鋰金屬礦產(chǎn)探測技術(shù)方法與找礦方向

賴中偉

（江西省贛西地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，江西 南昌 330200）

作為重要的金屬資源，鋰資源在國家新時(shí)期的戰(zhàn)略規(guī)劃中將凸顯出十分中重要的地位。尤其是新能源汽車產(chǎn)業(yè)的興起更是推動(dòng)了鋰能源產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展。對于地質(zhì)從業(yè)人員來說，在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新階段內(nèi)，不能夠再僅僅滿足于發(fā)現(xiàn)鋰礦，而且還要從更多的維度來看待鋰資源的開發(fā)和利用，使鋰資源的勘探技術(shù)方法更加精準(zhǔn)高效，使鋰資源能夠發(fā)揮出更多的潛在優(yōu)勢和價(jià)值[1]。鋰礦主要以偉晶巖和鹵水型兩大類為主，其中，偉晶巖鋰礦中的氧化鋰平均品位達(dá)到1.5%；鹵水型鋰礦中的氯化鋰平均品位達(dá)到680mg/l。為進(jìn)一步推動(dòng)鋰礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展，針對鋰金屬礦產(chǎn)探測技術(shù)進(jìn)行研究變的十分重要。

1 鋰金屬礦產(chǎn)探測技術(shù)方法

1.1 深穿透地球化學(xué)測量技術(shù)

深穿透地球化學(xué)測量技術(shù)的基本原理是隱伏礦的探測機(jī)理，即金屬礦元素以及伴生元素在地下水的作用、離子擴(kuò)散的作用、蒸發(fā)的作用、電化學(xué)梯度的作用、地?zé)崃鞯淖饔玫鹊纫蛩氐膮f(xié)同作用下，深層的金屬元素或伴生元素在地下水以及地表土壤等介質(zhì)中有著異常含量的出現(xiàn)[2-4]。

1.2 “五層樓+地下室”勘查技術(shù)

五層樓指的是隨著花崗巖水平或者垂直方向上延伸，偉晶巖也會(huì)呈現(xiàn)出有規(guī)律的類型變化并表現(xiàn)出較強(qiáng)的分帶性。地下室表現(xiàn)的是形態(tài)學(xué)，主要表述層狀礦體。總的來書，“五層樓+地下室”的新型勘查模式以充填成因及規(guī)律為主要技術(shù)入手點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鋰金屬礦產(chǎn)探測的目標(biāo)。

1.3 基于鋰同位素分布特征的勘察技術(shù)

鋰元素具有多種同位素，因此在自然界中經(jīng)常以不同同位素的分餾現(xiàn)象來表現(xiàn)，因此這些不同的現(xiàn)象會(huì)反應(yīng)和體現(xiàn)在偉晶巖和圍巖上，是否含有鋰礦會(huì)存在明顯的差異。因此，通過對鋰元素同位素組成分布情況進(jìn)行測量分析，得到鋰同位素的分布特征，由表及里，探測到地質(zhì)深層的鋰礦產(chǎn)資源。

1.4 鹵水型鋰礦的勘察技術(shù)

鹵水型鋰礦是鋰礦產(chǎn)資源的重要組成形式，大約占到我國鋰礦產(chǎn)資源總量的近三分之二。目前針對這一類型的鋰礦在勘查技術(shù)方面已經(jīng)進(jìn)展到深層儲(chǔ)量的估算層面。由于鹵水型鋰礦的地下環(huán)境十分復(fù)雜，因此開展地下鹵水鋰礦資源儲(chǔ)量難度很大。目前在查明鋰物質(zhì)的來源、鋰礦的成礦機(jī)制、確定靶區(qū)等方面還需要進(jìn)一步研究，提高深層鋰礦的探測能力。

1.5 地氣探測技術(shù)

地氣探測技術(shù)的原理是在隱伏礦的上方通常會(huì)出現(xiàn)特殊的地氣表現(xiàn)，而地氣表現(xiàn)與深層礦體的存在規(guī)律密切相關(guān)。該探測技術(shù)因探測深度深，因此受到地表層干擾較小，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性更有保障[5]。目前，業(yè)界對于該類技術(shù)的研究已經(jīng)在定性方面達(dá)成共識，即地氣測量顯示異常的情況可以作為隱伏礦體存在的特征；但是在定量方面，還需要進(jìn)一步深入研究。

1.6 3S技術(shù)

全球地位系統(tǒng)GPS、遙感RS系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)GIS被統(tǒng)稱為3S技術(shù)。其中遙感技術(shù)是一類現(xiàn)代化探測技術(shù)，主要原理是借助先進(jìn)的遙感技術(shù)獲得高分辨率的遙感圖像，然后從這些圖像資料中找尋特征標(biāo)志，進(jìn)行線索分析，繼而建立和優(yōu)化礦化線路及指標(biāo)。目前，隨著多種地貌景觀信息資料的積累，地質(zhì)體和礦物波普模型也越來越優(yōu)化和完善，借助遙感圖像并將其與波普特征進(jìn)行綜合分析，能夠?qū)Σ煌乇淼刭|(zhì)體進(jìn)行識別，使鋰礦靶區(qū)確定更加準(zhǔn)確和高效。隨著全球GPS定位系統(tǒng)的廣泛使用，使地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)變得更加精準(zhǔn)化，GPS通過衛(wèi)星和無線電導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行具體定位，從而獲得準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息。GPS定位感應(yīng)技術(shù)需要對傳感信號進(jìn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)接收轉(zhuǎn)換以及分析等一系列活動(dòng)。

簡而言之，每種礦物質(zhì)所具有的物理性質(zhì)不同，對輻射能力也有著獨(dú)特的特征，地質(zhì)找礦勘查人員在實(shí)際工作中運(yùn)用波普儀來測量采集所得的光譜曲線，將測量結(jié)果和資源數(shù)據(jù)庫中的光譜信息進(jìn)行比較分析，從而識別出該種礦物質(zhì)中所含有的結(jié)構(gòu)成分組成。

1.7 射線熒光技術(shù)

想要提高地質(zhì)礦產(chǎn)資源產(chǎn)品成分品質(zhì)的精純度及產(chǎn)品質(zhì)量，通過地質(zhì)勘查部門技術(shù)人員的精心鉆研，熒光分析法應(yīng)運(yùn)而生，熒光分析方法作為一種新型勘查技術(shù)，使礦藏資源的存儲(chǔ)位置能夠更加精準(zhǔn)的被勘測出來，對環(huán)境勘查領(lǐng)域發(fā)展而言，是一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)[6-9]。

例如鋰礦，在受到外界刺激時(shí)在短時(shí)間內(nèi)能夠發(fā)射某種特定波長的光，該熒光放射波長要超過其他激素發(fā)射的波長，科學(xué)界將其稱之為X特征射線。這種X射線在地質(zhì)勘查技術(shù)中研究應(yīng)用就是射線熒光技術(shù)。射線熒光技術(shù)要比其他勘查技術(shù)更為先進(jìn)，應(yīng)用范圍也比較廣泛，通常情況下，該技術(shù)除了能夠準(zhǔn)確探測到鋰礦資源的地理位置，還能勘測出來深藏在地下斷層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有助于技術(shù)人員測量礦產(chǎn)的厚度。

1.8 甚低頻電磁法

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，人們對礦產(chǎn)資源的需求量與日俱增，大量的地表礦產(chǎn)資源已經(jīng)被開采殆盡，礦產(chǎn)企業(yè)不得不向地下深層尋找礦床，隨著開采深度的不斷深入，一些勘查技術(shù)已經(jīng)無法滿足深層礦產(chǎn)勘查的需要。因此，研究部門研發(fā)出一種甚低頻電磁法。甚低頻電磁法作為一種淺層礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)，能夠準(zhǔn)確的將地下深礦勘測出來，該方法使用時(shí)，首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，再通過濾波處理將勘查礦產(chǎn)資源成礦和控礦規(guī)律有機(jī)結(jié)合，最后將礦區(qū)內(nèi)異常地質(zhì)及礦產(chǎn)資源的分部情況尋找出來，進(jìn)而獲得準(zhǔn)確的礦區(qū)位置及相關(guān)信息。這將成為對鋰礦資源向地下深層研究的數(shù)據(jù)支持和重要依據(jù)。

2 找礦勘查技術(shù)應(yīng)用方向

2.1 確定磁異常

磁異常即地磁異常，又稱磁力異常，地磁場的理論分布是不斷變化的，實(shí)際測得的地球磁場的強(qiáng)度和理論磁場的強(qiáng)度之間是存在一定的區(qū)別的，這種區(qū)別稱作磁異常。磁異常是鋰礦勘查技術(shù)研究中的重點(diǎn)部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對磁異常特點(diǎn)進(jìn)行有效分析和掌握，完成對側(cè)異常性狀的詳細(xì)描述，明確磁異常的具體區(qū)域以及磁異常面積的劃定，對后期資源開發(fā)起到導(dǎo)向作用。

2.2 確定地質(zhì)構(gòu)造

實(shí)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造的確定首先要實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)的掌握，完成對地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型的分析，再利用研究工具和描述工作實(shí)現(xiàn)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的全面了解和認(rèn)識，從而確定鋰礦的位置。

2.3 把握成礦條件

礦產(chǎn)成礦具體表現(xiàn)形式比較復(fù)雜，加強(qiáng)對其具體內(nèi)容的把握就顯得尤為重要，特別是對斷層等類型的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)掌控，剖析巖漿入侵的主要途徑，做到全面掌握，推動(dòng)找礦勘查的準(zhǔn)確性。

3 鋰資源開發(fā)的利用現(xiàn)狀

在鋰資源的開發(fā)和利用方面，目前也呈現(xiàn)出多樣化的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用趨勢。鋰金屬的提取技術(shù)既包含傳統(tǒng)的提取工藝方法，如硫酸鉀法、硫酸法、石灰法、氯化焙燒法，同時(shí)也包含新的工藝方法，如沉淀法、鹽析法、半透膜法、溶劑萃取法、離子交換法等等。在應(yīng)用方面，鋰資源涉及參與到的行業(yè)和領(lǐng)域也在不斷增大，不僅包含傳統(tǒng)的冶金、化工、玻璃、陶瓷、工業(yè)試劑等領(lǐng)域，同時(shí)在一些合金制造領(lǐng)域、新能源領(lǐng)域中占有越來越重要的地位，發(fā)揮出不容忽視的作用。

4 我國鋰能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展建議

未來，鋰能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將集中在以下方面：一是技術(shù)的持續(xù)深入研究，不僅僅是基礎(chǔ)技術(shù)層面的夯實(shí)，同時(shí)針對鋰礦資源開發(fā)和利用方面的個(gè)性化難題上加大攻克力度，在強(qiáng)大的科技引擎勢能下推動(dòng)鋰能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。以新疆阿爾泰礦區(qū)為例，根據(jù)鋰礦專項(xiàng)課題的目標(biāo)定位，對阿爾泰山鋰礦區(qū)域的成礦規(guī)律進(jìn)行細(xì)致總結(jié)；對成礦元素的垂向分帶特征和深部富集規(guī)律進(jìn)行分析，有效圈定深部探測及外圍找礦的新靶區(qū)。同時(shí)積極探索和創(chuàng)新深部找礦的新技術(shù)、新方法，并在此基礎(chǔ)上建立不同范圍內(nèi)的地、物、化綜合勘查評價(jià)技術(shù)方法體系。二是加快鋰礦資源技術(shù)人才隊(duì)伍的儲(chǔ)備和培養(yǎng)。鋰能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到了快速發(fā)展的階段內(nèi)，為此，當(dāng)下及未來的相關(guān)部門、機(jī)構(gòu)及企業(yè)應(yīng)盡快專業(yè)技術(shù)人才隊(duì)伍的儲(chǔ)備和培養(yǎng)，以人力資源為重要的軟實(shí)力來確保鋰能源產(chǎn)業(yè)擁有強(qiáng)大的后勁，使鋰能源產(chǎn)業(yè)在可持續(xù)發(fā)展道路上走得又穩(wěn)又快。