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

（江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330000）

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群宜丰岩组，上段为深灰色、灰绿色绢云石英片岩、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）。

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

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，Li20 品位一般0.42%～0.86%，Nb2O5、Ta2O5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

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，从早到晚岩石中暗色包体减少，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SiO271.22 ～74.39%，K2O+Na2O 7.15 ～8.52%，Na2O/K2O 0.62 ～1.08； 古 阳 寨岩 体SiO273.42 ～73.50%，K2O+Na2O 6.99 ～8.36%，Na2O/K2O 0.62 ～1.09；武堂岩 体SiO271.46 ～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找矿标志。

（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。