解析找矿成功案例，助力找矿勘查突破（7）——四川甲基卡锂矿

第7期 看看四川甲基卡锂矿的找矿突破

四川省甘孜藏族自治州甲基卡超大型锂矿

付小方（四川省地质调查院）

甲基卡超大型隐伏锂矿的找矿突破，主要得益于“专题研究引领—遥感和填图优选靶区—化探定性【？用来缩小靶区范围和确定主攻矿种】—物探定位【实际是推断构造或脉体的位置而不是直接确定矿体的位置】—钻探验证”的方法组合和流程再造【？】。

2011—2015年，中国地质调查局设置“我国三稀资源战略调查”计划项目，四川省地质调查院承担了“四川三稀资源综合研究与重点评价”二级项目，项目负责人为付小方，在甲基卡稀有金属矿床外围圈定出新的找矿靶区并进行重点验证，总经费1985.00万元。项目基金跟进：2015—2017年，四川省自然资源厅设置了雅江县麦基坦X03锂矿普查，进一步提高储量级别。项目由四川省地质调查院承担，项目负责人付小方，总经费2360.26万元。

二、找矿思路确定

（一）找矿的历史背景或政策

锂作为重要的战略资源，被誉为21世纪的能源金属，锂产品在高能电池、航空航天、可控核聚变发电等领域具有重要的用途，成为全球紧缺矿产资源及国家急需的“新能源”材料，在能源转型和碳中和方面发挥重要作用，锂资源战略地位逐渐凸现，被国家列为关键金属矿产之一。

据美国地质调查局（USGS）2015年发布的数据，全球已探明的锂资源储量约为3978×104t。玻利维亚的锂资源最多（900×104t），其次为智利（大于750×104t）、阿根廷（650×104t）、美国（550×104t）和中国（540×104t）。据美国地质调查局统计，锂在国际市场上的总需求量逐渐超6000t/a，且以大于20%的年需求量增长。国际市场和国内市场对于锂资源的需求呈跨越式增长，导致了锂资源需求量与供给量超差缺口逐年增长。中国是富锂的大国，也是全球最大的新能源汽车生产和消费国。但中国国内却出现了锂矿山陆续闭坑、盐湖锂资源没有得到工业规模的利用等问题，致使中国锂资源缺口进一步扩大，进口比例过高，几乎消耗了世界40%的锂资源，锂原料进口大于74%。

中国伟晶岩型锂辉石矿床成矿条件好、采选冶工艺比较成熟，但中国锂矿资源“集中度不高，掌控力有限，开发程度低，对外依存度高”的形势十分严峻。部署新型战略型金属矿产资源的调查，提供大型-特大型找矿远景预测靶区，研究和预测锂矿资源的增储方向，具有重大的经济意义和战略意义。

我国已划分出12个成锂带、5个锂资源重点勘查评价区。锂辉石的找矿重点在新疆阿尔泰-天山-昆仑山远景区和松潘-甘孜远景区。2011年开始，“我国三稀资源战略调查”等项目陆续圈定出新的找矿靶区并进行重点验证。甲基卡稀有金属矿床外围开展的重点调查评价，至2014年共计新发现锂辉石矿脉11条，其中的X03锂矿脉为1条巨大的锂辉石型稀有金属工业矿脉。该脉新增氧化锂资源量（334）88.00×104t，达超大型规模。四川省地勘基金跟进普查，获得氧化锂资源储量89.48×104t（付小方等，2020）。

四川甲基卡X03锂矿脉等的发现，带动了整个川西地区锂辉石地质找矿的新高潮，中国地质调查局在川西设立了多个调查评价项目，预测仅甲基卡伟晶岩型氧化锂资源储量有望突破500×104t，被“十四五”省矿规确定为国家级能源资源基地提供资源保障。

（二）初始找矿线索、信息

甲基卡地区广为第四系堆积物和草甸覆盖，以往的地质找矿和勘查工作，局限在矿田南部的基岩出露区“就脉找矿”。对中北部第四系覆盖区则涉及很少，工作程度低，找矿难度大，勘查手段较为单一。该二级项目开展以来，对前人资料进行综合分析，发现甲基卡东北部等第四系掩盖区域具有较大的找矿潜力。

1）该区位于甲基卡穹窿体中段的东缘，整体属于钠长锂辉石（Ⅳ型）伟晶岩带范围，变质带为十字石-红柱石带。西侧邻区前人已发现No.309钠长锂辉石矿脉，受控于剪张裂隙，矿权人详勘氧化锂规模已达到大型，具有锂辉石伟晶岩赋存的有利地质背景。

2）前人认为该区第四系是冰碛沉积，伟晶岩、锂辉石矿化伟晶岩转石为冰川漂砾，找矿前景不好。通过大比例尺遥感图像解译和第四系残-坡积寻根溯源转石填图追索，认为该区的第四系非冰碛沉积而是残-坡积物。锂辉石矿化伟晶岩转石的体积、分布量、分布范围与地面伟晶岩露头出露是不相称的，稀少的伟晶岩零星露头难以提供如此多的伟晶岩转石。推断第四系掩盖层之下可能存在大规模锂辉石矿化伟晶岩脉。

3）锂辉石矿化伟晶岩转石分布区的十字石-红柱石动热变岩和近脉的堇青石化蚀变岩的转石也大量分布，预示该区地处成矿有利区。

【体会：

1.根据地质构造环境成矿专属性理论，本区具有稀有元素成矿的绝佳地质构造环境和地球化学环境。（1）规模较大且相对集中的高分异岩浆活动，岩浆岩为S型过铝质-强过铝质花岗岩；（2）由岩浆侵入形成的底辟穹窿体；（3）与底辟穹窿形成有关的大量剪张构造裂隙；（4）十字石-红柱石变质带（与矿是否有关存疑）和近脉堇青石化蚀变岩；（4）大面积分布的锂、铍地球化学块体和异常（文内没有交代）。

2.具有寻找矿锂等稀有元素矿床的关键找矿信息和线索：（1）地表（矿田南部）已经发现一定量的锂辉石伟晶岩脉；（2）其他地区（覆盖区）大量的锂辉石伟晶岩转石；（3）大量的近脉堇青石化蚀变岩转石；（4）已经发现的No.309钠长锂辉石矿脉及其勘查成果；（5）后面讨论进一步说明，X03脉在地表还是有一个小露头。

3.大比例尺遥感图像解译和第四系残-坡积寻根溯源转石填图，否定了转石是由冰川远距离搬运而来的认识，是对本区具有较好找矿前景的有力支持——既然区内（1）有与稀有元素成矿有关的高分异花岗岩基岩出露，（2）也有伟晶岩和锂辉石矿化伟晶岩脉出露，只是露头不多——为什么还认为那些伟晶岩、锂辉石矿化伟晶岩转石是外来的呢？大量的转石为什么刚好集中出现在这个地区？那些转石具有冰川漂砾的典型特征吗？按理说，不应该形成转石是冰川漂砾的认识。可见，错误的地质认识影响了对成矿潜力的判断，扎实的基础地质工作（填图）改变了这一认识，突显出了详实基础地质工作的重要性。

特殊地质体（花岗伟晶岩脉）的反射波谱特征以及在地表零星的露头和大量一定规模的转石分布，决定了大比例尺高精度遥感解释可以发挥作用。如果露头极少，转石小且少，遥感的作用也有限。主要还是靠详细的地质填图】

（三）找矿思路的确定及依据

新发现（？）富锂辉石细粒碱长花岗岩矿石类型。建立了不混溶Li-F花岗岩浆—复式穹窿—开放裂隙控矿—细晶花岗岩锂矿+伟晶岩锂矿“四位一体”的成矿模式，拓展了找矿空间，指引了找矿方向。以第四系隐伏矿脉为对象，集成多种找矿勘查技术方法，以区内找矿线索和信息为前提，确定该区锂矿的找矿思路。以地质成矿模型为先导，开展地表矿化转石、动热变质带和矿化蚀变、构造填图，研究区内的地质特征与区域进行对比，且基于高精度布格重力数据，建立隐伏花岗岩穹丘三维模型，显示隐伏花岗岩株（枝）形成多中心小穹窿周缘是有利找矿部位，进一步明确找矿地段；开展化探找矿工作，确定异常区域；选择适当的物探方法，推断矿脉延伸（深）；评价资源远景，开展全面找矿及钻探验证工作。

【体会：这一是套找矿的组合拳。

A.结合大比例尺高精度遥感解译，开展基岩露头和各类转石专项地质填图。（1）搞清基岩特别是花岗岩体和不同类型转石分布及其间的相互关系和对应规律；（2）查明由岩浆侵入形成的岩浆穹隆的空间分布特征；（3）尽可能了解与穹隆有关不同方向构造和裂隙的分布特征；（4）尽可能搞清楚变质带、蚀变带空间展布特征和分带规律等。

B.对已发现和勘查矿脉地质特征的深部解剖和研究（相当于典型矿床研究）。这一点也很重要，有利于深化认识矿脉赋存的地质背景、产出规律、蚀变分带规律、矿物组合特征等，支撑建立成矿模型，指导靶区优选。

C.选定适用的物探方法，并合理部署。（1）解译推断花岗岩穹隆构造体的空间（平面上和垂向上的）位置、分布、产状与形态；（2）解译和推断对较大规模的伟岩晶脉和构造分布特征和规律；（3）物探工作开展前应该在已发现矿脉、岩脉和岩体上进行方法适宜性试验，为后期的成果解释提供依据和参考。

D.在上述工作基础上，根据地质构造环境对成矿的基本控制，加强综合研究和对比分析，选定有利地区布置地表和深部工程验证。

对照前述地质构造环境分析，结合本区实际情况（地表有一定覆盖，基岩露头少，转石大量发育），找矿方法组合还有优化空间。例如，化探工作可视情开展。由于地表覆盖，加上大量转石影响，会对大比例尺的化探测量成果的应用带来不确定性。物探工作也不必什么方法都上。不过，方法选对、部署合理的物化探测量成果，并与地质调查填图结果结合运用，也有意义。】

三、技术方法选择

根据初步确定的找矿思路，确定了下述主要技术方法。

（一）遥感解译结合第四系残-坡积转石填图

在遥感【在本区有一定意义。结合详细填图和对解译成果的野外查证，可以发现更大范围内的伟晶岩脉出露点或转石堆，对拓展面上找矿有很大价值。如果在伟岩晶脉裸露的地区，高精遥感解译应该是一种十分高效的查脉找脉手段】影像上，区内花岗伟晶岩-细晶岩及其残-坡积转石堆，常表现为亮白色、浅色调、高反射率，呈线性分布，可进一步缩小研究区域。

第四系残-坡积转石填图重点填绘与研究【这项工作十分必要，不可或缺】晶岩转石分布规律、大小、矿化情况，十字石、红柱石动热变质带（转石）范围及堇青石分布特征，进一步圈定成矿区段。

（二）地球化学确定含矿性及区域

【体会：不知道实际矿床发现位置与化探异常位置对应怎么样？看来，本区确具有铍，锡，铷，铯等异常。在找矿中也要注意这些元素成矿的可能性。采取的样品中，这些元素的含量也应该测试，开展综合找矿。从后面的介绍看，实际上也是这么做的。好！】

（三）大比例尺重力和磁法测量

对于第四系掩盖区域较大的甲基卡地区，如何推断岩体和伟晶岩就位空间成为找矿过程中的较大难题，甲基卡地区不同岩矿石在密度、磁性上具有差异。【从介绍看，具有重，磁，电法运用的地质前提】

锂辉石矿物密度最高，致使含锂辉石伟晶岩密度平均值比花岗伟晶岩、细晶岩、二云母花岗岩、片岩大；花岗岩和伟晶岩、变质砂岩、片岩磁化率及剩余磁化率也有差异，花岗岩和伟晶岩数值介于变质砂岩和片岩之间。

推断解释认为重力异常较低的区域可能存在较大规模低密度的酸性侵入岩，较高的区域可能存在较厚高密度的各类片岩或变质砂板岩；并结合巴罗式动热变质带、Li元素异常分布以及音频大地电磁测深，推断下部有南北向的隐伏花岗岩体存在，低磁异常应主要由花岗岩、伟晶岩引起；正常场或相对高异常应是由片岩引起；高磁异常则主要由砂岩（变质砂岩）引起。这为后续找矿指明了方向。

（四）电法测量

区内含锂辉石伟晶岩、花岗伟晶岩、花岗岩和各类片岩的视电阻率具有明显差异：锂辉石花岗伟晶岩有较高的视电阻率7390~13290Ω·m，平均为10205Ω·m；片岩围岩的视电阻率为1780~5120Ω·m，平均为3068.9Ω·m，两者间有较大的物性差异，为1∶5000电法测量手段的开展提供了可行依据。1∶5000电法测量以高阻体为目标，视电阻率大于4000Ω·m条带状异常可推断为伟晶岩，推断高阻体的空间分布、规模和产状参数等，起到对伟晶岩的定位作用。

【后面说的探地雷达的使用原理及效果，介绍一下更好】

（五）钻探验证

钻探验证是对地质、物探、化探综合信息的最终验证，是水到渠成的方法选择。由于采用选择的方法技术有效，钻探验证成功率高，钻孔见矿率为86.96%，验证成果估算氧化锂资源量达超大型，为进一步跟进勘查打下了扎实基础。

探索建立了“综合研究（模式指导）【不如叫成矿控制分析】—遥感解译和残-坡积溯源追索填图—重磁测量查明隐伏岩体和伟晶岩脉就位空间—优选靶区—(电法定位化探定性解释推断靶区异常—探地雷达探测和取样钻探大致查明矿脉浅部边界—面中求点)【这一部分工作似可优化】钻探验证”【基本上是按前述思路部署的，成效也是明显的 】的综合找矿方法，为第四系掩盖区稀有金属找矿提供了技术示范。

四、勘查发现过程

（一）矿床发现和勘查过程

甲基卡锂辉石矿床是1959年经群众 矿，甘孜队初步确定了其工业意义。1965—1972年，经404队、402队地质勘查，发现了花岗伟晶岩脉498条及矿化露头。目前发现的X03矿脉为前人发现的数平方米的1个矿化准露头。【还是有露头！已发现的伟晶岩脉也不少】

1993—2002年，侯立玮、付小方在川西及甲基卡开展了“扬子地台西缘穹窿状变质体与成矿”研究，揭示了雅江北部甲基卡等花岗底群穹窿变形变质与成矿特点。

2003年，王登红、付小方、李建康在甲基卡一带开展了伟晶岩型稀有金属成矿规律研究。2011年，“我国三稀资源战略调查”项目将四川甲基卡花岗伟晶岩型稀有金属矿床外围成矿远景调查作为主要工作。

2012年，“四川三稀资源综合研究与重点评价”项目组在甲基卡稀有金属成矿区外围开展了选区研究，通过对该区已有资料的全面综合分析以及野外专题研究与地质填图，在甲基卡外围新发现了11条锂辉石矿化脉【后期对这11条脉开展了勘查工作吗？进展如何？】，圈定了重点评价区，并制订了重点评价的部署方案。【体会：从1999-2012年的调查与研究，一是坚定了在本区找矿的信心，二是新发现了若干找矿线索，三是理论上形成了一些认识。】

2013—2015年，运用地质填图、物探、化探等综合地质找矿方法，在第四系掩盖区下新发现一条被命名为X03的巨大锂辉石稀有金属工业矿体【体会：是不是在前面提到的前人发现的数平方米的1个矿化准露头X03脉的基础上确定？如果是，应该说针对X03脉的勘查找矿勘查取得了重大进展或突破——本质上还应算是就脉找矿。也许当时认为，附近的309脉有矿，且资源量很大，邻近的X03脉应是首选攻关对象。于是，搞清主体处于隐伏状态的X03脉的具体规模、产状、矿化情况就很关键。后来的勘查成果也证明，它们是相连的。虽然是就脉找矿成果，但仍然是重大突破】。经专家认定，新增氧化锂资源量达到超大型规模，共生、伴生的有铌、钽、铷、铍、铯等稀有金属及锡【证明化探异常元素都有成矿潜力】等。四川省地质勘查基金跟进勘查，探获氧化锂资源储量89.48×104t（川自然储量备字〔2020〕131号）。

2016—2018年，项目组继续对甲基卡东北部第四系掩盖区进行找矿勘查工作，并再次取得了找矿突破，在甲基卡地区新增氧化锂资源量达到25.77×104t，达大型规模。另在石渠县扎乌，发现并预估氧化锂远景资源量50.84×104t。【由于省资源储量备案在2020年，是不是包含了从2015-2018年的两期勘查成果？】

从技术力量上讲，中国地质科学院矿产资源研究所、四川省地调院“三稀”研究的专家全力以赴，联合了四川省地矿局颇具“三稀”项目实力的四川省地质矿产公司，同时联合了一家非投标单位——西南科技大学，组成了“四位一体”项目组。对于这样的联合团队，侯立玮教授级高级工程师、付小方教授级高级工程师、王登红研究员、袁蔺平高级工程师、梁斌教授、郝雪峰高级工程师等倾注了极大的心血，“传、帮、带”，老、中、青相结合，他们将智力资源与体力能力发挥到了极致。

项目组在较短的时间内实现了地质科研与地质找矿的有机结合和转化，建立了以“三稀”专题研究引领—遥感解译和地质填图手段优选靶区—地球化学定性—地球物理方法定位—钻探验证【与前面（五）的总结有点差异，但总体内容差不多】等一套行之有效的找矿评价技术方法和流程，为隐蔽型稀有伟晶岩矿找矿提供了技术示范，同时总结找矿规律和找矿标志，带动面上找矿工作。

（二）找矿思维、找矿认识的变化过程以及依据

综合找矿模型的定义目前尚不统一，有人强调使用“模式”而慎用“模型”，也有人（肖克炎等，1994）认为“模式”主要是对客观事物内在联系、内在机制的深入研究，具有高度理论概括意义；“模型”则强调应用，是对事物具体属性的刻画与描述。综合找矿模型是指对地质、地球物理、地球化学等多源信息的有机综合与研究，从中抽象出矿产资源体可能存在的控矿因素、找矿标志、找矿准则和矿化信息的概念或图表模型（施俊法等，2010）。【体会：综合找矿模型应该是理研究分析与找矿勘查成功经验总结的结合，并以后者为主，特别是在成矿理论研究还不深入，成矿控制和成矿规律分析还不到位的情况下。二者密切结合时，会更好。】

1.尊重客观规律

找矿过程本身就是对具体的找矿标志及矿化信息的综合研究,不涉及成矿作用的内在机理【体会：在找矿之初或早期找矿中确实如此，可能对找矿标志信息的综合研究都谈不上——但科学家找矿不应该这样。需要在区域地质调查和相关科研成果基础上，对相关地区在构造演化过程中形成的地质构造环境及其中发生的重大地质构造事件有全面系统认识，对环境中可能发育的成矿系统及环境的成矿专属性特征有深入分析。在此基础上，可对已发现找矿标志和信息的找矿意义和价值进行科学评价并运用好】。一般来说，内生矿床的主要控矿因素、矿化蚀变类型、地球化学元素分布特征，以及地球物理场特征，相对是能够直接被人们所观察认识的【体会：这些通常是非常直接、关键和具有立竿见影意义的找矿信息，确实重要。它们往往是成矿主因主导律的直观反应或表现，背后反映的是矿床形成的主因主导因素。】，因此，找矿的目标对象是一种对客观信息的反映。例如，对矿床具有一定重磁吻合异常及高阻高极化等找矿物性特征的总结，就是具体矿床地球物理场的客观反映。从方法手段的选择上来说，应保持各种技术方法所提供信息的客观性【体会：方法的适用性，适宜性，有效性永远是主导的】，对一些成因不清或争议较大的因素，应予慎重考虑【体会：宝贵的经验，实事求是的分析。很重要】。

2.信息的完整性

3.层次性和程序性

众所周知，矿田、矿床、矿体的找矿标志或准则，以及不同的勘查阶段，所采用的勘查技术方法和勘查手段是不一样的。因此，不同勘查对象、不同勘查阶段及勘查手段的层次性和流程性，决定了所建模型的内容也不相同。一般较大规模的成矿地质背景和条件，通常可以作为矿带、矿田的找矿准则，而较小规模的控矿地质条件则可以作为矿床、矿体的找矿标志。

地球物理、地球化学找矿信息，对于不同层次勘查对象是不一样的。按勘查比例尺可大致分为一般性总结模型，矿带、矿田找矿模型及详细矿床、矿体找矿模型。在区域上以发现矿带、矿田、矿床为目的的找矿预测中，建模主要是研究航磁、重力、遥感、分散流、土壤化探等找矿信息。模型层次性还体现在模型信息是可以相互交换的，不同层次模型可以相互关联【更重要的，是需要相互映证】。

【体会：以上分析讲出了地质构造环境对成矿层次性基本控制对找矿勘查的重要指导意义。这一指导意义既表现在对成矿条件的理解和认识上，也表现在找矿标志信息的定性和运用上，还表现在下面将要讨论的找矿技术方法的选择及其成果的分析上】

4.综合性

综合找矿模型，是在成矿规律研究的基础上，通过对各种单一找矿模型（如地质找矿模型、地球物理找矿模型、地球化学找矿模型、遥感找矿模型等）的综合分析，概括总结确定的各种控矿因素、找矿标志、找矿方法及其最佳组合。

由于不同勘查阶段，信息获取的方法手段和内容有所不同，加之各