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【原創】鋰礦的成礦特征與找礦潛力分析


來源:中國粉體網   生魚

[導讀]  鋰礦的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。空間分布上,新老造山帶是鋰礦的最佳賦存環境。

中國粉體網訊 根據研究結果,綜合考慮資源稟賦、礦床成因、全球分布等特征,同時結合我國鋰礦主要類型,將全球鋰礦劃分為6種類型:鹽湖鹵水型、偉晶巖型、黏土型、鋰沸石型、其他鹵水型和離子吸附型。

鋰礦的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。空間分布上,新老造山帶是鋰礦的最佳賦存環境,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、基巴拉造山帶以及各古大陸碰撞匯聚造山帶等。

不同類型鋰礦成礦機制與時代分布及地貌環境息息相關。

鹽湖鹵水型鋰礦

鹽湖鹵水型鋰礦也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鹽湖或鹽殼中的一種鋰礦類型。其分布較為集中,主要分布于南美鋰三角地區,其次分布于中國西部和美國。而成礦時代幾乎均為新生代。

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的封閉盆地中,鋰在鹽湖鹵水中發生富集并形成有開采價值的鋰礦床。

 

 

鹽湖鹵水型鋰礦由于其獨特的地理分布特征,目前鋰三角地區、青藏高原和北美西部盆地仍是最具找礦潛力的地區,尤以鋰三角地區潛力最大,因其成礦條件優異,但勘探和研究程度十分低下,還有許多尚未系統勘探的鹽湖。玻利維亞高原南部分布至少十幾個可開發鹽湖,但目前僅有Uyuni鹽湖南部一小片區域取得了勘探儲量,勘探面積僅為Uyuni鹽湖的5%。智利和阿根廷目前開發的鹽湖也僅為所謂的“三湖四礦”(智利Atacama鹽湖兩個生產項目、阿根廷Hombre Muerto和Olaroz鹽湖各一個生產項目),尚有大量鹽湖未進行系統勘探,而Atacama鹽湖現有儲量5191萬噸,資源量5239萬噸,按現有的開采量足以可持續開發上百年。


偉晶巖型鋰礦

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,目前通常分為兩種類型,即LCT(Li-Cs-Ta)型和NYF(Nb-Y-F)型,我們通常所說的偉晶巖型鋰礦,就是指LCT型偉晶巖。

LCT型偉晶巖成因機制一直存在爭論,爭論的成因模型可總結為三種:


偉晶巖型鋰礦在全球分布最廣泛且空間分布不均勻,但其成礦峰期與碰撞造山活動和超大陸匯聚的時間一致。結合其成礦特征,從太古宙至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區。且隨著Manono和Goulamina等超大型礦床的陸續發現,非洲大陸也是目前全球關注的偉晶巖型鋰礦找礦潛力區,尤其基巴拉造山帶和馬里南部地區,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。 

黏土型鋰礦

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。

部分學者認為黏土型鋰礦成因可能是含鋰原巖(主要為火山相關火山−沉積巖系)受熱液作用蝕變形成;但另有部分學者認為富鋰黏土的形成可能與熱液活動無關,而是與封閉的水文系統的成巖作用有關,與封閉盆地中富鋰鹵水的低溫形成機制類似。

黏土型鋰礦主要位于新生代尤其是新近紀以來的(封閉)沉積盆地中,只有少數零星賦存在中生代沉積層中,是目前除鹽湖鹵水型鋰礦和偉晶巖型鋰礦外最受關注的鋰礦類型。根據其成因特點,全球眾多的新生代盆地蘊含了巨大的找礦潛力,而鹽湖鹵水型鋰礦分布區也都可能發現該類型鋰礦床。由于該類型鋰礦鋰提純分離技術相對簡單,回收率高,生產成本低,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格局產生顛覆性影響。

鋰沸石型鋰礦

鋰沸石型鋰礦發現于塞爾維亞的賈達爾盆地中,部分學者稱其為湖相沉積型或湖泊蒸發巖型。賈達爾盆地中的鋰賦存于近年來新認可的沸石族硼鋰硅酸鹽礦物羥硼硅鈉鋰石中。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硼和鋰的特殊礦物,其鋰含量與鋰輝石相似。

賈達爾盆地是一個北西−南東向的凹陷盆地,由約150平方公里的中新世湖相和海相沉積物充填,沉積于三疊紀與白堊紀巖層之上。盆地內已發現三層鋰礦體,上部和中部礦體在平面上的投影形態為矩形,下部礦體的投影形態為圓形。礦體成礦物質可能來源于凝灰巖,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到飽和,或者是蒸發速率的改變以及由于熱泉水的流入而使硼酸鹽發生沉淀,從而形成硼酸鹽礦床。

鋰沸石型鋰礦在現階段開發利用程度不高,但其具有礦床規模大、分布穩定、開發利用成本低的特點,富含巨量的硼使得該類型礦床具有巨大的綜合開發利用價值,賈達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,因此,該類型礦床的開發及找礦潛力不容忽視。

其他鹵水型鋰礦

其他鹵水型鋰礦目前主要包括油氣田鹵水和地熱鹵水兩個亞類,受技術條件限制,勘查和開發利用程度暫時都較低。


其他鹵水型鋰礦中的油氣田鹵水亞類和地熱鹵水亞類均是多種能源物質的載體,綜合利用價值高。隨著傳統鹽湖鹵水型鋰礦的消耗和工業技術的發展,其他鹵水型鋰礦無疑將成為未來全球鋰礦勘探開發的補充方向。根據勘測現狀和成礦原因,目前美國阿肯色州、北達科他州、俄克拉荷馬州、得克薩斯州和懷俄明州的部分油田鹵水以及加利福尼亞南部的Salton Sea地區有著成礦及勘測潛力。但是目前受制于勘探開采技術,大規模開發利用在一定時期內尚無法實現。 

離子吸附型鋰礦

離子吸附型鋰礦和鋁土礦伴生,與封閉沉積盆地內的黏土型鋰礦不同,其成礦與鋁土礦的形成關系密切。目前該類型礦床中,鋰最重要的賦存狀態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。

部分學者認為,該種礦型中的鋰來自基底不純碳酸鹽巖,碳酸鹽巖風化−沉積作用是富鋰黏土巖形成的主要機制,鋰可能以類質同象的形式富集在蒙脫石中;也有部分學者通過元素相關性及黏土礦物結構研究,認為鋰和堿及堿土金屬元素呈正相關性,鋰主要以離子交換和離子吸附兩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。但鋁土礦中是否存在鋰的獨立礦物尚缺少實際依據。

離子吸附型鋰礦與鋁土礦相伴產出,互為找礦標志,而我國鋁土礦資源豐富,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。華北陸塊和揚子陸塊是中國鋁土礦主要分布地區,也是最重要的離子吸附型鋰礦的潛力區,其鋰資源潛力區的圈定主要由礦體頂底板的鋁土巖或黏土巖以及低品質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一步提高鋁土礦礦山的價值,還能為治理鋁土礦礦山環境污染及緩解我國鋰資源短缺狀況作出貢獻。因此,離子吸附型的鋰有可能成為我國鋰資源開發利用的一個重要發展方向。


參考資料:

【1】隰彎彎,趙宇浩等.鋰礦主要類型、特征、時空分布及找礦潛力分析.2022

【2】熊定一,王孝磊等.從超大陸旋回看前寒武紀偉晶巖型鋰礦的形成.2022

【3】王芳.鋰礦資源研究.2020

【4】潘彤,李善平等.青海鋰礦成礦特征及找礦潛力.2022

【5】王卓,黃冉笑等.鹽湖鹵水型鋰礦基本特征及其開發利用潛力評價.2022


(中國粉體網編輯整理/生魚)

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