西北地區主要鋰礦資源分布特征及地球化學找礦遠景預測

王磊　張晶　陳曄　趙寒森　李天虎

摘? ?要：為圈定鋰成礦遠景區，采用已有1∶20萬地球化學數據，選取西昆侖-阿爾金和阿爾泰兩個主要鋰礦帶，基于鋰元素地球化學空間分布及異常特征圈定鋰礦遠景區，為找礦突破戰略行動選區服務?；谥攸c鋰礦帶以往1∶20萬地球化學數據庫，對元素相關性、背景及異常特征等參數進行再分析，結合已有鋰礦床或鋰礦（化）點，圈定找礦遠景區。在昆侖-阿爾金地區圈定鋰地球化學異常區15處，在阿爾泰圈定鋰地球化學異常區12處。研究圈定27處異常區可為下一步鋰礦找礦工作部署提供參考依據。

關鍵詞：鋰礦；地球化學異常；找礦預測；成礦遠景區；西北地區

鋰資源是重要的新興產業資源，鋰資源安全供給是全球新能源產業蓬勃發展的基礎保障，鋰被科學家譽為“工業味精”、“金屬新貴”、“能源之星”，是生產鋰電池重要的材料，也廣泛應用于空調、醫藥、農業、電子技術、紡織以及金屬焊接和脫氣等領域，具有重要的戰略價值[1-3]。中國已探明鋰礦資源量全球占比低于6％，而鋰資源消費量全球占比超過40％，對外依存度高達75％，鋰資源安全供給已成為制約中國新能源產業競爭力的“卡脖子”問題，尋找新資源基地、保障鋰資源安全供給已成為中國重大戰略需求[4-11]。西北地區作為我國重要的資源保障基地，近些年發現多處鋰礦床，新一輪鋰的找礦工作正在如火如荼的開展。加強西北地區鋰成礦地質背景、成礦規律、成礦特征等研究及圈定新的鋰資源選區工作，是確保新一輪找礦工作的重要保障。本文在總結西北重要鋰成礦帶、鋰資源概況基礎上，利用以往1∶20萬地球化學數據，開展選區研究工作。

1? 西北地區鋰資源分布概況

目前可開發利用的鋰礦床主要有鹽湖鹵水型、偉晶巖型、粘土型、鋰沸石型、其他鹵水型（包括油氣田鹵水亞類和地熱鹵水亞類）和離子吸附型6種類型。目前勘探開發的主要類型為鹽湖鹵水型和偉晶巖型鋰礦[12-16]。西北地區是我國花崗偉晶巖型鋰礦床分布的重要地區之一，主要分布在3條成礦帶上，分別為西昆侖-喀喇昆侖鋰多金屬成礦帶、阿爾泰鋰多金屬成礦帶、阿爾金鋰多金屬成礦帶。目前已發現超大型鋰礦3處，大型6處，中型5處（表1），成礦類型主要為花崗偉晶巖型，形成時代主要為三疊紀，阿爾金一帶偉晶巖型鋰礦形成于奧陶紀，阿爾泰鋰成礦帶有泥盆—石炭紀、二疊紀、三疊紀和侏羅紀4個成礦期次，其中三疊紀是成巖成礦主峰期[17-25]。近年來，在東天山、柴北緣、三江北段等地區也發現了鋰的礦化線索，如東天山鏡兒泉鋰礦點、天峻縣茶卡北山鋰鈹礦床、鍥墨格山鋰鈹礦床及稱多縣草隴鋰鈹鈮礦點等[1，26]，充分顯示了西北地區鋰礦較好的找礦前景。

1.1? 西昆侖-阿爾金鋰多金屬成礦帶

1.1.1? 西昆侖-喀拉昆侖地區

西昆侖-喀喇昆侖地區構造活動頻繁，斷裂構造控制了區域古生代至中生代各個時期沉積建造和巖漿巖的展布。區內巖漿作用強烈，中酸性侵入巖規模較大，三疊紀賽圖拉巖體、大紅柳灘巖體、泉水溝巖體等呈巖基狀產出。區內發育大量花崗偉晶巖脈，是新疆重要的偉晶巖成礦帶。成礦帶呈NW向展布，長約600 km。自20世紀60年代，在西昆侖造山帶東段大紅柳灘地區通過成礦規律和控礦因素研究，運用高分辨率遙感解譯、蝕變異常提取手段，結合區域地球化探等資料，在大紅柳灘地區陸續發現了白龍山、雪鳳嶺-雪盆-雙牙、507、509道班西、俘虜溝南1號、俘虜溝南2號、喀拉卡等大型鋰礦床7處；大紅柳灘、俘虜溝和505等中型鋰礦3處，此外還發現阿克沙依、阿克塔斯南等多處鋰礦點，已有野外調查和前期勘查工作表明，紅柳灘超大型稀有金屬礦田有望成為世界級規模的巨型鋰多金屬礦集區[28-32]。在西昆侖造山帶中段新發現了牧林場、達布達爾、三素礦點，造山帶西段發現了霍什塔什、肖爾布龍、卡拉瓦拉等鋰礦點[18，27，28，30，31，33]，形成了西昆侖-喀拉昆侖鋰多金屬成礦帶。

1.1.2? 阿爾金地區

阿爾金造山帶位于青藏高原北緣，處于柴達木地塊、祁連-昆侖造山帶及塔里木板塊之間，是由原特提斯洋俯沖碰撞/增生造山作用所形成的復合型造山帶[34-35]。阿爾金中段吐格曼地區近幾年鋰鈹多金屬礦找礦成果豐碩，其位于新疆若羌縣城南側的阿爾金山，構造上屬阿中地塊，呈NE向展布，長約150 km，偉晶巖較發育。近年來，已發現托蓋勒克鋰礦床、吐格曼鋰鈹礦床、吐格曼北鋰鈹礦床和瓦石峽南鋰鈹礦床等，其中托蓋勒可鋰礦床初步估算達大型規模，吐格曼鋰鈹礦床和吐格曼北鋰鈹礦床已達中型規模[22，34]。遙感及蝕變提取結果顯示，吐格曼地區仍存在大量花崗偉晶巖脈亟待調查研究，其中托巴與阿亞格巖體南緣接觸帶偉晶巖是潛在的稀有金屬找礦靶區[22]。

1.2? 阿爾泰鋰多金屬成礦帶

新疆阿爾泰造山帶是我國重要的稀有金屬礦床礦產資源基地，尤以富Li和富Be偉晶巖型礦床廣泛發育為特色[36]。阿爾泰造山帶地處于中亞造山帶中部，南以額爾齊斯大斷裂為界，北至西伯利亞板塊，西接哈薩克斯坦地塊，東鄰蒙古國[37，38]。阿爾泰地區花崗巖類巖石分布較廣，約占總面積的70%，主要集中在哈龍-清河巖漿弧內。巖漿作用以中酸性巖漿活動最為強烈，花崗巖廣泛出露，可分為前志留紀、志留紀、泥盆紀、晚古生代中晚期及中—新生代等期。以志留紀、泥盆紀花崗侵入巖為主，晚二疊世—二疊紀花崗侵入巖次之。該成礦帶包括加曼哈巴-大喀拉蘇成礦亞帶和哈龍-青河成礦亞帶2個稀有金屬成礦亞帶；9個偉晶巖稀有金屬礦集區，由NW向東南依次為加曼哈巴、海流灘-也留曼、小卡拉蘇-切別林，大喀拉蘇-可可西爾、卡拉額爾齊斯、柯魯木特-吉得克、庫威-結別特、可可托海和青河偉晶巖礦集區[39]，主要集中在中阿爾泰塊體和南阿爾泰塊體?？碧劫Y料表明，已發現了十多萬條偉晶巖脈，38個偉晶巖礦田，其中數千條具不同程度稀有金屬礦化或白云母礦化，阿爾泰山鋰多金屬成礦帶是中國典型的硬巖型鋰礦分布區，也是我國稀有金屬最早勘查開發的區域[40-42]。該帶上分布眾多鋰礦床，已發現超大型礦床1處（可可托海），大型礦床2處（卡魯安、柯魯木特）、中型礦床5處，小型81處，及眾多的礦點和礦化點，其中可可托海偉晶巖礦床是世界花崗偉晶巖型稀有金屬礦床的典型代表[27，43]。

2? 鋰地球化學異常與找礦遠景區圈定

本次以西北地區最新的1∶20萬地球化學數據庫為基礎，選取西昆侖-阿爾金地區（經度：73.5°～90.0°，緯度：34.4°～39.0°）數據 16 459個，阿爾泰地區（經度：85.8°～91.0°；緯度：45.5°～49.2°）數據12 862個。利用GeoIPAS軟件和Arcgis軟件進行數據再處理，選定分析測試元素25種（SiO2，Al2O3，Fe2O3，CaO，MgO，K2O，Na2O，As，B，Ba，Be，Bi，La，Li，Mo，Nb，P，Sr，Th，Ti，U，V，W，Y，Zn），在數據相關性分析基礎上，重新計算各區鋰元素背景值及異常下限，編制重要成礦帶鋰異常點位圖，并結合成礦地質條件圈定成礦有利區，為進一步部署鋰礦選區，實現找礦突破提供地球化學依據。

2.1? 西昆侖-阿爾金地球化學異常特征及找礦遠景區圈定

2.1.1? 地球化學特征

本次利用GeoIPAS軟件計算西昆侖-阿爾金地區鋰地球化學特征參數（表2）。西昆侖-阿爾金地區算術剔除高值和低值后鋰平均值為29.22×10-6，中位數為28.20×10-6，標準離差為10.4，變化系數為0.36。算術剔除高值和低值異常下限計算：Ca=X＋2S，結果為50.02。

通過R型聚類分析，發現相關性較好的元素對有：Th-U、Fe2O3-Ti-V、CaO-Sr、Al2O3-Na2O-Be-K2O。與Li具有正相關性的元素有B，As，但相關性較弱（圖4），與中酸性巖體有關的元素，如K，Na，Al，Be等與Li相關性也很弱。與之具弱相關性的僅為B，相關性為0.268 8，可能和其本身的地球化學性質及風化剝蝕后表生遷移作用相關。Li在表生條件下具較大活動性，部分易形成易溶鹽被流水帶走，另一部分滯留于風化殼的粘土礦物中，通常蒸發巖中鋰含量相對較高。鋰與硼的相關性可能與高原地區存在古鹽湖沉積物有關，鹽湖中多富集硼和鋰。因此，Li元素異常形成具多樣性，需借助已有礦床、礦點及礦化線索。

2.1.2? 地球化學異常及遠景區圈定

西昆侖地區鋰地球化學異常西部呈NW向展布，東部成NEE向展布，與區域構造線基本一致，異常面積大，強度高。將西昆侖地區鋰元素異常點按標準離差倍數依次遞增，取50～60.4、60.4～70.8、70.8～81.2、81.2～91.6、＞91.6進行分組，利用不同顏色符號進行投點。據高值異常點并結合成礦地質條件圈定找礦遠景區，本次共圈定遠景區15處（圖5）。其中：Li1異常區出露志留系和三疊紀花崗閃長巖為主，目前區內及周邊已發現有卡拉瓦拉、霍什塔什、肖爾布隆、土曼其等鋰鈹礦點[17]；Li2異常區出露地層以石炭系和侏羅系沉積巖為主。Li3異常區出露巖漿巖以白堊紀花崗閃長巖和二長花崗巖為主，地層以二疊系和石炭系沉積地層為主，目前區內及周邊已發現有三素、達布達爾鋰礦點[17][29]；Li4異常區出露巖漿巖以三疊紀石英閃長巖為主，地層以志留系沉積巖為主；Li5異常區出露地層以二疊系和志留系沉積巖為主，僅在異常區北側出露少量三疊紀花崗閃長巖；Li6異常區出露志留系、侏羅系、二疊系沉積巖為主。Li7異常區分布有大紅柳灘、阿克塔斯、白龍山、俘虜溝南等等十余處鋰鈹礦床，礦床與三疊紀二長花崗巖關系密切，其花崗質巖體主要由黑云母二長花崗巖、二長花崗巖和二云母花崗巖組成，巖體中發育暗色閃長質包體[44-45]，大紅柳灘花崗巖體成巖年齡為（220～209.6） Ma，屬晚三疊世巖漿活動產物；Li8異常區出露地層以三疊紀沉積巖為主；Li9異常區出露巖漿巖以二疊紀二長花崗巖為主，北部出露二疊系；Li10異常區以三疊系為主；Li11異常區主要出露二疊系、三疊系及大片第四系；Li12異常區出露巖漿巖以奧陶紀二長花崗巖、花崗閃長巖為主，地層以太古代變質巖為主；Li13異常區出露巖漿巖以志留紀二長花崗巖、三疊紀花崗斑巖為主，地層以奧陶-志留系為主；Li14異常區出露巖漿巖以寒武—奧陶紀二長花崗巖、花崗閃長巖等為主。Li15異常區主要出露第三系。據異常區內出露巖漿巖及地層情況，并與大紅灘異常區對比，將15個區進行分類排序，A類（已發現礦產地或礦點）： Li7、Li14、Li1、Li3；B類（花崗巖類發育區）：Li4、Li9、Li11、Li12；C類（僅分布有化探異常）：Li2、Li5、Li6、Li8、Li10、Li13、Li15。異常區的圈定及排序可為后續找礦工作部署提供地球化學依據，縮小找礦范圍，為找礦突破行動提供地球化學方面的支撐。

2.2? 阿爾泰地球化學異常特征及找礦遠景區圈定

2.2.1? 地球化學特征

本次利用GeoIPAS軟件計算阿爾泰地區鋰地球化學特征參數（表3）。算術剔除高值和低值后全區Li平均值為27.31×10-6，中位數為27.00×10-6，標準離差為10.99，變化系數為0.4。算術剔除高值和低值的異常下限計算：Ca=X＋2S，結果為49.29。與西昆侖阿爾金地區相比，平均值相差不大，昆侖-阿爾金地區略高，但變化系數阿爾泰地區稍大。

阿爾泰地區R型聚類分析結果顯示（圖6）：Li與Be相關性最好，相關系數為0.625 4，其次為Nb，相關系數為0.407 8，Bi、K2O、U、Ag、W、B、Sn、Cr、Mo、Ni相關系數大于0.1，CaO、SiO2、Ba、Na2O、V、Au呈負相關。Li異常疊加Be和Nb異常為找礦有利地區。

2.2.2? 地球化學異常及遠景區圈定

阿爾泰地區Li地球化學異常范圍大，成片集中分布，主體成NW向展布（圖7）。大部分鋰多金屬礦位于異常中心或異常邊部。異常范圍與阿爾泰地區花崗巖分布基本一致，元素異常主要受花崗巖控制。以鋰元素地球化學圖疊加高值異常點及地質圖圈定鋰找礦遠景區13處，其中5處找礦遠景區內已發現鋰礦床（點）（圖7）。據找礦遠景區內地質出露情況及發現礦床（點）情況，將13處找礦遠景區排序如下：A類（已發現礦床（點））：Li9、Li12、Li8、Li5、Li10；B類（位于已發現找礦遠景區周邊，具類似成礦地質條件）：Li13、Li11、Li7、Li6；C類（發育鋰地球化學異常）：Li1、Li2、Li3、Li4。異常區的圈定及排序可為后續找礦工作部署提供地球化學依據，縮小找礦范圍，為找礦突破行動提供地球化學方面的支撐。

3? 討論與結論

3.1? 討論

地球化學勘查是一種頗有成效、不可替代的找礦技術和方法，特別是在有色、稀有、特別是貴金屬礦產勘查方面。水系沉積物、土壤、巖石地球化學測量等地球化學勘查方法在新礦床的發現及找礦實踐中發揮了重要作用，尤其在貴金屬和有色金屬找礦中成效更加突出?！笆濉逼陂g化探發現各類異常19 157處，經檢查、驗證發現各類礦產1 267處，1981—2015年合計發現異常82 653處，見礦5 027處[46]（表4）。與其他勘查方法相比，化探的最大特點在于能直接查明成礦物質的區域分布模式和局部濃集中心，并指示地下礦床的賦存部位。前人在對甲基卡礦床進行礦區或礦床尺度上的水系沉積物地球化學調查時，發現明顯的地球化學異常[47]；阿爾泰成礦帶、西昆侖-阿爾金成礦帶已發現的鋰礦床均存在明顯的地球化學異常[48]。地球化學勘查可幫助快速縮小找礦靶區，為下一步找礦突破工作提供精確選區。

本文是以大量1∶20萬地球化學數據為基礎，結合已有礦床（點）開展鋰礦選區的嘗試工作，具數據量大、范圍大的特點。優點是能夠快速圈定異常區帶，為下一步找礦工作部署提供范圍，缺點是圈定范圍較大，新圈定范圍內缺少大比例尺化探數據和地質礦產情況的支撐，但圈定的異常仍可作為下一步開展鋰礦地質找礦工作部署的地球化學依據，建議下一步可利用高精度遙感數據及大比例尺化探，針對圈定的異常區開展異常檢查工作。

3.2? 結論

（1）? 西昆侖-阿爾金成礦帶和阿爾泰成礦帶是西北地區鋰礦找礦突破的關鍵地區。利用1∶20萬化探數據，在昆侖-阿爾金成礦帶圈定鋰地球化學找礦遠景區15處，根據異常特征及地質條件，對遠景區進行排序，其中A類找礦遠景區2處，B類找礦遠景區6處，C類找礦遠景區7處；在阿爾泰成礦帶圈定鋰地球化學找礦遠景區13處，其中A類找礦遠景區5處，B類找礦遠景區4處，C類找礦遠景區4處。

（2）? 地球化學找礦遠景區的圈定為下一步找礦突破戰略行動工作部署提供了地球化學方面的依據，建議加強A類異常區內已知鋰礦區深部及外圍找礦；加強B類化探找礦遠景區內的成礦地質背景及成礦規律研究，發現新的礦化線索；加強C類化探找礦遠景區的面積性調查工作，儲備后備勘查區。

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The Geochemistry Characteristics of Northwest China Lithium and

the Prediction of Its Prospecting Potential

Wang Lei1， Zhang Jing1， Chen Ye2， Zhao Hansen1， Li Tianhu1

（1.Xian Center of Geological Survey，China Geological Survey，Xian，Shannxi，710119，China;

2.Geological Survey Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract： In order to delineate the prospecting area for lithium mineralization， 1：200 000 geochemical data in the two main lithium ore belts of West Kunlun Altun and Altay was used. Based on the geochemical spatial distribution and abnormal characteristics of lithium elements， the prospecting area was delineated to serve the strategic action selection for mineral exploration breakthroughs. Based on the previous 1：200 000 geochemical database of key lithium deposit zones， the data were reanalyzed for parameters such as element correlation， background， and anomaly characteristics， and combined with existing lithium deposits or lithium mineralization points to delineate prospecting prospects. Fifteen geochemical anomaly areas for lithium have been delineated in the Kunlun Altai region， and twelve geochemical anomaly areas for lithium have been delineated in the Altai region. The 27 abnormal areas delineated in this study can provide reference basis for the next deployment of lithium ore exploration work.

Key words： lithium ore; Geochemical anomalies; Prospecting prediction; Metallogenic prospect area; Northwest region

項目資助：中國地質調查局項目（DD20230334、DD20230248）、國家自然科學基金聯合基金子課題西部重點成礦帶銅、鈷、鎳超常富集時空分布規律與資源效應（U2244219）、新疆維吾爾自治區區域協同創新專項項目（2022E01053）、新疆科技廳上合組織協同創新項目（2022E01053）聯合資助

收稿日期：2023-06-15；修訂日期：2024-01-19

第一作者簡介：王磊（1985-），男，河北臨城人，高級工程師，碩士，2010年畢業于中國地質大學（北京），礦物學、巖石學、礦床學專業，現主要從事勘查地球化學相關的調查研究工作；E-mail： tleiwang@163.com

通訊作者：張晶（1982-），女，高級工程師，主要從事勘查地球化學相關的調查研究工作；E-mail： 306633145@qq.com