锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目进展

锂作为21世纪的能源金属,已经并仍将在未来的能源结构中占有重要地位.中国锂资源对外依存度将近75％,采矿深度普遍不超过300 m,深部探矿势在必行.为提高中国锂矿深部探测能力,储备一批深部探测技术方法,2017年国家重点研发计划设立锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目.项目由中国地质科学院矿产资源研究所牵头,共十余家单位、78位项目成员参加.通过产学研紧密结合,在川西甲基卡、新疆卡鲁安及四川黄金口等地区深入开展了典型矿床和深部探测技术组合方法等的研究,对贵州务正道地区铝土矿、中国西南地区广泛分布的绿豆岩中锂的富集机制开展了深入研究,在锂的成矿理论、新类型锂资源找矿探索、深部探测技术方法组合等方面取得了一系列新进展,圈定了一批远景区和靶区,有力保障了国家锂能源资源安全.     

大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程进展与主要成果

钾盐是关乎国计民生的大宗急缺矿产; 稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、晶质石墨、金刚石等矿产是国内外公认的战略性新兴矿产。根据国家建设的需求,2015年中国地质调查局设立了“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程”。该工程以查明重要矿种的资源潜力,取得找矿突破为目标,以矿调为手段,以“五位一体”为部署原则,进行了全国重点地区大型资源基地和重要矿集区相关矿种的成矿规律和找矿方法创新研究,同时开展了矿产资源的综合利用研究。经过3年的努力已取得了一批找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法,支撑了赣南、闽西等革命老区脱贫攻坚,带动了川西等地区的经济发展,对保障国家农业安全和战略性新兴产业顺利发展发挥了积极作用。概要介绍了在钾盐找矿、华南“三稀”金属矿产调查、川西大型锂矿资源基地建设、新疆奇台超大型晶质石墨矿找矿等方面取得的新进展; 介绍了在华南、华北、中西部等主要成矿带“三稀”矿产、晶质石墨、萤石等关键矿种成矿规律研究、成矿模式构建、资源潜力评价、重点靶区优选、技术方法组合等方面取得的成果; 介绍了在公益性基础性调查研究中所起到的示范引领作用。钾盐“二层楼”成矿模式和锂矿“五层楼+地下室层脉组合”成矿理论和找矿模型得以完善,新发现靶区40处,矿产地14处,大型资源基地2处,新增KCl资源量3.5亿t,伟晶岩型锂资源量31.75万t,铍资源量1.6万t,石墨资源量7 378万t,脉石英56万t,萤石1 159万t,金刚石资源量2.29万克拉,新增重稀土资源量12万t,含磷锂铝石岩体型锂资源量38万t。该工程取得的进展与成果对保障国家资源安全和战略性新兴产业的顺利发展具有重要的现实意义。     

大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程进展与主要成果

钾盐是关乎国计民生的大宗急缺矿产; 稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、晶质石墨、金刚石等矿产是国内外公认的战略性新兴矿产。根据国家建设的需求,2015年中国地质调查局设立了“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程”。该工程以查明重要矿种的资源潜力,取得找矿突破为目标,以矿调为手段,以“五位一体”为部署原则,进行了全国重点地区大型资源基地和重要矿集区相关矿种的成矿规律和找矿方法创新研究,同时开展了矿产资源的综合利用研究。经过3年的努力已取得了一批找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法,支撑了赣南、闽西等革命老区脱贫攻坚,带动了川西等地区的经济发展,对保障国家农业安全和战略性新兴产业顺利发展发挥了积极作用。概要介绍了在钾盐找矿、华南“三稀”金属矿产调查、川西大型锂矿资源基地建设、新疆奇台超大型晶质石墨矿找矿等方面取得的新进展; 介绍了在华南、华北、中西部等主要成矿带“三稀”矿产、晶质石墨、萤石等关键矿种成矿规律研究、成矿模式构建、资源潜力评价、重点靶区优选、技术方法组合等方面取得的成果; 介绍了在公益性基础性调查研究中所起到的示范引领作用。钾盐“二层楼”成矿模式和锂矿“五层楼+地下室层脉组合”成矿理论和找矿模型得以完善,新发现靶区40处,矿产地14处,大型资源基地2处,新增KCl资源量3.5亿t,伟晶岩型锂资源量31.75万t,铍资源量1.6万t,石墨资源量7 378万t,脉石英56万t,萤石1 159万t,金刚石资源量2.29万克拉,新增重稀土资源量12万t,含磷锂铝石岩体型锂资源量38万t。该工程取得的进展与成果对保障国家资源安全和战略性新兴产业的顺利发展具有重要的现实意义。     

四川甲基卡地区花岗岩型稀有金属矿找矿规律及标志

四川甲基卡地区位于青藏高原东部扬子板块西缘巴颜喀拉地块,是我国重要的花岗岩型稀有金属矿成矿远景区,分布其中的甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床是我国规模最大的固体锂矿床,形成了Li-Be-Nb-Ta等成矿系列。通过对甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床成矿条件、含稀有金属伟晶岩脉分类、稀有元素矿物期次划分及产出特征、稀有元素品位变化规律及富集规律、矿床成因及找矿标志的分析研究,探讨了该区锂矿的成矿规律,总结出了寻找甲基卡式锂矿的一系列重要找矿标志,对矿床外围及区域其他相似地质条件地区找矿工作具有一定的指导意义。     

综合找矿模型在甲基卡隐伏区稀有锂金属找矿中的 应用

锂金属是重要的战略新兴关键矿产之一。寻找超大型稀有锂金属隐伏矿是中国矿床学界的一大难题。甲基卡广为第四系覆盖,以往的找矿和勘查工作主要局限在南部"就脉找矿"。笔者通过对超大型X03锂矿床的找矿实践,建立了"岩浆-变形-变质-成矿"四位一体控矿要素和成矿模式,归纳总结了地质-地球物理-地球化学异常的内在关联,从远景区分析、找矿靶区圈定、矿床(矿)预测定位的层次与流程,建立的第四系掩盖区隐伏稀有锂金属的综合找矿模型,在指导稀有金属找矿中取得了快速突破,是一个典型的成功实例。建议继续加强该矿田花岗岩基的深部延伸及岩石组合特征、伟晶岩(矿)脉的形成富集规律等研究,注重隐伏花岗岩株(枝)与伟晶岩(矿)脉的找矿相连部位的找矿,开展深部锂等稀有金属的资源潜力预测。     

川西甲基卡锂等稀有多金属矿田成矿地质特征与成因分析

锂(Li)被国家列为了"关键金属".位于四川西部的甲基卡稀有金属矿田锂资源得天独厚,累计查明氧化锂(Li2O)资源储量286.11万t,预测远景资源量500万t,是世界级硬岩型锂矿富集区.二云母花岗岩以含锂辉石、锂白云母、黑鳞云母以及电气石、磷灰石为特征.花岗岩细晶岩型锂矿为主体并与伟晶岩型锂矿共存,且发育韵律式条带结构是甲基卡矿田独有的特点.笔者以在甲基卡地区及外围调查研究与找矿勘探实践为基础,总结了甲基卡锂等稀有多金属矿田的成矿地质特征,从二云母花岗岩、伟晶岩脉以及韵律式条带结构、地球化学、包裹体等方面的特征,探讨了锂金属超常富集的成因,提出了甲基卡花岗岩浆多中心底辟穹隆、不混溶Li-F花岗质岩浆、半开放裂隙系统的脉动式多期充填-交代及花岗质岩浆结晶分异-自交代成岩成矿的认识.这一认识对稀有金属找矿具有重要意义,但对于稀有金属的分配、迁移、超常富集过程等科学问题还需要继续深入研究,以期更大的找矿突破.     

扎乌龙锂矿床地质地球物理综合研究

随着锂在当前社会经济发展中的作用越来越重要,国家对锂矿的勘查和开发也逐渐加重.笔者所在团队近年来一直在四川甲基卡锂矿区从事锂矿勘查,并取得了重大的找矿突破.由于石渠扎乌龙锂矿区地质、成矿条件与甲基卡相仿,重磁成果显示具有巨大的找矿潜力.笔者团队将甲基卡综合物探找矿经验运用到石渠扎乌龙锂矿区,针对No.14号脉先后开展了地质、物探综合调查.初步探明了 No.14号脉东西延伸及主体深部分布特征,利用电法剖面成果对其潜在资源量进行了初步估算,估算结果显示No.14号脉具有成为超大型锂矿床的潜力.     

战略新兴矿产调查工程进展与主要成果

随着我国经济社会发展和产业升级,钾盐、稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、叶蜡石、脉石英、晶质石墨、硼等矿产在新一代信息技术、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业发展中发挥着越来越关键的作用,需求量也逐步攀升。 “战略新兴矿产调查工程”(2019—2021)以查明重要矿种的资源潜力、取得找矿突破、助推形成大型资源基地为目标,以矿调为手段,开展全国重点地区大型资源基地和重要矿集区锂、钾、铍、铌钽、萤石、脉石英等矿种成矿规律和找矿方法的创新研究,同时开展矿产资源的综合利用研究,取得了一批重大找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法。概要介绍了该工程在川东北锂钾找矿、川西稀有稀土金属矿产调查、新疆阿尔金稀有金属矿产调查、江西赣南—福建浦城地区萤石、硼资源、东部地区脉石英、叶蜡石特种非金属矿产找矿等方面取得的新进展; 介绍了川东北、川西、阿尔金等主要成矿带稀有稀土矿产、萤石、脉石英等关键矿种成矿规律、勘查技术方法、绿色调查及综合利用等方面取得的成果,对进一步提高我国钾盐、锂矿、萤石、脉石英等战略性矿产资源保障程度和研究程度,促进新兴产业发展和我国战略性矿产后续调查评价具有重要意义。     

长江中下游成矿带铁-铜成矿系统结构的地球物理探测: 综合分析

成矿系统是在深部过程驱动下形成的、具有自组织的能量及物质迁移-汇聚系统。系统在形成和演化过程中,在岩石圈不同尺度上留下“痕迹”,这种“痕迹”可以通过地球物理、地球化学和遥感等方法进行探测或观测。文章尝试在成矿系统理论框架下,对近10多年来在长江中下游成矿带进行的多尺度地球物理、地球化学探测结果进行分析,识别典型陆内成矿系统“源区”“通道”“场所”的地球物理、地球化学“痕迹”,尝试构建陆内成矿系统的空间结构模型。主要结论有:(1)长江中下游晚中生代的大规模铁、铜多金属成矿作用是一个完整的成矿系统。该系统包括3个子系统,分别为与高钾钙碱性岩浆岩有关的夕卡岩-斑岩成矿子系统、与橄榄安粗岩有关的陆相火山岩铁(硫)成矿子系统和与碱性岩有关的铜-金(铀)成矿子系统。(2)成矿系统的“源区”来自富集地幔的熔融、底侵,并在壳/幔边界与下地壳物质的混合,具有多级分布特点。幔源岩浆与地壳物质混合的比例决定了成矿金属的类型。(3)成矿带发育的“鳄鱼嘴”构造是铁铜成矿系统的主干“通道”。成矿系统“末端”矿质沉淀的“场所”主要受近地表褶皱、断裂、层间滑脱断层,以及由它们形成的断裂(裂隙)网络控制。(4)区域磁异常、放射性和地球化学异常是成矿系统残留“痕迹”的响应和“标识”。通过分析不同尺度的“标识”特征,可以深入认识成矿系统的空间结构,并可用于深部成矿预测。     

胶东金矿成矿深度的构造校正测算及成矿预测

成矿深度测算对于矿床学理论研究和深部找矿都有重要意义。经典的成矿深度“压力/比重”计算方法,缺乏考虑构造应力在成矿过程中的影响。前人按照“压力/比重”的计算方法,提出胶东蚀变岩金矿是6 000~8 000 m深的元古宙成矿,石英脉型金矿是深度在3 000 m左右的中生代成矿,并据此建立了金矿垂直五层楼的分带模式。依据该模式指导的深部预测勘查效果不好。“成矿深度构造校正测算”是近几十年逐渐成长起来的一个新方法,即先减去“构造附加压力”后再进行成矿深度测算。本文介绍“成矿深度构造校正测算”的计算方法,指出其应用条件和预测意义。开展成矿深度构造校正测算需要以下条件:(1)确定成矿模式;(2)开展野外构造变形岩相测量;(3)测量岩石矿物应变,恢复成矿构造应力场,计算构造附加静水压力;(4)测算成矿深度。根据“成矿深度构造校正测算”方法已经获得胶东多个典型金矿成矿深度的测算结果:(1)夏甸金矿成矿深度为-1 979.51~-3 014.72 m;(2)焦家金矿成矿深度为-1 632.4~-2 331.6 m;(3)大尹格庄金矿成矿深度为-2 775.4~-4 164.5 m;(4)新城金矿成矿深度为-1 781.29~-2 750.0 m;(5)玲珑金矿成矿深度为-720.55~-3 454.97 m。根据以上典型金矿成矿深度的测算结果,本文认为胶东金矿属于深-1 000~-4 500 m的浅成热液剪切带型矿床,由此推断胶东典型金矿矿体主要部分仍然赋存在深部。按照“构造校正测算”方法得到的成矿深度,结合地质、物探和化探信息,预测金矿发育“深部第二富集带”,已经得到胶东金矿勘查工作的证实。     

甲基卡式稀有金属矿床的地质特征与成矿规律

甲基卡是中国硬岩型锂矿最集中的产地之一,近年来又发现了X03号(新三号脉)超大型矿脉,使得甲基卡矿田锂的储量有可能超过澳大利亚格林布什而位居世界前列。文章通过对甲基卡矿床的地质特征、成矿期次、矿石组构、矿石成分等资料的总结,对其典型矿脉、典型钻孔的系统研究,以及与典型硬岩型锂多金属矿床的对比研究,总结出甲基卡的矿床式特点。甲基卡式矿床以形成于印支晚期—燕山早期、定位于欧亚大陆与印度板块之间的穹窿构造隆起区、围绕成矿母岩发育区域性分带,但单一矿脉的分带性较差、含矿伟晶岩既可以顺层产出也可以近垂直切层产出(类似于"五层楼+地下室")、锂辉石等稀有金属矿物既有伟晶状又有细粒状产出的特点,是中国乃至于世界上最重要的固体锂矿床类型之一,具有极大的找矿潜力,无论是新三号脉本身还是甲基卡外围其他地区都是值得工作的区域。甲基卡矿床式稀有金属矿床的成矿规律可指导热穹隆伟晶岩田的矿产勘查工作,川西地区除了甲基卡矿田之外,也适用于石渠、马尔康、九龙等地的伟晶岩田,同时,对于整个青藏高原的东部及北缘印支运动后期与燕山期之初岩浆-构造-热穹隆发育地区寻找伟晶岩型稀有金属矿床具有参考意义。     

中国锂矿十年来勘查实践和理论研究的十个方面新进展新趋势

中国锂矿资源丰富,其中盐湖锂矿虽然储量巨大,但开发利用技术尚待发展,目前开发的主要是硬岩型锂矿。硬岩型锂矿以伟晶岩型为主,集中分布在新疆和四川等地;成矿时代以中生代最为重要;成矿背景以强烈造山运动之后相对稳定的构造环境最为有利。经过十年来的勘查实践与理论研究,中国锂矿的类型已不再单一,卤水型从地表卤水扩展到浅部卤水与深部卤水并重,硬岩型从花岗伟晶岩型一枝独秀到蚀变花岗岩型、伟晶岩型、角砾岩筒型、沉积型等多种类型并重;成矿时代从中新生代拓展到古生代等多个期次;成矿区带从12个增加到16个,并在川西的甲基卡、可尔因及新疆的大红柳滩、砂锂沟等地探获了一批新的矿产地,新的资源格局正在形成;找矿方法与勘查技术也从单一的地表踏勘填图发展到遥感定区（远景区）—地质定型（类型）—化探定性（矿种）—物探定位（孔位）—钻探定量（资源量）及生物找矿、深穿透深部探矿等新技术新方法成体系化的新时代。鉴于战略性新兴产业快速发展对于锂资源的刚性需求,建议加强对以锂云母为主要工业矿物的新类型锂资源及以含锂黏土为主的沉积型锂资源的调查研究与开发利用;除了中生代之外,加强对古生代乃至前寒武纪锂矿的研究与找矿;加强阿尔金、喜马拉雅、冈底斯、大兴安岭西坡等新的锂矿成矿区带的勘查力度;加强对市场经济条件下锂资源动态管理的新机制研究;加强对锂同位素作为可控核聚变原材料的超前研究与资源储备,为开发高端矿业作出示范和引领。      

Research and exploration progress on lithium deposits in China

Since 2012, some advances have been made through the resource investigation, metallogenesis research, and comprehensive utilizing of lithium deposits in China. Firstly, the progress of lithium exploration has been made in Sichuan, Xinjiang, Qinghai and Jiangxi provinces (autonomous region). Li deposits are not only found within the pegmatite rocks but also within the granitic rocks and sedimentary rocks. Secondly, the methods of geological survey, geochemical and geophysical exploration, remote sensing technology and even drilling technology have been improved, which can be delineating orebodies quickly. Thirdly, the mechanisms of Li mineralization were summarized by analyzing the relationship between the Li contents and kinds of geological phenomena. Based on practice, a new understanding of “multi-cycle, deep circulation, integration of internal and external” metallogenic mechanism or “MDIE” metallogenic mechanism for short has been put forwarded further in this paper, and the “five levels + basement” exploration model has been successfully expanded to guide the prospecting work both in the Jiajika and Keeryin pegmatite ore fields in western Sichuan Province. Besides, new progress has been made in the aspect of amblygonite deposits of granite-type and hydrothermal type in the Mufushan-Jiuling ore district, which points out a new direction for prospecting new types of lithium deposits in China.     

Progress in the investigation of potash resources in western China

Through the study of the geological conditions of potash deposits in China from recent years, a new understanding of potash theories has arisen that appropriate Chinese geological features. Important progress and substantial breakthroughs have been gained in the direction and management of potash prospecting: (1) Important breakthroughs in continental potassium prospecting: The “Quaternary gravel type deep potassium rich brine metallogenic model in western Qaidam” ensures Quaternary deep potassium rich brine prospecting will grow new KCl resources by 350 Mt, providing a resource guarantee for meeting the Chinese demand for sylvite. (2) The Marine facies potash prospecting shows good prospects: the determination of the new type of Triassic polyhalite potash ore deposits in Sichuan provide an important scientific basis for the establishment of exploration planning and the selection of exploration target areas for polyhalite minerals in the Sichuan Basin; The “two-storey potash deposits model” in southwestern Yunnan has been confirmed, which indicates prospects for the exploration of potash in the deeper Marine facies in southwestern Yunnan are likely to be successful. The discovery of a high concentration of rich bromite salt and potash salt in the Paleogene of the Kuqa depression and the southwestern Tarim region provides strong support for the likelihood large-scale potash deposits exist in these regions.     

AMT和地电化学测量法在川西雅江木绒锂矿区 深部找矿中的研究及应用

川西木绒锂矿区位于雅江穹窿群北东部、甲基卡稀有金属矿田西部外围,有良好的稀有金属成矿前景,但受限于高原地区地形切割深、第四系覆盖层厚,常规物化探方法（土壤测量、大功率电法测量）找矿效果不佳。本文通过在雅江木绒锂矿区进行地电化学测量与AMT测量相配合的综合研究,探寻一套适合于深切割地区深部找矿的技术组合,为在该区域内寻找同类型矿床提供技术方法支撑。通过实验研究,地电化学测量结果显示在500 m以浅Li元素及伴生元素的组合异常对深部锂矿（化）体有良好的指示作用;AMT测量方法的电阻率曲线梯度带能够反映脉状矿化体、伟晶岩的产出部位及大致埋深;通过钻孔验证发现两者异常与矿（化）体位置耦合度非常高,证明该综合手段对深部找矿具有实际意义,可降低找矿风险;同时在矿区外围开展找矿预测,圈定两处找矿靶区,为下一步找矿工作指明方向。     

中国西部主要伟晶岩型锂辉石矿床成矿作用对比及找矿前景

为了解中国西部伟晶岩型锂矿床的成矿地质背景和矿床地质特征,指导今后该类锂铍等稀有金属矿产资源勘查与评价,总结研究了中国西部几个主要的大型、超大型伟晶岩型锂辉石矿床的成矿特点,并简要对比这些矿床的成矿地质背景、矿床地质特征等。结果表明: 中国西部伟晶岩型锂辉石矿床所处的大地构造位置较为相似,大多处于褶皱造山带中,呈现集中成带分布,稀有金属矿化均发育在岩浆岩后期的伟晶岩脉中,围岩均为一套变质砂岩、板岩、片岩类,伟晶岩脉的含矿性还与构造裂隙的交叉和相对封闭条件有关; 成矿时代集中分布在印支晚期-燕山早期。但不同地区的锂辉石矿床也表现出其特殊性,矿物组合上以可可托海最为复杂,甲基卡次之。今后勘查应以锂成矿带为重点,伟晶岩型锂矿为首要勘查对象,同时应因地制宜,以现有的典型矿床为模型,寻找最有效的找矿技术方法组合,为后期找矿提供依据。