四川金川縣列門地區土壤地球化學特征及找礦意義

羅偉 ，岳相元 ，周雄 ，彭靜 ，晁文文 ，黃萬俊 ，劉偉

（1. 遵義師范學院工學院, 貴州 遵義 563006；2. 四川省地質礦產勘查開發局化探隊,四川 德陽 618000；3. 中國地質科學院礦產綜合利用研究所, 四川 成都 610041；4. 成都理工大學地球科學學院, 四川 成都 610059）

鋰元素作為戰略性清潔能源金屬，在全世界受到了廣泛關注[1]，圍繞該礦種的找礦及選礦工作也成為研究的熱點[2-4]。列門地區位于可爾因花崗偉晶巖型鋰多金屬礦集區的南西地段，該礦集區內分布有一系列超大型、中型鋰多金屬礦床，成礦條件優越[5-7]。土壤地球化學調查作為一種有效縮小找礦靶區乃至直接發現礦（化）體的手段，大多成功應用于有色金屬礦產的勘查[8]，很少針對稀有金屬找礦。在開展過1∶5萬水系沉積物測量的基礎上，針對地球化學異常在列門地區布置1∶1萬土壤地球化學測量，通過圈定土壤地球化學異常，開展異常查證工作，成功在該地區發現了五個新的鋰礦（化）體，找礦效果較好。

1 成礦地質背景

工作區大地構造位置處于松潘-甘孜褶皺造山帶東南段（圖1a），川西稀有金屬成礦帶中段的可爾因花崗偉晶巖型鋰多金屬礦礦集區內。區域上廣泛出露三疊系西康群復理石建造，巖性主要為淺變質的板巖、變質砂巖，以發育鮑瑪序列為其典型的沉積特征；區內巖漿作用強烈，發育有一系列晚三疊世的中性-酸性巖漿巖[9]，巖性為石英二長巖、石英閃長巖、花崗巖等，一般認為花崗巖與該地區鋰礦的形成具密切的成生聯系；區內廣泛分布花崗偉晶巖脈，從巖體往外，依次可分為微斜長石型、鈉長石型、鈉長石鋰輝石型和鈉長石鋰云母型花崗偉晶巖。鋰礦體產于可爾因巖體外接觸帶的鈉長石鋰輝石型和鈉長石鋰云母型花崗偉晶巖脈中，一般為全脈礦化[6]。區內目前已發現了（超）大型礦床2個（黨壩、李家溝）、中型礦床6個（業隆溝、阿拉伯、地拉秋、太陽河、觀音橋和瓦英）（圖1b）；區內構造變形作用強烈，發育近東西走向的褶皺構造和北東-南西走向的走滑斷層，Xu[11]等研究認為可爾因巖體、花崗偉晶巖、鋰礦體及周緣的變質巖共同構成了一穹隆構造。

圖1 研究區大地構造位置圖（a）及區域地質簡圖（b）（據文獻[10]修改）Fig.1 Geotectonic location map of the study area and regional geological sketch map (b)

2 研究區地質特征

研究區內出露上三疊統侏倭組（T3zw）和雜谷腦組（T3z）地層（圖2）。侏倭組上段（T3zw2）巖性為淺綠色中-厚層狀透輝石英角巖與灰色中層狀黑云石英角巖互層；侏倭組下段（T3zw1）巖性以深灰色中層狀黑云石英角巖、黑云石英片巖為主，夾紅柱黑云石英片巖，偶見中層狀透輝石英角巖的夾層。雜谷腦組（T3z）巖性為深灰色中-厚層狀透輝石英角巖夾深灰色薄層狀黑云石英片巖；區內北西部有發育斷層構造，屬區域斷裂娃爾都斷裂的一部分。

圖2 列門地區地質及綜合異常圖Fig.2 Geological and synthetic anomaly map of Liemen area

斷層走向北東-南西向，傾向南東，傾角70°左右，破碎帶寬 ～5 m，切穿三疊系地層，破碎帶碎裂化、透鏡化、泥化發育，斷層性質為左行平移斷層。其次，區內還發育有小型褶皺構造，多為同斜褶皺，兩翼及核部節理裂隙十分發育，控制偉晶巖脈的產出狀態；區內侵入巖為黑云母二長花崗巖；區內主要出露花崗偉晶巖脈，少量細晶巖脈（圖2）。

3 土壤地球化學特征

3.1 樣品采集與測試

1∶1萬土壤地球化學測量嚴格按照有關規范執行。采樣網度為100 m×20 m，采樣介質為土壤B層或C層中的細粒級物質，共采集了1016件樣品。樣品測試在中國地質科學礦產綜合利用研究所完成，分析元素為Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs，分析方法為XRF、ES、ICP及ICP-MS配套分析法[10]。

3.2 元素含量及相關性特征

對工作區內土壤樣品的分析數據進行了統計，統計結果見表1。

表1 列門地區土壤地球化學特征參數Table 1 Soil geochemistry characteristic parameters in Liemen area

研究區內各元素變異系數由Be (1.67)→Ta(1.37) →Li (1.28) →Cs (1.08) →Rb (1.02) →Nb (1.00)逐漸減小，但均大于等于1，均為強變異，表明6種元素的高值點較多，富集成礦的可能性較大。

與全國土壤地球化學背景基準值相比，列門地區土壤中元素豐度值均高于基準值，其中Li、Cs值為基準值的3～5倍，表明這兩種元素在列門地區成礦的可能性較大，這與1∶5萬水系沉積物測量得出的區域特征是一致的[10]，列門地區附近的觀音橋和太陽河鋰礦區內均具Cs的異常，表明Cs元素是本區一種重要的成礦指示元素。中位數均小于均值，表明研究的6種元素在本區存在局部活化富集或者疊加富集的可能[13]。

運用R型聚類分析的方法研究了列門地區土壤樣品之間的相關性（圖3）。區內各元素總體相關性較好。Be-Nb-Rb相關性最好，相關性系數為0.59，Li-Cs的相關性系數為0.58，以γ=0.47的相似度為界，可以把該區元素分為兩類，一類為Li-Cs-Be-Nb-Rb，另一類為Ta。

圖3 列門地區元素R型聚類分析譜系Fig.3 Elemental dendrogram of R-cluster in Liemen area

3.3 單元素異常特征

以該地區元素原始含量的平均值±3倍的標準差，剔除范圍以外的數據，迭代處理，最終符合正態分布后，以處理后數據集的平均值+1倍的標準差為異常下限，計算的和采用的異常下限值見表2。各元素分別以1倍、1.5倍和2倍的異常下限圈定外帶、中帶和內帶。6種元素異常圖見圖4。共圈定Li異常14處，Be異常8處，Cs異常11處，Rb異常6處，Nb異常8處，Ta異常12處。其中Li、Be元素發育異常內、中、外帶，Cs、Ta元素發育異常中、外帶，而Rb和Nb僅發育外帶異常。

圖4 列門地區土壤地球化學單元素異常圖Fig.4 Soil geochemical single element anomaly map of Liemen area

表2 列門地區元素異常下限值統計Table 2 Statistical table of elemental threshold in Liemen area

Li異常特征：異常規模中等，呈東西向展布，主要發育外帶異常，異常最大值1400×10-6；Be異常特征：主要發育于工作區東北部，異常規模大，呈東西向展布，濃集中心明顯，異常最大值19.40×10-6；Cs異常特征：主要分布在工作區南西部，異常規模中等，呈近東西向展布，異常最大值130×10-6；Rb異常特征：主要分布在工作區北東部，異常規模較小，呈北西向和北東向展布，異常最大值259×10-6；Nb異常特征：主要分布在工作區東部，異常規模中等，呈北東向展布，異常最大值29×10-6；Ta異常特征：主要分布在工作區南東部，異常規模中等，呈北東向展布，異常最大值4.82×10-6。

3.4 綜合異常特征

根據6種元素的疊合程度，在工作區內共圈定5處綜合異常（圖2），其中Ⅱ號綜合異常區位于黑云母二長花崗巖體內，推斷其異常主要由巖體中元素高背景值導致。Ⅰ號綜合異常位于工作區西北部斷裂附近，地勢南高北低，呈近東西向展布，異常面積約950 m2，由Li、Be、Cs組成，Li可見濃度分帶，Li、Be濃集中心相互疊加；Ⅲ號綜合異常位于工作區東部，地勢南高北低，呈近東西向展布，異常面積5100 m2，由Li、Be、Cs、Nb、Ta、Rb組成，其中Li、Be、Rb可見濃度分帶，強濃集中心相互疊加；Ⅳ號綜合異常位于工作區南西部，地勢南高北低，呈近東西向展布，異常面積2850 m2，由Li、Cs、Rb組成，其中Cs可見濃度分帶，元素Li和Cs強濃集中心相互疊加；Ⅴ號綜合異常位于工作區南東部，地勢南高北低，呈近東西向展布，異常面積1660 m2，由Li、Cs、Nb和Ta組成，其中Li可見濃度分帶，元素Li和Cs強濃集中心相互疊加。

4 異常查證

綜合考慮工作區的情況，對Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅳ號綜合異常進行了探槽工程查證，圈定了5條花崗偉晶巖型鋰礦（化）體（圖2），各礦（化）體特征敘述如下[14]：

L1號礦（化）體賦存于花崗偉晶巖中，礦（化）體形態為脈狀，總體走向220～230°，傾向南東，近直立，地表出露長度約20 m，厚2～3 m，圍巖為二云母石英片巖。礦石呈灰白色，細-中粒花崗偉晶結構，塊狀構造，主要含鋰礦物為鋰輝石，含量8%～10%。取樣分析表明其Li2O平均含量0.52%，達到邊界品位。

L2號礦（化）體賦存于花崗偉晶巖中，礦（化）體形態為脈狀，總體走向205～210°，傾向南東，傾角50°左右，地表出露長度約230 m，厚3～5 m，圍巖為二云母石英片巖。礦石呈灰白色，細-中粒花崗偉晶結構，塊狀構造，主要含鋰礦物為鋰輝石，含量8%～12%。取樣分析表明其Li2O平均含量達1.17%，達到工業品位。

L3號礦（化）體賦存于花崗偉晶巖中，礦（化）體形態為脈狀，總體走向45～50°，傾向南東，傾角80°左右，地表出露長度約40 m，厚2～5 m，圍巖為黑云石英片巖。礦石呈灰白色，細-中粒花崗偉晶結構，塊狀構造，主要含鋰礦物為鋰輝石，含量25%～30%。取樣分析表明其Li2O平均含量達2.24%，達到工業品位。

L4號礦（化）體賦存于花崗偉晶巖中，礦（化）體形態為脈狀，總體走向292～300°，傾向南西，傾角80°左右，地表出露長度約140 m，厚2～3 m，圍巖為黑云母石英片巖。礦石具細粒花崗偉晶結構，塊狀構造，主要含鋰礦物為鋰輝石，含量20%～25%。取樣分析表明其Li2O平均含量達1.20%，達到工業品位。

L5號礦（化）體賦存于花崗偉晶巖中，礦（化）體形態為脈狀，總體走向285～300°，傾向南西，傾角60°左右，地表出露長度約150 m，厚2～3 m，圍巖為黑云母陽起石英片巖。礦石具中細粒花崗偉晶結構，塊狀構造，主要含鋰礦物為鋰輝石，含量25%～30%。取樣分析表明其Li2O平均含量達2.14%，達到工業品位。

5 找礦前景分析

已有的勘查及研究成果表明，可爾因地區鋰多金屬礦床主要產于距可爾因復式花崗巖體外接觸帶3-8 km的紅柱石變質帶內。工作區距可爾因復式花崗巖體約3.2 km，區內廣泛發育上三疊統紅柱石片巖，在其西部和南東部已發現有觀音橋和熱達門中型鋰多金屬礦床，1:5萬水系沉積測量表明在該區存在一個以Li為主（具三級濃度分帶），伴生Be、Cs的綜合異常區[10]。因此，該地區是尋找以鋰為主成礦元素，伴生Be、Nb、Ta稀有金屬礦床的有利部位，找礦前景良好[5-6,11]。

通過本次土壤異常查證工作（地表填圖及探槽揭露），在列門地區土壤綜合異常區內共發現了5條花崗偉晶巖型鋰礦（化）體，計算的Li2O遠景資源量達2萬t[14]，說明該地區具較好找尋鋰多金屬礦的潛力。建議進一步對礦化線索進行地表追索，布置激電中梯測量、構造地球化學采樣[15]等物探、化探手段，查明礦化體的可能延伸情況，在此基礎上，擇優開展鉆探工作，驗證礦化體的深部延伸情況。另外，在Ⅲ號綜合異常區西部，靠近L3號礦化體的地區，土壤中Li異常值達1400×10-6，本次工作由于浮土層厚，探槽未能揭露基巖，因此，對該區塊礦化情況不明，建議對該地區開展淺鉆驗證工作，有望進一步實現找礦突破。

6 結論

（1）通過對列門地區開展1∶1萬土壤地球化學測量工作，根據統計結果得出，Li異常規模大，富集程度高，為主成礦元素，找礦潛力巨大。

（2）在列門地區圈定了5處綜合異常，在Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅳ號異常區內共發現5條花崗偉晶型鋰礦（化）體，其Li2O含量高，可進一步開展找礦工作。

（3）Ⅲ號綜合異常區西部土壤中Li異常值極高，但由于掩蓋深，深部情況不明，建議對該地區開展深部找礦工作。