西北地区主要锂矿资源分布特征及地球化学找矿远景预测

王磊　张晶　陈晔　赵寒森　李天虎

摘   要：为圈定锂成矿远景区，采用已有1∶20万地球化学数据，选取西昆仑-阿尔金和阿尔泰两个主要锂矿带，基于锂元素地球化学空间分布及异常特征圈定锂矿远景区，为找矿突破战略行动选区服务。基于重点锂矿带以往1∶20万地球化学数据库，对元素相关性、背景及异常特征等参数进行再分析，结合已有锂矿床或锂矿（化）点，圈定找矿远景区。在昆仑-阿尔金地区圈定锂地球化学异常区15处，在阿尔泰圈定锂地球化学异常区12处。研究圈定27处异常区可为下一步锂矿找矿工作部署提供参考依据。

关键词：锂矿；地球化学异常；找矿预测；成矿远景区；西北地区

锂资源是重要的新兴产业资源，锂资源安全供给是全球新能源产业蓬勃发展的基础保障，锂被科学家誉为“工业味精”、“金属新贵”、“能源之星”，是生产锂电池重要的材料，也广泛应用于空调、医药、农业、电子技术、纺织以及金属焊接和脱气等领域，具有重要的战略价值[1-3]。中国已探明锂矿资源量全球占比低于6％，而锂资源消费量全球占比超过40％，对外依存度高达75％，锂资源安全供给已成为制约中国新能源产业竞争力的“卡脖子”问题，寻找新资源基地、保障锂资源安全供给已成为中国重大战略需求[4-11]。西北地区作为我国重要的资源保障基地，近些年发现多处锂矿床，新一轮锂的找矿工作正在如火如荼的开展。加强西北地区锂成矿地质背景、成矿规律、成矿特征等研究及圈定新的锂资源选区工作，是确保新一轮找矿工作的重要保障。本文在总结西北重要锂成矿带、锂资源概况基础上，利用以往1∶20万地球化学数据，开展选区研究工作。

1  西北地区锂资源分布概况

目前可开发利用的锂矿床主要有盐湖卤水型、伟晶岩型、粘土型、锂沸石型、其他卤水型（包括油气田卤水亚类和地热卤水亚类）和离子吸附型6种类型。目前勘探開发的主要类型为盐湖卤水型和伟晶岩型锂矿[12-16]。西北地区是我国花岗伟晶岩型锂矿床分布的重要地区之一，主要分布在3条成矿带上，分别为西昆仑-喀喇昆仑锂多金属成矿带、阿尔泰锂多金属成矿带、阿尔金锂多金属成矿带。目前已发现超大型锂矿3处，大型6处，中型5处（表1），成矿类型主要为花岗伟晶岩型，形成时代主要为三叠纪，阿尔金一带伟晶岩型锂矿形成于奥陶纪，阿尔泰锂成矿带有泥盆—石炭纪、二叠纪、三叠纪和侏罗纪4个成矿期次，其中三叠纪是成岩成矿主峰期[17-25]。近年来，在东天山、柴北缘、三江北段等地区也发现了锂的矿化线索，如东天山镜儿泉锂矿点、天峻县茶卡北山锂铍矿床、锲墨格山锂铍矿床及称多县草陇锂铍铌矿点等[1，26]，充分显示了西北地区锂矿较好的找矿前景。

1.1  西昆仑-阿尔金锂多金属成矿带

1.1.1  西昆仑-喀拉昆仑地区

西昆仑-喀喇昆仑地区构造活动频繁，断裂构造控制了区域古生代至中生代各个时期沉积建造和岩浆岩的展布。区内岩浆作用强烈，中酸性侵入岩规模较大，三叠纪赛图拉岩体、大红柳滩岩体、泉水沟岩体等呈岩基状产出。区内发育大量花岗伟晶岩脉，是新疆重要的伟晶岩成矿带。成矿带呈NW向展布，长约600 km。自20世纪60年代，在西昆仑造山带东段大红柳滩地区通过成矿规律和控矿因素研究，运用高分辨率遥感解译、蚀变异常提取手段，结合区域地球化探等资料，在大红柳滩地区陆续发现了白龙山、雪凤岭-雪盆-双牙、507、509道班西、俘虏沟南1号、俘虏沟南2号、喀拉卡等大型锂矿床7处；大红柳滩、俘虏沟和505等中型锂矿3处，此外还发现阿克沙依、阿克塔斯南等多处锂矿点，已有野外调查和前期勘查工作表明，红柳滩超大型稀有金属矿田有望成为世界级规模的巨型锂多金属矿集区[28-32]。在西昆仑造山带中段新发现了牧林场、达布达尔、三素矿点，造山带西段发现了霍什塔什、肖尔布龙、卡拉瓦拉等锂矿点[18，27，28，30，31，33]，形成了西昆仑-喀拉昆仑锂多金属成矿带。

1.1.2  阿尔金地区

阿尔金造山带位于青藏高原北缘，处于柴达木地块、祁连-昆仑造山带及塔里木板块之间，是由原特提斯洋俯冲碰撞/增生造山作用所形成的复合型造山带[34-35]。阿尔金中段吐格曼地区近几年锂铍多金属矿找矿成果丰硕，其位于新疆若羌县城南侧的阿尔金山，构造上属阿中地块，呈NE向展布，长约150 km，伟晶岩较发育。近年来，已发现托盖勒克锂矿床、吐格曼锂铍矿床、吐格曼北锂铍矿床和瓦石峡南锂铍矿床等，其中托盖勒可锂矿床初步估算达大型规模，吐格曼锂铍矿床和吐格曼北锂铍矿床已达中型规模[22，34]。遥感及蚀变提取结果显示，吐格曼地区仍存在大量花岗伟晶岩脉亟待调查研究，其中托巴与阿亚格岩体南缘接触带伟晶岩是潜在的稀有金属找矿靶区[22]。

1.2  阿尔泰锂多金属成矿带

新疆阿尔泰造山带是我国重要的稀有金属矿床矿产资源基地，尤以富Li和富Be伟晶岩型矿床广泛发育为特色[36]。阿尔泰造山带地处于中亚造山带中部，南以额尔齐斯大断裂为界，北至西伯利亚板块，西接哈萨克斯坦地块，东邻蒙古国[37，38]。阿尔泰地区花岗岩类岩石分布较广，约占总面积的70%，主要集中在哈龙-清河岩浆弧内。岩浆作用以中酸性岩浆活动最为强烈，花岗岩广泛出露，可分为前志留纪、志留纪、泥盆纪、晚古生代中晚期及中—新生代等期。以志留纪、泥盆纪花岗侵入岩为主，晚二叠世—二叠纪花岗侵入岩次之。该成矿带包括加曼哈巴-大喀拉苏成矿亚带和哈龙-青河成矿亚带2个稀有金属成矿亚带；9个伟晶岩稀有金属矿集区，由NW向东南依次为加曼哈巴、海流滩-也留曼、小卡拉苏-切别林，大喀拉苏-可可西尔、卡拉额尔齐斯、柯鲁木特-吉得克、库威-结别特、可可托海和青河伟晶岩矿集区[39]，主要集中在中阿尔泰块体和南阿尔泰块体。勘探资料表明，已发现了十多万条伟晶岩脉，38个伟晶岩矿田，其中数千条具不同程度稀有金属矿化或白云母矿化，阿尔泰山锂多金属成矿带是中国典型的硬岩型锂矿分布区，也是我国稀有金属最早勘查开发的区域[40-42]。该带上分布众多锂矿床，已发现超大型矿床1处（可可托海），大型矿床2处（卡鲁安、柯鲁木特）、中型矿床5处，小型81处，及众多的矿点和矿化点，其中可可托海伟晶岩矿床是世界花岗伟晶岩型稀有金属矿床的典型代表[27，43]。

2  锂地球化学异常与找矿远景区圈定

本次以西北地区最新的1∶20万地球化学数据库为基础，选取西昆仑-阿尔金地区（经度：73.5°～90.0°，纬度：34.4°～39.0°）数据 16 459个，阿尔泰地区（经度：85.8°～91.0°；纬度：45.5°～49.2°）数据12 862个。利用GeoIPAS软件和Arcgis软件进行数据再处理，选定分析测试元素25种（SiO2，Al2O3，Fe2O3，CaO，MgO，K2O，Na2O，As，B，Ba，Be，Bi，La，Li，Mo，Nb，P，Sr，Th，Ti，U，V，W，Y，Zn），在数据相关性分析基础上，重新计算各区锂元素背景值及异常下限，编制重要成矿带锂异常点位图，并结合成矿地质条件圈定成矿有利区，为进一步部署锂矿选区，实现找矿突破提供地球化学依据。

2.1  西昆仑-阿尔金地球化学异常特征及找矿远景区圈定

2.1.1  地球化学特征

本次利用GeoIPAS软件计算西昆仑-阿尔金地区锂地球化学特征参数（表2）。西昆仑-阿尔金地区算术剔除高值和低值后锂平均值为29.22×10-6，中位数为28.20×10-6，标准离差为10.4，变化系数为0.36。算术剔除高值和低值异常下限计算：Ca=X＋2S，结果为50.02。

通过R型聚类分析，发现相关性较好的元素对有：Th-U、Fe2O3-Ti-V、CaO-Sr、Al2O3-Na2O-Be-K2O。与Li具有正相关性的元素有B，As，但相关性较弱（图4），与中酸性岩体有关的元素，如K，Na，Al，Be等与Li相关性也很弱。与之具弱相关性的仅为B，相关性为0.268 8，可能和其本身的地球化学性质及风化剥蚀后表生迁移作用相关。Li在表生条件下具较大活动性，部分易形成易溶盐被流水带走，另一部分滞留于风化壳的粘土矿物中，通常蒸发岩中锂含量相对较高。锂与硼的相关性可能与高原地区存在古盐湖沉积物有关，盐湖中多富集硼和锂。因此，Li元素异常形成具多样性，需借助已有矿床、矿点及矿化线索。

2.1.2  地球化学异常及远景区圈定

西昆仑地区锂地球化学异常西部呈NW向展布，东部成NEE向展布，与区域构造线基本一致，异常面积大，强度高。将西昆仑地区锂元素异常点按标准离差倍数依次递增，取50～60.4、60.4～70.8、70.8～81.2、81.2～91.6、＞91.6进行分组，利用不同颜色符号进行投点。据高值异常点并结合成矿地质条件圈定找矿远景区，本次共圈定远景区15处（图5）。其中：Li1异常区出露志留系和三叠纪花岗闪长岩为主，目前区内及周边已发现有卡拉瓦拉、霍什塔什、肖尔布隆、土曼其等锂铍矿点[17]；Li2异常区出露地层以石炭系和侏罗系沉积岩为主。Li3异常区出露岩浆岩以白垩纪花岗闪长岩和二长花岗岩为主，地层以二叠系和石炭系沉积地层为主，目前区内及周边已发现有三素、达布达尔锂矿点[17][29]；Li4异常区出露岩浆岩以三叠纪石英闪长岩为主，地层以志留系沉积岩为主；Li5异常区出露地层以二叠系和志留系沉积岩为主，仅在异常区北侧出露少量三叠纪花岗闪长岩；Li6异常区出露志留系、侏罗系、二叠系沉积岩为主。Li7异常区分布有大红柳滩、阿克塔斯、白龙山、俘虏沟南等等十余处锂铍矿床，矿床与三叠纪二长花岗岩关系密切，其花岗质岩体主要由黑云母二长花岗岩、二长花岗岩和二云母花岗岩组成，岩体中发育暗色闪长质包体[44-45]，大红柳滩花岗岩体成岩年龄为（220～209.6） Ma，属晚三叠世岩浆活动产物；Li8异常区出露地层以三叠纪沉积岩为主；Li9异常区出露岩浆岩以二叠纪二长花岗岩为主，北部出露二叠系；Li10异常区以三叠系为主；Li11异常区主要出露二叠系、三叠系及大片第四系；Li12异常区出露岩浆岩以奥陶纪二长花岗岩、花岗闪长岩为主，地层以太古代变质岩为主；Li13异常区出露岩浆岩以志留纪二长花岗岩、三叠纪花岗斑岩为主，地层以奥陶-志留系为主；Li14异常区出露岩浆岩以寒武—奥陶纪二长花岗岩、花岗闪长岩等为主。Li15异常区主要出露第三系。据异常区内出露岩浆岩及地层情况，并与大红滩异常区对比，将15个区进行分类排序，A类（已发现矿产地或矿点）： Li7、Li14、Li1、Li3；B类（花岗岩类发育区）：Li4、Li9、Li11、Li12；C类（仅分布有化探异常）：Li2、Li5、Li6、Li8、Li10、Li13、Li15。异常区的圈定及排序可为后续找矿工作部署提供地球化学依据，缩小找矿范围，为找矿突破行动提供地球化学方面的支撑。

2.2  阿尔泰地球化学异常特征及找矿远景区圈定

2.2.1  地球化学特征

本次利用GeoIPAS软件计算阿尔泰地区锂地球化学特征参数（表3）。算术剔除高值和低值后全区Li平均值为27.31×10-6，中位数为27.00×10-6，标准离差为10.99，变化系数为0.4。算术剔除高值和低值的异常下限计算：Ca=X＋2S，结果为49.29。与西昆仑阿尔金地区相比，平均值相差不大，昆仑-阿尔金地区略高，但变化系数阿尔泰地区稍大。

阿尔泰地区R型聚类分析结果显示（图6）：Li与Be相关性最好，相关系数为0.625 4，其次为Nb，相关系数为0.407 8，Bi、K2O、U、Ag、W、B、Sn、Cr、Mo、Ni相关系数大于0.1，CaO、SiO2、Ba、Na2O、V、Au呈负相关。Li异常叠加Be和Nb异常为找矿有利地区。

2.2.2  地球化学异常及远景区圈定

阿尔泰地区Li地球化学异常范围大，成片集中分布，主体成NW向展布（图7）。大部分锂多金属矿位于异常中心或异常边部。异常范围与阿尔泰地区花岗岩分布基本一致，元素异常主要受花岗岩控制。以锂元素地球化学图叠加高值异常点及地质图圈定锂找矿远景区13处，其中5处找矿远景区内已发现锂矿床（点）（图7）。据找矿远景区内地质出露情况及发现矿床（点）情况，将13处找矿远景区排序如下：A類（已发现矿床（点））：Li9、Li12、Li8、Li5、Li10；B类（位于已发现找矿远景区周边，具类似成矿地质条件）：Li13、Li11、Li7、Li6；C类（发育锂地球化学异常）：Li1、Li2、Li3、Li4。异常区的圈定及排序可为后续找矿工作部署提供地球化学依据，缩小找矿范围，为找矿突破行动提供地球化学方面的支撑。

3  討论与结论

3.1  讨论

地球化学勘查是一种颇有成效、不可替代的找矿技术和方法，特别是在有色、稀有、特别是贵金属矿产勘查方面。水系沉积物、土壤、岩石地球化学测量等地球化学勘查方法在新矿床的发现及找矿实践中发挥了重要作用，尤其在贵金属和有色金属找矿中成效更加突出。“十二五”期间化探发现各类异常19 157处，经检查、验证发现各类矿产1 267处，1981—2015年合计发现异常82 653处，见矿5 027处[46]（表4）。与其他勘查方法相比，化探的最大特点在于能直接查明成矿物质的区域分布模式和局部浓集中心，并指示地下矿床的赋存部位。前人在对甲基卡矿床进行矿区或矿床尺度上的水系沉积物地球化学调查时，发现明显的地球化学异常[47]；阿尔泰成矿带、西昆仑-阿尔金成矿带已发现的锂矿床均存在明显的地球化学异常[48]。地球化学勘查可帮助快速缩小找矿靶区，为下一步找矿突破工作提供精确选区。

本文是以大量1∶20万地球化学数据为基础，结合已有矿床（点）开展锂矿选区的尝试工作，具数据量大、范围大的特点。优点是能够快速圈定异常区带，为下一步找矿工作部署提供范围，缺点是圈定范围较大，新圈定范围内缺少大比例尺化探数据和地质矿产情况的支撑，但圈定的异常仍可作为下一步开展锂矿地质找矿工作部署的地球化学依据，建议下一步可利用高精度遥感数据及大比例尺化探，针对圈定的异常区开展异常检查工作。

3.2  结论

（1）  西昆仑-阿尔金成矿带和阿尔泰成矿带是西北地区锂矿找矿突破的关键地区。利用1∶20万化探数据，在昆仑-阿尔金成矿带圈定锂地球化学找矿远景区15处，根据异常特征及地质条件，对远景区进行排序，其中A类找矿远景区2处，B类找矿远景区6处，C类找矿远景区7处；在阿尔泰成矿带圈定锂地球化学找矿远景区13处，其中A类找矿远景区5处，B类找矿远景区4处，C类找矿远景区4处。

（2）  地球化学找矿远景区的圈定为下一步找矿突破战略行动工作部署提供了地球化学方面的依据，建议加强A类异常区内已知锂矿区深部及外围找矿；加强B类化探找矿远景区内的成矿地质背景及成矿规律研究，发现新的矿化线索；加强C类化探找矿远景区的面积性调查工作，储备后备勘查区。

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The Geochemistry Characteristics of Northwest China Lithium and

the Prediction of Its Prospecting Potential

Wang Lei1， Zhang Jing1， Chen Ye2， Zhao Hansen1， Li Tianhu1

（1.Xian Center of Geological Survey，China Geological Survey，Xian，Shannxi，710119，China;

2.Geological Survey Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract： In order to delineate the prospecting area for lithium mineralization， 1：200 000 geochemical data in the two main lithium ore belts of West Kunlun Altun and Altay was used. Based on the geochemical spatial distribution and abnormal characteristics of lithium elements， the prospecting area was delineated to serve the strategic action selection for mineral exploration breakthroughs. Based on the previous 1：200 000 geochemical database of key lithium deposit zones， the data were reanalyzed for parameters such as element correlation， background， and anomaly characteristics， and combined with existing lithium deposits or lithium mineralization points to delineate prospecting prospects. Fifteen geochemical anomaly areas for lithium have been delineated in the Kunlun Altai region， and twelve geochemical anomaly areas for lithium have been delineated in the Altai region. The 27 abnormal areas delineated in this study can provide reference basis for the next deployment of lithium ore exploration work.

Key words： lithium ore; Geochemical anomalies; Prospecting prediction; Metallogenic prospect area; Northwest region

項目资助：中国地质调查局项目（DD20230334、DD20230248）、国家自然科学基金联合基金子课题西部重点成矿带铜、钴、镍超常富集时空分布规律与资源效应（U2244219）、新疆维吾尔自治区区域协同创新专项项目（2022E01053）、新疆科技厅上合组织协同创新项目（2022E01053）联合资助

收稿日期：2023-06-15；修订日期：2024-01-19

第一作者简介：王磊（1985-），男，河北临城人，高级工程师，硕士，2010年毕业于中国地质大学（北京），矿物学、岩石学、矿床学专业，现主要从事勘查地球化学相关的调查研究工作；E-mail： tleiwang@163.com

通讯作者：张晶（1982-），女，高级工程师，主要从事勘查地球化学相关的调查研究工作；E-mail： 306633145@qq.com