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第二次青藏科考在喜马拉雅地区发现超大型锂矿

文章来源 :
2021-12-07 19:32

2021年夏,第二次青藏科考任务八牵头单位中国科学院地质与地球物理研究所通过理论创新和野外实践,在喜马拉雅地区发现琼嘉岗超大型锂矿,该矿系喜马拉雅地区首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿,该矿的发现将为我国锂矿资源的安全供给提供重要保障。

传统观点认为,大面积花岗岩的成因为沉积岩重熔、原地侵位,通常不作为找矿目标。青藏高原南缘东西延伸超过2500公里的喜马拉雅造山带中出露大规模的新生代淡色花岗岩,早已被第一次青藏科考所认识,但40多年来从未被作为稀有金属的找矿目标。近年来,地质地球所吴福元院士研究群体基于淡色花岗岩的基础岩石成因研究,提出喜马拉雅新生代碰撞造山带中的淡色花岗岩为高度结晶分异的花岗岩,为异地深成(而非原地重熔)侵入体。而华南等地区高分异花岗岩同钨、锡、铌、钽、铍、锂等稀有金属成矿作用关系密切,淡色花岗岩成因理论的创新,预示着喜马拉雅很可能具有稀有金属成矿潜力。打破了“喜马拉雅淡色花岗岩是原地侵位的纯地壳来源的低熔花岗岩,不成矿”的传统观点。

随后多家单位对区域岩体进行考察,发现了20余处岩体含有稀有金属矿化,金属组合以Be-Nb-Ta(Sn-W)组合为主,其中错那洞钨-锡-铍矿床经评价达大型规模,为矽卡岩-伟晶岩型铍矿和脉状锡-铍矿。尽管在为数不多的4处伟晶岩发现锂辉石矿物,包括科考分队在库曲、热曲岩体发现含有锂辉石,但未发现工业锂矿体的产出。

2017–2021年间,地质地球所秦克章研究员团队在喜马拉雅地区开展大量野外考察,特别是2019年第二次青藏科考启动以来拓展了考察区域,结合在新疆阿尔泰、秦岭地区花岗岩和稀有金属伟晶岩具有“近母体花岗岩富铍-铌-钽,远离母体花岗岩体富锂”的岩浆演化与金属分带特点,提出“向更远端、更高处找锂”的科学判断。

在上述理论指导下,2021年秦克章研究员组织年轻团队(赵俊兴副研究员和博士生何畅通、施睿哲等),开展了40余天艰苦的野外工作,对拟选定的三处5300-5700米高海拔目标区进行实地考察。发扬特别能吃苦、特别能战斗的青藏科考精神,在喜马拉雅穷家岗峰南西3公里,发现40余条、宽达数十米至近百米的锂辉石伟晶岩带,组成4条岩脉群和4条矿带,长度均逾1000米,集中分布在5390-5581m的高海拔地区。并针对矿化伟晶岩开展1:2000草测填图(约4km2)。部分小伟晶岩脉可能为第四系冰碛物覆盖,推测深部相连。两批样品(为保证样品的代表性,每件均对1Kg以上样品进行碎样)共59件,44件氧化锂含量在工业品位(0.80%)之上,最高达3.30%,平均为1.30%;氧化铍含量平均为0.051%,高于共伴生品位(>0.04%)。以上数据表明,琼嘉岗属于共生铍的品位较高的锂矿床,具备较高开发价值。按长、宽、延深总体积1/6的折扣系数,已勘察区域保守估算氧化锂资源可达101万吨(大型为10万吨),共伴生铍为3.98万吨(大型为1万吨)。换算当量碳酸锂约249万吨,按目前碳酸锂中位价格17万元/吨计算,预期可产生经济效益4200亿元。琼嘉岗可望成为继南疆白龙山和川西甲基卡之后的我国第三大锂矿。

随着新能源产业的迅猛发展,全球对锂资源的需求急剧增加。截至2020年底,我国已经探明的锂矿储量(碳酸锂当量)810万吨,仅占全球6.31%;锂矿资源量1914万吨,仅占全球5.48%(据中国地质调查局《全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)》)。而我国目前锂资源消费量占全球的68%,对外依存度高达75.3%(据《中美欧矿产资源形势对比分析》),锂资源的安全供给已成为制约我国新能源产业发展的“卡脖子”问题。花岗伟晶岩型锂矿是我国当前主要工业应用类型,已有花岗伟晶岩锂矿床占我国锂资源总储量近六成(中国矿产资源报告,2019)。寻找新的后备资源基地、立足国内保障锂资源安全,已成为我国重大战略需求。

琼嘉岗锂矿的发现是资源能源科考分队贯彻执行习近平总书记“青藏高原是我国重要的战略资源储备基地”指示精神,在第二次青藏科考领导小组领导下获得的理论创新与实践相结合的重大成果。地质地球所科考分队经过数年艰苦野外考察和细致室内研究,从喜马拉雅高分异花岗岩“科学理论创新”到伟晶岩型锂矿发现“野外实证检验”的重要突破。同时,证实我国高喜马拉雅地区具有找寻超大型花岗伟晶岩型锂矿的潜力,更加坚定了在青藏高原高海拔、高锂丰度区域找寻锂矿的信心。中国地球化学背景图显示喜马拉雅淡色花岗岩带(长达2500千米)具有大面积的铍-锂地球化学异常,其中琼嘉岗和库曲地区锂元素丰度最高,众多5400米以上的高海拔地区尚未进行系统检查。为提升我国找矿能力和效率,建议国家尽快组织协同攻关,突破锂铍元素快速检测瓶颈,研发伟晶岩型矿产地球物理勘探技术。通过多部门合作和西藏自治区政府联动,全面开展喜马拉雅淡色花岗岩岩体的稀有金属潜力普查评价,进而对区域众多伟晶岩脉进行含矿性判别,喜马拉雅有望成为我国最重要的稀有金属矿产资源基地,从而为我国新能源矿产安全和富民兴藏目标的实现提供坚实的后备资源支撑。