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许志琴院士:试论中国大陆“硬岩型”大型锂矿带的构造背景

 文殊院士 2019-01-30

地球中矿床,记录了地球的物质组成、流体性质与成分、热演化历史、成岩成矿物理化学条件及构造环境乃至地球深部驱动力的各种信息。富含稀土金属元素的锂(铍铌钽铯铷)资源已从普通的矿产资源变成未来的新能源,具有重大的经济和战略意义。


图1 位于青藏高原北部的松潘-甘孜-甜水海地体位置

1—松潘-甘孜-甜水海造山带的三叠系;2—松潘甘孜造山带中新元古代-古生代地层;3—锂矿带位置;4—周围地体;5—缝合带;6—逆冲断裂;7—走滑断裂


中国'硬岩型'伟晶岩脉型锂矿的重大找矿突破使其成为未来国家新能源战略的'重心'!此脉型锂矿尽管在伟晶岩的成分分带、新矿物的发现、地球化学的演化与稀有金属的富集机制、熔体—流体的来源与结晶分异、成岩成矿的物理化学条件等研究方面已经取得了重要进展,但是对于伟晶岩及其相关成矿作用发生的大地构造背景与地球动力学还处于探索阶段。


图2 松潘甘孜造山带构造示意图 (图内包含了三类穹窿分布Ⅰ—彭灌式穹窿;Ⅱ—丹巴式穹窿;Ⅲ—马尔康式穹窿)

(1) —三叠纪; (2) —古生代; (3) —新元古代花岗片麻岩; (4) —中生代花岗岩; (5) —新生代花岗岩; (6) —逆冲断裂; (7) —拆离断层; (8) —地层界限; (9) —推覆体;


本文从中国大陆大型'硬岩型'锂矿带的成矿构造背景的视角出发,探讨锂矿资源在碰撞型和增生型造山带中的构造成因及其找矿前景。



研究表明:

中国大陆马尔康-雅江-喀喇昆仑巨型锂矿带分布在青藏高原北缘的横贯2800km的松潘-甘孜-甜水海地体中,为古特提斯大洋闭合、地体汇聚碰撞形成的巨型印支碰撞造山带;以马尔康、甲基卡和大红柳滩伟晶岩型的锂矿床为代表的锂矿带的形成,与具有时空上相关联的印支造山期花岗岩浆作用、局部熔融的花岗伟晶脉侵位以及三叠纪复理石地层的高温巴罗式变质作用的'片麻岩穹窿'构造有关。



图3 松潘甘孜造山带长征片麻岩穹窿剖面图

1—夕线石带 (Sil) ;2—十字石带 (St) ;3—红柱石带 (And) ;4—石榴石带 (Ga) ;5—黑云母带 (Bi) ;6—绢云母-绿泥石带 (Ser+Ch) 


中亚造山系的阿尔泰增生造山带为古亚洲洋形成过程中大陆边缘增生的结果,具有在古生代造山过程中'岩浆-深熔-变质-成矿'四位一体的'片麻岩穹窿'构造背景,以及与古生代花岗岩成因无关的三叠纪含稀土伟晶岩脉的发育。


图4 松潘甘孜造山带长征片麻岩穹窿剖面图

1—夕线石带 (Sil) ;2—十字石带 (St) ;3—红柱石带 (And) ;4—石榴石带 (Ga) ;5—黑云母带 (Bi) ;6—绢云母-绿泥石带 (Ser+Ch) 

作者认为松潘-甘孜-甜水海造山带是中国大陆具有战略意义、最有远景的巨型硬岩型锂矿带找矿突破的科学途径有以下几个方面:


  1. 查明三叠纪'片麻岩穹隆'形成机制和构造演化历史,四位一体的'岩浆-熔融-变质-变形'在造山过程中的时空关系和自组织行为,以及对成矿的制约;

  2. 查明含矿伟晶岩脉与花岗岩岩浆结晶分异演化的关系以及锂元素迁移、富集熔浆的就位过程;

  3. 追寻锂、铍、铌、钽等稀土元素的物源,实施重点锂矿集区的科学钻探工程,建立片麻岩穹隆的'构造-岩性-成矿'科学剖面,开展大型锂矿带构造背景与大陆动力学的多学科地学基础研究。

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