川西甲基卡大型锂矿资源基地，依靠创新，实现稀有金属找矿突破

原标题：理论创新指导川西甲基卡大型锂矿资源基地实现找矿突破

来源于《中国地质调查成果快讯》

摘要：在“多旋回深循环内外生一体化”的成矿理论指导下，开展了以甲基卡为示范带动川西可尔因、九龙等地硬岩型稀有金属地质找矿工作。三年内，全面完成钻探3000m（18个钻孔）的设计工作量，提交锂矿资源总量31.74万t（Li2O）（含其他稀有金属当量换算）。该项找矿成果有力地助推了川西大型稀有金属矿产资源新兴产业基地的建设，促进了其整装勘查、资源保护与合理利用的产业化进程。

1.项目概况

“川西甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价”项目，归属于“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程，由自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院矿产资源研究所承担。项目周期为2016—2018年。主要目标任务是：①继续开展甲基卡及其外围以锂为主地质找矿调查评价，力争取得新突破，为甲基卡矿田资源量（Li2O）达到200万t作出贡献。②以甲基卡为示范带动川西可尔因、扎乌龙、九龙等地硬岩型稀有金属地质找矿工作的面上展开，评价资源潜力，推动川西大型锂资源基地的建设。③普及“三稀”尤其是锂的科学知识，提交科普读物1本。④提交找矿靶区5~10处；提交新发现矿产地1~2处，新增氧化锂远景资源量30万~50万t；提交1∶5万基础地质图件3幅；助推形成1处大型锂矿资源基地，拉动商业性勘查，引导锂在新兴产业中的高端开发利用。⑤支撑中国地质调查局成矿规律和成矿预测业务中心的平台建设，助力矿产资源勘查与评价重点实验室的建设，申报国家重点实验室。

2.成果简介

（1）成矿理论指导找矿突破取得新进展，社会经济效益显著。在以往20多年从事稀有金属成矿规律研究的继承上，以新疆阿尔泰、西南三江、南岭、武夷等稀有金属成矿带的工作为基础，提出了“多旋回深循环内外生一体化”的成矿理论，并以此指导川西地区远景区和靶区的优选。通过三年地质调查、典型矿床研究、物化遥调查、钻探验证等实际工作，进一步总结了甲基卡矿田的成矿规律，建立了多方面的找矿评价标志，全部完成了实施方案中设计的各项工作任务。同时，对前人未及评价的一些伟晶岩脉也开展了适度的综合评价，初步查明了整个甲基卡矿集区的资源家底。全面完成钻探3000m（18个钻孔）的设计工作量，通过野外质量检查及野外验收。经钻探验证，2016—2018年间新增334级资源总量31.74万t氧化锂（含共伴生的铍等其他稀有金属，当量换算）。由地质调查项目累计新增的资源量达114.3万t（纯公益性投入），为国家提交了1处值得深入勘查的以锂为主的综合性稀有金属矿产资源基地，促进了川西大型锂资源基地的勘查，并带动了社会项目的投入，引领了战略性新兴产业的发展，为绿色可持续矿业发展提供了示范。

（2）构建了资源地质潜力、技术经济和地质环境“三位一体”的指标体系，建立了川西大型锂矿资源基地的综合评价标准。以矿产资源研究所为首的团队，在川西高原甲基卡及外围特殊地貌区，以“能源金属”技术创新为突破口，以国家目标为调查评价的首要任务，以成矿规律为靶区圈定的基本依据，以野外调查为找矿验证的主要手段，以有序部署为合理勘查的有效保证，以综合评价为提升价值的根本出路，以引领产业发展为能源金属资源基地的立足之本，开展了锂同位素分析测试方法技术研究以及面向产业发展新起点的“三位一体”综合调查的关键技术、评价模式研究，建立了大型能源金属矿产资源基地调查评价的关键技术和指标体系；以物理方法选矿（物）技术开展对甲基卡锂辉石矿石的综合利用研究，提出了物理选矿（物）的新思路，创新提出了“三磁一重”的选矿技术路线，取得了初步成效；创新了遥感找矿方法、动植物找矿方法，建立了遥感找矿模型，提交了国家发明专利4项并通过初审；深入总结了第四系掩盖区甲基卡式锂矿的成矿理论和找矿方法技术组合，进一步厘清甲基卡矿区内基性—中性—酸性岩浆序列，发现了新的隐伏岩体，梳理了“多矿化中心”成矿的新设想，并提出了2019—2021年工作部署的初步方案。

（3）科技创新显成效，发挥行业引领作用。通过甲基卡锂矿的成矿模式与勘查模型在甲基卡及外围的应用，建立了我国大型锂资源基地综合调查评价的技术应用和创新机制，指出了找矿方向；创新岩心钻探工作部署技术思路，改变了被动局面，实现了高原绿色调查“模块化—机动化—快速化—轻巧化—无污化”工作方式的重大转变；结合川西甲基卡大型锂矿基地的实践，从目标任务、基本原则、立项依据、创新驱动、技术路线、工作内容、关键问题等方面探讨了能源金属矿产大型基地调查评价的基本问题，提出了大型能源金属矿产基地综合调查评价的技术要求和工作指南，为同类工作提供了样板。建立了甲基卡锂矿的“多旋回深循环内外生一体化”成矿模式与“五层楼+地下室层脉组合”勘查模型，创新了成矿理论，开展了物理选矿、锂同位素立体填图、遥感找矿、生物找矿方法的积极探索，并总结了甲基卡式锂矿区域成矿理论和深部找矿的技术方法组合，成功申报了国家重点研发计划“锂能源金属矿产基地深部探测技术示范”等重大科技项目。在全国地质调查工作会议上作专题汇报，在全行业开展三稀、战略性新兴产业矿产、关键矿产调查等方面起到了引领作用，发挥了科技创新引领找矿突破的品牌效应。

（4）甲基卡矿田的验证取得预期结果。在甲基卡矿田共圈定找矿靶区4个，提交新发现矿产地2个。共探获Li2O资源量共25.77万t（334）。共伴生矿产中，BeO资源量共8727 t（334），Nb2O5资源量共2947 t（334），Ta2O5资源量共1974t（334）。

鸭柯柯锂矿产地：位于甲基卡“马颈子”岩体东南侧，区内伟晶岩类型为石英钠长石伟晶岩以及钠长锂辉石伟晶岩型，大部分呈南北向或北北东向展布，出露长50~300m不等，宽5~20m。部分伟晶岩见有锂辉石矿化，但矿化不均匀，锂辉石一般呈梳状，含量5%~10%。施工的5个钻孔控制了4条锂矿脉。其中规模较大的YⅠ矿体平均厚度约9.24m，南北长度1210m，矿体Li2O 平均品位1.10%；YⅥ号矿体平均厚约8.06m，南北长度约500m，Li2O平均品位0.83%；YⅡ矿脉铅直厚度14.45m，南北长度约320m，Li2O平均品位0.97%。鸭柯柯锂矿区探获Li2O 资源量10.78万t。

X03南段花岗伟晶岩锂矿产地：位于甲基卡矿田东部X03号脉南侧。该区为第四系掩盖区。经取样钻第四系揭盖，以及2个钻孔验证，矿化伟晶岩大致呈南北向展布，其东西出露宽度约20m，南北出露长度约30m。2个钻孔共控制2个矿层，其中规模较大的上层锂矿脉厚度21.92m，南北长度约700m，Li2O平均品位1.35%。探获Li2O资源量10.72万t，平均品位1.30%。

（5）九龙—三岔河矿田验证结果。通过1∶5万、1∶1万地球化学测量和1∶1万地质草测，初步查明调查区地层、构造、岩浆岩、变质岩、地球化学、矿化等地质特征，对工作区的成矿地质条件、控矿因素及成矿规律有了初步认识，并对含绿柱石花岗伟晶岩脉进行了重点解剖，发现极具资源潜力的铍稀有金属矿产地，确定了黄牛坪二云母花岗岩及外围为重点评价区。

含绿柱石花岗伟晶岩脉位于黄牛坪二云母花岗岩体的东北接触带上，呈北西—南东向展布，延伸长大于600m，宽30~100m，脉体呈不规则脉状，东侧与上三叠统侏倭组变质砂岩界线清晰，普遍发育角岩化。脉体倾向为75°~80°，倾角45°~60°。西侧与二云母花岗岩界线不规则，伟晶岩中有花岗岩包体。根据遥感影像和1∶1万地质草测成果分析，含矿岩脉沿走向尚有延伸的趋势。

通过地表采样工程，圈定铍矿体4条，BeO平均品位0.12%，预测BeO资源量可达大型矿床规模，为本区找矿工作提供了重要靶区。矿床类型属花岗伟晶岩型，矿脉类型为钠长石微斜长石白云母花岗岩伟晶岩，矿石矿物主要有益矿物为绿柱石和铌钽铁矿，脉石矿物主要由微斜长石、钠长石、石英和白云母组成，花岗伟晶结构，绿柱石和铌钽铁矿颗粒粗大，个别绿柱石晶体大于1.5cm×1.5cm×3cm（图1），易于回收利用。

图1 九龙黄牛坪含铍伟晶岩脉露头及其中的绿柱石样品

（6）马尔康矿田绿色勘查方法取得显著成效。通过资料搜集研究、结合地质调查工作，在观音桥和白湾区段发现伟晶岩脉体61条，其中锂矿化伟晶岩脉23条。初步查明了可尔因地区伟晶岩脉的规模、产状、矿化蚀变及分布特征。区内伟晶岩主要以钠长石型伟晶岩和锂辉石钠长石型伟晶岩为主（图2），多呈脉状产出，少数呈透镜状，矿体长度160~560m，厚度2.07~15.11m，走向多为北东向，部分呈东西向，矿化蚀变主要产于汽—热接触变质带中，可见十字石带—红柱石带—角闪石带—黑云母等变质带。

图2 可尔因13号锂辉石钠长石伟晶岩脉体

通过矿区各种地球物理探矿方法的物性测量，发现可尔因岩体具有高电阻率和高放射性，与其周围其他岩性有很明显的区别。利用这一性质，在12、13号矿体处开展了物探找矿方法的应用研究，结果表明在富矿脉体处高密度视电阻率呈高阻异常，同时地面γ总量测量呈高放射性，能有效区分矿体与围岩。利用物探高密度电法测量结合放射性γ测量探寻隐伏矿体，取得了较好成效，创新了找矿方法，并取得γ总量异常圈定伟晶岩脉计算软件著作权专利1项。

12条矿体工程验证结果显示均为富锂辉石矿脉，Li2O平均品位0.52%～2.97%。初步估算Li2O（334）资源量5.99万t；从19号矿体钻探结果可以看出，共生铍向深部品位有增高的趋势。新确定了2处矿产地，在可尔因岩体北西部和南东部圈定了2处成矿预测及找矿远景区，优选3处找矿靶区（图3）。

图3 可尔因地区找矿靶区及成矿预图

1—罗空松多组：变质砂岩、千枚（板）岩；2—新都桥组：板（千枚）岩夹变质砂岩；3—侏倭组：变质砂岩、板（千枚）岩；4—杂谷脑组上段：变质砂岩夹板（千枚）岩；5—杂谷脑组下段：板（千枚）岩夹变质砂岩及灰岩；6—二云花岗岩；7—细–中粒二长花岗岩；8—石英二长岩；9—细–中粒斑状二长花岗岩；10—细–中粒黑云母花岗岩；11—细粒闪长岩；12—细–中粒石英闪长岩；13—石英脉；14—花岗伟晶岩脉；15—花岗细晶岩脉；16—地质界线；17—逆断层；18—实测平移断层；19—成矿预测及找矿远景区；20—找矿靶区

（7）红石坝—山神包矿田铍矿找矿取得新进展。

红石坝石英脉型钨铍矿（化）体：矿( 化) 体产于泥盆系危关群中部岩组（Dwg2）、石炭系雪宝顶群（C1xb）与燕山早期二云母花岗岩体内或外接触带石英脉中。矿（化）体多呈脉状产出，长100~276 m，倾角45°~68°，厚1.26~7.15m，WO3品位0.437%~1.41%，BeO品位0.0213%~0.081%。矿石多为中粗粒结构，块状构造，次为斑杂状、浸染状、条带状构造。矿石矿物主要为白钨矿，副矿物为石英、云母及不透明矿物等。白钨矿多呈细小他形粒状，粒度多小于1.2mm；石英含量约占90%，多呈他形粒状，粒度为2~10m；白云母含量约占1%，多呈细小片状，粒径多小于0.1m，多沿裂隙分布；不透明矿物少量，多呈细小他形粒状及其集合体。

山神包伟晶岩型锂铍矿化体：矿（化）体主要位于印支期黑云母花岗岩体内外接触带的伟晶岩脉中。锂铍矿（化）体多呈脉状产出。长数十米至320 m，倾角53°~86°，厚0.8~18m，Li2O品位0.10 6%~ 0.285%；BeO品位0.021%~0.955%。矿石多为细—中粒伟晶结构，块状构造。矿石矿物为锂云母、绿柱石，锂云母多呈片状，粒径一般多小于10mm。绿柱石少量柱状（图4），粒度一般多小于15mm，局部粒径可达20~50mm，个别绿柱石达宝石级。脉石矿物为石英、长石、不透明矿物等。石英多呈他形粒状，一般多小于10mm；长石主要为钠更长石，次为微斜长石、条纹长石，多呈半自形板柱状，一般多小于5mm，部分具环带结构，多发生绢云母化蚀变；不透明矿物多呈细小他形粒状及其集合体。

图4 四川平武山神包锂铍矿化体中的绿柱石晶体

山神包锂铍矿找矿靶区发现并圈定2条含锂云母铍矿体、3条铍矿化体、1条锂矿化体；估算（334）Li2O资源量0.03万t、BeO资源量0.66万t，锂矿为小型规模、铍矿达中型规模。红石坝钨铍找矿靶区发现并圈定2条钨矿体和3条钨铍矿化体；估算（334）WO3资源量0.97万t，钨矿近中型规模。

3.成果意义

该成果为国家级大型新金属能源资源基地的建设提供了资源基础和技术支撑。2016—2018年，仅甲基卡矿田新增氧化锂远景资源量25.77万t，以金属锂83.5万元/t计算，其潜在经济价值数千亿元，取得的社会经济效益显著。同时带动了以甲基卡锂矿田为核心的四川康定-道孚-雅江稀有金属整装勘查区的推进工作，省基金有序衔接，“四川省康定县甲基卡海子北锂矿普查”全面展开，商业投资积极跟进，矿业公司进一步加大地质勘查投入，及时、科学引导政府、社会资金倾向于锂能源地质勘查领域，为建设国家大型锂能源基地提供了资源和资金保障。生物找矿、遥感地质填图、模块集成清水钻进（非泥浆）等绿色地质调查方法得到了进一步完善和验证，具有显著的环境效益，为中国西部高原地区推行绿色地质调查方法提供参考和借鉴，对科技创新及资源绿色勘查开发带来了显著的可持续影响。总之，该项目的找矿成果有力地助推了川西大型稀有金属矿资源基地勘查、保护与合理利用的产业化进程，引领了全国三稀矿产、关键矿产、战略矿产调查。

（中国地质科学院矿产资源研究所 王登红 于扬 刘善宝，四川省地质调查院 付小方 郝雪峰 代鸿章，四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所 袁蔺平 王伟，四川省核工业地质局二八二大队 饶魁元 朱海洋 丁晓平，四川省冶金地质勘查局六〇四大队 罗光华 梁向红 师洪亮供稿）