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    摘要

    近年来,九岭南缘同安-白水洞地区取得了重大找矿突破,发现了多处大型、超大型蚀变花岗岩型锂矿床,系统梳理该地区锂矿成矿地质特征对于总结区域成矿规律,指导下一步找矿勘查具有重要意义。笔者通过详细的野外地质调查和钻孔编录,并结合前人研究成果,将九岭南缘燕山期花岗岩划分为4个阶段,其岩性从老到新依次为中细-中粗粒斑状二云母二长花岗岩→中细粒含斑(少斑)二云母二长花岗岩→细粒二云母二长花岗岩→中细粒白云母二长花岗岩,各岩性之间呈明显的侵入接触关系。其中晚阶段白云母二长花岗岩与锂矿具有成矿专属性,并常超覆于其他燕山期岩体之上,内部见有早期岩体的捕虏体。以w(Li2O)≥0.20%圈定锂矿体,矿体主要分布于白水洞岩体上部的中、强钠长石化白云母二长花岗岩中,同时有少量的伟晶岩和细晶岩矿体,局部花岗岩围岩被矿化,但下部弱钠长石化白云母二长花岗岩及地表局部地段白云母二长花岗岩不含矿。锂主要赋存于锂白云母和锂云母中,脉石矿物主要为钠长石、石英、钾长石、云母等。燕山期花岗岩蚀变普遍且较强烈,蚀变类型主要有钾长石化、钠长石化、白(锂)云母化、云英岩化、黄玉化等。白(锂)云母化表现为围绕原生白云母边缘发育交代的白云母和锂云母,同时与钠长石化紧密伴生。成矿作用主要发生在碱交代阶段,局部叠加云英岩化(酸交代)阶段。上述特征表明九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿为热液作用的碱交代阶段富集成矿。结合水系沉积物异常特征,笔者初步总结了该地区锂矿成矿要素,建立了找矿标志,并圈定了陈家里-新庵里、港口-东坑、三角岭-东窝里、张家里-窑场里等地区作为下一步重点找矿靶区,为九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿勘查提供参考。

    Abstract

    In recent years, the Tong’an-Baishuidong area in the southern margin of Jiuling Mountains has made a major prospecting breakthrough, and many large and super-large altered granite-type lithium deposits have been discovered. A systematic summarization of the geological characteristics of lithium deposits in this area is of great significance for summarizing the regional metallogenic regularity and guiding the next prospecting and exploration. Based on detailed field geological survey and drill core record compiling, combining with previous research results, the Yanshanian granites in the southern margin of Jiuling are divided into four stages. The lithology from old to new are medium-fine-medium-coarse grained porphyritic two-mica monzogranite→medium-fine grained porphyritic (less-porphyritic) two-mica monzogranite→fine-grained two-mica monzogranite→medium-fine grained muscovite monzogranite. There are a clear intrusive contact relationship between the lithologys. Among them, the late stage muscovite monzogranite and lithium ore have metallogenic specificity, and often overlie other Yanshanian plutons, and there are xenolith of early pluton in the interior. The lithium ore body is delineated byw(Li2O)≥0.20%, and the ore body is mainly distributed in the medium and strong albitized muscovite monzonitic granite in the upper part of Baishuidong pluton. At the same time, there are a small amount of pegmatite and aplite ore bodies, and local granites surrounding rock are mineralized, but the lower weakly albitized muscovite monzonitic granite and surface local area muscovite monzonitic granites do not contain ore. Lithium mainly occurs in lithian muscovite and lepidolite, and gangue minerals are mainly albite, quartz, potassium feldspar, mica and so on. The alteration of Yanshanian granite is common and strong, and the alteration types mainly include potassium feldspathization, albitization, muscovitization (muscovitization of lepidolite), greisenization and topazization. Muscovitization (muscovitization of lepidolite) is manifested as muscovite and lepidolite formed by alteration around the edge of primary muscovite, and is closely associated with albitization. The mineralization mainly occurred in the alkali metasomatism stage, and locally superimposed with greisenization (acid metasomatism) stage. The above characteristics indicate that the altered granite-type lithium deposits in the southern margin of Jiuling are enriched and mineralized in the alkali metasomatic stage of hydrothermal action. Combined with the characteristics of stream sediment anomalies, the metallogenic elements of lithium deposits in this area were preliminarily summarized, and the prospecting signs were established. Chenjiali-Xin'anli, Gangkou-Dongkeng, Sanjiaoling-Dongwoli, Zhangjiali-Yaochangli and other places were delineated as the next key prospecting targets, which pointed out the direction for the exploration of altered granite-type lithium deposits in the southern margin of Jiuling.

  • 锂是重要的战略性矿产资源和新兴产业资源,也是21世纪能源金属(郑绵平等,2007;李建康等,2014;王登红,2019)。全球锂矿类型主要为盐湖型、伟晶岩型、花岗岩型和沉积岩型。其中花岗岩型锂矿是中国分布最广的锂矿类型(李建康等,2014),空间上与蚀变花岗岩岩体密切相关,工业矿物主要为锂云母、铁锂云母,具有“低品位、大吨位、露天开采”的特点(王登红等,2022),主要位于华南地区,以江西宜春414、湖南正冲和尖峰岭、广西栗木等矿床为典型代表(李建康等,2014)。江西九岭地区的锂矿找矿工作,最早可追索到20世纪70年代,前人发现白水洞、雷坛庙、河背、洞背、张家垅岩株(瘤),主要岩性为中细粒二(白)云母钠长花岗岩、二(白)云母钠钾花岗岩等,并发现钠化和Li、Nb、Be、F异常,与锂、铌钽、铍成矿关系密切(江西省地质局区域地质调查大队,1977)。随后,研究区陆续开展了1∶25万上高县幅区域地质调查(修测)(吴富江等,2003)、1∶5万石街、九仙汤、院前、同安幅区域地质调查(肖业斌等,2016),这些奠定了后续地质研究工作的基础。近年来,江西九岭南缘同安-白水洞地区取得了花岗岩型锂矿的找矿重大突破,发现了大港等特大型、白水洞和茜坑等大型锂矿床(吴学敏等,2016;李仁泽等,2020;聂晓亮等,2022)。目前,该地区已形成为一个由蚀变花岗岩型锂矿、含锂锡铌钽的细晶岩脉群以及花岗伟晶岩脉型铍矿(绿柱石)组成的稀有金属矿田。

    前人对九岭南缘同安-白水洞地区蚀变花岗岩型锂矿的成矿地质条件(周建廷等,2011;吴学敏等,2016)、成矿作用和矿石物质组成(王成辉等,2019)、矿床地质特征、成矿花岗岩、成矿时代(Xie et al .,2019;李仁泽等,2020;聂晓亮等,2022)等方面开展了研究。然而,这些与锂成矿相关的白云母花岗岩未被单独厘定,且缺乏对区域成矿地质特征和矿化蚀变特征系统的总结,一定程度上制约了区域找矿勘查工作。

    本文详细开展了茜坑、狮子岭、大港、枧下窝、圳口里、白水洞、割石里、港口等矿区的野外地质调查和钻孔编录,并结合前人资料,将九岭南缘燕山期花岗岩划分为4个阶段,明确了晚阶段白水洞岩体白云母二长花岗岩与锂矿的成矿专属性。文章结合水系沉积物异常,初步总结了研究区锂矿成矿要素,建立了找矿标志,以期为该地区下一步锂矿找矿勘查指明方向。

    1 地质背景

    江西九岭南缘位于江西西北部,处于扬子地块和华夏地块之间的江南造山带中段(图1a),属江南东段成矿带九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带,北与九江成矿亚带相邻,南以凭祥-歙县断裂带与钦杭成矿带为界(杨明桂等,1997)。研究区出露地层主要为新元古界青白口系宜丰岩组和安乐林组及第四系联圩组。宜丰岩组岩性主要为深灰色、灰绿色绢云石英片岩、绢云片岩、粉砂质绢云片岩,夹多层细碧岩和石英角斑岩,具构造岩片特征。安乐林组为一套变质砂岩、变质砂岩-粉砂质板岩建造(肖业斌等,2016)。研究区断裂构造主要为近EW向、NE向和NW向3组。其中,EW向断裂形成时间较早,活动时期最长。NE向次之,在研究区分布最为广泛,具长期性与多期次活动的特征,表现形式为早期韧性变形叠加了后期脆性断裂。NE向和近EW向断裂为燕山期酸性花岗岩体(脉)的控岩断裂。NW向断裂形成最晚。

    九岭南缘岩浆活动十分强烈,主要为晋宁期花岗岩和燕山期花岗岩。其中,晋宁期花岗岩整体为一复式岩基,划分为2个阶段:第一阶段(835.6~817.0 Ma)岩性主要为英云闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩,代表性岩体为九岭岩体(钟玉芳等,2005;段政等,2017;2019;孙克克等,2017;张福神等,2020;张志辉等,2021);第二阶段(824.3~814.2 Ma)岩性主要为细粒黑云母英云闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩,代表性岩体为石花尖、九仙汤、北坑等岩体(王迪,2017;张福神等,2020)。燕山期花岗岩主要分布于潭山-上富地区,出露面积约316 km2,呈近东西向展布,延伸长约30 km,南北宽约20 km(图1b)。通过详细的野外调查和钻孔编录,并结合前人资料,笔者将该地区燕山期花岗岩划分为4个阶段,从老到新,岩性主要依次为甘坊中细-中粗粒斑状二云母二长花岗岩(图2a)→古阳寨中细粒含斑(少斑)二云母二长花岗岩(图2d)→武堂细粒二云母二长花岗岩(图2g)→白水洞中细粒白云母二长花岗岩(图2j),各阶段岩体侵入接触关系清晰(图3a~i),形成时代介于147~139 Ma之间(王迪,2017;Xie et al.,2019;聂晓亮等,2022)。此外,该地区还发育有细晶岩脉、霏细岩脉和似伟晶岩脉。其中燕山期白云母二长花岗岩与锂成矿关系密切,各阶段岩体地质特征如下:

    第一阶段甘坊岩体主要分布于甘坊、潭山及同安等地,总体为一不规则椭圆形岩基,北西端侵入青白口系安乐林组变质岩,西端侵入新元古代九岭岩体,接触面较平直。岩性主要为斑状二云母二长花岗岩(图2a),岩石呈灰白色、浅肉红色,似斑状结构,块状构造,斑晶以钾长石斑晶、石英聚晶为特征,粒径一般5~8 mm,少量钾长石斑晶可达10~15 mm。矿物成分主要为石英(28%~32%)、钾长石(25%~30%)、斜长石(An10-15;28%~35%)、白云母(10%~15%)和黑云母(3%~5%)等。钾长石呈半自形板状,常被钠长石、白云母交代,部分钾长石斑晶包裹板条状钠长石晶粒,并呈定向分布,形成“似雪球结构”(图2b)。斜长石主要呈半自形板状,发育聚片双晶、卡钠复合双晶等(图2c),主要为更长石或更-钠长石。

    第二阶段古阳寨岩体主要分布于古阳寨等地,整体呈东西向,多侵入于甘坊岩体,局部侵入于新元古代九岭岩体。局部见被侵入的甘坊岩体具明显的同化混染现象,表明早阶段岩体还没有完全固结时,后阶段岩体已开始侵位。岩体平面上呈不规则近同心环状展布,从边缘相到过渡相、中心相,主要岩性分别为细粒含斑二云母二长花岗岩、中细粒含斑(少斑)二云母二长花岗岩、中粒少斑二云母二长花岗岩(图2d)。对比甘坊岩体,岩石中斑晶含量较少,且斑晶粒径较小。岩石呈中粒、中细粒似斑状结构,斑晶由石英、钾长石及斜长石组成,粒径一般为5~10 mm。矿物组成包括石英(25%~30%)、钾长石(28%~32%)、斜长石(An25-35;30%~35%)、白云母(10%~12%)和黑云母(3%~5%)等。石英主要呈他形粒状,少量为较自形的六方柱状,局部包裹少量细粒钠长石。钾长石呈半自形-他形板状,主要为条纹长石(图2e、f),次为正长石,普遍发育高岭石化,常被钠长石、白云母交代,部分钾长石斑晶包裹板条状钠长石(图2f)。斜长石主要呈半自形板状,发育聚片双晶、卡钠复合双晶等,以更长石为主,中长石次之,发育绢云母化及白云母化,具净边及环带结构(图2e)。黑云母呈浅褐色-深褐色,半自形片状,部分铁质析出后褪色,蚀变为白云母。

    第三阶段武堂岩体主要分布于白果-茜坑一带,岩性主要为细粒二云母二长花岗岩(图2g),呈小岩株、岩瘤状,侵入于新元古代及燕山期花岗岩中。白水洞岩体中见武堂岩体细粒二云母二长花岗岩捕虏体,显示武堂岩体侵位时间早于白水洞岩体。岩石主要呈细粒花岗结构,偶见似斑状(含斑)结构。矿物组成主要为石英(25%~30%)、钾长石(26%~30%)、斜长石(An25-38:28%~33%)、白云母(10%~12%)和黑云母(3%~5%)等,粒径为0.2~2.0 mm。钾长石呈半自形板状,以正长石为主,条纹长石次之,少量为微斜长石(图2h),普遍发育弱高岭石化,局部与石英交生构成似文象结构。斜长石呈半自形板状,以中长石为主,更长石次之,具环带及净边结构(图2i),核部多具碳酸盐化、绢云母化。白云母呈自形-半自形片状,少量交代了黑云母。

    第四阶段白水洞岩体为研究区主要成矿岩体,分布于茜坑-白水洞一带,平面上呈椭圆状、不规则状。垂向上,白水洞岩体常超伏(内倾)侵入于甘坊岩体或古阳寨岩体之上,中间常见甘坊岩体中粒斑状二云母二长花岗岩捕虏体,局部岩体顶部见甘坊岩体的残留顶盖。接触面多为内倾,与甘坊岩体侵入接触面呈齿状,倾角较缓,为30°左右。局部见白水洞岩体侵入到晋宁期九岭岩体中,侵入接触面弯曲状,外接触带有暗色、褐色的烘烤边,内接触带有不规则的捕虏体。局部见白水洞岩体顶部发育似伟晶岩或细晶岩脉。白水洞岩体岩性主要为中细粒白云母二长花岗岩(图2j),岩体顶部及边部发育有细粒白云母二长花岗岩,呈脉状产出,如港口地区。岩石主要为中细粒花岗结构,少部分中粒或细粒花岗结构。偶含斑晶,斑晶由石英、钾长石组成。矿物组成包括石英(20%~25%)、钾长石(20%~25%)、斜长石(An7-15:35%~40%)、白云母(15%~18%)等,矿物粒径一般0.50~2.80 mm。石英呈他形粒状,被溶蚀后边缘被白云母、钠长石充填(图2k)。斜长石呈半自形板状,发育聚片双晶、卡钠复合双晶,主要为钠长石,次为钠-更长石,具绢云母化及白云母化。白云母呈半自形片状,片径0.15~1.20 mm(图2k)。钾长石呈半自形-他形板状,发育高岭石化(图2l)。

    图1 江西九岭南缘潭山-上富地区大地构造位置图(a,据张勇等,2020修改)和地质简图(b,据张福神等,2021修改)
    1—第四系联圩组;2—青白口系安乐林组上段:绿泥绢云千枚岩;3—青白口系安乐林组中段:变质细粒岩屑砂岩等;4—青白口系安乐林组下段:变质凝灰质细砂岩等;5—青白口系宜丰岩组:千枚状变质细粒杂砂岩等;6—白水洞岩体:中细粒白云母二长花岗岩;7—武堂岩体:细粒二云母二长花岗岩;8—古阳寨岩体:中细粒含斑二云母二长花岗岩;9—甘坊岩体:中细—中粗粒斑状二云母二长花岗岩;10—石花尖岩体:细粒含斑—少斑黑云母花岗闪长岩;11—九岭岩体:中细粒含斑黑云母花岗闪长岩;12—九岭岩体:细粒含斑黑云母英云闪长岩;13—九岭岩体:中粗粒含斑黑云母二长花岗岩;14—伟晶岩脉;15—霏细斑岩脉;16—细晶岩脉;17—断裂;18—地质界线;19—蚀变花岗岩型锂矿床;20—细晶岩型锂矿床;21—找矿靶区范围
    矿床编号:1—白果锂矿床;2—茜坑锂矿床;3—石家里锂矿床;4—茅岭锂矿床;5—狮子岭锂矿床;6—白石里锂矿床;7—大港锂矿床;8—白市化山锂矿床;9—圳口里锂矿床;10—金子峰-左家里锂矿床;11—枧下窝锂矿床;12—白水洞锂矿床;13—水南锂矿床;14—罗家山锂矿床;15—港口锂矿床
    Fig. 1 Tectonic setting (a, modified after Zhang et al., 2020) and geological sketch of the Tanshan-Shangfu region in the southern margin of Jiuling range,Jiangxi Province (b, modified after Zhang et al., 2021)
    1—Quaternary Lianxu Formation; 2—The Upper Section of the Anlelin Formation of the Qingbaikou System: Green mud sericite phyllite; 3—The Middle Section of the Anlelin Formation of the Qingbaikou System: Metamorphic fine-grained lithic sandstone; 4—The Lower Section of the Anlelin Formation of the Qingbaikou System: Metamorphic tuffaceous fine sandstone; 5—Yifengyan Formation of the Qingbaikou System: Metamorphic fine-grained greywacke; 6—Baishuidong pluton: Medium-fine-grained muscovite monzogranite; 7—Wutang pluton: Fine-grained two-mica monzogranite; 8—Guyangzhai pluton: Medium-fine grained porphyritic two-mica monzogranite; 9—Ganfang pluton: Medium-fine to medium-coarse-grained porphyritic two-mica monzogranite; 10—Shihuajian pluton: Fine-grained porphyro-oligophoric biotite granodiorite; 11—Jiuling pluton:Medium-fine grained porphyritic biotite granodiorite; 12—Jiuling pluton: Fine-grained porphyry biotite quartz diorite; 13—Jiuling pluton:Medium coarse-grained porphyry biotite monzogranite; 14—Pegmatite dyke; 15—Felsophyre dike; 16—Aplite dyke; 17—Fracture;18—Geological boundary; 19—Altered granite-type lithium deposit; 20—Aplite-type lithium deposit; 21—Prospecting target area
    Deposits number: 1—Baiguo lithium deposit; 2—Xikeng lithium deposit; 3—Shijiali lithium deposit; 4—Maoling lithium deposit; 5—Shiziling lithium deposit; 6—Baishili lithium deposit; 7—Dagang lithium deposit; 8—Baishihuashan lithium deposit; 9—Zhenkouli lithium deposit;10—Jinzifeng-Zuojiali lithium deposit; 11—Jianxiawo lithium deposit; 12—Baishuidong lithium deposit; 13—Shuinan lithium deposit;14—Luojiashan lithium deposit; 15—Gangkou lithium deposit



    图2 江西九岭同安-白水洞地区燕山期各阶段花岗岩岩石学特征
    a. 甘坊岩体:中粒斑状二云母二长花岗岩;b. 钾长石斑晶中发育短柱状、长条状、粒状钠长石及鳞片状白云母,构成“似雪球结构”(正交偏光);c. 斜长石发育净边结构(正交偏光);d. 古阳寨岩体:中细粒少斑二云母二长花岗岩;e. 斜长石发育绢云母化,具净边结构(正交偏光);f. 钾长石斑晶中发育短柱状、粒状钠长石(正交偏光);g. 武堂岩体:细粒二云母二长花岗岩;h. 细粒二云二长花岗岩中见白云母、黑云母及石英、钾长石等(正交偏光);i. 细粒二云二长花岗岩中发育环带结构的中长石(正交偏光);j. 白水洞岩体:中细粒白云母二长花岗岩;k. 白云母、钠长石沿着受溶蚀的石英边部充填,白云母边部发育锂云母(正交偏光);l. 钠长石沿着受溶蚀的石英边部生长(正交偏光)
    Ab—钠长石;Ads—中长石;Bi—黑云母;Kf—钾长石;Lpd—锂云母;Mu—白云母;Qz—石英; Pe—条纹长石;Pl—斜长石
    Fig. 2 Petrographic characteristics of granites in different stages of Yanshanian stage in the Tongan-Baishuidong region in Jiuling area, Jiangxi Province
    a. Ganfang pluton: medium grained porphyritic two-mica monzogranite; b. Short columnar, elongated, granular albite and scaly muscovite are developed in potassium feldspar porphyrotope, forming a “snowball like structure” (cross-polarized light); c. Eulcoration border in structure are
    Developed  plagioclase (cross-polarized light); d. Guyangzhai Pluton: medium-fine-grained oligophyric two-mica monzogranite; e. Sericitization in plagioclase,having a edulcoration border (cross-polarized light); f. Short columnar, elongated, granular albite are developed in potassium feldspar porphyrotope (cross-polarized light); g. Wutang Pluton: fine-grained two-mica monzogranite; h. Muscovite, biotite and quartz, potassium feldspar, etc., can be seen in fine grained two-mica monzogranite (cross-polarized light); i. Andesine with zonal structure developed in fine-grained two-mica monzogranite (cross-polarized light); j. Baishuidong pluton: medium-fine-grained muscovite monzogranite; k. Muscovite and albite are filled along the dissolved quartz edges, and lepidolite develops at the muscovite edges (cross-polarized light); l. Albite grows along the dissolved quartz edge (cross-polarized light)
    Ab—Albite; Ads—Andesine; Bi—Biotite; Kf—Potassium feldspar; Lpd—Lepidolite; Mu—Muscovite; Qz—Quartz; Pe—Perthite; Pl—Plagioclase




    图3 江西九岭南缘同安-白水洞地区燕山期多阶段花岗岩接触关系
    a.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)中见细粒二云母二长花岗岩(武堂岩体)捕虏体(茜坑矿区钻孔ZK2809孔深145.3 m处);b.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)与中粒斑状二云母二长花岗(甘坊岩体)接触界线(枧下窝矿区钻孔ZK1502孔深128.69 m处);c.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)与中粒斑状二云母二长花岗(甘坊岩体)接触界线(茜坑矿区钻孔ZK2809孔深147.8 m处);d.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)与中粒斑状二云母二长花岗(甘坊岩体)接触界线(枧下窝矿区钻孔ZK1502孔深114.27 m处);e.中细粒含斑二云母二长花岗岩(古阳寨岩体)与中粒斑状二云母二长花岗(甘坊岩体)接触界线(枧下窝矿区钻孔ZK001孔深287.97 m处);f.中细粒含斑二云母二长花岗岩(古阳寨岩体)与中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)接触界线;g.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)与晋宁期英云闪长岩(九岭岩体)接触界线;h.中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)与细晶岩接触界线(枧下窝矿区钻孔ZK1502孔深119.98 m处);i.细粒二云母二长花岗岩(武堂岩体)与似伟晶岩接触界线(茜坑矿区钻孔ZKShkl1孔深29.4 m处)
    Fig. 3 Contact relationship of Yanshanian multi-stage granites in the Tongan-Baishuidong region in the southern margin of Jiuling range, Jiangxi Province
    a. The xenolith of fine-grained two-mica monzogranite (Wutang pluton) is found in the medium-fine-grained muscovite monzogranite (Baishitong pluton) (ZK2809 at the depth of 145.3 m in Xikeng mining area); b. The contact boundary between medium-fine muscovite monzogranite (Baishuidong pluton) and medium-grained porphyritic two-mica monzogranite (Ganfang pluton) (ZK1502 at the depth of 128.69 m in Jianxiawo mining area); c. The contact boundary between medium-fine muscovite monzogranite (Baishitong pluton) and medium-grained porphyritic two-mica monzogranite (Ganfang pluton) (ZK2809 at the depth of 147.8 m in Xikeng mining area); d. The contact boundary between medium-fine muscovite monzogranite (Baishitong pluton) and medium-grained porphyritic two-mica monzogranite (Ganfang pluton) (ZK1502 at the depth of 114.27 m in Jianxiawo mining area); e. The contact boundary between medium-fine grained porphyritic two-mica monzogranite (Guyangzhai pluton) and medium-grained porphyritic two-mica monzogranite (Ganfang pluton) (ZK001 at the depth of 287.97 m in Jianxiawo mining area); f. The contact boundary between medium-fine grained porphyritic two-mica monzogranite (Guyangzhai pluton) and medium-fine muscovite monzogranite (Baishitong pluton); g. The contact boundary between medium-fine muscovite monzogranite (Baishitong pluton) and Jinningian quartz diorite (Jiuling pluton);h. The contact boundary between medium-fine muscovite monzogranite (Baishitong pluton) and aplite (ZK1502 at the depth of 119.98 m in Jianxiawo mining area); i. The contact boundary between fine-grained two-mica monzogranite (Wutang Pluton) and pegmatite (ZKShkl1 at the depth of 29.4 m in Xikeng mining area)


    2 成矿地质特征
    2.1 矿体地质特征

    九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿床主要分布于同安-白水洞一带,整体上呈近东西走向,与白云母二长花岗岩分别范围基本一致。以w(Li2O)≥0.20%圈定矿体,矿体形态一般呈厚层状、似层状、长透镜状(图4)或岩瘤状,沿走向延伸长约几千米,垂向延伸长几百米,整体走向呈近东西向,局部为近南北向,倾向西或北,局部倾向南,倾角约20°~45°,矿体厚几米至几百米。锂矿化主要赋存于白水洞岩体上部的中、强钠长石化白云母二长花岗岩中,同时内部有少量的伟晶岩脉和细晶岩脉矿体,而下部弱钠长石化白云母二长花岗不含矿,局部地表不具中、强钠长石化的白云母花岗岩也不含矿。另外,局部发育钠长石化的燕山期花岗岩围岩也可以形成矿(化)体。


    图4水南矿区1号勘探线剖面图
    1—第四系;2—白水洞岩体:中细粒白云母二长花岗岩;3—甘坊岩体:中粒斑状二云母二长花岗岩;4—甘坊岩体:中细粒斑状二云母二长花岗岩;5—九岭岩体:中细粒黑云母花岗闪长岩;6—w(Li2O)≥0.30%;7—0.30%>w(Li2O)%≥0.20%;8—钻孔及编号
    Fig. 4 The section of No.1 exploration line in the Shuinan mining area
    1—Quaternary; 2—Baishuidong pluton: Medium-fine-grained muscovite monzogranite; 3—Ganfang pluton: Medium-grained porphyritic two-mica monzogranite; 4—Ganfang pluton: Medium-fine-grained porphyritic two-mica monzogranite; 5—Jiuling pluton: Medium-fine-grained biotite granodiorite; 6—w(Li2O)≥0.30%; 7—0.30%>w(Li2O)≥0.20%; 8—Drill hole and number


    中、强钠长石化中细粒白云母二长花岗岩中w(Li2O)一般为0.20%~0.70%(图5,图6)。局部地区w(Li2O)较高,如巷口-港口一带(图1b),强钠长石化中细粒、细粒白云母花岗岩中w(Li2O)一般大于0.60%,高者可大于1.00%,其主要分布于白水洞岩体边部,侵位于甘坊岩体中细粒斑状二云母二长花岗岩和九岭岩体中细粒含斑黑云母花岗闪长岩之间(图7)。中细粒斑状二云母二长花岗岩(甘坊岩体)和细粒含斑二云母二长花岗岩(武堂岩体)w(Li2O)一般为0.10%~0.20%(图5,图6)。

    然而,并非所有中细粒白云母二长花岗岩都是矿体,也存在w(Li2O)低于0.20%的白云母二长花岗岩。局部到地下一定深度,白云母二长花岗岩钠长石化较弱,并未成矿,如水南矿区钻孔ZK102下部白云母二长花岗岩中w(Li2O)<0.20%(图4)。据茅岭矿区勘查资料(张福神等,2023),矿体中存在弱钠长石化白云母二长花岗岩的夹石,矿体下部为不成矿的白云母二长花岗岩。上述特征显示中、强钠长石化白云母花二长岗岩与锂成矿密切相关的成矿专属性。

    燕山期早阶段岩体的被矿化现象:局部与强钠长石化中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)接触的早阶段中粒斑状二云母二长花岗岩(甘坊岩体)存在被矿化的现象,其w(Li2O)在0.20%~0.50%之间。总体上看,甘坊岩体更容易被矿化,推测可能与其粒度更粗,孔隙度更大,更容易与成矿流体发生水岩反应有关。武堂岩体矿物粒度较细未见明显被矿化现象,其w(Li2O)一般在0.10%左右(图5,图6)。

    2.2 矿石特征

    矿石类型主要为花岗岩型,矿石岩性主要为中、强钠长石化白云母二长花岗岩、似斑状二云母二长花岗岩。矿石主要为块状构造,花岗结构或变余花岗结构、似斑状结构、交代残余结构、鳞片粒状变晶结构、“似雪球”结构和条纹结构等。矿物自动定量检测系统(MLA)测试获得,矿石矿物有锂白云母、锂云母、锂绿泥石、磷锂铝石、钽铌锰矿、硅铍石、绿柱石和锡石等。脉石矿物主要为钠长石、石英、钾长石、云母等,少量或微量矿物为绿泥石、磷灰石、高岭石、黄玉、黄铁矿等。

    图5宜丰茜坑矿区ZK2801钻孔柱状图及对应w(Li2O)变化特征
    Fig. 5 Drill histogram of ZK2801 and distribution characteristics ofw(Li2O) in the Xikeng mining area from Yifeng



    图6 宜丰野尾坑-白水洞矿区ZK2805钻孔柱状图及对应w(Li2O)变化特征
    Fig. 6 Drill histogram of ZK2805 and distribution characteristics ofw(Li2O) in the Yeweikeng-Baishuidong mining area from Yifeng


    锂矿物以锂白云母为主,其次为锂云母,锂绿泥石少量,磷锂铝石微量,锂主要赋存于锂云母和锂白云母中。其中,锂云母晶体呈假六方片状,多呈片状集合体,颜色为灰白色、褐灰色,含锂高者呈玫瑰色、浅紫色,少量呈褐紫色,含锰者呈桃红色。锂白云母呈叶片状或鳞片状集合体,灰白色,透明,玻璃光泽,片理完整,薄片具弹性。扫描电镜图像显示,锂云母交代锂白云母,两者之间呈交代连生关系,并与石英、长石连生。锂绿泥石为锂云母氧化蚀变产物,其晶体呈假六方板状,常呈鳞片状集合体,白色,淡黄色、淡绿色至玫瑰红色。磷锂铝石含量极少,含量约占全岩0.01%,呈微带黄的灰白色,透明到半透明,玻璃到油脂光泽,扫描电镜下常见磷锂铝石与磷灰石连生,包含于钾长石中或与其连生。



    2.3 蚀变特征

    研究区花岗岩蚀变作用普遍且较强烈,蚀变类型主要有钾长石化、钠长石化、白(锂)云母化、云英岩化、黄玉化、赤铁矿化、绿帘石化及高岭土化等。通过系统的野外调查和钻孔编录,并结合显微镜下鉴定,初步厘定了蚀变作用类型及期次。总体上看,蚀变从早到晚表现为:钾长石化(面型蚀变)→钠长石化、白(锂)云母化→云英岩化(黄玉化、萤石化)→钾长石化和赤铁矿化(线型蚀变)→黄铁矿化、萤石化→绿帘石化、绿泥石化→高岭土化。

    早期主要发育钾长石化,呈面型分布,规模较大。蚀变岩石呈肉红色,钾长石中析出石英,形成类文象结构。钾长石化在中细粒白云母二长花岗岩(白水洞岩体)中呈浸染状分布(图8a)。但钾化现象并不是随处可见,对矿的富集作用贡献不大。白云母二长花岗岩也并非都发育有钾长石化,有的直接发育钠长石化,形成矿体或矿化体。

    钠长石化普遍发育,主要有2种表现形式:一种是在早期钾长石化之上叠加的钠长石化,形成内红外白的环带状钾长石斑晶(图8b、d)。显微镜下显示,短柱状、粒状钠长石和鳞片状白云母沿钾长石斑晶边缘密集分布呈条带状(图8c),构成肉眼所见的钠长石环边。局部见钠长石围绕钾长石生长,在其外围形成环带(图8e)。同时还可见粒状、斑点状的钠长石和鳞片状白云母分布于钾长石斑晶内部,构成“似雪球”结构(图8f)。另一种类型表现为钠长石呈短柱状,交代钾长石或沿被溶蚀的石英颗粒边缘分布(图8g),这一现象常见于钠长石化较强的中细粒白云母二长花岗岩中。


    图8 江西九岭南缘同安-白水洞地区花岗岩钾长石化、钠长石化、白云母化特征
    a.  钾长石化中细粒白云母二长花岗岩与中粒斑状二云母二长花岗岩;b. 钾长石发育钠长石环边;c. 钠长石化环边显微镜下照片(正交偏光);d. 钾长石发育钠长石化环边和石英次生加大及云英岩化现象;e. 古阳寨岩体中见钾长石斑晶发育的钠长石环带(正交偏光);f. 钾长石斑晶内部粒状钠长石环状分布构成的“似雪球结构”(正交偏光);g.  短柱状钠长石交代石英(正交偏光);h. 锂云母交代原生白云母,沿其边缘生长(正交偏光);i~j. 蚀变白云母沿受溶蚀的石英边缘分布(正交偏光);k. 港口矿区细粒白云母花岗岩;l. 港口矿区细粒白云母花岗岩中密集发育的钠长石和白云母(正交偏光)
    Ab—钠长石; Bi—黑云母;Kf—钾长石;Lpd—锂云母;Mu—白云母;Qz—石英
    Fig. 8 Characteristics of potash feldspathization, albitization and muscovitization in granite of the Tongan-Baishuidong region in the southern margin of Jiuling range, Jiangxi Province
    a. Potash feldspathization occurred in medium-fine-grained muscovite monzogranite and medium-grained porphyritic two-mica monzogranite; b. Albite ring developed at the edge of potassium feldspar; c. Photomicrographs of albite ring (cross-polarized light); d. Albite ring developed at the edge of potassium feldspar and Phenomenon of quartz overgrowth and greisenization; e. Albite ring developed at the edge of potassium feldspar occurred in the Guyangzhai pluton (cross-polarized light). f. The "snowball-like structure" composed of annular distribution of granular albite in potassium feldspar (cross-polarized light); g. Short columnar albite metasomatizes quartz (cross-polarized light);  h. Lepidolite replaces primary muscovite and grows along its edge (cross-polarized light); i~j. Altered muscovites are distributed along the edge of the corroded quartz (cross-polarized light);
    k. Fine-grained muscovite granite in the Gangkou mining area; l. Densely albites and muscovites in fine-grained muscovite granite in the Gangkou mining area (cross-polarized light)
    Ab—Albite; Bi—Biotite; Kf—Potassium feldspar; Lpd—Lepidolite; Mu—Muscovite; Qz—Quartz


    白(锂)云母化与钠长石化密切伴生,主要特征表现为围绕原生的白云母边缘发育交代的白云母和锂云母(图2k,图8h),亦可见锂云母沿受溶蚀的石英边缘充填,石英边缘被溶蚀呈港湾状(图8i、j)。钠长石化和白(锂)云母化的发育程度与锂矿化强度呈正相关关系,钠长石化和白(锂)云母化越强,岩石中锂含量也越高,如锂含量最高的细粒白云母二长花岗岩中(图8k),白云母、锂云母和钠长石则最为发育(图8l)。

    云英岩化仅局部可见,主要表现为石英具明显的次生加大及白云母的明显富集(图8d),使岩石中锂含量明显升高。同时伴随云英岩化发育有黄玉化(9a、b)和萤石化(图9c),呈弥散状分布。这是由于在花岗岩体系中HF的存在会使斜长石中钙长石组分分解成萤石、黄玉和石英,其反应式为:CaAl2Si2O8ss(钙长石组分)+4HF=CaF2(萤石)+Al2SiO4F2(黄玉)+SiO2(石英)+ H2O(熊小林等, 1996)。在这之后也发育有晚期的钾长石化和赤铁矿化,如发育钠长石化的钾长石斑晶边缘见红色环边,形成内白外红的钾长石斑晶(图9d)。晚期钾长石化主要沿断裂分布,同时沿裂隙局部发育赤铁矿化(图9e),并伴随有铀矿化。晚期钾长石化对锂矿没有富集作用,局部地段显示锂含量较高,是因为钾长石化叠加在云英岩化或钠长石化之上造成的假象。


    图9 江西九岭南缘同安-白水洞地区花岗岩钾长石化、萤石化、黄铁矿化、绿帘石化等特征
    a.中细粒白云母二长花岗岩中发育的黄玉(正交偏光);b.黄玉交代白云母(正交偏光);c.中细粒白云母二长花岗岩裂隙中见萤石(单偏光);
    d.钠长石化钾长石斑晶发育钾化环边;e.中粒斑状二长花岗岩中沿裂隙发育的赤铁矿化;f.中细粒白云母二长花岗岩裂隙中见紫色萤石化;g.中细粒白云母二长花岗岩裂隙中见萤石及铌钽铁矿(单偏光);h.细晶岩裂隙中发育的萤石和黄铁矿;i.中细粒白云母二长花岗岩中发育的绿帘石化;j.磷锂铝石(正交偏光);k.铌钽铁矿、锡石嵌布于白云母中(单偏光);l.中细粒白云母二长花岗岩中锡石呈双锥状嵌布于白云母中(正交偏光)
    Ab—钠长石;Amb—磷锂铝石;Cst—锡石;Fl—萤石;Kf—钾长石;Lpd—锂云母;Mu—白云母;Nt—铌钽铁矿;Qz—石英;Toz—黄玉
    Fig. 9 Characteristics of potash feldspathization, fluorite, pyritization and epidotization in granite of the Tongan-Baishuidong region in the southern margin of Jiuling range, Jiangxi Province
    a. Topaz occurred in medium-fine muscovite monzogranite (cross-polarized light); b. Topaz replaces muscovite (cross-polarized light); c. Fluorite is found in the fissure of medium-fine muscovite monzogranite (single polarized light); d. Potassium feldspar ring developed at the edge of albitized
    potassium phenocrysts; e. Hematitization occurred in medium-grained porphyritic monzogranite; f. Fluorite is found in fissures of medium-fine muscovite monzogranite; g. Fluorite and niobium-tantalite are found in the fissures of medium-fine muscovite monzogranite (single polarized light); h. Fluorination and pyritization occurred in fissures of aplite(cross-polarized light); i. Epidotization occurred in medium-fine muscovite
    monzogranite; j. Amblygonite (cross-polarized light); k. Niobium-tantalite and cassiterite embedded in muscovite (single polarization);l. Cassiterite in the muscovite monzogranite (cross-polarized light)
    Ab—Albite; Amb—Amblygonite; Bi—Biotite; Cst—Cassiterite; Fl—Fluorite; Kf—Potassium feldspar; Lpd—Lepidolite; Mu—Muscovite;Nt—Columbite-tantalite; Qz—Quartz; Toz—Topaz


    萤石化(图9f~h)、黄铁矿化(图9h)形成较晚,主要沿裂隙分布,伴随有六价铀矿物(铜铀云母)产出。稍晚的为绿帘石化(图9i)和绿泥石化,因断裂引起,常伴随有地下水活动,对锂矿有破坏作用,会造成锂的流失。此外,还发育有表生阶段的高岭土化。

    另外局部见强钠长石化中细粒白云母花岗岩中发育少量磷锂铝石(图9j),这在花岗岩中较为罕见,它常产出在稀有金属花岗伟晶岩中,和锂辉石密切伴生(王成辉等,2019),前人认为其是岩浆结晶的产物(黄小龙等,2001;王成辉等,2018)。板状钽铌铁矿和粒状锡石多嵌布于原生白云母中(图9k、l)。综合野外地质及显微镜下特征,对成矿蚀变阶段进行了初步划分,大致可分为碱交代阶段、云英岩化阶段、氧化物阶段、硫化物阶段、中性蚀变阶段和表生高岭土化阶段等,如图10所示。锂矿化主要发育在碱交代阶段(钠长石化、白(锂)云母化)和云英岩化阶段。


    图10 江西九岭南缘同安-白水洞地区花岗岩型锂矿成矿蚀变阶段划分表
    Fig. 10 The ore-forming and alteration stages of granite-type lithium ore of the Tongan-Baishuidong region in the southern margin of Jiuling range, Jiangxi Province


    3讨 论
    3.1对矿床成因的认识

    关于锂等稀有金属矿床的成因主要存在3种观点:一是岩浆高度结晶分异演化成矿(李福春等,2000;熊小林等,2002;朱金初等,2002;李洁等,2013;吴福元等,2023),二是岩浆期后交代作用成矿(徐克勤等,1982;1983;袁忠信等,1987;黄小娥等,2005),三是岩浆高度分异-富挥发分流体交代复合成因(赵振华等,1992)。多数学者认为,花岗岩型锂等稀有金属矿床的形成与岩浆的高度结晶分异作用有关。然而,九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿的成矿地质特征并不支持岩浆高度结晶分异成矿的观点,主要表现为以下几个方面:

    (1) 朱金初等(2002)强调富锂氟含稀有矿化花岗质岩石分离结晶作用的可靠依据是矿床中各岩性带的相互关系是逐渐过渡的。但研究区燕山期四阶段花岗岩具有明显的空间分带特征,二云母花岗岩之间,二云母花岗岩与白云母花岗岩之间均具有明显的侵入接触关系,并非渐变过渡。

    (2) 平面上,锂矿化整体上与中、强钠长石化白云母二长花岗岩分布范围基本一致,且具有明显的分带特征,矿化富集程度与钠长石化强度具有明显的正相关关系。垂向上,锂矿化亦具有一定的分带性,矿体主要分布于白水洞岩体上部的中、强钠长石化白云母二长花岗岩中,而下部弱钠长石化白云母二长花岗岩则不含矿。一般情况下,地表矿化强度高,越向下,锂含量越低。如大港矿区地表及浅部强钠长石化中细粒白云母花岗岩中w(Li2O)平均为0.80%,而到了深部其w(Li2O)主要在0.30%~0.50%范围内(李仁泽等,2020),矿化强度明显减弱。茅岭矿区到地下一定深度,存在不成矿的白云母二长花岗岩,其w(Li2O)<0.20%,且矿体中存在弱钠长石化白云母二长花岗岩夹石,这些地质现象用结晶分异成矿的观点无法解释。

    (3) 矿体内部有少量的伟晶岩和细晶岩脉矿化,伟晶岩和细晶岩呈脉状侵入于白云母花岗岩或燕山期早阶段花岗岩中,由此推断,矿化应发生在伟晶岩和细晶岩形成之后,而不是结晶分异的成岩过程之中。

    (4) 显微镜下显示,钾长石边部形成新生的钠长石,构成环带结构。从岩相上鉴别,原生的白云母边部形成的新生锂云母,属热液作用交代形成的次生白云母(章邦桐等,2010)。研究表明,从原生的白云母到边部热液成因的锂云母,F、Fe、Li和Rb等元素不断富集,显示热液作用可能是蚀变花岗岩型锂矿巨量锂元素富集成矿的关键(Xu et al., 2023)。

    李仁泽等(2020)研究表明,白水洞岩体成矿的中细粒白云母二长花岗岩富含F、B、P等挥发性组分,Nb/Ta、Zr/Hf比值极低,稀土元素总量低,并具一定的四分组效应,表明岩石经历了岩浆-流体的相互作用(赵振华等,1992;Zaraisky et al.,2009;Christophe et al.,2016)。在岩浆-热液过渡阶段,以熔体相、晶体相和流体相三相共存为特征,既有残余熔浆的结晶作用,亦有已晶出固相矿物与岩浆流体之间的水岩反应,从而发生交代蚀变作用或自交代作用,在岩浆体完全固结以后,含矿的热水溶液(包括岩浆水和混入的大气水)亦可充填裂隙或交代围岩,形成热液矿脉。岩浆作用和热液交代作用是一个完整的地质过程的两个阶段,一前一后,相互交替,并有一定的交叉(朱金初等,2002)。单纯的花岗岩形成元素活化转移,还不足以导致与陆壳改造型花岗岩有关的钨、锡、稀有金属等矿床的形成,必须有热液过程中的碱交代作用,使富集在年轻花岗岩之造岩矿物中的成矿元素迁移浸出,进一步富集形成矿床(徐克勤等,1982;1983)。

    综上所述,九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿的野外地质特征及成矿花岗岩蚀变特征不支持岩浆结晶分异成矿的观点,更多的表现为热液作用的碱交代富集成矿。Li作为不相容元素,往往在高分异花岗岩和形成伟晶岩之后的残余岩浆热液中得到富集。由于Li又是轻金属,在构造驱动下,向上部运移,随着成矿热液流体的运移,沿岩浆侵位时水力压裂作用形成的裂隙、节理及构造裂隙(可以是微裂隙)上升,并不断交代岩体形成钠长石化、白云母化、云英岩化、黄玉化等。但是交代作用并不均匀,交代强的则成矿,交代弱的不成矿,在局部形成夹石,同时还有局部早阶段花岗岩被交代形成矿化的现象。

    3.2区域成矿要素

    九岭南缘蚀变花岗岩型锂矿以白水洞矿床为代表,故定义为白水洞式蚀变花岗岩型锂矿,其成矿要素包括以下几个方面:

    (1) 成矿地质体为中、强钠长石化的中细粒白云母二长花岗岩,为富硅,贫铁、镁、钛,高磷的高分异过铝质S型花岗岩,局部见于中细粒白云母二长花岗岩接触的强钠长石化斑状二云母二长花岗岩也具锂矿化,成矿地质体与矿体在空间上高度一致,矿体主要产于成矿地质体内。

    (2) 成矿结构面:岩体的原生节理或裂隙为成矿结构面,有利于热液流体的运移交代。

    (3) 成矿作用特征标志:强、中钠长石化、白(锂)云母化是直接的标志。

    (4) 成矿作用特征表现出以碱交代为主的热液成矿作用。区域成矿要素详见表1。

    3.3找矿标志

    (1) 地质特征标志

    燕山期中、强钠长石化中细粒白云母二长花岗岩、钠长石化中粒斑状二云母二长花岗岩为成矿岩体直接标志。主要成矿岩浆岩为中、强钠长石化中细粒白云母二长花岗岩。燕山期中、强钠长石化花岗岩体边缘或顶部似伟晶岩为重要的找矿标志。

    (2) 地球化学标志

    岩石地球化学特征显示成矿岩体为高Si、富Al,贫Mn、Ti、Ca、Mg,显示高分异的过铝质S型花岗岩特征。富含F、B、P等挥发性组分,以及Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta、Sn等稀有金属元素,Nb/Ta、Zr/Hf比值极低,岩石中稀土元素总量低,轻重稀土分异不明显,显示出强的负铕异常及一定的四分组效应(李仁泽等,2020)。

    (3) 矿化蚀变特征标志:钠长石化、白(锂)云母化等蚀变均为重要的直接找矿标志,而强钠长石化、白(锂)云母化是富矿体的主要标志。

    (4) 化探异常特征标志:锂等主要稀有元素异常套合较好,元素高度富集,具三级浓度分带,具有较好的指示意义。

    4找矿方向

    九岭南缘燕山期花岗岩受NE向和近EW向断裂带控制,总体上呈NEE向不规则椭圆状展布。成矿的白云母二长花岗岩,在平面上处于燕山期花岗岩的中心部位,呈NW向带状分布,局部为隐伏-半隐伏状,因此沿岩体走向的东西两侧为下一步重点找矿方向。现阶段勘查成果显示,白水洞NEE方向港口一带发育呈岩墙状的强钠长石化细粒白云母二长花岗岩,侵入于新元古代的花岗闪长岩中;距港口NEE方向约5 km的东坑地区,发育NNW向的含锂细晶岩脉,侵入于新元古代九岭岩体英云闪长岩中,其锂资源量可达大型规模,同时地表也见有中细粒白云母花岗岩脉出露。上述特征显示,在港口至东坑一带并继续往东延伸可能存在隐伏的白云母二长花岗岩,是寻找大型隐伏矿床的有利地区。

    据1∶5万水系沉积物测量资料(张福神等,2016),研究区内主要异常元素套合较好,茜坑-狮子岭-白水洞一带显示非常好的Li-Nb-Rb-Be组合异常,异常区面积120 km2,形态较完整,呈近EW向,与白云母花岗岩展布基本一致(图11)。Li异常值最高值2360×10-6,最低值222×10-6,有5个异常中心且具三级浓度分带,异常梯度较陡立;Be异常值最高值174×10-6,最低值14×10-6,有4个异常中心且具三级浓度分带,异常梯度较陡立;Nb异常值最高值141×10-6,最低值25×10-6,有7个异常中心且具二级浓度分带,异常梯度较陡立;Rb异常值最高值2580×10-6,最低值550×10-6,有5个异常中心且具二级浓度分带,异常梯度较陡立。Li、Be、Rb、Nb等稀有金属元素异常分布范围具有很好的重叠性,处于研究区内多期岩浆活动及构造叠加地带,与区内已知的Nb、Be、Li等稀有金属矿床(点)套合在一起,显示出异常分布区即是元素富集成矿区的特征。

    表1江西九岭南缘白水洞式蚀变花岗岩型锂矿成矿要素表
    Table 1 Metallogenic factors of altered granite-type lithium deposit in the southern margin of Jiuling,Jiangxi Province


    预测要素

    描述内容

    要素分类

    特征描述

    江南东段成矿带,九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带内,与蚀变白云母花岗岩密切相关,成矿构造时段为燕山晚期,属蚀变花岗岩型锂矿床

    必要

    区域

    成矿

    地质

    环境

    大地构造位置

    江南隆起带九岭逆冲隆起区

    必要

    成矿环境

    燕山期华南持续的陆内伸展-拉张,导致花岗质岩浆能够高度分异、持续演化,并沿大型断裂的拉张部位上侵,最终富集成矿

    必要

    成矿岩浆岩

    中细粒白云母二长花岗岩

    必要

    主要控矿构造

    北东向、近东西向断裂为燕山期多阶段花岗岩和稀有金属的控岩、控矿断裂

    必要

    主要矿源地层

    新元古代宜丰岩组和安乐林组

    必要

    成矿时代

    144~139 MaXie et al.2019;聂晓亮等,2022

    必要

    区域

    成矿

    地质

    特征

    区域成矿类型

    蚀变花岗岩型

    必要

    成矿期

    燕山晚期

    必要

    含矿岩浆岩

    燕山期中、强钠长石化中细粒白云母二长花岗岩、中、强钠长石化的中粒斑状二云母二长花岗岩

    必要

    岩石地球

    化学特征

    高硅、富铝,贫锰、钛、钙、镁,高分异的过铝质S型花岗岩特征。富含FBP等挥发性组分,以及LiRbCsBeNbTaSn等稀有金属元素,具有明显的RbUPHf的正异常和BaZrTi的负异常,Nb/TaZr/Hf比值极低,岩石中稀土总量低,轻重稀土分异不明显,显示出强的负铕异常及一定的四分组效应

    必要

    矿石类型

    中、强钠长石化白云母二长花岗岩型

    必要

    蚀变作用

    钠长石化、白(锂)云母化、云英岩化、黄玉化、钾长石化、赤铁矿化、萤石化、黄铁矿化等

    必要

    控矿构造

    岩浆侵入构造系统

    重要

    矿体形态

    一般呈似层状、长透镜状或岩瘤状沿走向延伸长约几千米,垂向延伸长几百米,整体走向呈近东西向,局部为近南北向,倾向西或北,倾角约20°~45°,矿体厚度几米至上百米

    重要

    矿物组合

    矿石矿物组成为锂云母、磷锂铝石、铌钽铁矿、锡石等,脉石矿物主要为石英、钠长石、钾长石等,局部见少量或微量的黄玉、高岭石、萤石、黄铁矿等

    重要

    结构构造

    以中细粒花岗结构为主,次有似斑状花岗结构

    次要

    风化剥蚀

    风化剥蚀浅

    次要

    综合信息特

    探特征

    处于LiRbCsNbTa地球化学高异常区

    重要


    综合锂成矿地质条件、燕山期花岗空间展布特征、锂化探异常特征等因素,在九岭南缘潭山-上富地区,初步圈定了陈家里-新庵里、港口-东坑、三角岭-东窝里、张家里-窑场里等4处找矿靶区(图1b),期待在后续地质找矿中通过进一步工作取得新的找矿突破。

    5结 论

    (1) 九岭南缘燕山期花岗岩可划分为4个阶段,从老到新依次为甘坊岩体、古阳寨岩体、武堂岩体和白水洞岩体,其主要岩性分别为中细-中粗粒斑状二云母二长花岗岩→中细粒含斑(少斑)二云母二长花岗岩→细粒二云母二长花岗岩→中细粒白云母二长花岗岩,各阶段岩体之间呈明显的侵入关系。其中,中、强钠长石化白云母二长花岗岩具有与锂成矿密切相关的成矿专属性。白云母二长花岗岩多起伏于其他燕山期岩体之上,顶部有早期岩体的残留体,内部常见有早期岩体的捕虏体。

    (2) 以w(Li2O)>0.20%圈定矿体,其形态一般呈厚层状、似层状、长透镜状或岩瘤状。矿体主要分布于白水洞岩体上部的中、强钠长石化白云母二长花岗岩中,同时内部有少量的伟晶岩脉和细晶岩脉矿体和弱钠长石化白云母二长花岗岩的夹石,下部存在不成矿的白云母二长花岗岩。局部地表不具中、强钠长石化的白云母花岗岩也不含矿。另外,燕山期花岗岩围岩局部存在钠长石化花岗岩的矿(化)体。


    图11 九岭南缘同安-白水洞地区1∶5万水系沉积物Li(a)、Rb(b)、Nb(c)、Be(d)元素异常图(据张福神等,2016修改)
    Fig. 11 Anomalous map of Li (a), Rb (b), Nb (c) and Be (d) elements in 1∶50 000 stream sediments in the Tongan-Baishuidong region in the southern margin of Jiuling range (modified after Zhang et al., 2016)


    (3) 锂矿物以锂白云母为主,其次为锂云母,少量锂绿泥石,微量磷锂铝石,锂主要赋存于锂白云母和锂云母中。脉石矿物主要为钠长石、石英、钾长石、云母等,少量或微量矿物为绿泥石、磷灰石、高岭石、黄玉、黄铁矿等。

    (4) 研究区燕山期花岗岩蚀变作用强烈,笔者初步厘定了蚀变作用类型及期次,蚀变由早到晚为:钾长石化(面型蚀变)→钠长石化、白(锂)云母化→云英岩化(黄玉化、萤石化)→钾长石化和赤铁矿化(线型蚀变)→黄铁矿化、萤石化→绿帘石化、绿泥石化→高岭土化。在此基础上,笔者将成矿蚀变阶段划分为碱交代阶段、云英岩化(酸交代)阶段、氧化物阶段、硫化物阶段、低温蚀变阶段和表生阶段等,锂成矿主要发育在碱交代阶段(钠长石化、白(锂)云母化)和云英岩化阶段。

    (5) 成矿花岗岩的地质特征、矿体特征、蚀变特征等方面显示九岭南缘蚀变花岗岩型锂成矿作用不是简单的岩浆结晶分异成矿,更多的表现为热液作用的碱交代阶段富集成矿。

    (6) 综合研究区锂成矿地质条件、燕山期花岗岩空间展布特征、锂化探异常特征等因素,笔者初步圈定了陈家里-新庵里、港口-东坑、三角岭-东窝里、张家里-窑场里4处找矿靶区,为区域锂矿找矿工作指明了方向。

    致 谢 本文是江西省地质局宜春地区含锂瓷石矿整装勘查项目集体劳动的成果,衷心感谢在野外及室内工作中付出辛勤劳动的项目成员。同时,感谢东华理工大学潘家永教授、张勇副教授在野外调查和论文编写过程中给予的指导!感谢孙超完成本文部分图件清绘工作!衷心感谢审稿专家的悉心指导和辛勤付出!

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