中国锂矿的多旋回深循环内外生一体化成矿理论及其找矿应用

中国锂资源的分布具有卤水型与硬岩型相伴相随、若即若离的特点。“多旋回深循环内外生一体化”成锂理论,在多年三稀金属矿产找矿实践和理论研究的基础上不断丰富完善。中国锂矿的形成与“多旋回”构造运动密切相关,从前寒武纪到新生代均有成矿潜力,可构成一个完整的多旋回成矿谱系。锂的“深循环”,一是锂深度参与成岩成矿的物质循环;二是需要一个“圈闭”的构造背景将锂“捕获”以避免其过度分散,锂从开始加入到岩浆与最终定位的深度之差,是硬岩型锂矿成矿的关键之一,压差越大越有利于伟晶岩型锂矿的形成。大量锂矿实例显示锂的物质循环是“内外生一体化”的统一过程,高海拔地区(山上)的含锂地质体(花岗岩类甚至直接就是含锂矿床)经风化剥蚀之后,可能成为沉积型锂矿的物质来源之一;而富含锂的沉积岩经过埋藏、变质、深熔也可以形成含锂的岩浆岩、伟晶岩。我国西部塔里木盆地、四川盆地、扎布耶盆地及东部的江汉盆地、吉泰盆地、周田盆地等大小不一的盆地均含锂,而其周边造山带中也不同程度发育硬岩型锂矿,这就为区域找矿指明了方向。“多旋回深循环内外生一体化”成锂理论是三稀矿产成矿理论的重要组成部分,为我国锂矿找矿工作提供了指导和借鉴,在甲基卡、可尔因、阿尔金、幕阜山等锂矿矿集区的找矿实践中发挥了积极作用。     

冀东蓟县群白云岩中锂资源的成因与赋存状态研究

唐山丰润蓟县群雾迷山组中发现了Li含量达781×10^-6(折合Li₂O含量0.16%)的富锂白云岩,其厚度大、分布广,是重要的潜在沉积型锂资源。本文通过野外考察、样品分析测试等手段,对该区雾迷山组中锂的分布、成因和赋存状态进行了探讨,研究表明：该地区泥晶白云岩、泥质白云岩、白云质泥岩和泥岩样品中富集锂,白云岩、硅化白云岩及硅质岩不富集锂;锂的含量与伊利石含量存在显著相关性,指示伊利石可能为锂的主要赋存矿物;锂赋存位置为矿物间的非晶质伊利石等粘土矿物;样品中几乎不含吸附状态的锂,认为锂应该赋存在矿物晶格中呈类质同象状态;富锂样品和贫锂样品为同一源岩风化的产物;源岩(钙质泥岩)风化为锂富集提供稳定物质来源,含氧、干旱、浅水沉积环境有利于锂的富集。

     

我国西南部T1/T2粘土岩地质年代学、地球化学特征及其对粘土型锂矿的找矿意义

中国重庆、四川、贵州等地区的早、中三叠统地层界线（T₁/T₂）附近发育一套与火山喷发沉积有关的粘土岩层,其锂含量区域性富集.评价该套粘土层锂成矿潜力并确定粘土型锂矿的找矿方向具有重要现实意义.基于地质年代学及岩石地球化学方法,锆石U-Pb测年结果显示,重庆温泉、四川谢家湾、贵州辅处、贵州马落菁界限粘土岩年龄为248.6±0.8 Ma、242.5±0.7 Ma、246.1±0.6 Ma、248.1±0.8 Ma,与早-中三叠世界限年龄相近（247.2 Ma）.全岩富Li、K₂O,高MgO,亏损Na₂O;相对富集不相容元素（Rb、W、Sn、Bi、Th、U）,相对亏损相容元素（V、Cr、Co、Ni）等;Li与不相容元素（Sn、Ta、Ga等）呈正相关关系,总体上显示与流纹-英安岩具有亲缘性.图解分析显示界限粘土岩为中酸性火山喷发-沉积岩经粘土化蚀变作用后的产物,构造背景为印支早期扬子板块西南缘俯冲碰撞引起的火山喷发活动或峨眉大火成岩省岩浆作用后续热液-沉积活动.综合分析认为中酸性火山喷发-沉积岩成分继承造成了界限粘土岩高K、富Li的地球化学特征,粘土矿物吸附作用也对界限粘土岩锂富集有所贡献,蒸发沉积作用对大面积沉积粘土层锂富集有限.今后在寻找沉积粘土型锂矿时建议以中国西南部T₁/T₂界线附近火山喷发-沉积成因粘土层为重要找矿层位,以同时代古火山口盆地或类似的古地貌分布区为重要找矿区域.      

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。     

区域矿产评价模型——以赤峰红花沟金矿为例

在矿床模型综合地质信息预测方法中,区域矿产评价模型包括远景区圈定要素组合、远景区优选要素组合、矿床数估计要素组合和资源量估算要素组合,它们成功地解决了矿产预测中的信息不对称以及知识驱动和数据驱动相结合的问题.通过对赤峰燕山期红花沟式岩浆热液型金矿资源的定位、定量预测,共圈定远景区11个,其中A类远景区4个,B类远景区3个,C类远景区4个;预测潜在矿床数8个,潜在资源量306.532 t.本区该类型金矿资源潜力巨大,具有很好的找矿远景.     

矿产资源研究所“三稀”矿产研究与找矿实践70年历程——回顾与启示

稀有、稀土和稀散元素(三稀)目前已成为世界各国经济发展中的关键矿产.中华人民共和国成立以来,中国地质科学院矿产资源研究所作为中国矿床地质工作者大家庭中的成员,一直致力于三稀资源的研究和探索.一代又一代人,为国家做出了贡献.其中,对世界闻名的新疆可可托海3号脉和内蒙古白云鄂博稀有稀土矿床较早就投入了工作,他们为此付出了毕生精力;在湖南香花岭含铍条纹岩中发现了中国第一个新矿物——香花石;1970年后,在内蒙古巴尔哲、福建南平和四川大水沟稀土、稀有和分散元素等矿床发现后,也开展了深入系统的研究,特别是在中国首次发现风化壳离子吸附型稀土矿床后,对稀土元素赋存状态的确定和分布规律做出了重要贡献.进入21世纪,三稀资源被确定为关键矿产后,矿产资源研究所进一步加强了这方面的工作,不但取得了理论上的创新,而且发现了一批新的三稀矿产地,尤其是在川西甲基卡和可尔因等地投入了大量的地质、地球物理、地球化学、遥感、钻探等工作,其中钻探工作量就达11818.96 m,为把川西花岗伟晶岩型稀有金属矿集区建设成为国家大型锂矿基地作出了新贡献.对于卤水型锂及其他稀有金属矿产资源的调查研究和开发利用也一直是矿产资源研究所的重点,几十年来从未间断,在柴达木盆地西部、四川盆地东北部及江汉盆地等地近年来不断取得新进展.     

改进型袖阀管注浆在黄河冲积层地基加固中的应用

袖阀管注浆是建筑地基加固工程中常用的手段。但是,传统的袖阀管设备存在密封圈和袖阀管内壁之间贴合不密实而易导致注浆压力偏小的缺点。本文对传统袖阀管设备进行改进,并依托济南市某黄河冲积层地区建筑地基加固工程,进行改进型袖阀管的注浆效果试验研究。结果显示,改进型袖阀管在济南黄河冲积层地区建筑地基加固中应用效果良好。与传统型袖阀管相比,改进型袖阀管的最大注浆压力提高了1.3倍,注浆时间节省了22%。采用改进型袖阀管后,浆液骤降和孔口返浆几率大大降低,密封圈与袖阀管管壁跑浆的问题得到彻底解决。     

国外锂矿找矿新进展(2019~2021年)及对我国战略性矿产勘查的启示

2019年至今,全球范围锂矿找矿力度依旧未减,热点地区不断取得新进展,成果丰硕。本文对2019年至2021年期间国外一些重点锂矿项目的找矿勘查进展情况及动向进行概述。总体来看,锂矿的全球分布格局相对稳定,盐湖型锂矿和伟晶岩型锂矿仍占据主导地位,并在相应热点地区取得重大进展。此外,沉积型及热泉型等新类型锂矿的勘查工作在美国及欧洲等地区也取得了一系列新进展。较国外而言,我国取得的找矿进展和实际增加的资源储量依然有限。通过借鉴国外锂矿勘探项目的新进展,认为国内应树牢安全意识,加大对锂等战略性矿产资源的调查评价与勘查投入;进一步加强对伟晶岩型、盐湖型等传统类型以及岩体型、沉积型及热泉型等新类型锂矿的调查研究,不断拓展找矿新区域、新空间;加速国内锂矿产业化进程,不断健全锂业产业链,在上游加强国内锂资源找矿勘查的同时,要注重下游高端产品的研发。     

南海琼东南盆地气态烃地球化学特征及天然气水合物资源远景预测

天然气水合物研究覆盖了地球物理学、地球化学和地质学等多门学科,其中勘查地球化学方法可以从海底介质中直接获得与天然气水合物有关的地球化学信息,圈定水合物异常区域。近些年来大量的研究工作和陆续发现的地球物理和地球化学证据显示,南海北部海域是我国勘查天然气水合物最有潜力的区域之一。依据广州海洋地质调查局2005年第4航次获得的南海琼东南盆地沉积物酸解烃测试结果和高异常段位同位素分析数据,探讨了琼东南盆地气态烃地球化学分布特征和异常成因。结合西沙海槽已有的勘探资料和水合物成藏地质条件,分析南海北部西沙海槽—琼东南地区与天然气水合物有关的地球化学异常特征,并对水合物成藏远景进行了预测。研究成果为南海北部天然气水合物勘探提供地球化学证据。