第二次青藏科考在喜馬拉雅地區發現超大型鋰礦
2021年夏,第二次青藏科考任務八牽頭單位中國科學院地質與地球物理研究所通過理論創新和野外實踐,在喜馬拉雅地區發現瓊嘉崗超大型鋰礦,該礦系喜馬拉雅地區首例具有工業價值的偉晶巖型鋰礦,該礦的發現將為我國鋰礦資源的安全供給提供重要保障。
傳統觀點認為,大面積花崗巖的成因為沉積巖重熔、原地侵位,通常不作為找礦目標。青藏高原南緣東西延伸超過2500公里的喜馬拉雅造山帶中出露大規模的新生代淡色花崗巖,早已被第一次青藏科考所認識,但40多年來從未被作為稀有金屬的找礦目標。近年來,地質地球所吳福元院士研究群體基于淡色花崗巖的基礎巖石成因研究,提出喜馬拉雅新生代碰撞造山帶中的淡色花崗巖為高度結晶分異的花崗巖,為異地深成(而非原地重熔)侵入體。而華南等地區高分異花崗巖同鎢、錫、鈮、鉭、鈹、鋰等稀有金屬成礦作用關系密切,淡色花崗巖成因理論的創新,預示著喜馬拉雅很可能具有稀有金屬成礦潛力。打破了“喜馬拉雅淡色花崗巖是原地侵位的純地殼來源的低熔花崗巖,不成礦”的傳統觀點。
隨后多家單位對區域巖體進行考察,發現了20余處巖體含有稀有金屬礦化,金屬組合以Be-Nb-Ta(Sn-W)組合為主,其中錯那洞鎢-錫-鈹礦床經評價達大型規模,為矽卡巖-偉晶巖型鈹礦和脈狀錫-鈹礦。盡管在為數不多的4處偉晶巖發現鋰輝石礦物,包括科考分隊在庫曲、熱曲巖體發現含有鋰輝石,但未發現工業鋰礦體的產出。
2017–2021年間,地質地球所秦克章研究員團隊在喜馬拉雅地區開展大量野外考察,特別是2019年第二次青藏科考啟動以來拓展了考察區域,結合在新疆阿爾泰、秦嶺地區花崗巖和稀有金屬偉晶巖具有“近母體花崗巖富鈹-鈮-鉭,遠離母體花崗巖體富鋰”的巖漿演化與金屬分帶特點,提出“向更遠端、更高處找鋰”的科學判斷。
在上述理論指導下,2021年秦克章研究員組織年輕團隊(趙俊興副研究員和博士生何暢通、施睿哲等),開展了40余天艱苦的野外工作,對擬選定的三處5300-5700米高海拔目標區進行實地考察。發揚特別能吃苦、特別能戰斗的青藏科考精神,在喜馬拉雅窮家崗峰南西3公里,發現40余條、寬達數十米至近百米的鋰輝石偉晶巖帶,組成4條巖脈群和4條礦帶,長度均逾1000米,集中分布在5390-5581m的高海拔地區。并針對礦化偉晶巖開展1:2000草測填圖(約4km2)。部分小偉晶巖脈可能為第四系冰磧物覆蓋,推測深部相連。兩批樣品(為保證樣品的代表性,每件均對1Kg以上樣品進行碎樣)共59件,44件氧化鋰含量在工業品位(0.80%)之上,最高達3.30%,平均為1.30%;氧化鈹含量平均為0.051%,高于共伴生品位(>0.04%)。以上數據表明,瓊嘉崗屬于共生鈹的品位較高的鋰礦床,具備較高開發價值。按長、寬、延深總體積1/6的折扣系數,已勘察區域保守估算氧化鋰資源可達101萬噸(大型為10萬噸),共伴生鈹為3.98萬噸(大型為1萬噸)。換算當量碳酸鋰約249萬噸,按目前碳酸鋰中位價格17萬元/噸計算,預期可產生經濟效益4200億元。瓊嘉崗可望成為繼南疆白龍山和川西甲基卡之后的我國第三大鋰礦。
隨著新能源產業的迅猛發展,全球對鋰資源的需求急劇增加。截至2020年底,我國已經探明的鋰礦儲量(碳酸鋰當量)810萬噸,僅占全球6.31%;鋰礦資源量1914萬噸,僅占全球5.48%(據中國地質調查局《全球鋰、鈷、鎳、錫、鉀鹽礦產資源儲量評估報告(2021)》)。而我國目前鋰資源消費量占全球的68%,對外依存度高達75.3%(據《中美歐礦產資源形勢對比分析》),鋰資源的安全供給已成為制約我國新能源產業發展的“卡脖子”問題。花崗偉晶巖型鋰礦是我國當前主要工業應用類型,已有花崗偉晶巖鋰礦床占我國鋰資源總儲量近六成(中國礦產資源報告,2019)。尋找新的后備資源基地、立足國內保障鋰資源安全,已成為我國重大戰略需求。
瓊嘉崗鋰礦的發現是資源能源科考分隊貫徹執行習近平總書記“青藏高原是我國重要的戰略資源儲備基地”指示精神,在第二次青藏科考領導小組領導下獲得的理論創新與實踐相結合的重大成果。地質地球所科考分隊經過數年艱苦野外考察和細致室內研究,從喜馬拉雅高分異花崗巖“科學理論創新”到偉晶巖型鋰礦發現“野外實證檢驗”的重要突破。同時,證實我國高喜馬拉雅地區具有找尋超大型花崗偉晶巖型鋰礦的潛力,更加堅定了在青藏高原高海拔、高鋰豐度區域找尋鋰礦的信心。中國地球化學背景圖顯示喜馬拉雅淡色花崗巖帶(長達2500千米)具有大面積的鈹-鋰地球化學異常,其中瓊嘉崗和庫曲地區鋰元素豐度最高,眾多5400米以上的高海拔地區尚未進行系統檢查。為提升我國找礦能力和效率,建議國家盡快組織協同攻關,突破鋰鈹元素快速檢測瓶頸,研發偉晶巖型礦產地球物理勘探技術。通過多部門合作和西藏自治區政府聯動,全面開展喜馬拉雅淡色花崗巖巖體的稀有金屬潛力普查評價,進而對區域眾多偉晶巖脈進行含礦性判別,喜馬拉雅有望成為我國最重要的稀有金屬礦產資源基地,從而為我國新能源礦產安全和富民興藏目標的實現提供堅實的后備資源支撐。
