江西省宜丰—奉新地区锂矿床特征及其成矿规律研究

林忠良，张连湘，巫志豪，丁 亮，龙细友

(江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330001)

研究区位于江西省西部素有“亚洲锂都”之称的宜春市境内，锂矿资源丰富，主要以伴生矿产为特征，品味低，但资源储量大，氧化锂保有资源储量超100万t，是“亚洲锂都”的重要组成部分。宜丰—奉新地区地处九岭成矿带[1]，是江西省较重要的稀有金属成矿带，星罗棋布的锂矿床、矿点遍布在该带上。按其地理位置可分为南、北、东三带，南带即宜丰县党田—鹅颈霏细（细晶）岩脉型锂矿带，呈北北东向沿断裂分布；北带即宜丰县茜坑—大港—白水洞钠化锂云母化花岗岩型锂矿带，呈近东西向面型延伸；东带即奉新县塘下—高安市丁家霏细（细晶）岩脉型锂矿带，呈北西向沿断裂延展。根据笔者在北带的地质找矿实践和对周边矿床实地考察研究的基础上，概述宜丰—奉新地区锂矿床地质特征并分析研究其成矿规律。

1 区域成矿地质背景

研究区大地构造处于扬子准地台与华南褶皱系两大构造单元结合过渡带，北部为九岭逆冲隆起，中部为萍乐拗陷带，南部为武功山隆起，隆起与拗陷之间是两条区域性深断裂，即宜丰-景德镇、萍乡-广丰深大断裂[2，3]。区域褶皱基底为新元古代双桥山群，区内出露宜丰岩组上、下段地层，上段为白云母石英片岩、二云片岩，局部夹沉凝灰岩；下段为白云片岩夹变沉凝灰岩、千枚岩夹白云母片岩、绢云母片岩等。研究区发育北东、北东东和北西向三组成岩成矿前的大断裂，其中宜丰—景德镇和萍乡—广丰两条区域性深大断裂控制着区内地层岩相，构造作用、岩浆活动及锂矿床的分布特征（图1）。沿此断裂带有较强的燕山期岩浆活动，主要有雅山岩体，余家坪岩体、蒙山岩体、五里谌岩体、甘坊岩体、古阳寨岩体等。深大断裂为燕山期岩浆侵入提供了通道，并与浅部的褶皱虚脱空间及脆性断裂形成了含矿热水循环通道网络，为成矿提供了充足的物源和热源及成矿场所。研究区岩浆活动频繁，侵入期次甚多。断裂构造复杂，多期多次活动，为各期岩浆侵入创造有利的空间条件。

研究区锂在不同时期岩体中平均含量普遍高于地层平均含量，其中雪峰期66.7×10-6，加里东期52.8×10-6，华力西期79.9×10-6，印支期62.6×10-6，燕山期82.2×10-6，表明随着侵入时代的更新，岩浆岩中Li含量具有增高的趋势[4]。燕山期花岗岩尤其是晚侏罗世甘坊岩体、早白垩世古阳寨和武堂花岗岩体富含Ta、Nb、Li、Rb、Cs等稀有金属元素，是形成稀有金属矿床最重要的物质来源，在长期多次蚀变成矿作用下不断富集，从而形成较为丰富的稀有金属矿床。

2 典型矿床地质特征

2.1 地质特征

研究区岩浆发育，主要为晚侏罗世甘坊岩体、早白垩世古阳寨岩体和武堂岩体。甘坊岩体呈岩基产出，岩性主要为中细粒—中粗粒斑状二云母二长花岗岩，岩石中W、Sn、Li、Rb、Nb、Ta、Be的平均含量明显高于地壳丰度，富集系数1.6～9.7；古阳寨花岗岩体主要为细-中粒含斑-少斑二云母二长花岗岩，呈岩株、岩瘤状产出，岩石中W、Sn、Li、Rb、Nb、Ta、Be的平均含量明显高于地壳丰度，富集系数1.6～16.3；武堂花岗岩体呈小岩株、岩瘤状侵入于甘坊岩体和古阳寨岩体中，零星分布于宜丰潭山—白水洞一带，岩性为白云母二长花岗岩，岩体中Au、Cu、W、Sn、Li的平均含量明显高于地壳丰度，富集系数2.3～8.3。区域锂矿（化）体主要产于岩体间接触带，说明晚侏罗世—早白垩世岩体可能是成矿母岩，后期经蚀变作用使其富集成矿。

在党田-大港-白水洞一带，岩体通常具钠长石化、锂云母化等蚀变，且脉岩较发育，派生数量较多霏细（斑）岩及细晶岩脉，与锂成矿关系密切，有的脉岩本身就是矿体。

燕山晚期，区内断裂构造以北北东向走滑断裂为主，与前期形成的北西向、近东西向断裂复合处，通常是早白垩世成矿花岗岩体的侵入部位。北北东向与北西向断裂亦是区内含矿脉岩的主要容矿构造。

2.2 矿床特征

研究区锂矿床主要有蚀变花岗岩型和蚀变霏细（细晶）岩脉型两种类型。

（1）蚀变花岗岩型锂矿床：呈近东西向分布于宜丰县茜坑—白水洞一带，以大港锂瓷石矿为代表。矿体产于燕山晚期早白垩世武堂岩体岩株的顶部蚀变花岗岩中，蚀变钠长石化锂云母化白云母花岗岩和部分白云母二长花岗岩即是含矿母岩又是矿体，出露长约1.2km，宽120m～350m。矿体与围岩（晚侏罗世甘坊侵入体中粗粒斑状二云母二长花岗岩）呈侵入接触关系，界线清楚。矿体形态通常呈缓倾斜似层状，次为透镜状，形态较稳定，矿体延深200m～300m，厚度50m～300m不等，Li2O品位在0.30%～0.85%之间，一般0.40%～0.60%，矿床规模属大型，除锂外，尚富含铌钽、铷、铍等元素。主要矿物有锂云母、含钽锡石、铌钽铁矿、细晶石等，伴有有黑钨矿、独居石等，脉石为石英、长石、白云母等。主要蚀变为钠长石化、锂云母化。矿床成因类型属岩浆晚期分异交代蚀变花岗岩型矿床。

（2）蚀变霏细（细晶）岩脉型锂矿床：具代表性矿床为同安霏细岩脉型锂瓷石矿，早白垩世霏细岩矿脉沿北北东向断裂带侵入于晚侏罗世中粒二云母矿石中，矿脉共10条，一般延长1200m，最长1400m，平均900m。矿脉总体呈左侧雁行斜列或相互平行分布，总体走向为北北东20°，倾向北西，倾角65°～82°。矿脉厚度在2m～15m之间，平均4m。矿石矿物主要为锂云母、含铌钽锡石、含铌钽云母、黄玉等。矿石结构主要为霏细结构，块状构造。蚀变以钠长石化、锂云母化为主，Li2O品位平均1.4%。矿床规模达大型，伴生有钽、铌、铍、铷、铯、锡、钨等多种矿。矿床成因属岩浆晚期霏细岩型脉状矿床。

图1 赣西北构造区划及稀有金属成矿带分布图

3 成矿规律研究

区域锂矿的成矿过程较为复杂，起主导作用的是岩浆活动和构造作用。矿床的形成受岩浆岩的性质、稀有元素的丰度、分异作用的演化发展、含矿花岗岩体的侵入规模、产状、剥蚀深度、构造发育强烈程度等因素控制[5]。

3.1 矿床空间分布规律

研究区处于九岭隆起与萍乐坳陷带结合部，岩浆活动和构造作用强烈。在中生代，区内由南东向北西方向挤压剪切，同时在西部、北部重滑作用下，形成了北北东向和近东西向及与之配套的北西向正断层，在其交汇部位，燕山期侵入的含矿花岗岩上侵形成锂矿床。因此，研究区锂矿床主要分布于区域北北东向走滑裂与近东西、北西向挤压性断裂交汇处同安—白水洞一带燕山期晚侏罗世甘坊岩体—早白垩世古阳寨岩体、武堂岩体分布区，矿床明显受构造与岩浆岩控制。

3.2 矿化空间分布规律

区内锂等稀有金属矿化受岩体所处的构造部位及剥蚀深度以及围岩的制约。断裂的上盘应力作用较下盘强烈，岩浆活动亦强烈而频繁，因此矿化较下盘好，如藤桥至甘坊北北东向断裂将甘坊复式岩体切割为东西边两部分，东边为上盘，岩浆活动较西边强烈，矿化好。岩体的顶部及边部，由于岩浆侵入时的机械冲击或岩浆凝固时体积的收缩，造成顶部及边部裂隙发育，有利于岩浆期后富含成矿元素的汽化热液交代，因而岩体的顶部矿化作用较强烈，钠长石化、锂云母化强烈，矿化较好，而深部矿化逐渐变差。一般含矿岩体从上到下，矿物结构由细变粗，岩体的自变质作用减弱，矿化随之减弱，氧化锂含量降低。

3.3 成矿花岗岩时代

成矿花岗岩时代和构造运动的时代有较好的对应关系，成矿作用往往是主要构造事件的产物。研究区锂等稀有金属矿化与燕山期岩浆热液活动密不可分，岩浆岩是区内成矿的重要条件之一。燕山期是江西省稀有金属矿床形成的主要成矿期[6]，尤其晚侏罗世－早白垩世是大规模成矿期，区内绝大多数有色、稀有、贵金属矿床富集成矿或定型时代主要为晚侏罗世－早白垩世，并集中出现在155Ma～100Ma间，武堂岩体锆石U-Pb法同位素年龄值为144.2±1.3Ma，同安霏细岩K-Ar法同位素年龄值为118Ma。稀有金属的成矿作用与岩浆分异作用的演化发展、岩体的侵入规模、产状等因素有关，多期多阶段的岩浆活动，促使稀有元素的不断富集。研究区大面积分布燕山期侵入的花岗岩，规模较大，能够提供充足的地能（热）场和矿物质来源。由于岩浆在成岩过程中的多次脉动和涌动上升，岩浆的分异演化且自变质强烈，使锂等稀有金属元素在燕山期存在两次矿化高峰（图2），形成了富含锂等稀有金属的钠长石化锂云母化细粒白云母花岗岩。图2表明，Nb、Li、Sn、Be等稀有金属元素从燕山早期第一阶段开始逐渐增多，至燕山早期第二阶段达到高峰，后期聚降，经早期第三阶段起伏变化，至燕山晚期第一阶段又逐渐升高，至燕山晚期第一阶段后期再次形成高峰，这两次自变质作用（岩浆期后的热液蚀变）高峰期即为锂等稀有金属矿的主要成矿期[7]。

图2 燕山期岩浆岩成矿演化曲线图

3.4 成矿花岗岩规律

（1）研究区锂矿呈小岩株或岩瘤规律性沿近东西向断裂或呈岩脉状沿北北东向、北西向断裂带分布，成矿岩浆岩均为中浅成侵位的花岗岩体，顶部通常发育伟晶岩壳。富锂岩体剥蚀程度较浅，岩体自交代和蚀变作用强烈；从上往下，蚀变由强变弱，垂直分带性明显且完整；锂矿体赋存于岩体的顶部凸起部位，岩性为白—灰白色细粒白云母（二长）花岗岩，含锂云母、铁锂云母、锂白云母和白云母等浅色云母，以具（强—弱）钠长石化、锂云母化蚀变和富含锂等稀有金属元素为特征。

（2）成矿花岗岩体化学成分具高硅、富铝、钠、锰，贫铁、镁、钛等特征，岩石的分异指数、铁镁质指数高，固结指数低，属高度分异的超酸性、过铝富碱花岗岩。

（3）成矿花岗岩中Ta、Nb、Li丰度值较高，尤其以燕山晚期武堂岩体最高，其中Li丰度值为区域背景值的1.5倍～16.2倍。

（4）氟常围绕成矿岩体周围和构造带向外扩散，出现与矿化有关的氟分散晕。在水平或垂直方向上，花岗岩体中的氟含量一般稳定在0.03%～0.06%之间，仅局部出现个别高含量点，进入围岩后，在数十米范围内突然升高至0.1%以上，尔后逐渐降低并出现跳跃式高含量点。成矿岩体中氟的这种变化规律可以作为寻找隐伏含矿岩体的地球化学标志。

4 结语

综上所述，宜丰—奉新地区锂矿床的形成与岩浆的性质和岩浆作用的演化发展关系密切，成矿花岗岩浆的分异演化自燕山早期到晚期、由下而上朝富钠、富挥发分、富Li、Ta、Nb等稀有元素及降温的方向逐渐演化，在晚期构造活动下，挥发组分和稀有元素到达岩体顶部或沿断裂带充填而达到最大限度的富集，从而富集形成锂矿床，其蚀变作用的显著特点是以岩浆晚期分异交代用为主，表现为钠长石化、锂云母化强烈而普遍，锂矿化并富集与之关系密切，是最主要的找矿标志。从上往下，蚀变由强变弱，锂品位由高变低。因此，在垂向上，矿体往往富集在岩体的顶部凸起部位；在平面上，则主要分布于区域北北东向走滑裂与近东西、北西向挤压性断裂所夹持的同安—白水洞一带燕山期晚侏罗世甘坊岩体—早白垩世古阳寨岩体、武堂岩体分布区，明显受构造与岩浆岩控制，矿床类型属岩浆晚期分异交代矿床。