江西省宜丰-奉新地区锂矿床成因及成矿模式探讨

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江西省宜丰-奉新地区锂矿床成因及成矿模式探讨
胡 波,潘世语,巫志豪
(江西有地质矿产勘查开发院,江西 南昌 330000)
摘  要:
灵山地震宜丰-奉新地区位于下扬子地块九岭逆冲隆起南缘,萍乡-乐平拗陷带的北部。区内经历长期多旋回构造运动,从晋宁期至燕山期经历了多期次岩浆演化活动,在燕山晚期晚侏罗-早白垩世形成大面积的高分异富碱性花岗岩及岩脉,是锂矿床的成矿母岩。
关键词:
白城市文化小学
锂矿床;九岭逆冲隆起 ;矿床特征;成矿模式中图分类号:P618.7  文献标识码:A    文章编号:
11-5004(2020)18-0151-2收稿日期:
2020-09作者简介:胡波,男,生于1984年,汉族,江西吉安人,本科,研究方向:地质矿产与勘查。
锂作为一种高效清洁的能源金属,在原子能、航空航天及冶
金等现代工业中用途广泛。随着我国战略性新兴产业规划的出台,稀有金属矿产作为国家关键金属矿产,同时也是一种供应风险较高的矿产,对我国战略性新兴产业发展具有至关重要的作用,研究区位于以亚洲锂都著称的江西省宜春市北部地区。
本文结合前人相关研究成果,对宜丰-奉新地区燕山期酸性侵入岩及霏细斑岩-细晶岩脉进行综合研究,分析区内锂矿床成矿母岩地质特征,探讨研究区锂矿床的成因特征及成矿模式。
1 区域地质特征
研究区大地构造位置处于扬子地块与华夏地块交接带,北面为江南隆起带之九岭逆冲隆起的南缘,南面为钦杭东段结合带之萍乡-乐平拗陷,区内区域性大断裂为宜丰-景德镇深大断裂,该断裂在加里东期、印支期和燕山期多次成为九岭逆冲推覆系统的前缘主断裂。区内经历了从新元古代到新生代以来的多旋回构造运动,岩浆活动频繁,地质构造复杂[1]。研究区内的结晶基底为新元古代双桥山宜丰
岩组,上段为深灰、灰绿绢云石英片岩、二母云片岩,局部夹变沉凝灰岩;下段为绿泥石英白云母片岩、绿泥绢云石英千枚、二云母片岩夹变沉凝灰岩。
晚三叠世-早白垩世,为燕山期由伸展到强烈陆内造山时期,拉开了燕山期江西金属成矿大爆炸的序幕,构成一个重要的开合旋回。研究区九零复式岩体外围燕山晚期形成的高分异性花岗岩,是区内稀有金属矿的成矿母岩[2]。该区查明的锂矿床有茜坑、狮子岭、大港、白水洞等大型-中型蚀变花岗岩型及同安、鹅颈等霏细斑岩 (细晶岩)脉型(图1)。气凝胶
2 矿床地质特征
研究区内锂矿床主要类型有蚀变花岗岩型和霏细斑岩—细晶岩脉型。蚀变花岗岩型锂矿床的主要有黄陂洞、狮子岭、大港、白市化山、金子峰、白水洞等,霏细斑岩(细晶岩脉)型锂矿床主要有同安锂矿。
2.1 蚀变花岗岩型锂矿床特征
蚀变花岗岩型锂矿床,主要分布于黄陂洞-白水洞一带,为早白垩世中细粒钠长石化白云母、二云母二长花岗岩侵于晚侏罗世中粒二云母二长花岗岩中。钠长石化花岗岩由钠长石、斜长、钾长石、锂(白)云母、石英组成。钠长石化由岩体的中心相-边缘相逐渐变强,
至岩体顶部的钠长石化最强。
图1  赣西北构造区划及稀有金属成矿带分布图
①宜丰—景德镇板块对接(晋宁)断裂带;②萍乡—绍兴地壳叠接(加里东)断裂带;F 抚州盆地;P 鄱阳盆地;ψω晋宁期蛇绿岩片;Ⅰ1扬子板块―扬
子陆块―下扬子地块;111I −长江中下游坳陷带九江坳陷;1
21I −江南隆起带九
岭逆冲隆起;Ⅱ华夏板块;
钦杭结合带  宜丰―德兴混杂叠覆带;
乡―乐平坳陷。
以白水洞锂钽铌矿床为例,该矿床含矿岩体多呈岩枝、岩
脉及岩瘤状产出,形态极复杂,其中以脉状及不规则膨胀脉状为主。矿区内有5~7条单脉,总的走向为NE ~NEE 向,相互平行,多被后期NW 向断裂错切。矿脉最大延长450m,最小150m ;矿体倾斜深度平均17m ;矿体厚度最大200m,一般300m,最小100m,Li 20品位一般0.42%~0.86%,Nb 2O 5、Ta 2O 5平均品位分别0.0124%;0.0058%,矿床规模属中型。矿体分两个块段,西边矿体(Ⅰ)产状为:310°~335°∠24°~62°,东边(Ⅱ)矿体为:105°~140°∠34°~84°。
矿石矿物有铌钽铁矿、锰铌钽铁矿、细晶石等,伴生矿物有含钽锡石、磷钇矿独居石等。脉石矿物为长石、石英、锂(白)云母、黄玉、萤石等。围岩蚀变有钠长石化、云英岩化、锂云母化和钾长石化、微斜长石化等,其中钠长石化普遍分布,并与锂钽铌矿化关系密切。2.2 霏细斑岩(细晶岩脉)型锂矿床特征
耿福明霏细斑岩(细晶岩脉)型矿床,以同安锂矿为代表,岩脉呈北北东向脉状侵入于晚侏罗世中粒二云母二长花岗岩中。霏细(斑)岩即为矿脉共10条,相互平行或呈左行雁行斜列,走向北东10°~30°,倾向北西,倾角60°~80°。最长大于1400m,平均896m,厚大为15.25m,一般3m ~5m,平均3.9m。
主要金属矿物有含铌钽锡石、含铌钽云母、富钨钽铌矿,伴
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生有黄玉、绿柱石、锡石、锂云母,脉石为长石、石英。矿石为霏细结构,含斑结构,显微鳞状变晶结构、球粒结构等,块状构造,局部显条纹状构造,蚀变为钠长石化、锂云母化、黄玉化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化。含Ta2O5平均0.0194%,Nb2O5平均0.015%,Li2O 1.432%、Rb2O 0.382%、CS2O 0.426%。钽、锂、铷、铯达大型规模,伴生有铌、铍、锡、钨等多种矿。本矿床未风化层北部为2m~4m,中南部为20m~25m[3]。
2.3 矿床成因分析
研究区内岩浆侵位机制可分为与构造有关和岩浆有关,各时代花岗岩均属“S”型花岗岩类,从早到晚岩石中暗包体减少,岩浆熔融度升高,从新元古代到早侏罗世-早白垩世花岗岩岩浆来源由壳幔混元型向壳源型转变,岩浆作用也由同化混染作用为主转为结晶分异作用为主,同时岩浆形成的压力增大,成岩温度降低。区内燕山期形成的花岗岩体有甘坊、古阳寨及武堂岩体等(图2)
图2  九岭岩体地质简图(引自江西省区域地质志,2017)
燕山期岩体受区内北东向、北东东向两组断裂控制,其长轴呈近东西向。岩体剥蚀较浅,顶部尚残存有伟晶岩壳。岩体分相明显,按矿物粒度和云母种类,自岩体中心向边缘由黑云母花岗岩→二云母花岗岩→锂(白)云母钠长石花岗岩转化。其中锂(白)云母钠长石花岗岩相带与锂钽铌稀有金属矿化关系密切。岩石普遍遭受程度不同的钠长石化、锂(白)云母化、云英岩化等蚀变。该甘坊岩体SiO2 71.22~74.39%,K2O+Na2O 7.15~8.52%,Na2O/K2O 0.62~1.08;古阳寨岩体SiO2 73.42~73.50%,K2O+Na2O 6.99~8.36%,Na2O/ K2O 0.62~1.09;武堂岩体SiO2 71.46~75.91%,K2O+Na2O 6.68~7.72%,Na2O/K2O 0.42~0.72;显示出区内燕山期岩体分离结晶程度高,分异性好,具超酸性富碱高钾钠的特点(据江西省地质调查研究院,2016)。
2.4 成矿模式
研究区内燕山期岩体的分异演化是在一个相对封闭、均匀的系统中发生。从各岩体的中心相→过渡相→边缘相→外接触带岩体,随着时间的演变和成岩温度、压力的降低,出现了结构、化学成分、造岩矿物、副矿物等有规律的变化及锂、钽、铌、铍等成矿元素逐渐富集,说明它们是同源不同阶段的演化产物。
岩体接触带附近及周边的稀有金属矿床、矿点与岩体空间上相伴,时间上相近,物质来源相同,与矿化有关的成矿元素异常晕、热液蚀变带等围绕岩体呈现有规律的变化,证明了它们之间的成因联系。赋矿岩体在岩浆结晶晚期广泛发生钠长石化、锂白云母化、云英岩化等蚀变,在矿床中出现大量的萤石、黄玉和铁锂云母,在矿床上部形成较强的氟异常,可以推测 Ta、Nb、Li、Be等元素的迁移与 Na+、F-、(OH)-的参与有关(图3)。
图3  宜丰-奉新地区锂矿床成矿模式图
矿石矿物主要有锂云母、磷锂铝石、富铌金红石、铌钽铁矿,含钽锡石、绿柱石等,岩浆结晶分异晚期主要蚀变作用为钠长石化、锂云母化、云英岩化(王成辉等,2019)。总体变化趋势如下:(1)花岗岩中云母由多种类趋于单一化,最后演变为锂云母。
(2)稀有金属的矿化富集,在空间上具有垂向分带性,岩石至下而上钠化程度逐渐增强,钠长石、锂云母含量逐渐增多。
(3)磷锂铝石和黄玉由少到多,在锂云母花岗岩中这两种矿物均为造岩矿物[4-8]。
(4)稀有元素矿物从少到多,种类由较单一趋向于多种稀有元素矿化,除锂、钽、铌外,还富含铍、铷、钨、锡等元素。
3 结论
(1)宜丰-奉新地区锂矿床控矿因素主要为地层、构造及岩浆岩等,区内宜丰-景德镇深大断裂为岩浆侵入提供了空间,基底褶皱和次级断裂为含矿热液提供了运移通道和富集空间,燕山期出露的甘坊岩体、古阳寨岩体和和武堂岩体,为成矿提供了热能和物质来源。
(2)研究区内锂、钽、铌等稀有金属矿化与区内高演化、高分异、富碱性花岗岩体蚀变有密切关系,锂云母化、钠长石化、云英岩化等蚀变是锂、钽、铌等稀有金属矿床的重要矿标志。
(3)在岩浆结晶分异晚期,随着时间的演化及温度压力的降低,Ta、Nb、Li、Be等稀有元素随着Na+、F-、(OH)-等富挥发分元素运移至岩体顶部及岩体裂隙带内,从而富集成矿。
2012年湖南高考作文参考文献
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