忠研究員對文稿進(jìn)行了認(rèn)真審閱和修改;兩位審稿專家和編輯提出了寶貴修改意見。在此一并表示真摯的感謝!
專家和編輯提出了寶貴修改意見。在此一并表示真摯的感謝!
原文來源:隰彎彎,趙宇浩,倪培,姚春彥,朱意萍,鄭璐,姚仲友,王天剛,2022.鋰礦主要類型、特征、時空分布及找礦潛 力分析.沉積與特提斯地質(zhì),D01:10.19826/j.cnki.l009-3850.2022.04002.
轉(zhuǎn)自:戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬科普平臺

鋰礦主要類型、特征、時空分布及找礦潛力分析

隰彎彎1,趙宇浩1,二倪培2,姚春彥1,朱意萍1,鄭璐1,姚仲友1,王天剛1

中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心

南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點實驗室

作者簡介:隰彎彎,高級工程師,從事礦產(chǎn)勘查工作.

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