川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻关键技术探讨

川西甲基卡锂矿3000 m科学深钻项目地处川西高海拔地区。根据工程技术要求,设计三开钻孔结构,选用经济实用的钻探设备,主要包括HXY9型钻机、K2790型钻塔、BW300/16型泥浆泵等。分析和制定拟采用的钻进工艺和取心方法、钻具组合、冲洗液方案等是必不可少的工作。同时为践行“绿色勘查”理念,应制定措施,保障施工期间施工地生态环境受到保护。     

川西甲基卡锂矿床花岗岩与伟晶岩成因关系:U-Pb定年、Hf-O同位素和地球化学证据

稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,硬岩型锂矿床作为稀有金属矿产的主要来源,其岩石成因和成矿机制有待于深入系统研究。文章系统研究了四川甲基卡二云母花岗岩、含矿伟晶岩、无矿伟晶岩、细晶岩、角岩、片岩、板岩等全岩样品的主微量元素、稀土元素、Pb-Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素,以探讨花岗岩与伟晶岩的岩浆起源及其演化过程。二云母花岗岩形成时代为206.0 Ma,伟晶岩形成时代为186.7Ma,为印支旋回强烈造山运动之后相对宁静阶段的产物。二云母花岗岩具有高w(Si O_2)(73.20%～77.85%)、w(Al_2O_3)(13.9%～15.22%)、w(Na_2O)(3.08%～4.89%)和w(K_2O)(2.01%～5.13%),低w(Ca O)(0.32%～0.75%)、w(P_2O_5)(0.09%～0.31%)、w(Ti O_2)(0.02%～0.06%)和w(Mg O)(0.12%～0.26%)的特点,铝饱和指数为1.09～1.19,稀土元素总量较低,δEu=0.52,具明显的稀土元素四分组效应(TE_(1,3)=1.09～1.19),ε_(Nd)(t)=-3.9～-2.3,ε_(Hf)(t)=-35.1～2.9,δ~(18)O=5.69‰～15.01‰,这些地球化学特征表明甲基卡二云母花岗岩为高分异S型花岗岩。二云母花岗岩与片岩、板岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式、类似的Pb-Nd同位素组成和Nd同位素模式年龄,是由片岩、板岩部分熔融产生的。含矿伟晶岩与无矿伟晶岩具有一致的Hf-O同位素组成,且位于二云母花岗岩的Hf-O同位素组成范围内。含矿伟晶岩、无矿伟晶岩和细晶岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式,但其∑REE丰度明显低于二云母花岗岩体,表明这些岩石与二云母花岗岩具有成因关系,是二云母花岗岩高度结晶分异的产物。在此基础上,详细刻画了川西甲基卡硬岩型锂矿床的成矿过程。     

锂同位素及其在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中的应用

锂同位素在地质学、地球化学研究中有着广阔的应用前景。简单介绍了锂同位素研究已取得的进展,并在四川甲基卡伟晶岩型锂多金属矿床研究中开展应用。研究表明,四川甲基卡锂矿床中2件锂辉石的锂含量非常高,分别为33 592×10-6和34 264×10-6,相应的δ7Li值分别为-0.6‰和-0.4‰,平均值为-0.5‰,而二云母花岗岩中黑云母的锂含量为7 350×10-6,δ7Li值为+0.6‰,两者在误差范围内具有非常好的一致性,证明锂辉石来源于二云母花岗岩,这与其他包裹体、同位素地球化学和年代学证据等相一致。     

The Ore-forming Mechanism of the Jiajika Pegmatite-Type Rare Metal Deposit in Western Sichuan Province:Evidence from Isotope Dating

Granitic pegmatites are commonly thought to form by fractional crystallization or by liquid immiscibility of granitic magma;however,these proposals are based mainly on analyses of fluid and melt inclusions.Here,we use the Jiajika pegmatite deposit,the largest spodumene deposit in Asia,as a case study to investigate ore forming processes using isotope dating.Dating of a single granite sample from the Jiajika deposit using multiple methods gave a zircon U-Pb SHRIMP age of 208.4±3.9 Ma, an ⁴⁰Ar/³⁹Ar age for muscovite of 182.9±1.7 Ma,and an ⁴⁰Ar/³⁹Ar age for biotite of 169.9±1.6 Ma. Based on these dating results and the ⁴⁰Ar/³⁹Ar age of muscovite from the Jiajika pegmatite,a temperature-time cooling track for the Jiajika granite was constructed using closure temperatures of the different isotope systems.This track indicates that the granite cooled over～40 m.y.,with segregation of the pegmatite fluid from the granitic magma at a temperature of～700℃.This result suggests that the Jiajika pegmatite formed not by fractional crystallization,but by segregation of an immiscible liquid from the granitic magma.When compared with fractional crystallization,the relatively early timing of segregation of an immiscible liquid from a granitic magma can prevent the precipitation of ore-forming elements during crystallization,and suggests that liquid immiscibility could be an important ore-forming process for rare metal pegmatities.We also conclude that isotope dating is a method that can potentially be used to determine the dominant ore-forming processes that occurred during the formation of granite-related ore deposits,and suggest that this method can be employed to determine the formation history of the W-Sn ore deposits found elsewhere within the Nanling Metallogenic Belt.     

对能源金属矿产资源基地调查评价基本问题的探讨——以四川甲基卡大型锂矿基地为例

能源金属矿产是指可在能源领域发挥重要作用的金属矿产资源,而大型能源金属矿产基地作为国家目标开展调查评价,也是新事物。四川西部甲基卡一带锂资源十分丰富,成矿条件优越,而锂作为21世纪的能源金属,将为解决我国能源危机、环境保护等瓶颈问题发挥重要作用。本文通过对甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价的工作实践,探讨了在"能源+金属"类矿产资源基地进行调查评价时所遇到的基本问题,包括目标任务、基本原则、立项依据、创新驱动、技术路线、工作内容及其他应注意的问题,为同类大型矿产资源基地的工作部署提供参考,同时也为科学决策、合理开发锂资源提供依据。通过川西甲基卡一带以锂为主大型能源金属资源基地的调查评价,不但可提高矿产地质调查程度和资源储量的可靠程度,进一步摸清资源家底,为带动整装勘查、建设大型勘查开发基地提供资源保障,而且可以为整个川西地区能源金属的调查评价提供示范;通过创新驱动包括查明锂、锂同位素及其共伴生组分的赋存规律,提高综合研究和利用程度,为能源金属在高新技术领域中的高效开发提供科学依据;通过统筹规划,合理部署,有序推进,不但可将资源优势变成经济社会优势、造福地方百姓,也可以为把川西地区建设成为新能源基地、引领新兴产业的发展提供科学依据。     

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。     

四川甲基卡锂矿区二长花岗岩的地球化学、氢氧同位素组成及其地质意义

四川甲基卡锂矿床为超大型锂矿床,矿区南部呈岩株状产出的二云母花岗岩与稀有金属伟晶岩在时间、空间及成因上具有密切关系。通过对该岩体元素地球化学特征和氢氧同位素组成的研究,探讨了其在稀有金属成矿过程中的作用。研究结果表明,甲基卡二云母花岗岩为富硅、高钾、钙碱性、强过铝质S型花岗岩,其稀土总量较低,岩浆来源为三叠系西康群砂泥岩为代表的地壳物质的部分熔融,流体来源可能是岩浆水和变质水的混合水。岩体微量元素R型聚类分析显示,与稀有金属成矿最密切的元素为Li、Rb、Ti、W、Mn,而岩体稀有元素含量的变化规律指示岩体北侧成矿效率高于南侧,是下一步找矿工作的重点。综合地球化学、氢氧同位素及前人研究,认为花岗岩浆在底辟侵入过程中可能发生了不混溶作用,由此分离出的伟晶岩浆在运移过程中稀有金属得到不断富集,最终形成伟晶岩型稀有金属矿床。