甲基卡新3号超大型锂矿脉找矿方法

潘蒙，唐屹，肖瑞卿，付小方，梁斌，袁蔺平，郝雪峰



甲基卡新3号超大型锂矿脉找矿方法

潘蒙1，唐屹1，肖瑞卿1，付小方1，梁斌2，袁蔺平1，郝雪峰1

（1.四川省地质调查院，成都 610081；2.西南科技大学，四川绵阳 621010）

甲基卡矿区除前人发现的大型锂矿NO.134脉，近年来又在甲基卡东北部的第四系覆盖区新发现了X03（新三号）超大型工业锂矿脉，使甲基卡成为我国十三五规划确认的新兴产业资源基地。根据甲基卡锂矿找矿实践，提出了第四系坡-残积“寻根溯源”的找矿方法。该方法运用高精度遥感解译圈定第四系转石分布，依据伟晶岩矿化、围岩蚀变等特征重塑第四系转石填图单元，圈定出包括新3号脉在内的8条隐伏锂矿化伟晶岩脉，对靶区圈定及钻探验证起到了快速有效地定位作用。该找矿方法在第四系隐伏区的稀有金属伟晶岩找矿方面具有重要的示范意义。

锂矿；伟晶岩；寻根溯源；甲基卡

甲基卡矿区是我国规模最大的伟晶岩型锂矿区[1]，具有规模大、品位富、矿种多、埋藏浅、选矿性能好[2]。1959年以来，在甲基卡矿区共发现了498条规模较大的花岗伟晶岩脉[3]。但这些伟晶岩脉多出露地表的，而在矿区北部的第四系掩盖区找伟晶岩型锂矿此前并未取得突破。

近年通过矿区北部系统调查，归纳了甲基卡矿区的地质、地貌、矿化伟晶岩、围岩蚀变等特征结合研究区第四系的实际情况，从而建立了第四系坡-残积“寻根溯源”找矿方法，并应用于新3号特大型锂矿脉靶区的圈定[4-5]，对物探异常的解译以及钻探验证起到了快速有效地定位作用。

1 成矿地质背景

甲基卡矿区位于青藏高原东部，平均海拔4 300~4 500m。地质构造上位于松潘一甘孜造山带的雅江被动陆缘中段[6-8]。矿区主要受构造-岩浆-变质穹窿控制，穹窿体由花岗岩体、伟晶岩脉以及西康群上三叠统侏倭组、新都桥组的一套泥岩、粉砂岩及砂岩复理石建造经动热变形-变质形成的，具环形水平片理置换的构造片岩组成（图1）。

图1 甲基卡花岗伟晶岩型稀有金属矿田区域地质构造背景略图（据许志琴等，1992）

1-蛇绿混杂岩带；2-滑脱带；3-逆冲断层；4-穹窿状变形-变质体；5-平移断层；6-深层高温韧性滑脱剪切带出露范围；7-褶皱轴线；8-韧性滑移矢量；9-中生代花岗岩;A－义敦岛弧带；B－松潘-甘孜造山带主体；C－造山带前陆逆

矿区中南部出露的二云母花岗岩体与伟晶岩稀有金属成矿作用关系密切[9-11],出露面积约5.3km2。岩体平面上呈镰刀状,侵位于三叠纪新都桥组、侏倭组地层中,大致处于晕圈状接触变质带的中心。甲基卡矿区伟晶岩脉环绕马颈子岩体在其顶部及穹窿周缘呈现有规律的带状分布特征（图2）。自岩体接触带向外依次出现：微斜长石（Ⅰ）→微斜长石-钠长石型（Ⅱ）→钠长石型（Ⅲ）→钠长石-锂辉石型（Ⅳ）→钠长石-锂（白）云母型（Ⅴ）→为石英脉[3]，区内统计伟晶岩脉共498条,多产于二云母花岗岩体顶部外接触带,在内接触带仅22条。矿区经历了多期次、多类型构造-岩浆活动和变形变质作用，伴随马颈子二云母花岗岩岩体底辟侵位，自岩体向外依次为透辉石带（A）→十字石带（B）→红柱石十字石带（C）→红柱石带（D）→黑云母带（E），组成了五个较完整的渐进变质带（图3），显示其空间分布特征与侵入体（包括隐伏岩体）具有十分密切的关系。动热变质带的分布范围可推断隐伏花岗岩岩呈南北向展布，并向北西倾伏，隐伏分布范围超100km2，而出露地表的马颈子岩株只有5.3km2；十字石-红柱石带、红柱石带的范围大致指示了稀有伟晶岩类型就位的空间，稀有金属伟晶岩脉都分布于十字石-红柱石带、红柱石带内；而在穹窿变质体的裂隙中贯入的伟晶岩产生的近脉接触变质及汽热交代蚀变，形成堇青石化带，与稀有金属成矿密切有关，是直接找矿标志。尤其是堇青石化特征十分显著，其宽度、大小和形态与伟晶岩的类型、产状、规模、埋深及矿化具有密切的关系。对于发现隐伏花岗岩伟晶岩体的有重要意义。

2 坡-残积“寻根溯源”找矿工作方法

2.1 坡-残积“寻根溯源”找矿法建立依据

2.1.1 冰碛物的否定

研究区位于甲基卡矿区的东北部，面积约10km2（图2）。区内第四系分布广泛，约占区面积的70%左右。区内第四系成因类型多样，主要有残坡积、冲积、沼泽沉积等。前人曾将区内大量的伟晶岩转石前人认为是第四系冰碛物[2]，除部分较大可见伟晶岩脉（如NO.308、NO.309等）开展过详细工作外，第四系区域并未取得较大突破。

图2 甲基卡稀有金属矿区地质简图

1-二云母花岗岩；2-微斜长石型伟晶岩；3-微斜长石钠长石型伟晶岩；4-钠长石型伟晶岩；5-钠长石锂辉石型伟晶岩；6-钠长石锂云母型伟晶岩；7-类型分带线；8-类型分带编号;9- ;10;新发现伟晶岩脉体及编号：Ⅰ-微斜长石伟晶岩带；Ⅱ-微斜长石-钠长石伟晶岩带；Ⅲ-钠长石伟晶岩带；Ⅳ-锂辉石伟晶岩带；Ⅴ-锂（白）云母伟晶岩带；

图3 甲基卡矿区变质分带略图

A-透辉石带；B-十字石带；C-红柱石带；D-红柱十字石带；E-黑云母带

近几年笔者通过对该区域系统的调查，发现区内多为平缓的丘状高原地形（图4），不具有冰川堆积地貌的特点。转石堆积区常形成微地貌隆起，并可见零星较大的转石堆积体，常具锂辉石矿化。据遥感影像观察，部分转石堆积体具线性带状分布，因此认为区内的巨大伟晶岩转块应属于第四系坡残积物。

2.1.2 伟晶岩物理化学性质

研究区内伟晶岩（除个别石英脉）主要矿物长石、石英、锂辉石占90％以上，硬度较大，为抗风化能力强，色调浅，呈灰白色易识别等特点，因此，结合遥感解译可以迅速的圈定出伟晶岩及其转石的分布区域。同时，伟晶岩中矿石矿物锂辉石、绿柱石等，一般结晶颗粒粗大，易识别，可以用来指导寻找矿化伟晶岩，可以进一步缩小浅部隐伏含矿伟晶岩的范围。

2.1.3 矿化围岩蚀变特征

动热变质带的分布范围可推断隐伏花岗岩岩基呈南北向展布，十字石-红柱石带、红柱石带的范围大致指示了稀有伟晶岩类型就位的空间，稀有金属伟晶岩脉都分布于十字石-红柱石带、红柱石带内；而在穹窿变质体的裂隙中贯入的伟晶岩产生的近脉接触变质及汽热交代蚀变，形成的堇青石化带，与花岗伟晶岩的形成和发展有关，由于堇青石带宽度大,特征明显,发现它较之发现花岗伟晶岩脉本身，显然要容易得多，是预测、找寻、追索岩脉、矿脉的野外易识别宏观标志[3]。堇青石变质带的宽窄，堇青石的大小，主要与花岗伟晶岩脉规模大小有关。即堇青石带越宽，堇青石个体越大，花岗伟晶岩脉规模就越大，反之就越小。结合片岩转石一般研究区地形较为平缓，片岩搬运距离有限，因此，可以根据片岩转石的堇青石化现象作为寻找附近隐伏伟晶岩的一种有用信息。

2.2坡-残积“寻根溯源”找矿工作方法

2.2.1 简易遥感解译圈定转石分布

伟晶岩在遥感影像上具有色调浅，呈亮白色等特点，作者采用Geoeyes-1数据覆盖全区并针对伟晶岩转石（第四系中）和露头进行圈定。基于Geoeyes-1遥感数据包括兰、绿、红和近红外4个波段图像和全色图像，其中兰、绿、红三个波段的空间分辩率为1.65m，全色图像空间分辨率为0.41m。为了提高地面分辨率和保持低分辨率图像的光谱信息，采用ERMapper遥感图象处理软件，对数据进行彩色合成处理和遥感影像融合，影像融合采用HIS变换法。

表1 研究区第四系转石填图单元划分简表

前人第四系转石划分本次第四系转石划分 成因分类岩性分类 第四系冰碛物第四系坡坡、残积物含锂辉石矿化伟晶岩转石 含伟晶岩转石 堇青石化片岩转石 十字石/红柱石/红柱石十字石片岩转石

2.2.2 填图单元划分

根据矿区内地质特征、找矿标志以及残积物、残坡积物中的风化碎块的岩性组合差异，重新构建该区域的第四系坡残积填图单元，即坡-残积“寻根溯源”填图单元。按成因及岩石类型等可以研究区第四系转石分布区划分为：具锂辉石矿化花岗伟晶岩残坡积物（Qeld（Li-γρ））、未矿化花岗伟晶岩残积物（Qeld-γρ）、堇青石化十字石红柱石二云母片岩坡残积物（Qeld（Cord-St-Ad-mis））、十字石/红柱石/红柱石十字石二云母片岩残坡积物（Qeld（St-Ad-mis））等（表1，图4）。

1） 具锂辉石矿化花岗伟晶岩残坡积物（Qeld（Li-γρ））；主要由大小不等的钠长石-锂辉石型伟晶岩、钠长石型伟晶岩及少量十字石红柱石二云母片岩碎块组成，伟晶岩碎块大小一般在0.5~1m，大者可达2~5m，一般孤立分布于深灰色亚砂土之中，占总面积的30%~50%。在钠长石-锂辉石型伟晶岩中见有不均匀分布的锂辉石，呈板状或针状，大小一般长5~10cm，含量在10%~20%左右。

照片1 第四系地貌（平缓）

照片2 第四系隆起地貌（可疑地貌）

照片3 伟晶岩（特大）转石

照片4 锂矿化伟晶岩转石

照片5 堇青石化片岩转石

照片6 红柱石十字石片岩转化转石

2）具未矿化花岗伟晶岩残积物（Qel（γρ））：主要由大小不等的钠长石-锂辉石型伟晶岩及少量十字石红柱石二云母片岩碎块组成。伟晶岩碎块分布可占总面积的50%~60%，之间为深灰色亚砂土。伟晶岩中普遍未见锂辉石矿化。

3）堇青石化片岩残积物（Qel（Cord））：主要由大小不等的深灰色堇青石角岩化二云母片岩、堇青石化十字石片岩、堇青石化十字石红柱石片岩等组成，片岩碎块上大小一般0.3~1m，大者可达1m左右，可见较多的堇青石变质矿物出现，含量一般在5%~20%，局部可达30%左右，多为竹叶状，长一般3~5cm。宽1cm左右，少量堇青石为疙瘩状。

图4 第四系残坡积特征（照片1~8）

4）十字石/红柱石/十字石红柱石二云母片岩残坡积物（Qeld（St-Ad-mis））：为上三叠统侏倭组、新都桥组的风化物，主要由十字石二云母片岩、红柱石二云母片岩、十字石红柱石二云母片岩风化碎块组成，。碎块大小一般30~50cm，呈次棱角状、之间为灰褐色亚砂土。

值得注意的是，通常堇青石化片岩常与伟晶岩转石同步出现，此类情况是确定隐伏伟晶岩的关键地区。而对于部分区域属于沼泽地区，也存在伟晶岩转石大量分布的情况，应视具体情况进行分类，其标准亦参照上述成因分类（表1）。

3 坡-残积“寻根溯源”找矿方法的应用实例

在甲基卡区域地质找矿中，第四系“寻根溯源转石填图”的所划的重点区域，有效地指导了勘探工程的布置，并取得了良好的找矿效果。在甲基卡矿区北部，运用该方法共圈定8条隐伏锂矿化伟晶岩脉。其中，X03号脉（新3号脉）是其典型成功代表，新发现氧化锂资源量64.31万吨[4-5]。下面简述该方法在寻找X03号脉时的应用。

图5 遥感解译初步划定可疑区域

图6 研究区地质简图（左）及转石法填图成果简图（右）

（左图中 1-第四系冰碛物；2-矿化伟晶岩露头；3-三叠系新都桥组一段；4-三叠系新都桥组二段：5-水系）（右图中 1-第四系坡残积；2-伟晶岩转石密集区；3-伟晶岩脉；4-三叠系新都桥组一段；5-三叠系新都桥组二段；6-水系）

X03号矿脉出露宽度24m，地表追索长大于100m。其余被第四系掩盖，前人曾将出露脉体以南区域定位第四系冰碛物，笔者通过系统残坡积寻根溯源转石法填图，对研究区伟晶岩转石分布进行圈定（图5）并根据上述第四系分类法将X03号脉南部区域划分为无伟晶岩转石区、含伟晶岩转石区、含矿化伟晶岩转石区、矿化蚀变围岩区等（图6），确定从露头至南部1km范围内为重点靶区，后期的钻探工程印证X03号脉为一条巨大的锂辉石矿脉。目前，X03号脉南北俩端仍未封闭，据转石填图法推测，在X03号脉西北侧及南部区域仍有隐伏锂矿化伟晶岩存在的可能。

综上所述，在如甲基卡的东北部第四系掩盖较为严重的地区，采用第四系坡残积寻根溯源转石填图找矿方法寻找稀有金属伟晶岩脉，具有易操作、周期短、见效快等优点。

4 结论

第四系“寻根溯源转石填图法”是在遥感解译、伟晶岩矿化特征、围岩蚀变特征等的基础上确立的。利用伟晶岩抗风化能力强，呈灰白色易识别等特点可以相对精确的圈定伟晶岩转石分布区域，大大增加工作效率。据伟晶岩主要含矿矿物锂辉石、绿柱石等抗风化、腐蚀能力强、矿化转石附近堇青石化片岩转石的分布等特点，可以进一步缩小浅部隐伏含矿伟晶岩的范围，是进行圈定找矿靶区以及布置钻探工程等的重要依据之一。该找矿方法在第四系隐伏区的稀有金属伟晶岩找矿方面具有重要的示范意义。

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The Discovery of the Superlarge Li Ore Vein X03 in the Jiajika Ore District

PAN Meng1TANG Yi1XIAO Rui-qing1FU Xiao-fang1LIANG Bin2YUAN Lin Ping1HAO Xue-feng1

（1-Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081; 2-Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621002）

The discovery of the superlarge li ore vein X03 makes the Jiajika ore district an emerging lithium resources base. This paper puts forward a prospecting method of so-called word origin and word formation in the Quaternary diluvial-residues. This method uses high resolution remote sensing for determing distribution of the Quaternary boulders, predetermines mapping unit of the Quaternary boulders on the basis of mineralization and alteration of the pegmatite and delineates Li-mineralized pegmatite vein.

rare metal; pegmatite; word origin and word formation; Jiajika

P618.71

A

1006-0995（2016）03-0422-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.016

2016-06-25

潘蒙（1990-），男，安徽亳州人，助理工程师，主要从事矿产勘查相关工作