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    贵州狮溪铝土岩型锂资源的发现及意义

    来源:六七范文网 时间:2023-06-04 04:35:10 点击:

    邓旭升,余文超,杜远生,杜威,熊兴国,曾禹人,龙建喜,张晗彬,符宏斌,何犇,卢树藩,罗香建

    1)贵州省地质调查院,贵阳, 550081;
    2)自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心,贵阳,550081;
    3)中国地质大学(武汉)地球科学学院,武汉,430074;
    4)自然资源部复杂构造区非常规天然气评价与开发重点实验室,贵阳,550081

    内容提要: 狮溪锂资源位于贵州省桐梓县狮溪向斜东翼,是首次在黔北务(川)、正(安)、道(真)地区之外的下二叠统大竹园组中发现锂元素的异常富集。狮溪锂富集层位于大竹园组中—上部,具有厚度和品位均较为稳定的特征,含锂岩石类型为致密状和碎屑状铝土岩,主要矿物为伊利石(水白云母)。综合矿物学、岩石学及地球化学特征分析认为,该区域Li的富集与风化淋滤作用密切相关,受古气候、古地貌、地下水位等多因素控制。通过统计黔北地区和狮溪地区含铝岩系数据发现,Li含量与Al2O3、Al/Si值呈规律性变化,Li富集程度与大竹园组的岩性相关,大致可分为Li一般富集区(含矿岩石为泥岩或铝土质泥岩、较高品位铝土矿)和Li高度富集区(含矿岩石为铝土岩和低品位铝土矿)。笔者等通过狮溪锂资源的发现及综合分析认为,在黔北务(川)、正(安)、道(真)地区外围的近岸平原环境,特别是在地势低洼处形成的致密状和碎屑状铝土岩中,具有发现较高品位铝土岩型锂资源的巨大潜力。

    锂是自然界最轻的金属,在新能源汽车、锂电池、高性能医疗器械、生物医药、可控核聚变等领域发挥着显著的作用,是中国未来新兴产业发展不可或缺的关键性矿产(王登红,2019),也被称为“白色石油”(王秋舒和元春华,2019)、“21世纪新能源金属”和“促进世界进步的金属”,具有极高的经济价值。2016年以来,随着锂矿资源需求和价格的不断攀升,全球范围内都掀起了锂矿资源的勘查和研究热潮。

    目前,锂矿床主要划分为盐湖卤水型、伟晶岩型和沉积型三大类(Kesler et al., 2012)。国内锂矿资源较为丰富,以盐湖型和伟晶岩型为主,但大部分锂矿分布在高海拔地区,开发条件差,且多数卤水型锂矿Mg/Li值高,开采技术尚未完全成熟(刘丽君等,2017;
    温汉捷等,2020;
    龙珍等,2021)。沉积型锂矿床一般指产于沉积岩(包括铝土矿、煤矿、高岭土矿、凝灰岩等)中可作为伴生矿产利用的锂矿床,目前尚不具备独立工业开采价值但具有市场竞争价值(Benson et al., 2017;
    刘丽君等,2017;
    于沨等,2019;
    钟海仁等,2019)。然而,近年来中国在沉积型锂矿资源的寻找和研究方面取得了较大进展,大量矿产勘查和研究工作表明铝土矿(岩)中锂矿资源不可忽视,具有巨大的潜力。黔北地区铝土矿资源丰富,前人在铝土矿大量勘查和研究工作中发现,下二叠统大竹园组的铝土矿、铝土岩和铝土质泥岩不同程度的富集Li、Ga、Sc、稀土等伴生元素,常被作为伴生矿产建议综合利用。据报道,黔北地区下二叠统含铝岩系中Li含量主要在150×10-6~2000×10-6(崔滔等,2013;
    王登红等,2013;
    金中国等,2015;
    龙珍等,2021;
    金中国等,2022),新民矿区和大竹园矿区的2件样品Li可达3521×10-6(龙珍等,2021)和5261×10-6(崔滔等,2013)。这也意味着在黔北地区铝土矿(岩)中很可能存在一个潜在的锂资源库。

    近年来,本研究团队在参与黔北页岩气勘探实践项目中,在贵州省油气勘查开发工程研究院的支持下,通过对该单位组织实施的页岩气地质调查井“狮溪1井”下二叠统大竹园组的岩芯编录和样品的系统分析测试,首次在黔北务(川)、正(安)、道(真)地区之外的大竹园组铝土岩中发现锂元素的异常富集,具体科研意义和潜在的经济价值。随后,贵州省地质调查院在贵州桐梓狮溪地区组织实施多个地表槽探工程,经系统而规范的取样分析发现,该地区下二叠统大竹园组铝土岩中具厚度(0.92~2.06 m)和品位(Li2O:0.43%~0.68%)均较为稳定的锂资源。笔者等通过贵州狮溪地区锂的富集特征及其控制因素的系统总结和分析认为,在黔北务、正、道外围地区仍具有发现该类型锂资源的巨大潜力。希望本次报道对黔北及邻区锂矿资源研究具有科学意义,能够为锂矿资源勘查提供新的方向。

    贵州桐梓狮溪锂资源大地构造位置位于上扬子地块的黔北隆起区之凤冈南北向隔槽式褶皱变形区内,区域上出露地层由老至新为寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系,零星分布第四系。早古生代,加里东构造旋回期控制了被动大陆边缘盆地的发育和分布,在区域上形成了从寒武纪—奥陶纪的碳酸盐岩台地沉积、到奥陶纪末—志留纪时期的前陆盆地沉积,形成了五峰组—龙马溪组的黑色岩系、韩家店组的碎屑岩等。志留纪末期,受广西运动影响,贵州中部、北部地区隆升并遭受广泛剥蚀。晚石炭世至早二叠世,上扬子地区海水的侵入导致务川、正安、道真及其周缘地区形成内陆海湾—滨岸湿地环境,沉积一套下二叠统大竹园组的含铝岩系(雷志远等,2013;
    杜远生等,2014,2015;
    Li Peigang et al.,2020)。之后被以栖霞组与茅口组为代表的浅水碳酸盐岩沉积覆盖。晚二叠世,区域隆升及大规模海退事件使贵州中部、西部、北部地区出现区域不整合,之后再次广泛沉积以浅水碳酸盐岩为主的合山组。印支—燕山期、喜马拉雅期及新近世以来的构造活动的叠加造成了区域上地层的抬升和变形(戴传固等,2013)。黔北地区的变形构造以褶皱变形为主,构造形迹展布方向主要为北东向和北北东向,与周缘地区形成紧密向斜与宽缓背斜相间排列的“隔槽式”褶皱组合样式,与川东隔档式褶皱共同构成中—上扬子地区典型的侏罗山式褶皱组合(图1)(解国爱等,2013)。断裂主要表现为北东向和北北东向,走向与褶皱基本一致,多沿褶皱边界发育,与区域广泛发育的隔槽式褶皱共同构成了压扭背景下的叠加构造系统(Du Wei et al., 2022)。

    图1 黔北地区地质简图

    狮溪锂资源位于贵州省桐梓县狮溪向斜东翼(图2a),属于渝南—黔北铝土矿成矿带,含锂岩系为下二叠统大竹园组,平行不整合于志留系韩家店组灰绿色的粉砂质泥岩之上(图3b),与上覆下二叠统梁山组的灰黑色碳质泥岩平行不整合接触(图3a、f)。值得注意的是,近年来随着孢粉的研究、中国二叠纪综合地层和时间框架的建立,梁山组的沉积时代被归为早二叠世隆林末期(史骁等,2014;
    沈树忠等,2019)。

    图2 贵州桐梓狮溪地区地质简图(a)及钻孔取样柱状图(b)

    图3 贵州桐梓狮溪下二叠统大竹园组钻孔岩芯及野外露头照片

    下二叠统大竹园组在垂向上大致可分为两个岩性段:下部主要为浅灰色、浅灰黄色致密状铝土质泥岩和深灰色泥岩,夹浅灰色多孔状(半土状)铝土质泥岩和碎屑状铝土质泥岩;
    上部以浅灰色、灰白色、浅灰黄色碎屑状铝土岩和致密状铝土岩为主,顶部为浅灰色致密状铝土质泥岩和碎屑状铝土质泥岩。

    在狮溪1井中,不同岩石结构的铝土岩和铝土质泥岩在垂向上可构成5个旋回(图2b),厚度为4.5 m,含大量植物化石(图3e)。由下至上,第Ⅰ旋回由泥岩(14层)、致密状铝土质泥岩(12~13层)和多孔状(半土状)铝土质泥岩(11层,图3i)组成。第Ⅱ旋回为致密状铝土质泥岩(10层)和碎屑状铝土质泥岩(9层)。第III旋回为致密状铝土岩(8层,图3c)和碎屑状铝土岩(7层)。第IV旋回由致密状铝土岩(6层,图3h)、碎屑状铝土岩(5层)和碎屑状铝土质泥岩(4层,图3g)组成。第V旋回为致密状铝土质泥岩(3层)和碎屑状铝土质泥岩(2层,图3d)。

    在探槽中,大竹园组的岩性组合特征及厚度略有变化。TC1中,由下至上分别为含铁质泥岩或泥岩(1.49 m)、铝土质泥岩(1.99 m)、碳质泥岩(0.15 m)、致密状铝土岩(锂富集层,1.17 m)和铝土质泥岩(0.77 m),共厚5.39 m。

    TC3中,由下至上为泥岩或铝土质泥岩(> 0.72 m)、碎屑状铝土质泥岩(锂富集层,0.70 m)、致密状铝土质泥岩(锂富集层,0.12 m)和碎屑状铝土质泥岩(锂富集层,0.10 m),厚度大于1.64 m,未见底。

    TC5中,由下至上分别为含铁质泥岩或泥岩(> 0.53 m)、致密状铝土质泥岩(0.74 m)、泥岩(0.11 m)、碎屑状铝土岩(锂富集层,1.13 m)、致密状铝土岩(锂富集层,0.93 m)和致密状铝土质泥岩或泥岩(0.32 m),厚度大于 3.92 m,未见底。

    采集的15件钻孔化学分析样品均在澳实分析检测(广州)有限公司完成。样品采用PREP-31方法进行样品细粉碎(< 200目),随后采用ME-XRF26方法,试样中加入含硝酸锂的硼酸锂—硝酸锂熔融助溶剂,充分混合后高温熔融,熔融物倒入铂金模子形成扁平玻璃片后,再利用X射线荧光光谱仪(PW2424)分析主量元素含量。微量元素采用ME-MS61r方法,试样用高氯酸、硝酸、氢氟酸和盐酸消解后,用稀盐酸定容,再利用电感耦合等离子发射光谱(Agilent 5110)进行分析,若Bi/Hg/Mo/Ag/W较高,需要做相应稀释,再利用电感耦合等离子质谱(Agilent 7900)分析。稀土元素采用ME-MS81方法,往试样中加入硼酸锂熔剂,混合均匀后在1025°C下熔融,待熔融液冷却后用硝酸、盐酸和氢氟酸消解并定容,然后利用电感耦合等离子质谱(Agilent 7900)分析。样品的X射线粉晶衍射在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。X射线粉晶衍射分析采用的仪器为荷兰X’ pert MPD Pro X射线衍射仪型粉晶衍射仪,测试条件为:管压40 kV,管流40 mA,Cu靶,Ni滤波。

    槽探工程中采集的刻槽样在贵州省地质矿产中心实验室完成,仅对Li元素进行测试分析。采用的仪器为电感耦合等离子体发射光谱仪(Agilent 5110/S-381),检测方法参考DZ/T 0279.2-2016。

    3.1 矿物学、岩石学特征

    XRD图谱的峰值显示锂富集层中的铝土岩、铝土质泥岩含多种矿物组合(图4a、b、c、d),笔者等结合偏光显微镜鉴定认为,贵州狮溪含锂岩石的主要矿物应为伊利石(水白云母),含少量硬水铝石和石英矿物屑(图4e、f),含极少量高岭石、绿泥石等。

    图4 贵州桐梓狮溪下二叠统大竹园组样品XRD图谱(a)—(d)和偏光显微照片(正交偏光)(e)、(f)

    贵州桐梓狮溪下二叠统大竹园组含铝岩系由铝土岩、铝土质泥岩和泥岩组成,按自然类型可划分为多孔状(半土状)、碎屑状和致密状三种类型。多孔状(半土状)结构仅出现在大竹园组中—下部的灰白色铝土质泥岩中,表现为岩石疏松且密度低的特征。致密状和碎屑状结构是区内含铝岩系主要的岩石结构,也是锂富集层最重要的结构。致密状铝土岩(或铝土质泥岩)颜色为浅灰色和灰白色,具有致密坚硬的特点,普遍存在于大竹园组中。而碎屑状铝土岩颜色具多样性(浅灰色、灰白色和浅灰黄色),出现在大竹园组中—上部,碎屑多呈次棱角状—次圆状,分选性较差。

    3.2 地球化学特征

    贵州桐梓狮溪1井中15件钻孔岩芯样的主量元素、微量元素和稀土元素测试结果见表1。TC1、TC3和TC5中锂矿层6件样品的Li含量见表2。

    表2 贵州狮溪地区部分探槽大竹园组Li含量(×10-6)

    下二叠统大竹园组铝土岩、铝土质泥岩和泥岩中Al2O3含量相对较低(含量为17.54%~44.63%),其主量元素具高SiO2(含量为36.72%~64.27%)、低Fe2O3(含量为0.61%~6.82%)和低Al/Si值(0.31~1.37)的特征。Al2O3和SiO2具有明显的负相关性,其含量在大竹园组的中—上部具有较为明显的旋回性,垂向上总体分别表现为逐渐降低和逐渐增加的趋势。碱性元素含量较低且变化范围相对较小,K2O含量为4.01%~8.45%,Na2O含量为0.13%~0.55%,CaO含量为0.07%~0.26%,MgO含量为0.47%~2.41%,它们与Al2O3和SiO2的相关性较为明显。

    微量元素中,Li、Ga、V、Cr、Zr均不同程度的富集,Ga含量为28×10-6~174×10-6,V含量为141×10-6~1420×10-6,Cr含量为110×10-6~1430×10-6,Zr含量为162×10-6~1340×10-6,Ga、V、Cr、Zr相互呈正相关。值得注意的是,狮溪下二叠统大竹园组中上部铝土岩中 Li富集极为明显,钻孔岩芯中的Li含量在296×10-6~3550×10-6(Li2O含量为0.06%~0.76%),该锂富集层厚度为2.2 m。而Li含量高达2770×10-6~3550×10-6(Li2O含量为0.59%~0.76%)的锂富集层出现在碎屑状和致密状铝土岩中,厚度为1.35 m;
    在大竹园组下部的铝土质泥岩中,Li含量为9×10-6~56.6×10-6,明显低于上部的铝土岩和铝土质泥岩。此外,在探槽样品中,Li也高度富集于致密状和碎屑状铝土岩中。TC1中2件含锂岩石样的Li2O含量为0.66%和0.71%,平均品位(Li2O)为0.68%,锂富集层厚1.17 m;
    在TC3中,2件含锂岩石样的Li2O含量为0.40%和0.51%,平均品位(Li2O)为0.43%,锂富集层厚0.92 m;
    在TC5中,2件含锂岩石样的Li2O含量为0.51%和0.57%,平均品位(Li2O)为0.54%,锂富集层厚2.06 m。

    贵州桐梓狮溪下二叠统大竹园组铝土岩、铝土质泥岩和泥岩稀土元素配分模式表现为LREE富集,HREE平坦的特征,铝土岩具有明显的正Eu异常,而铝土质泥岩和泥岩则具有负Eu异常的特征(图6)。在垂向上,REE呈现一定的变化规律,由上至下,LREE含量为9.8×10-6~1447.4×10-6,REE含量为16.2×10-6~1523.9×10-6,LREE和ΣREE含量表现为逐渐增加的趋势;
    而HREE含量低(6.4×10-6~76.5×10-6),垂向上轻微表现为两次逐渐增加的旋回性(图5)。与Li元素不同的是,REE主要富集在大竹园组底部的铝土质泥岩和泥岩中。大竹园组沉积物整体上表现为LREE分异度较高、HREE分异度较低。

    图5 贵州桐梓狮溪1井地球化学特征图

    图6 贵州桐梓狮溪1井下二叠统大竹园组稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(黔北地区铝土矿稀土含量据崔滔等,2013;
    汪小妹等,2013)

    4.1 锂富集特征及其控制因素

    贵州桐梓狮溪下二叠统大竹园组碎屑岩的岩石学、地球化学特征显示,大竹园组中—上部的铝土岩中Li异常富集,岩石结构为碎屑状和致密状。在黔北务、正、道地区,Li元素垂向上也普遍富集于大竹园组中—上部的铝土矿和铝土岩中,且Li含量具有致密状铝土矿(岩)> 豆鲕状铝土矿(岩)> 碎屑状铝土矿(岩)> 土状—半土状铝土矿的特征(金中国等,2019;
    龙珍等,2021;
    金中国等,2022)。与其不同的是,狮溪地区位于近岸平原环境中,仅沉积有铝土岩和铝土质泥岩,未见铝土矿。两者Li富集的控制因素具有相似性,同时也可能存在差异性。

    下二叠统大竹园组的分布范围、厚度、岩(矿)石的类型等受古地理与古地貌(廖士范,1990;
    王俊达和李华梅,1998;
    雷志远等,2013;
    邓旭升等,2020;
    Li Peigang et al., 2020)、古气候(Price et al., 1997;
    Retallack, 2008;
    Yu Wenchao et al., 2019)、古生态系统等(Hao Xiluo et al., 2010;
    余文超等,2012)多因素控制。大量研究表明,黔北务、正、道地区半封闭海湾的沉积物主要以致密状铝土矿(岩)为主;
    滨岸湿地中发育土状—半土状、豆鲕状和碎屑状铝土矿;
    近岸平原的沉积物受冰期海平面震荡所引起的地下水位变化影响,以铝质沉积物质为主(图7)(杜远生等,2014;
    杜远生和余文超,2020)。在早二叠世大竹园组沉积早期,半封闭海湾海水覆盖范围小,狮溪地区主体位于近岸平原的洼地环境中,沉积物为深灰色、浅灰色泥岩和铝土质泥岩。铝土质泥岩、泥岩中相对较低的CIA值(75.21~77.41)反映沉积物经历了并不强烈的化学风化作用(Nesbitt and Young,1982;
    Fedo et al., 1995),这可能限制了大竹园组下部Al的淋滤富集和Li元素的迁移富集。同时,也在一定程度上限制了近岸平原为滨岸湿地或海湾输送铝质胶体的能力,在黔北务、正、道地区大竹园组底部沉积泥岩和铝土质泥岩,总体也表现为风化淋滤作用相对较弱(余文超等,2014)。由此可见,贵州大竹园组沉积早期的沉积环境、地下水位等条件并不利于稳定元素的淋滤富集和活动元素的迁移富集,从而导致大竹园组下部Al、Li等元素的贫化。

    图7 黔北地区早二叠世古地理及锂富集区预测图(据杜远生等,2014,2020修改)

    贵州狮溪大竹园组中—上部Li的富集可能主要受风化淋滤作用的强弱程度控制,与古气候、古地貌、地下水位等因素密切相关。狮溪1井的铝富集层具有较高的CIA值(85.93~89.76,图5),这说明该时期经历了较为强烈的化学风化作用(Nesbitt and Young,1982;
    Fedo et al., 1995),有利于铝土岩的形成。钻孔与探槽的锂富集层中碎屑状结构的出现可能也反映了相对较强的风化淋滤作用(Bárdossy,1982;
    廖士范和梁同荣,1991;
    杜远生等,2014;
    余文超等,2013)。在垂向序列上,碎屑状和致密状结构表现为明显的旋回性,Al2O3、SiO2、Al/Si值和CIA值之间也具有较为明显的旋回性和相关性,活动元素(如Si、Fe、Li、REE等)在垂向序列上存在不同程度的迁移富集,如锂富集在铝富集层的中—下部(图5),表现出风化淋滤作用的控制性。狮溪位于近岸平原地势相对较低的洼地中,为大竹园组沉积物的保存提供了物质场所。与狮溪1井相比,3个探槽的大竹园组沉积物及锂富集层在厚度上存在不同程度的差异性,周缘部分区域大竹园组厚度甚至小于1 m,无明显的锂异常。在TC3中,锂富集层之上未见铝土质沉积物,锂富集层厚度和品位也相对略低,这可能与其所处的古地势相对较高相关。在第Ⅲ旋回中,Al和Li表现出正相关性,垂向上的迁移性不明显(图5)。这可能是由于在碎屑状铝土岩形成的准同生或后期淋滤阶段,周缘高地势的Li经风化淋滤后发生横向迁移并在垂向上叠加所致。而TC1中含锂岩石仅为致密状铝土岩,这很可能就是Li横向迁移的体现。由此可见,古地貌很可能在一定程度上控制了锂的富集程度及厚度。地下水位的变化对元素的迁移和富集也具有重要的影响,如高地下水位时的弱排水能力不利于活动元素的迁移(Bárdossy and Aleva,1990;
    Yu Wenchao et al., 2019)。晚古生代冰盖的消长在改变海平面和气候变化的同时,也使区域上地下水位发生变化(Weng Shenfu et al., 2019)。就同沉积时段而言,远离海岸线的近岸平原比滨岸湿地和半封闭海湾受地下水位的持续影响更小,具备更好的排水能力(Xiong Guolin et al., 2021)。与黔北务、正、道地区相比,地下水位的间歇性变化可能对狮溪大竹园组沉积物中Li的迁移和富集影响更明显。综上所述,在相同气候背景下,古地貌和地下水对狮溪大竹园组锂的富集均具有重要的控制作用,这种控制主要体现在风化淋滤强度上。

    4.2 找矿潜力及方向

    在贵州北部地区,下二叠统大竹园组沉积物出露于一系列“隔槽式”褶皱的两翼,具有分布广、厚度较大的特征。下二叠统大竹园组铝土矿主要分布在黔北务、正、道地区的滨岸湿地环境中,铝土矿或铝土岩中不同程度的富集Li、Ga、Sc、REE等易迁移元素。而狮溪地区锂资源的发现也说明位于近岸平原环境的大竹园组铝土岩也存在锂的富集。而大竹园组的铝质沉积物也广泛发育于北东向、北北东向向斜及其两翼,为铝土岩型锂资源提供了物质条件。就钻孔和探槽数据而言,该区域锂富集层具有厚度和品位相对较为稳定的特征,且含锂岩石的岩石学特征较明显。综上所述,在务、正、道外围的近岸平原环境中可能也存在一个潜在锂资源库。目前,已有实验显示含铝岩系中锂的浸出率在55%~99%(任方涛和张杰,2013;
    李荣改等,2014;
    吴林等,2016),随着含铝岩系中锂提取工艺的不断提高及成熟,贵州下二叠统锂资源也将有望转变为可利用的矿产。

    笔者等在贵州桐梓狮溪地区钻孔、探槽资料的基础上,初步总结了黔北务、正、道外围区域下二叠统大竹园组含锂岩石的地球化学、岩石学、沉积学标志。Al2O3和Al/Si是铝土矿品质的重要指标,直接影响到开发利用程度,在一定程度上可用于区分铝土矿(Al2O3≥ 40%,Al/Si ≥ 1.8)、铝土岩(Al2O3>SiO2,Al/Si = 1~1.8)和泥岩(Al2O3当al2o3在30%~38%,li逐渐增加(100×10-6~2000×10-6);
    当al2o3在38%~56%时,li变化范围较大(> 300×10-6),然而也是Li出现高异常值的区间,Li含量极值应位于Al2O3为45%~50%的区间内;
    当Al2O3在56%~70%时,Li由2000×10-6逐渐降低为100×10-6;
    当Al2O3> 70%时,Li低于100×10-6(图8a)。值得注意的是,Al/Si值与Li也具有相同的变化趋势。当Al/Si值 < 0.8或 > 8时,Li普遍低于100×10-6;
    当Al/Si值 = 0.8~1或3.5~8时,Li介于100×10-6~2000×10-6;
    当Al/Si值在1.0~3.5时,Li变化范围大(> 300×10-6),但该区间开始出现Li的高异常值,且主要集中在Al/Si值为1.5~2.5的区间内(图8b)。综上所述,Al2O3和Al/Si值也是Li富集程度的一个重要地化指标,根据相关性大致可分为两个Li富集区,即Li一般富集区和Li高度富集区(图8)。在Li一般富集区内,Li通常在100×10-6~2000×10-6,含矿岩石为泥岩(或铝土质泥岩)和较高品位铝土矿;
    在Li高度富集区内,可出现较高品位的锂矿,含矿岩石为铝土岩和低品位铝土矿。

    图8 贵州下二叠统大竹园组含铝岩系Li与Al2O3(a)、Al/Si值(b)相关性图解(黔北地区大竹园组样品数据据崔滔等,2013;
    张莹华等,2013;
    雷志远,2021;
    龙珍等,2021)

    由地球化学指标可知,Li主要富集在大竹园组中上部的铝土岩中。据钻孔岩芯及探槽中岩石学特征,含锂岩石主要为浅灰色、浅灰黄色碎屑状和致密状铝土岩,在一定程度上可作为外围区域锂资源的岩石学标志。而铝土质泥岩和泥岩表现为受风化淋滤作用弱,不利用Li的迁移和富集。如前所述,古地貌对Li的富集具有明显的控制作用,在地势低洼的区域不仅易于铝质沉积物的保存,也有利于Li的富集。除TC3中未见底的大竹园组厚度较小外,在TC1、TC5和钻孔中,大竹园组沉积物厚度均大于4 m,而厚度较小(< 1 m)的地段,未见Li的富集。由此可见,大竹园组沉积物的厚度在一定程度上对锂资源的预测具有间接的指导作用,大致以3 m作为大竹园组厚度的下限值。综上所述,结合务、正、道外围区域大竹园组厚度、分布等特征,笔者等认为在外围区域仍存在可能的有利富集区,如狮溪向斜南端、松坎向斜北端、太白向斜东翼、和平向斜北端等区域(图7)。

    (1)在贵州桐梓狮溪地区新发现铝土岩型锂资源,也是首次在黔北务(川)、正(安)、道(真)地区之外发现下二叠统大竹园组铝土岩中具有Li的异常富集,该锂富集层具有厚度和品位较为稳定的特征,具有较大的潜在经济价值。

    (2)锂富集层位于狮溪大竹园组中—上部的铝土岩中,Li的富集与风化淋滤作用密切相关,可能受古气候、古地貌、地下水位等多因素控制。Li含量与Al2O3和Al/Si值呈较为明显的规律性变化,Li的富集程度与大竹园组的岩性相关,大致可分为Li一般富集区和Li高度富集区。

    (3)早二叠世近岸平原地势较低的洼地中仍具有发现铝土岩型锂资源的巨大潜力。含锂岩石以浅灰、浅灰黄色碎屑状和致密状铝土岩为主,主要保存在一定厚度的大竹园组中。

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