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中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化学时空分布特征及找矿预测.pdf

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资源描述

1、Jun.2 0 2 32023年6 月质地ACTACA SINICA报学Vol.97No.6第9 7 卷第6 期中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化学时空分布特征及找矿预测乔宇1.2.3,王学求1,2,3)1)中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊,0 6 50 0 0;2)自然资源部地球化学探测技术重点实验室,河北廊坊,0 6 50 0 0;3)联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心,河北廊坊,0 6 50 0 0;4)桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,广西桂林,5410 0 4内容提要:锂因其在新能源领域的应用广泛性和不可替代性而备受关注。以往锂矿勘查主要集中

2、于盐湖型和硬岩型锂矿,针对沉积型锂矿开展工作较少。本文聚焦于中国西南滇黔桂地区,以岩石和水系沉积物中锂的时空分布特征为基础,分析区域内沉积型锂矿成矿潜力。结果显示,中国西南滇黔桂地区水系沉积物锂含量平均值为46.710-6,显著高于全国背景值32 10-6。以57.0 10-6 为异常下限,共圈定9个锂地球化学省,与已知的沉积型锂矿床分布具有良好的对应性。同时,锂异常浓集区与某些特定时代和岩性的地层分布密切相关。区内水系沉积物中锂元素含量受到岩石锂含量制约,以碳酸盐岩为主的构造单元水系沉积物中的锂显著次生富集,以陆源碎屑岩为主的构造单元内水系沉积物中锂富集程度较弱。综合分析认为,西南滇黔桂地区

3、锂异常带的形成受区域岩石类型、次生富集作用和气候条件等多重因素制约。该研究对了解西南滇黔桂地区锂元素次生聚集就位机制和指导沉积型锂资源的找矿勘查具有重要的参考意义。关键词:沉积型锂资源;地球化学省;次生富集;滇黔桂地区近年来,锂在新能源领域的广泛应用和不可替代性,使其需求量急剧增长,备受国际关注,被称为“二十一世纪的能源金属”。在各个大国列出的战略性(关键)资源清单上,锂均赫然在列(王登红等,2013;王登红,2 0 19;毛景文等,2 0 19;Gourceroletal.,2 0 19;Zh o u Na e t a l.,2 0 2 0)。全球锂资源总体丰富,但是分布极不均匀,主要集中在

4、南美锂三角(阿根廷、玻利维亚、智利)、澳大利亚、中国、美国和刚果(金)等国(Kesleretal.,2 0 12;刘丽君等,2 0 17;乔东海等,2 0 17;吴西顺等,2 0 2 0)。鉴于锂的经济和战略价值,全球掀起了新一轮锂的找矿热潮。锂资源主要分为三类:硬岩型、卤水型和沉积型。世界上目前主要开采的锂矿类型为盐湖卤水型和伟晶岩型,近年来美国和墨西哥黏土型锂矿床的开发利用表明沉积型锂资源具有巨大潜力(Castorand Henry,2020;Rozelle et al.,2 0 2 1)。目前中国的锂消费量占世界50%以上,但锂的生产量却仅占7%,国内8 6.5%的锂依赖进口,锂资源形势

5、严峻(So n g Ji a l i e t a l.,2 0 19)。虽然中国具有较为丰富的卤水型(包括盐湖卤水和地下卤水)和硬岩型(包括伟晶岩型、花岗岩型和云英岩型)锂资源,但是中国盐湖卤水型锂矿所处海拔高,生态脆弱且多数成分复杂,相较于世界其他在产的富锂盐湖,提取和运输成本相对高昂;伟晶岩型锂矿大多位于高海拔环境恶劣地区,基建薄弱,开发利用困难(李建康等,2014;张苏江等,2 0 2 0;Wang Denghong et al.,2020)。而近年来在我国西南地区发现的沉积型锂矿具有分布广、储量大和开采成本低等特点,有望成注:本文为中国地质调查局地质调查项目(编号DD20190450)

6、、物化探所中央财政科研项目结余资金项目(编号JY202106)和国家自然科学基金项目(编号4190 7 2 90,4190 30 2 5)联合资助的成果。收稿日期:2 0 2 1-12-0 6;改回日期:2 0 2 2-0 3-10;网络发表日期:2 0 2 2-0 9-0 6;责任编委:范宏瑞;责任编辑:潘静。作者简介:乔宇,男,1994年生。博士,从事勘查地球化学研究。E-mail:。*通讯作者:王学求,男,196 3年生。博士,研究员,从事勘查地球化学研究。E-mail:w x u e q i u m a i l.c g s.g o v.c n。引用本文:乔宇,王学求,韩志轩,刘福田,严

7、桃桃,王强,吴慧.2 0 2 3.中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化学时空分布特征及找矿预测.地质学报,97(6):18 2 8 18 47,doi:10.197 6 2/j.c n k i.d iz h ix u e b a o.2 0 2 2 0 7 0.Qiao Yu,Wang Xueqiu,Han Zhixuan,Liu Futian,Yan Taotao,Wang Qiang,Wu Hui.2023.Temporal and spatialdistribution characteristics of lithium geochemistry and prospecting pr

8、ediction in the key resource prospecting new area ofYunnan,Guizhou,and Guangxi in Southwest China.Acta Geologica Sinica,97(6):182818 47.乔宇等:中国西南滇黔桂关键资源远景分布特征及找矿预测第6 期1829为解决我国锂资源供应短缺的关键突破口(温汉捷等,2 0 2 0;Lin Yongjie et al.,2020;Ling Kunyue etal.,2021)。如今,沉积型锂矿的重要性和广阔前景已经得到共识,但是摆在地质学界的一个难题是如何快速圈定一批可供进一

9、步勘查的沉积型锂矿找矿远景区。一个成矿系统主要包括矿源、流体、能量、空间和时间五个要素(翟裕生,1999),各类找矿方法也是从识别、发现五个成矿要素作为出发点。其中,地球化学找矿(化探)方法以探测富集的成矿物质为基础,其最大特点和优势在于可以“迅速掌握全局,逐步缩小靶区”(Xie Xuejin and Yin Binchuan,1993)。随着锂找矿热潮的到来,化探方法在锂矿勘查中的应用逐步得到重视。从矿区尺度上,在四川甲基卡、新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿区以及内蒙古四子王旗脑木更黏土岩锂矿区开展了化探方法试验,水系沉积物测量显示出良好的找矿效果(徐云峰等,2 0 18;肖瑞卿等,2 0 18;王

10、记周等,2 0 19;LiChuanetal.,2021)。从区域尺度上,在广西自治区利用区域化探数据圈定了18 处锂的成矿远景区,对3个远景区进行了初步异常检查,发现多个锂矿化点(王新宇等,2021)。从国家尺度上,基于“全国地球化学基准”项目获得全国汇水域沉积物数据,对中国锂成矿远景区进行了战略性预测,划分出19个锂矿远景区,与全国资源分布对比发现全国已知的锂成矿带均有锂地球化学异常显示(王学求等,2 0 2 0;LiuHanliangetal.,2 0 2 0)。以上研究充分说明化探方法是行之有效的寻找锂矿的手段。研究团队利用全国地球化学基准数据在我国西南湘黔滇桂地区圈定出巨型地球化学域

11、(王学求等,2020),该区域发育大面积铝土岩、碳质泥页岩/煤层、黏土岩等,是沉积型锂矿的有利产出层位,具有较大的找矿潜力,但尚未进行精细地球化学找矿研究。本文从地球化学块体理论出发,利用1:2 0 万水系沉积物数据圈定锂的地球化学省,结合地质背景和岩石锂丰度数据,从地质背景、母岩、矿化、表生过程等因素分析锂的异常成因,从众多异常中识别沉积型锂矿的成矿远景区,以期为该区域沉积型锂资源的勘查工作提供参考和思路。1区域地质概况中国西南滇黔桂地区地理位置上包括川东南、黔东南、黔西南、黔南、滇东南和桂西北等地,大地构造位置上位于扬子地块西南部。西南方大致以哀牢山断裂带为界,与羌塘三江造山系相隔;西北部

12、边缘大致以华釜山断裂带为界;东南端以玉屏-丹寨-三都断裂带为屏(谢学锦等,2 0 0 8;HuRuizhong etal.,2 0 17;张恒等,2 0 19)。区内地层发育齐全,从太古宇到第四系均有展布,整体上看,主要由前寒武纪基底和显生宙盖层两部分组成。基底往往具“双层”特征,即由太古宙一古元古代的深变质岩和中一新元古代的浅变质岩构成。盖层大体可分为三叠纪之前的海相沉积岩和三叠纪之后的陆相沉积岩,前者主要岩性为海相碳酸盐岩、细粒碎屑岩和泥质岩,后者主要为陆相碎屑岩(YanDanping etal.,2 0 0 3;姚书振等,2 0 2 0)。中国西南滇黔桂地区构造演化具多旋回和多阶段性,断

13、裂构造较为发育,主要发育有10条主断裂带,重要的有小江断裂带、弥勒-师宗断裂带和紫云-垭都断裂带等(He Chuansong et al.,2013;陈懋弘等,2 0 14;潘桂棠等,2 0 16)。区内岩浆岩出露面积较小,主要为二叠纪末期峨眉山地慢柱活动产生的大陆溢流拉斑玄武岩及其伴生产物,如辉绿岩、粗面岩和流纹岩等(XuYiganget al.,2008,2010;韩伟等,2 0 0 9)。除此之外,还有晚白垩世于右江造山带边缘形成的偏碱性超基性岩组合等(Li u Sh e n e t a l.,2 0 10)。区内矿产资源丰富多样,分布广泛,除与岩浆作用和热液作用密切相关的Cu-Ni、A

14、 u-A s-H g-Sb、Pb-Zn 等矿床外,还分布众多与风化沉积作用相关的矿床。就后者而言,主要包括磷块岩矿床(富REE)、煤矿床(富稀有金属型)、沉积型铝土矿床、玄武岩风化型Nb-Ga-Zr-REE矿床等,另外富PGE-Re黑色岩系和近年来发现的富Li-Ga-REE黏土表现出极大的资源潜力(代世峰等,2014;宁树正等,2 0 19;胡瑞忠等,2 0 2 0),综合研究发现这些矿床的产出往往与某些特定层位密切相关。根据尹福光等(2 0 16)结合沉积建造组合和构造古地理环境对中国西南地区沉积大地构造的分区可知,中国西南滇黔桂地区整体位于二级构造单元上扬子陆块中,可进一步划分为扬子陆块南

15、部碳酸盐台地、南盘江-右江前陆盆地、川中前陆盆地、康滇基底断隆、富宁-那坡被动边缘盆地、楚雄前陆盆地、上扬子东南缘被动边缘盆地和雪峰山陆缘裂谷盆地8个三级构造单元(图1)。2数据来源及处理本文水系沉积物数据来源于区域化探全国扫面计划(Regional Geochemistry National Reconnaissance,RGRN),样品总计7 3493件。区域化探全国扫面计http:/WWTaspx18302023年质地报学102E104E106E108E30N重庆4080kmVIIII28N贵阳26NVI一IXIVVIl昆明I24NXVXIVI南宁扬子陆块南部碳酸盐台地南盘江-右江前陆盆

16、地II川中前陆盆地IV康滇基底断隆CarbonateplatforminNanpan River-YoujiangCentralSichuanKangdian basementsouthern YangtzeblockforelandbasinforelandbasinfaultedupliftV富宁-那坡被动边缘盆地VI羌塘三江造山系VII楚雄前陆盆地VIII上扬子东南缘被动边缘盆地Funing-NapopassiveQiangtang SanjiangChuxiongforelandPassivemarginbasinin south-marginbasinorogenicsystemba

17、sineasternmarginoftheUpperYangtzeIX雪峰山陆缘裂谷盆地X湘桂裂谷盆地XI哀牢山变质基底XII金平被动陆缘相XuefengMountaincontinentalXiangguiRiftbasinMetamorphicbasementJinpingpassivecontinentalmarginriftbasinofAilaoMountainmarginfacies断裂带研究区FaultzoneResearcharea图1中国西南滇黔桂地区构造划分简图(据中国地质调查局1:150 万大地构造图修编)Fig.1Sketch map of the tectonic u

18、nit of Yunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest China(revision of 1:1.5 million geotectonic map according to China Geological Survey)划以水系沉积物为采样介质,采样密度为1件/4km,测定了包括锂在内的39种元素(谢学锦,1979;Xie Xuejinetal.,1997)。其中锂元素的测定借助原子吸收光谱法(AAS),检出限为510-6(Xie Xuejin and Cheng Hangxin,2014)。岩石样品来源于全国地球化学基准计划(China Ge

19、ochemicalBaselines,CG B),样品总计57 5件。全国地球化学基准计划采用1:2 0 万图幅作为采样单元(相当于经度差1纬度差40,约为8 0 km80km),每个图幅系统采集具代表性的不同时代沉积岩、火成岩、变质岩和疏松沉积物组合样品(王学求,2 0 12;WangXueqiu and the CGB Sampling Team,2015;王学求等,2 0 16)。本文研究区范围包括中国西南滇黔桂的大部分地区,各时代地层分布见图2。每件样品分析包括锂元素在内7 6 种元素和5项指标,其中锂元素的测定借助电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),检出限为0.110-6,更多详

20、细采样过程和分析方法见 Wang and the CGB Sampling Team(2015)和张勤等(2 0 12)。王学求等(2 0 0 5)研究指出采样密度在1件/10 01831乔宇等:中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化学时空分布特征及找矿预测第6 期102E104E106E108E30NN重庆?04080kmh28N26N24N新生界白垩系罗系三叠系二叠系CainozoicCretaceousJurassicTriassicPermian石炭系泥盆系志留系奥陶系寒武系CarboniferousDevonianSilurianOrdovicianCambrian元古宇断裂带Pro

21、terzoicFaultzone图2中国西南滇黔桂地区地质简图Fig.2Geological sketch map of Yunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest Chinakm1件/10 0 0 km时,可以有效的圈定成矿带或矿集区的大规模地球化学模式,获得区域上的宏观规律,从而为进一步勘查提供区域靶区。因此,以1件/1个2.5万图幅(经度差7.5纬度差5,面积约为10 0 km)为标准对水系沉积物原始数据进行组合平均化处理,在新数据的基础上进行研究(图3)。具体计算方式为将每个1:2 0 万图幅按等间距(经度间距为7.5,纬度间距为5)分割为6

22、4个面积基本相等的单元,每个单元面积约为10 0 km,包含25个原始数据点位。分别计算每个单元2 5个原始数据锂元素含量的算数平均值,将得到的算术平均值赋予此单元的中心点位上。在对所有涉及1:2 0万图幅进行上述组合平均化处理后,根据中国西南滇黔桂地区范围进行剪裁,得到中国西南滇黔桂地区范围内新的水系沉积物数据,共计2 341个。可靠的地球化学图对于勘探和环境研究具有重要意义(Grunsky et al.,2009;Yan Taotao et al.,2021)。使用GeoExpl2020(国际版)对水系沉积物组合数据进行网格化处理,网格化使用指数加权距离模型,间距10 km10km,搜索半

23、径2 5km(谭亲平和王学求,2 0 17)。然后根据累积频率(0%、2.5%、5%、10%、15%、2 0%、2 5%、30%、40%、50%、6 0%、70%、7 5%、8 0%、8 5%、90%、95%、97.5%、10 0%)制作地球化学图。以累积频率50%所对应含量作为背景值,以8 0%所对应含量作为异常下限。利用中国西南滇黔桂地区岩石锂数据,在GeoExpl2020(国际版)软件中制作岩石锂地球化学分布图,根据累积频率0%、2 5%、50%、8 0%、10 0%)将岩石锂划分为4个色阶。最后对中国西南滇黔桂地区整体以及各个构造单元的水系沉积物和岩石的地球化学数http:/wwwch

24、/index.aspx18322023年质地报学102E104E106E108E30NTTN乐山市内江市重庆O+ie+十+,04080km文A+$州+宜宾市+水+:+4+4+4+O+县厂28N西昌市凤冈县+十+*+o+义市+X+-+照+$+.+余庆+县+十+阳十+镇远县十+4+E4+/o+3+修+十六十攀枝花市+十凯具果市*+;+ott+t1+o+宣顶都匀o+市6?+a+ooto十+o+-m5+*+o26NO+&+g+$m4+to+.+o+*+1十+十+1ht+8+mX+用+十楚雄+师2+十+P+o西H+弥+十+南县+十24N十百色市+水系沉积物+和砂岩StreamsedimentSandst

25、one灰岩+泥岩-+文+LimestoneMudstone2+8+西畴县白云岩页岩DolomiteShale基性岩Basite图3中国西南滇黔桂地区样品分布点位图Fig.3Location map of sample distribution of Yunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest China据进行统计和对比分析,绘制箱线图和折线图,研究其差异性和相关性。按照不同岩性和时代对岩石锂的时空分布进行对比研究,对区域内大规模锂地球化学异常的产生机制进行初步探讨。3结果与讨论3.1水系沉积物锂的地球化学空间分布中国西南滇黔桂地区水系沉积物锂含量的中位

26、值为41.2 10-6,平均值为46.7 10-(表1),明显大于全国水系沉积物锂含量的中位值32 10-6和算术平均值3410-,显示出在全国尺度上,中国西南滇黔桂地区整体锂的相对富集(迟清华和郡明才,2 0 0 7)。以中国西南滇黔桂地区水系沉积物锂含量累频分级8 0%对应的57.0 10-6 为异常下限圈定地球化学异常,图4显示锂的高值区主体呈北东向展布,大致沿开远一师宗一安顺一怀仁方向横贯整个中国西南滇黔桂地区,形成面积巨大的地球化学异常带。另外在威宁县、昆明市、砚山县一带有零星散布。根据以下两条规则:锂异常规模大于1000km;异常区域具备地球化学异常套合结构特征,即符合一系列由高到

27、低多层套合异常组成的区域地球化学分布模式(WangXueqiuetal.,2 0 0 7;王学求等,2 0 13)。本文共圈定出9个地球化学省(编号LilLi 9),各地球化学省参数见表2,各地球化学省具体空间分布和地质特征描述如下:(1)Li l 位于绥阳县一凤冈县一带,整体被七曜山断裂带和纳雍-息烽-湄潭断裂带夹持,异常区域向东北方向延伸超出中国西南滇黔桂地区范围。异常面积约10 15km,异常内锂含量平均值7 8.7 10-6,锂异常衬度1.38,排序第二,异常规模7 98 8 1X10-6km,虽然在所有异常规模中排序较低,但是异常区并不闭合,向北延伸超出中国西南滇黔桂地区范围。异常区

28、内主要出露古生代沉积地层,以寒武系、奥陶系、志留系和二叠系为主,岩性主要为白乔宇等:中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化分布特征及找矿预测第6 期1833102E104E106E108E30NN乐山市内江市重庆04080km泸州市宜宾市赤水市习水县桐梓县28N西昌市威信县绥阳具凤冈县义市镇雄县金沙县昭通市毕华节市余庆县Li2开阳县镇远县13成宁县修文县阳攀枝花市六盘永市凯里市会泽县家顺市都匀市26NLi(10)寻甸县曲靖193.3107.8高明县89.9昆义市龙县72.8楚雄市陆食真VLi464.5师宗57.0易53.7西林县50.1玉溪市弥勒曼一断裂带45.0Faultzone41.2小型

29、铝土矿丘北县37.924NSmall bauxitedeposit百色市34.7大中型铝土矿开远市砚山县33.2Largeandmedium西畴县31.2bauxitedeposit蒙百市Li&29.3小型煤矿i927.2Smallcoalmine24.4大中型煤矿21.3Largeandmediumcoalmine11.0图4中国西南滇黔桂地区水系沉积物锂地球化学分布图Fig.4Geochemical distribution map of lithium in stream sediments in Yunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest Ch

30、ina云岩、泥质白云岩、灰岩、页岩和砂岩等。区内寒武系主要有清虚洞组、高台组和娄关山群,岩性多为白云岩、泥砂质白云岩和灰岩,而异常浓集区域与寒武系耦合关系较好,尤其是浓集中心区域分布基本与清虚洞组出露区域相吻合。温汉捷等(2 0 2 0)在探讨贵州九架炉组富锂黏土(铝土)岩中锂的物源时指出,锂可能来自于基底清虚洞组、高台组/石冷水组和娄关山群的不纯碳酸盐岩。Lil锂地球化学省的展布与这些寒武系碳酸盐岩地层良好的贴合关系可能从一定程度上佐证上述观点。该异常区北侧延伸区域即为我国著名的务-正-道铝土矿矿集区,区内众多铝土矿(如贵州大竹园铝土矿)中伴生的锂资源已达到综合利用的程度(Wang Deng

31、hong et al.,2013;金中国等,2 0 19;龙珍等,2 0 2 1)。综上所述,此地球化学省成矿潜力较大,可能存在与铝土矿(岩)相关的沉积型锂资源,(2)Li2位于大致由纳雍县一平坝县一遵义市一仁怀市一毕节市所围成的大面积区域,异常面积约2 0 7 37 km,异常衬度1.2 8,排序第五,异常规模15117 2 7 10-6 km,在中国西南滇黔桂地区内排第二位,多层套合模式显著。出露地层以寒武系、石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系为主,岩性主要为灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥砂质白云岩、砂岩、页岩、黏土岩、峨眉山玄武岩等,部分区域产出铝土矿和煤层。锂的异常浓集区域与地层呈一定相关性

32、,一般分布在寒武系娄关山群、高台组、清虚洞组和石炭系九架炉组、二叠系梁山组、龙潭组以及三叠系松子坎组出露区域。这些地层岩石岩性以薄层泥质白云岩、泥页岩、黏土岩等为主。但值得注意的是并不是所有上述地层出露区都为锂异常浓集区,可能是由于不同区域沉积物源和环境的差异所导致。区内分布有贵阳一清镇和遵义一息烽两大铝土矿矿集区,并且部分矿床中Li含量异常富集,如小山坝铝土矿、麦坝铝土矿、长沟铝土矿等(LingKunyueethttp:/WWT1.aspx183420233年质地报学表1P中国西南滇黔桂地区水系沉积物和岩石锂含量(X10-)统计参数Table1Statistical parameters o

33、f lithium concentrations(X 1o-)in stream sediments and rocks inYunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest China百分位数样品类型样品数极小值极大值异常下限平均值几何均值平均标准差25%50%75%80%水系沉积物234111.033.241.253.757.0193.357.046.742.921.5岩石5751.415.821.035.940.8581.840.831.322.638.2表2 中国西南滇黔桂地区锂地球化学省统计参数Table 2Statistical paramete

34、rs of lithium geochemical provinces in Yunnan-Guizhou-Guangxi region of Southwest China锂地球异常总点异常区域背异常异常异常异常异常极大值极小值平均值中位值标准差化学省面积位数点数景值下限规模排序强度衬度Li1101595122.238.978.797.041.257.033.97988171.901.38Li220737178124161.037.172.967.541.257.024.5151172721.761.28Li31158108107.849.770.966.841.257.016.482102

35、61.711.24Li425345216186193.332.081.775.041.257.027.4207068711.971.43Li513901312108.755.678.972.341.257.018.210967151.911.38Li6100285163.351.676.666.541.257.036.77445581.851.34Li7118810688.936.057.356.841.257.014.5680721.381.01Li83908343089.049.866.664.441.257.09.726027331.611.17Li92356211795.743.470

36、.070.141.257.013.616492041.691.23注:元素含量单位为10-6;异常面积单位为km;异常规模(10-6 km)=异常面积元素含量平均值;异常强度=异常内元素含量平均值/元素含量背景值;异常衬度异常内元素含量平均值/元素含量异常下限。al.,2 0 18,2 0 2 0;全贵龙等,2 0 2 0)。另外,此异常区与温汉捷等(2 0 2 0)所指出的贵州锂超常富集的黏土岩目标层位九架炉组分布高度一致,其重要锂资源潜力已被证实。区域内煤矿分布也较为广泛,可能与区内锂的异常富集有一定的相关性,杨瑞东等(2 0 2 1)报道了桐梓-金沙一带龙潭组煤层富集锂元素。此地球化学省

37、面积广大,锂元素异常多层套合模式显著,同时已知的沉积型锂资源众多,成矿潜力巨大。(3)Li3位于威宁县一带,异常面积约1158km,异常衬度1.2 4,异常规模8 2 10 2 10-6 km。出露地层主要为石炭系和二叠系,另有少量三叠系、第三系和第四系,岩性有灰岩、白云岩、页岩、泥岩、砂岩和峨眉山玄武岩。异常浓集区域出露地层主要为石炭系大塘组,岩性主要为灰岩、泥灰岩、页岩夹煤层。马圣钞等(2 0 19)发现该区域内在下三叠统永宁镇组顶部和中三叠统关岭组底部界线附近普遍发育有一层绿豆岩(凝灰岩或其蚀变黏土岩),具有富锂的地球化学特征。该地球化学省面积较小,异常衬度较低,区内T/T界限分布大量富

38、锂绿豆岩,具备一定的成矿潜力。(4)Li4沿弥勒一师宗一兴仁一安顺呈北东向带状展布,异常区域面积巨大,达2 5345km,异常衬度(1.43)和异常规模(2 0 7 0 6 8 7 10-6 km)在中国西南滇黔桂地区均排序第一。浓集中心在兴义、晴隆等地,具明显的多层异常套合模式特征。出露地层主要为二叠系、三叠系、石炭系和泥盆系,另有少量寒武系和侏罗系。岩性种类多样,主要岩性白云岩、灰岩、泥岩、页岩、砂岩等,少量峨眉山玄武岩出露。异常浓集区域出露地层大多为三叠系关岭组和个旧组、二叠系龙潭组和梁山组,岩性主要为泥砂质白云岩/灰岩及含碳质泥岩/页岩等,部分区域见煤线和铝土岩。值得注意的是,部分关岭

39、组和个旧组底部都发育有一层绿豆岩,可能从一定程度提供了锂的物源(马圣钞等,2 0 19)。区内有大量煤矿展布,同时多处煤矿报道有锂的富集现象(程伟等,2016;杨瑞东等,2 0 17;陶振鹏等,2 0 17)。另外,惠博等(2 0 2 1)在贵州六枝地区发现了沉积型锂矿,锂主要以锂绿泥石形式存在。此地球化学省在异常规模、异常面积和异常衬度上均位列中国西南滇黔桂地区各地球化学省的第一名,且多层异常套合模式特征明显,区内发现了众多富锂煤矿和富锂绿豆岩,成矿潜力巨大。(5)Li 5位于盘县一带,异常面积约1390 km,异常衬度1.38,排序第二,异常规模10 96 7 110-6km,排序第五。主

40、要出露地层为二叠系、三叠系及少量第四系,岩性主要为白云岩、灰岩、泥质白云岩、泥岩、页岩、碳质页岩夹煤线等。异常浓集区域与三叠系关岭组第三段及二叠系梁山组有较好的吻合关系,二者的主要岩性分别为薄层至中层泥质、微晶白云岩及灰岩和灰黑色泥岩、碳质页岩等。目前区内1835乔宇等:中国西南滇黔桂关键资源远景新区锂地球化学时空分布特征及找矿预测第6 期没有已知的沉积型锂资源报道,但是较高的异常衬度暗示可能存在未被发现的沉积型锂资源(包括未知类型)。(6)Li6位于曲靖市与会泽县的中间部位,曲靖市北东方向,异常面积约10 0 2 km,异常衬度1.34,异常规模7 445510-km。主要出露地层为二叠系、

41、泥盆系、石炭系,少量震旦系和寒武系,岩性主要为泥砂质灰岩、白云岩、碳质泥页岩、砂岩和部分峨眉山玄武岩。异常浓集区域主要与泥盆系宰格组、一打得组和二叠系梁山组对应关系较好,主要岩性为碎屑灰岩、泥质白云岩/灰岩、碳质页岩、砂岩夹煤层。目前区内无已知沉积型锂资源分布,但异常衬度较高,且区内有煤矿等分布,可能具备一定的成矿潜力。(7)Li 7 位于昆明一嵩明一带,异常面积约118 8km,异常衬度1.0 1,异常规模6 8 0 7 2 10-km。主要出露地层为泥盆系、石炭系、寒武系和二叠系,少量奥陶系、志留系、侏罗系出露,岩性主要为白云岩、灰岩、砂岩、泥页岩和峨眉山玄武岩等。浓集中心区域主要分布在泥

42、盆系一打得组、二叠系倒石头组、寒武系陡坡寺组地层,岩性主要为泥质白云岩/灰岩、含煤页岩、砂岩和铝土岩等。值得注意的是,此处异常区属于温汉捷等(2 0 2 0)指出的滇中富锂黏土岩目标层位倒石头组分布区域的一部分,铝土矿较为发育。该区范围内已通过野外露头或钻探发现多处倒石头组富锂层位(SunBaidongetal.,2 0 19)。此地球化学省虽然异常衬度低,但区内已发现大量黏土岩型锂资源,与铝土矿分布密切相关,成矿潜力巨大。而该地球化学省异常规模和衬底都较低的原因可能与成矿黏土岩大多不直接出露于地表相关。(8)Li8分布在开远一蒙自一丘北一带,异常向西南个旧元阳方向延伸超出中国西南滇黔桂地区范

43、围,异常面积约398 0 km,异常衬度1.17,异常规模260273X10-6km,排序第三。主要出露的地层为三叠系、二叠系、石炭系、泥盆系和第四系,岩性主要为泥质砂质白云岩/灰岩、砂岩、页岩及砾岩等。异常浓集中心区域主要发育在碳酸盐岩地层上,其中东北丘北一带主要与泥盆系相关,而其他区域大致与三叠系个旧组相关性较好。此地球化学省无已知的沉积型锂资源,且无煤矿、铝土矿及凝灰岩等分布,异常衬度较低,成矿潜力较小。(9)Li9马关一文山一砚山一西畴一带,大体呈南东向展布,浓集中心主要分布在文山一砚山一带,异常面积约2 356 km,异常衬度1.2 3,异常规模16492010-6km,排序第四。主

44、要出露地层为泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系和第三系,岩性主要为灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、碳质/粉砂质泥岩。异常浓集中心区域分布主要与石炭系大塘组、二叠系龙潭组和三叠系飞仙关组相关性较好,而该区域内龙潭组是沉积型铝土矿的产出层位,与下伏地层大塘组呈不整合接触(刀俊山等,2 0 13)。该地球化学省目前尚无沉积型锂资源报道,但区内产出沉积型铝土矿,这些铝土矿(岩)可能与Li2和Li7中铝土矿一样同样富集锂元素,值得进一步调查研究。根据图4可以看出,中国西南滇黔桂地区部分锂地球化学省与铝土矿和煤矿的展布有较强的联系。位于Li2范围内的贵阳一清镇和遵义一息烽两大铝土矿矿集区都报道有铝土矿(铝土岩)中

45、锂的富集,并显示出较好的锂异常(Li2);而云南重要的铝土矿出产区昆明地区及文山州也都有Li地球化学省的分布(Li7、Li 9),且昆明地区铝土矿及相邻层位已被证明有Li的富集;Li3和Li4的Ti/T界线发育有富锂绿豆岩;另Li2、Li 4中有富锂煤层的报道。大量富锂铝土矿和煤矿的发现表明,地球化学省为大规模沉积型锂矿床形成提供了丰富的物质基础,可为沉积型锂矿矿集区提供初始的目标靶区(ChenYongqing et al.,2 0 0 9;王学求等,2 0 13)。由于沉积型锂矿的提出和发现仅仅处于起步阶段,沉积岩类型众多,不能排除中国西南滇黔桂地区内其他锂地球化学省存在未被发现的富锂黏土岩

46、、绿豆岩、凝灰岩、泥页岩等潜在锂矿床的可能。一般来说,某种元素大规模的矿床存在一定有相应地球化学省存在,但是有地球化学省的存在不一定有矿集区的存在(王学求等,2 0 0 7)。通过对每个锂地球化学省中原始水系沉积物数据和相应图幅1:2 0 万地质图研究,对锂地球化学省异常浓集区域主要出露地层和岩性进行了描述。可以发现水系沉积物中锂的异常浓集区域主要发育在特定岩性的地层上,主要为白云岩和灰岩,而这些碳酸盐岩中往往具有大量的泥砂质夹层,质纯且厚度大的碳酸盐岩地层发育的水系沉积物锂含量往往略低于背景值。另外广泛发育铝土岩和碳质泥页岩/煤层的地层往往也是锂异常发育部位,但这些地层往往出露面积较小且常被

47、碳酸盐岩地层包裹。中国西南滇黔桂地区已确认存在锂矿化的锂地球化学省分别为Li2、Li4和Li7,其中Li2中已知的沉积型锂资源包括富锂黏土/铝土岩和富锂煤矿,Li4中为富锂煤矿,Li7中为富锂黏土/铝土岩,这三个锂地球化学省具备很大的找矿潜力。另外Li3和http:/WWWh/index.aspx183620233年质地报学Li4中存在富锂绿豆岩,但该类锂资源锂含量相对较低(平均值为2 6 7 10-6),且不像富锂铝土矿(岩)和富锂煤矿那样可与其他资源综合利用,所以其成矿潜力相对较低(ZhaoLeietal.,2 0 15;马圣钞等,2 0 19;温汉捷等,2 0 2 0)。另外,Li9中也

48、产出沉积型铝土矿,但研究程度低,可能也存在锂的富集,所以可能具备一定成矿潜力。Lil位于务正道地区南部边缘,而务正道地区广泛产出富锂铝土矿,所以Lil也具备一定的成矿潜力。而Li5、Li6 和Li8没有已知的锂资源分布,成矿潜力相对较小,但是Li5异常衬度较高,不排除有未被发现或未知类型的锂资源存在。综上所述,据已有资料分析研究得出,Li2、Li4和Li7具备较大的沉积型锂资源找矿潜力,应给予更多的关注,3.2岩石锂的地球化学时空分布中国西南滇黔桂地区构造划分图(图1)和岩石锂地球化学空间分布图(图5)显示出岩石锂高含量点位(累积频率大于8 0%)的分布相对比较均匀,各大构造单元均有相当比例的

49、锂含量高值点,在丘北县、纳雍一毕节和楚雄市及东南有相对集中的产出。通过对中国西南滇黔桂地区内不同构造单元各时代岩石锂含量进行统计(图6,表3),整个中国西南滇黔桂地区各时代地层和岩浆岩中锂背景值较高的有志留系(36.8 10-6)、侏罗系(32.2 10-6)和白垩系(32.2 10-6),较低的有基性岩(9.6 10-6)、元古宇(15.6 10-6)和泥盆系(15.510-6)(图6 a,表3)。整体而言,志留系、侏罗系和白垩系背景值与均值基本一致,变异性弱,而寒武系、石炭系、二叠系、三叠系背景值和均值相差较大,并有较多的异常值。尤其是石炭系和二叠系,出现成串的异常高值,凸显出这两个时代地

50、层岩石锂分布的不均一性(图7)。对风化沉积型锂资源来说,岩石锂含量突变性较大的时代地层往往具备产出锂超常富集层位的潜力,反之,尽管岩石锂背景值高但变异性较小的时代地层成矿潜力较小。现有研究表明,富锂铝土矿一般为沉积型铝土矿,而石炭纪和二叠纪是中国西南地区沉积型铝土矿形成的主要时代(Gao Lan etal.,2 0 15;钟海仁等,2 0 19)。中国西南滇黔桂地区内贵阳一遵义一带铝土矿主要产于早石炭世的九架炉组,而云南昆明一文山一代的铝土矿主要产于二叠世(包括梁山组、倒石头组和龙潭组等),而这两处区域正是已知的富锂铝土矿(岩)产出区域(温汉捷等,2 0 2 0)。同样,中国西南煤矿主要发育在

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