阿尔金锂矿带的发现厘定及战略意义
2024-01-01王敬国丁海波张朋杨智全华克强何海军
摘" "要:伟晶岩型锂矿是世界锂矿床中仅次于盐湖卤水型锂矿的一种重要硬岩型锂矿,具品位高、易开采、提锂技术成熟的特点,在我国锂资源勘查开发中占有非常重要的地位。自2014年阿尔金山地区首次发现吐格曼铍矿点以来,新厘定长230 km,宽10~35 km的锂矿带,发现我国首例古生代大型伟晶岩锂矿床,确定了伟晶岩+热液复合型锂铍稀有金属矿床的新类型,实现了我国锂资源在新区域、新层系的重大找矿突破。2023年稀长沟矿区钻探验证取得单孔累计见矿视厚96 m的再次重大突破,有力支撑了自治区建设“若羌新城”重要决策,助力南疆构建以新能源产业链为支撑的现代能源经济体系,勘查开发战略意义重大。
关键词:阿尔金锂矿带;发现厘定;伟晶岩型;战略意义
锂是世界上最轻的金属。随着全球新能源、新材料、新能源汽车等产业的迅猛发展,锂在锂电池、新能源汽车、可控核聚变等领域发挥着重要作用,被誉为“21世纪能源金属”、“绿色能源金属”和“白色石油”[1]。我国硬岩型锂矿以花岗伟晶岩型和花岗岩型为主,主要分布在新疆、四川、江西等省。新疆锂等稀有金属主要产于阿尔泰成矿带、西昆仑大红柳滩成矿带、东天山成矿带及新发现的阿尔金锂成矿带(图1-a)[2]。新厘定阿尔金锂铍稀有金属成矿带支撑形成大型新能源产业基地,荣获中国地质学会2022年度地质科技十大重要进展,加快推进新疆锂资源的勘查与开发,对保障我国资源能源安全具有重要战略意义。
1" 研究背景
阿尔金山地处新疆、青海和甘肃3省交界部位,是青藏高原北缘一条重要山脉,位于塔里木陆块东南缘,北以拉配泉-红柳沟断裂与敦煌地块相邻;西缘以NE向断裂为界,与塔里木陆块相邻;东南缘以NEE向阿尔金断裂与祁曼塔格成矿带相邻,呈NEE向菱形块体,包括断块及南、北两裂陷槽。阿尔金山北东段发育喀腊大湾铁钼矿、喀腊达坂铅锌矿、阿北银铅矿、大平沟金矿、白尖山铁矿、拉配泉铜矿、祥云金矿等多个矿床(点),阿尔金山喀腊大湾一带铁多金属矿整装勘查区是国家第三批整装勘查区。
阿尔金成矿带是全国矿产资源潜力评价项目划分的Ⅲ级成矿单元之一,编号Ⅲ-19,为“阿尔金(陆缘地块)Fe-Pb-Zn-CuAu-Ag-Ni-V-Ti-Cr-RM-REE-石棉-玉石-白云母-白云岩-石英岩-盐类成矿带”。该带地处塔里木地块东南缘,呈NE向,长580 km,宽40~100 km,与阿尔金造山带在空间上一致,南与昆仑造山带和柴达木地块毗连,以铁、铅锌、金、铜、多金属、铬、石棉、玉石为主。由北向南划分为红柳沟-喀腊大湾成矿亚带(Ⅳ-19-①)、阿尔金成矿亚带(Ⅳ-19-②)和迪木那里克-苏巴里克成矿亚带(Ⅳ-19-③)3个Ⅳ级矿带(图1-b)。长期以来,对阿尔金大地构造属性存在塔里木地台东南部断隆(阿尔金断隆)和昆仑-祁连-秦岭造山系(阿尔金陆缘地块)两种不同认识,《全国成矿区带划分方案》暂将其归入阿尔金-祁连成矿省。董连慧、伍跃中等认为阿尔金造山带是在古老地块基础上活化后形成的特殊造山带,其特点明显不同于秦祁昆造山系,认为阿尔金成矿带应划归古亚洲成矿域之塔里木成矿省,不是秦祁昆成矿域之阿尔金-祁连(造山带)成矿省[3-5]。
中部以阿尔金山主体构成的阿尔金成矿亚带为前寒武系基底出露区,地质构造十分复杂,交通条件差,是我国地质矿产研究最薄弱地区之一。江尕萨依-喀拉恰勒一带发育上太古界高压-超高压榴辉岩变质带和灰色片麻岩系,下元古界为片岩、片麻岩夹变质沉积岩,长城—蓟县系为基性火山岩夹沉积岩,伴有蛇绿岩建造的变质橄榄岩和堆晶岩,奥陶系碳酸盐岩不整合于青白口系下部碎屑岩-碳酸盐岩建造之上。该区侵入岩较发育,包括太古宙—古元古代片麻状花岗岩和混合花岗岩,中—新元古代、加里东期、华力西期至印支运动三叠纪的花岗岩类均有出露。阿尔金成矿亚带内发育矿产以铁、金、石棉、玉石矿为主,是我国石棉和新疆和田玉主要产地,前人发现有与花岗伟晶岩相关的白云母矿、里维齐明-帕沙力克河绿柱石(铍)矿点、苏鲁赛因铍矿化点。受地质找矿研究程度的制约,地质学界长期未发现锂矿线索。
2" 锂矿带的发现厘定
2.1" 依托项目
2014年,新疆地矿局第三地质大队开展新疆若羌县塔什萨依一带铅锌、锰矿调查评价项目时,发现含绿柱石、锂辉石伟晶岩脉,首次圈定出锂铍矿体,为阿尔金地区寻找锂矿奠定了基础。2017年,新疆地矿局三大队自筹资金对已有的1 500件1∶5万化探样品中的锂、铍、铌、钽、铷、铯6种稀有金属元素进行补充测试,圈出大量Li,Be元素高值异常区,异常具强度高、浓集中心明显、分带性强,相关元素套合好的特征[6]。在新疆若羌县吐格曼一带伟晶岩型稀有金属及红柱石、石墨矿预查中发现吐格曼锂铍矿,开启了锂矿破冰之旅[7]。中国地调局西安地调中心、中国地质科学院矿产资源所、自治区地矿局、矿业企业等,陆续开展20多个以锂为主的找矿评价项目(表1)。新疆地矿局第三地质大队积极探索适用于阿尔金山特殊地理环境下的新方法、新技术,在极端环境下试用“无人机选区+直升机定位+地面查证”的方法快速取得找矿新发现,采用“便携式钻机+索道运输”的方法大幅提升了阿尔金地区锂等矿产资源勘查评价效率,总结了一套“成矿理论指导+化探异常+无人机遥感多源数据识别选区+直升机空中目视选点+地面查证+探矿工程”的新型技术方法组合,取得较好的找矿成果。
2.2" 找矿成果
截止目前,以新疆地矿局第三地质大队为主的地勘单位和矿业企业,在阿尔金地区经多年的锂铍稀有金属找矿勘查,发现瓦石峡南(砂锂沟)、阿亚克、塔什达坂、塔木切、稀长沟、库木萨依、塔什库里等9处大中型资源远景锂矿床9个[8],吐格曼、阿亚克东、云母山等11处小型锂铍矿点,主要赋矿层位为古元古界阿尔金岩群和长城系巴什库尔干岩群(图1-c)。国内硬岩型锂矿主要形成于中生代,阿尔金成矿带主要成矿时代为中—晚奥陶世(460 Ma和468~454 Ma),加里东期锂矿的发现,明确了西部地区新的锂矿成矿期的区域性找矿意义[9-13]。
圈定稀有金属矿体200余条,矿体长50~1 590 m,厚1.86~27.23 m,控制斜深60~340 m,深部厚大矿体未尖灭。矿石类型主要为钠长石锂辉石花岗伟晶岩和钠长石锂云母花岗伟晶岩,矿石矿物主要为锂辉石、锂云母、磷铝锂石、绿柱石、腐锂辉石、铌钽铁矿、金绿宝石等。矿体氧化锂品位0.5%~6.51%,伴生BeO为0.029%~2.60%、Ta2O5为0.003 5%~0.062 6%。初步估算瓦石峡南等4个矿床氧化锂资源量26.22×104 t,伴生BeO为2.05×104 t,Ta2O5为1 935 t,氧化锂资源潜力超100×104 t、氧化铍10×104 t、钽5 000 t[14-15]。
2023年在稀长沟矿区施工的ZK0302孔深420 m,见含矿伟晶岩脉10层,累计视厚度95.97 m,为阿尔金地区已完成的近10×104 m锂铍稀有金属矿钻探中单孔见矿厚度最大、深部新增多层隐伏矿体,矿化较均匀,Li2O品位0.38%~6.48%,平均1.63%,伴生Be,Nb,Ta,钻探验证取得重大突破,初步估算氧化锂远景资源量超50×104 t。
2.3" 锂矿带厘定
锂矿带以阿尔金山为主体,长约150 km,宽10~35 km,带内已发现评价矿床(点)20个。据成矿地质条件及矿床分布特征,以阿中断裂为界,划分出南、北两个稀有金属成矿亚带(图1-c)。北亚带工作程度相对较高,按伟晶岩白云母→黑色电气石→绿柱石→锂电气石→锂辉石(锡石)→锂云母(萤石)的伟晶岩型稀有金属成矿演化规律,以瓦石峡南锂铍矿床、阿亚克锂铍矿床、库木萨依锂铍矿床和塔什达坂锂铍矿床为中心,初步划分出瓦石峡、阿亚克、库木萨依和塔什达坂4个矿田,矿田均具完整的矿物分带演化序列。南亚带以卡尔恰尔、皮亚孜达坂等萤石矿床为主,目前仅发现3处以锂云母为主的伟晶岩脉型锂矿点[16]。
阿尔金地区首次取得锂矿新发现和重大找矿突破,在瓦石峡南矿区同时识别出巨晶锂云母、锂辉石、磷铝锂石、绿柱石、铌钽铁矿等稀有金属矿物,尤其是厚大伟晶岩+热液复合型锂铍钽稀有金属矿床的发现,实现了我国无古生代伟晶岩型大型锂铍钽稀有金属矿床“零”的突破,填补了国内“伟晶岩+热液复合型”锂铍钽稀有金属矿床类型的空白。
3" 勘查开发的战略意义
3.1" 保障国家重大需求
我国锂资源消费量占全球的52%,是第一大消费国,国内市场对锂盐产品的需求不断增长。为保障国家经济安全、国防安全和战略新兴产业发展需求,我国高度重视对锂资源的勘查开发,将锂列入9个需要“储备和保护矿种”和24种战略性矿种。锂资源的安全供应关系到我国新能源汽车产业、储能、电子信息等战略性新兴产业的高质量发展。阿尔金锂矿带的发现厘定是继川西甲基卡、西昆仑大红柳滩之后[17-18],改写了我国无大型古生代伟晶岩型锂铍矿床的现状,实现我国锂资源在新区域、新层系的重大找矿突破。加快推进阿尔金锂资源的勘查开发将提高我国锂资源保障能力,战略意义重大。
3.2" 助力南疆高质量发展
新疆地处欧亚大陆腹地,横跨中亚、特提斯两大世界级构造成矿域,矿产资源丰富。作为我国西部大开发的重点地区、能源资源的战略基地、对外开放的重要门户和丝绸之路经济带核心区,中央明确规划建设的国家“三基地一通道”,承担着维护和保障国家能源资源战略安全的重要使命。“八大产业集群”中油气、煤炭、绿色矿业及新能源新材料4大产业均以能源资源为基础,全面加强地质勘查工作,将极大提升保障“八大产业集群”建设能源资源安全能力。南疆地区自然环境恶劣,经济发展水平低,工业不发达,缺乏支柱性产业,人均地方财政收入和人民群众生活水平均明显低于全疆的平均水平。特提斯和古亚洲两大全球成矿域在南疆聚合,构造演化复杂,岩浆活动强烈,成矿条件优越,矿产资源存量丰富。加快推进南疆西昆仑-阿尔金地区锂、铅锌等优势战略性矿产资源的勘查开发,切实把资源优势转化为经济优势,打造“环塔里木经济带”,是实现新疆社会稳定和长治久安总目标的重要途径和有力支撑。
3.3" 支撑新能源产业链建设
阿尔金锂矿带的发现和勘查开发将重构我国硬岩锂资源格局,引领带动了中国地调局、自治区及矿业企业投入近2亿元开展找矿评价工作,国家新一轮找矿战略行动将其列为锂铍稀有金属矿重点评价区,系列找矿成果带动了志存锂业、特变电工等关联企业投资约413亿元的源网荷储锂基、硅基新材料一体化项目落地若羌县,一期年产6万吨碳酸锂已正式投产。随着“库—格铁路”“和—若铁路”“和—若高速”“依—若高速”的建成通车,新疆第三条出疆铁路、公路大通道已然形成。若羌县依托其区位优势和资源禀赋,正在加快推进硅基、锂基、氟基新材料、盐化工和新能源“五大主导产业”,带动锂电新能源上下游关联产业集聚,打造绿色能源基地,助力构建“双碳”目标下,南疆建设以新能源产业链为支撑的现代能源经济体系,支撑自治区党委建设“若羌新城”重要决策,将持续取得重大社会经济效益。
4" 结论
(1)" 阿尔金成矿带加里东期锂矿床的发现,打开了国内锂矿找矿的新局面,新疆涉及到加里东期成矿作用的还有东昆仑、阿尔泰、准噶尔南缘、塔里木北缘带、塔里木西南缘等相关成矿区带,对拓展新疆及中国硬岩型锂矿找矿意义重大。
(2)" 阿尔金锂矿带有力支撑了以“若羌新城”主导的南疆新能源产业链建设,有效保障了锂、硅等主要矿产品供给,助力南疆构建现代能源经济体系。对促进国家实现“双碳”目标,保障国家能源资源安全,推进新能源绿色低碳转型具有重大战略意义。
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Discovery and Determination of Altyn Tagh Lithium Ore Belts
in Xinjiang and its Strategic Significance
Wang Jingguo, Ding Haibo, Zhang Peng, Yang Zhiquan, Hua Keqiang, He Haijun
(The Third Geological Branch,Xinjiang Geological and Mineral Bureau,Kuerle,Xinjiang,841000,China)
Abstract: Pegmatitic lithium deposit is an important hard-rock type of lithium ore in the world, second only to brine lithium deposit. It has the characteristics of high grade, easy mining and mature lithium extraction technology, and plays a very important role in the exploration and development of lithium resources in China. Since the first discovery of Tugman beryllium deposit in Altun Mountain area in 2014, a new lithium ore belt with a length of 230 km and a width of 10 to 35 km has been defined, Breaking the current situation of no large-scale pegmatite lithium beryllium deposits in Paleozoic, and filling the gap in the type of pegmatitic and hydrothermal compound lithium beryllium deposits in China. In 2023, the drilling verification of Xichanggou mining area once again achieved a major breakthrough of 96 meters of accumulated ore thickness in a single hole, which strongly supported the important decision of the autonomous region to build “Ruoqiang New City”, and helped southern Xinjiang to build a modern energy economic system supported by the new energy industry chain.
Key words: Altyn lithium ore belts; Discovery and determination; Pegmatitic type; Strategic significance