该矿田位于四川省甘孜州康定与雅江两县交界处, 它在川西众多花岗伟晶岩型锂矿中规模最大、品位富、共伴生矿产多、埋藏浅, 是川西锂矿的典型代表。其大地构造位置处于松潘— 甘孜造山带雅江被动陆缘中央褶皱-推覆带中段雅江构造-岩浆穹状变质体群内^{[18, 19, 20]}。该矿区大面积被第四系覆盖, 矿区中含矿伟晶岩脉(矿脉)环绕二云母花岗岩呈离心式环带状分布(图2)。矿化类型也呈环带状分布, 呈现从微斜长石伟晶岩带(Ⅰ )→ 微斜长石-钠长石伟晶岩带(Ⅱ )→ 钠长石伟晶岩带(Ⅲ )→ 锂辉石伟晶岩带(Ⅳ )→ 锂(白)云母伟晶岩带(Ⅴ )的分带性, 富含铌、钽、锡者更靠近岩体, 围绕成矿母岩发育区域性分带, 但单一矿脉的分带性较差, 含矿伟晶岩既可以顺层产出, 也可以近垂直切层产出, 锂辉石等稀有金属矿物既有伟晶状又有细粒状^{[2, 3]}。上三叠统浅变质岩系围绕岩体形成了一套分布较广的接触变质岩带, 自内向外分别是堇青石十字石电气石云母片岩 、十字石红柱石二云母片岩和绿泥石黑云母片岩等。区内岩浆岩以印支期— 燕山期为主, 岩性以酸性为主, 矿区内以马颈子二云母花岗岩体为主, 围绕马颈子岩体分布了上千条花岗质脉体。野外观测锂辉石矿物颜色为弱绿色、白色, 呈梳状分布(图3), 稀有及稀土元素矿物包括锂辉石、钽铌铁矿、钍石、曲晶石、绿柱石、腐锂辉石、磷锂锰矿、褐帘石和氟碳铈矿。锂在甲基卡主要富集于锂辉石中, 少量在锂云母、磷锂铝石及铁锰锂磷酸盐矿物中, 其余呈分散状态主要赋存于白云母中^{[2, 3]}。

图2

Fig.2

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	图2 四川省康定县甲基卡锂矿地质简图[5] 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型; 6.钠长石锂云母型伟晶岩; 7.伟晶岩脉编号; 8.类型分带线; 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Fig.2 Geological sketch of Jiajika lithium deposit in Kangding County of Sichuan Province[5]

图3

Fig.3

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	图3 四川甲基卡锂矿区矿石和围岩特征照片Fig.3 Photographs of ores and surrounding rocks characteristics in Jiajika lithium mine area of Sichuan Province

该矿位于新疆皮山县的大红柳滩兵站(新藏公路485 km)附近, 其大地构造位置处于塔里木板块与华南板块结合部康西瓦大断裂南侧的大红柳滩大断裂带内。区域上出露地层主要有中元古界蓟县系塔昔达坂群、上石炭统、上三叠统及第四系。燕山期中酸性侵入岩较发育, 大都沿断裂带分布, 其长轴方向与区域构造线方向基本一致, 主要岩性有二云母花岗岩、花岗闪长岩和石英闪长岩等。矿区出露地层为三叠纪巴颜喀拉山群, 空间上以不规则长条形展布, 总体走向NW-SE, 倾向NE, 局部倒转, 倾角变化不大, 为一套角闪岩相区域变质岩, 主要岩性有斜长黑云母石英片岩、红柱斜长黑云母石英片岩、含石榴石绢云母石英片岩及石英岩等。南部分布晚三叠世二长花岗岩, 岩体外接触带上发育大量花岗伟晶岩脉, 顺层贯入围岩之中, 稀有金属矿化与二长花岗岩关系密切, 在与花岗岩接触处则有绿帘石化、黑云母化。矿区内构造与区域吻合, 为一单斜构造, 地层发育较多的扭曲, 表现为小的褶皱。矿区内分布众多花岗伟晶岩脉, 脉体形态一般为不规则扁豆状, 具膨胀和收缩现象, 走向大多与地层走向一致或略有斜交, 在花岗岩内外接触带处脉体密集分布, 远离岩体则分布稀疏(图4)。锂辉石矿主要分布于中粗粒伟晶结构带中, 矿石矿物主要为锂辉石, 少量为锂云母、绿柱石及铌钽铁矿。锂辉石多呈灰白色, 此外, 还有紫红色— 浅红色和浅绿色, 呈薄板状、扁柱状以及等轴柱状产出(图5)。锂主要赋存于锂辉石中, 少量赋存于锂云母中^[10]。

图4

Fig.4

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	图4 大红柳滩锂铍矿床地质略图Fig.4 Geological sketch of Dahongliutan lithium-beryllium deposit

图5

Fig.5

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	图5 大红柳滩锂铍矿矿石特征照片Fig.5 Photographs of ores characteristics in Dahongliutan lithium-beryllium deposit

新疆可可托海锂铍铌钽矿可可托海矿区位于新疆富蕴县可可托海镇, 距县城50 km, 是国内外著名的大型稀有金属花岗伟晶岩矿床, 富含锂、铷、铯、铍、铌、钽等, 为我国开发最早的稀有金属矿产资源的基地。其大地构造位置处于西伯利亚板块西南缘阿尔泰陆缘活动带哈龙— 青河古生代岩浆弧中部, 位于哈龙— 青河复背斜中部, 可可托海— 二台断裂的东侧, 北邻诺尔特复向斜, 以红山咀断裂为界, 南靠克兰复向斜西段东端, 以阿巴宫断裂为界。区域侵入岩十分发育, 岩体多, 类型较为齐全, 岩性、产状、形态均复杂, 具有多期次、多成因等特征, 岩性以酸性花岗岩类为主。构造和花岗岩为区域伟晶岩的主要控制因素。区内大部分伟晶岩分布于花岗岩体的内、外(距花岗岩体2~10 km或更远)接触带, 以及花岗岩体顶部的凹陷残山地段及捕虏体发育地段。矿区出露地层为下— 中奥陶统青河岩群, 主要岩性有棕色及灰色的含十字石黑云母斜长石石英片岩、含红柱石黑云母-石英片岩、棕色灰色石英黑云母片岩。矿区构造由一系列NW向(310° ~330° )线性褶皱(倾角65° ~75° )和沿走向侵入其间的大量花岗岩岩体组成。相伴生的有一系列NW向压扭性高角度逆冲断裂, 以及与之相垂直的张裂面和与之斜交的扭断裂面。区内侵入岩以变质基性岩为主, 次为花岗岩。基性岩为辉长岩, 变质岩岩性为角闪岩及斜长角闪岩, 著名的可可托海3号脉即产于此, 由外向内可以划分出9个伟晶岩分带(图6), 其中叶钠长石-锂辉石带、石英-锂辉石带稀有金属矿物较为集中^[21], 锂的含量相对较高。含锂矿物主要是锂辉石, 其次为锂云母、磷锰锂矿及锂磷铝石; 含铍矿物主要是绿柱石, 其次是金绿宝石(微量); 铌、钽的主要矿物为铌、钽铁矿族矿物, 其次是铀细晶石、铋细晶石等。同时, 宝石级的海蓝宝石、水胆海蓝宝石、绿宝石猫眼石、绿碧玺、红碧玺、紫红碧玺和碧玺猫眼石等较为发育。

图6

Fig.6

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图6 新疆富蕴县可可托海3号脉地质简图(左)和立体示意图(右)[3] 1.第四系; 2.十字石-黑云母-石英片岩; 3.淡色花岗岩; 4.微晶花岗岩; 5.黑云母花岗岩; 6.石英闪长岩; 7.角闪辉长岩; 8.辉长闪长岩; 9.角闪岩; 10.暗角岩墙; 11.闪长玢岩脉; 12.Be-Nb-Ta矿化伟晶岩脉; 13.Li-Be-Nb-Ta-Cs矿化伟晶岩脉; 14.地质界线; 15.细粒伟晶岩带(缓倾斜脉体下盘边部带); 16.河流; Ⅰ .文象变文象结构中粗粒伟晶岩带; Ⅱ .糖晶状钠长石带; Ⅲ .块体微斜长石带; Ⅳ .白云母-石英带; Ⅴ .叶钠长石-锂辉石带; Ⅵ .石英-锂辉石带; Ⅶ .白云母-薄片钠长石带; Ⅷ .锂云母-薄片钠长石带; Ⅸ .块体石英核带Fig.6 Geological sketch (left) and stereoscopic diagram (right) of Koktokay No.3 pegmatite vein in Fuyun County of Xinjiang[3]

该矿位于新疆若羌县瓦石峡镇南约65 km, 交通条件差。该矿区地处塔里木盆地与阿尔金山结合部, 区域构造、岩浆发育, 断裂既有NEE向、NWW向, 又有NW向、NE向, 其中NE向、NWW向断裂规模宏大, NW向、NE向断裂次之, 形成了区内独特的构造格局。区域地层经历了多期造山运动, 构造混杂岩相当发育, 由于强烈的构造作用, 在伸展滑脱、逆冲、走滑剪切等作用下, 岩石遭受了强烈的变形变质作用改造, 不同成因类型、不同时代、不同变形变质特征的岩层发生剪切位移、混杂拼贴, 地层或岩体等多呈透镜体状分布, 沿其走向追索往往出现尖灭消失。区域地层主要为古元古界阿尔金岩群的一套低角闪岩相的变质表壳岩, 总体可分为片麻岩段和片岩段, 矿体位于片岩段, 围岩为黑云母斜长石英片岩。侵入岩以加里东期的为主, 主要为奥陶纪石英二长岩、石英闪长岩和志留纪二长花岗岩。

目前新疆地矿局第三地质大队在该矿区开展预查工作, 已发现30条花岗伟晶岩脉, 第四系砂土覆盖严重, 长一般150~500 m, 最长2 400 m, 宽一般2~5 m, 最宽29 m。其中ρ 6、ρ 7、ρ 8号3条伟晶岩脉被圈定为3个锂铍稀有金属矿体, 断续出露长300~2 400 m(图7), 宽0.6~10 m不等, Li₂O平均品位1.56%, BeO平均品位0.073%, 脉体西端被大量第四系覆盖, 东端为尖灭点, 脉体具有分支复合现象, 为近EW走向, 向南陡倾, 该脉体可见锂云母、白云母及斜长石、石英矿物(图8)。

图7

Fig.7

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	图7 新疆若羌县瓦石峡南锂铍矿地质简图Fig.7 Geological sketch of Washixianan lithium-beryllium deposit in Ruoqiang County of Xinjiang

图8

Fig.8

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	图8 新疆若羌瓦石峡南花岗伟晶岩脉特征照片Fig.8 Photographs of the granitic pegmatite veins characteristics in South Washixia of Ruoqiang County, Xinjiang

该矿位于青海玉树草陇地区(与四川石渠扎乌龙地区接壤), 其大地构造位置处于西金乌兰— 金沙江— 哀牢山结合带中部自北西向南东转弯的部位, 并与歇武— 甘孜— 理塘构造带相接。出露地层主要为三叠系巴颜喀拉山群、古— 新近系和第四系, 其中以三叠系巴颜喀拉山群出露面积最广。区内岩体主要为出露于邻区四川境内的石渠卡亚吉(扎乌龙) 岩体, 为中细粒白云母花岗闪长岩, 地表形态呈不规则囊状或纺锤状, 岩基侵入于由巴颜喀拉山群组成的背斜核部中。区内超基性、基性、中性岩脉均有, 岩脉规模大小不等(图9)。区内花岗伟晶岩脉发育, 主要分布在东侧卡亚吉岩体的内外接触带, 以外接触带最多, 常成群出露, 尤以卡亚吉岩体的南侧、西侧最为集中。根据出露的伟晶岩脉矿物特征, 可将伟晶岩划分为微斜长石型、微斜长石钠长石型、钠长石型、钠长石锂辉石型、锂辉石型和锂云母锂辉石型6 种类型。其中以微斜长石钠长石型、钠长石型、钠长石锂辉石型为主要类型。含矿花岗伟晶岩脉发育, 主要分布在白云母花岗闪长岩岩体的内外接触带中, 以外接触带最多, 常成群侵入于巴颜喀拉山群黑云母石英片岩中。草陇锂铍矿区发现伟晶岩脉26条, 其中含矿伟晶岩脉11 条。矿化脉的规模大小不等, 长20~500 m, 宽5~50 m, 矿脉总体走向110° 。草陇地区含锂云母锂辉石花岗伟晶岩为主要矿体, 锂主要赋存于锂辉石、锂云母矿物中, 锂矿脉中锂矿化一般连续稳定, 常为全脉矿化, 锂矿体主要产于石英钠长石锂辉石交代带以及石英锂辉石交代带^[12]。

图9

Fig.9

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	图9 青海玉树草陇地区地质略图[12] 1.第四系; 2.新近系; 3.三叠系上统巴颜喀拉山群下岩组砂岩夹板岩段; 4.三叠系上统巴颜喀拉山群中岩组; 5.三叠系上统巴颜喀山群上岩组; 6.花岗闪长岩; 7.花岗伟晶岩; 8.地质界线; 9.走滑断层; 10.省界Fig.9 Geological sketch of Caolong area in Yushu of Qinghai Province[12]

目前发现的超大型、大中型矿床(点), 大地构造位置上较为相似, 多处于各种大地构造单元内部的褶皱造山带, 形成于岩浆活动中晚期高度演化的花岗岩体或花岗伟晶岩脉中。从西昆仑大红柳滩、阿尔金瓦石峡南、玉树草陇、松潘、甘孜甲基卡矿床(点)来看, 成矿作用对比发现, 其均为花岗伟晶岩型, 具有一致性, 成矿带上东西可以相连。此类伟晶岩型锂辉石矿床为集中成带分布, 地层与构造总体走向一致, 形成似层状、脉状锂矿, 此类矿床的特点是容易识别、品位高、易于开采。锂矿化均发育在印支末期— 燕山早期酸性岩浆岩后期的伟晶岩脉中, 围岩均为一套发生了区域变质作用的板岩、片岩类。从典型矿床特征及其矿床(点)分布来看, 稀有金属矿化主要围绕矿区内的主岩体分布, 在离岩体1~3 km处矿化比较集中, 为锂辉石富集地段, 主要矿石矿物为锂辉石、绿柱石、锂云母和铌钽铁矿等。不同矿床的锂辉石的形态和颜色也有差异, 如甲基卡的锂辉石为弱绿色、白色, 呈柱状、梳状, 大红柳滩的锂辉石多呈灰白色, 此外还有紫红色— 浅红色、浅绿色, 呈薄板状、扁柱状、等轴柱状产出的。典型矿床的矿物组合对比发现, 矿物种类以可可托海最为丰富, 甲基卡次之, 尤其是可可托海发育宝石级的海蓝宝石、碧玺等矿物, 组合相对复杂, 分带性也不一致。

从时间上看, 甲基卡锂矿田内134号脉和104号脉中白云母片的Ar-Ar法坪年龄分别为195.7 Ma和198.9 Ma^[22]; 可尔因锂矿田内岩体中白云母微斜长石伟晶岩脉和党坝白云母钠长石锂辉石伟晶岩脉白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar法坪年龄分别为(176.25± 0.14)Ma和(152.43± 0.6)Ma^[23]; 可可托海3号脉中的白云母K-Ar法坪年龄分别为160.38 Ma和194.51 Ma^[21]; 库卡拉盖锂铍稀有金属矿区内650号脉锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为(207.9± 5.1)Ma^[24]; 卡鲁安锂铍矿区内805、806、807号脉的锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄分别为(216.0± 2.6) Ma、(223.7± 1.8) Ma和(221± 15) Ma^[25], 属三叠纪岩浆活动的产物; 大红柳滩锂铍矿区90号脉中获得白云母Ar-Ar法坪年龄为190.1 Ma^[21]; 青海玉树地区草陇锂铍多金属矿14号、97号脉中获得白云母Ar-Ar法坪年龄为(180± 1) Ma和(174± 1) Ma^[13]; 镜儿泉锂铍稀有金属矿区中白云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar法坪年龄为(243± 2) Ma^[26]。上述几个著名的稀有金属矿床的成矿时代从243 Ma到152.43 Ma, 成矿时代集中分布在印支晚期— 燕山早期, 中间最大跨越了91 Ma, 说明至少存在多期次的伟晶岩脉动侵入, 中国西部处于造山作用高峰期(加里东期与海西早期)形成的伟晶岩脉含矿性较差, 而造山后与非造山阶段(印支期— 燕山期)形成的伟晶岩脉锂、铍、铌钽等稀有金属矿化较好, 从而为该地区今后地质找矿指出了新的方向。

从典型矿床对比分析, 矿区的围岩均为变质砂岩类、板岩类, 靠近岩体的周缘由于受岩浆热的影响, 遭受热接触变质作用形成了一系列的角岩类、片岩类, 出现了一些特征的变质矿物, 如堇青石、石榴子石、红柱石等。锂的成矿物质来源可能为此类浅变质沉积岩的部分熔融, 这可能是由于此类沉积岩在沉积过程中, 其内的黏土类矿物更容易吸附锂^[3], 例如川西可尔因矿区的伟晶岩脉出露于三叠系西康群中, 原岩为粉砂岩、泥岩等, 是含矿伟晶岩脉的主要成矿物质来源^[15]。伟晶岩是花岗岩分异作用后期的产物, 与花岗岩(母岩)有着继承性关系, 因此花岗伟晶岩型锂矿与岩浆作用密切相关, 岩浆为锂的预富集和运移提供了物质和能量。不是岩浆演化的所有阶段都有锂辉石矿化出现, 锂矿化也仅仅富集出现在几个特殊的结构带中, 如: 甲基卡锂矿伟晶岩的造岩矿物呈现5个分带, 锂辉石仅在锂辉石伟晶岩带和锂(白)云母伟晶岩带中相对集中; 可可托海3号脉分为9个结构分带, 但是锂辉石也仅在叶钠长石-锂辉石带、石英-锂辉石带、白云母-薄片钠长石带和锂云母-薄片钠长石带相对富集。从含锂矿化伟晶岩脉的构造产出部位对比, 伟晶岩脉的形状和分布规律严格受断裂和多组节理、裂隙、片理控制, 含矿伟晶岩浆主要沿节理裂隙贯入, 伟晶岩脉的含矿性还与构造裂隙的交叉和相对封闭条件相关, 前者有很多含矿物质的加入, 后者有更大的分异、交代、富集的空间。