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资源量超百万吨!我国科学家在喜马拉雅发现超大型锂矿

锂矿,素有“白色石油”之称,是一种极其稀有的白色轻金属资源。目前,我国锂资源75%依靠进口。随着全球新能源产业的发展,锂资源需求量急剧增加。

日前,记者从中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称中科院地质地球所)获悉,该研究所青藏高原科学考察研究团队在喜马拉雅琼嘉岗地区发现了超大型锂矿。

该锂矿被认为“有望成为继南疆白龙山、川西甲基卡之后的我国第三大锂矿”,是“喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩锂矿”。相关成果发表于《岩石学报》。

就琼嘉岗超大型锂矿的一些问题,《中国科学报》独家专访了科研团队负责人、中科院矿产资源研究重点实验室主任秦克章研究员。

科学家是如何找到超大型锂矿的?

“我们在突破传统认知的科学理论的指导下发现了这个矿。”秦克章说。

他表示,此前,该锂矿之所以未被发现,主要是因为传统观点认为,喜马拉雅大面积淡色花岗岩的成因为沉积岩重熔、原地侵位,通常不作为找矿目标。

“青藏高原南缘东西延伸超过2500公里的喜马拉雅造山带中出露大规模的新生代淡色花岗岩,早已被第一次青藏科考所认识,但40多年来从未被作为稀有金属的找矿目标。”秦克章告诉《中国科学报》。

中科院地质地球所吴福元院士研究团队经过十多年的考察研究,于2015年创立淡色花岗岩高分异成因理论,系统性提出喜马拉雅淡色花岗岩是高度结晶分异的花岗岩,是异地深成侵入体,这意味着该区域淡色花岗岩具有良好的稀有金属成矿潜力。该理论打破了传统观点。

“基于吴福元院士的新理论,我们开始在喜马拉雅淡色花岗岩带寻找稀有金属矿。”秦克章说。

随后,多家单位对区域岩体进行考察,发现20余处岩体含有稀有金属矿化,金属组合以铍―铌―钽(锡―钨)组合为主,其中错那洞锡―钨―铍矿床经评价达大型规模。尽管在为数不多的4处伟晶岩中发现了锂辉石矿物,但未发现具有工业价值的锂矿体。

针对喜马拉雅地区富铍贫锂的现状开展进一步研究,2020年,秦克章在对比总结我国阿尔泰、东秦岭稀有金属成矿带锂、铍矿共生分离规律的基础上,提出了“向强分异花岗岩的更远端、更高处找锂”的科学预判,优选远景区作重点检查,并在2021年夏季找到了锂矿。

超大型锂矿在哪里?

“我们在喜马拉雅穷家岗峰南西3000米的位置发现了这个锂矿。”秦克章说,出于赋予美好愿望的想法,科研人员根据“穷家岗”的谐音将锂矿取名为“琼嘉岗锂矿”。

秦克章介绍,他们发现了40余条宽度从10米到近百米的锂辉石伟晶岩带,它们组成了4条岩脉群和4条矿带。

“琼嘉岗锂矿的地表露头情况很好,因此我们可以清楚地看到长度、宽度和地表露头落差。4条矿带长度都超过1000米,其中2条矿带宽度大约在100米,集中分布在5390米至5581米的高海拔地区。”秦克章说。

超大型锂矿有多“大”?

一般来说,“大型”的锂矿所含的氧化锂资源在10万吨以上,那么,被称为“超大型”的琼嘉岗锂矿究竟有多“大”?

秦克章向《中国科学报》表示,矿体中氧化锂资源可达101.25万吨,“这个数值是根据保守估算的矿体体积和氧化锂资源含量算出来的”。

“之所以说‘保守’,是因为我们在估算锂矿体积时,长度只取了实际长度的2/3,宽度只取了实际宽度的1/2,厚度只取了推断深度的1/2,也就是说,总体积只取了1/6。”秦克章说。

在氧化锂含量方面,秦克章介绍,科研团队共选取了具代表性的59件样品,选取体积较大、结构具有代表性且矿物分布较为均匀的区域进行切割、粉碎,且单件碎样重量不低于1千克,然后,他们将每件粉末样充分混合均匀,最后按照测试所需的样品量取样测试。

分析结果显示,氧化锂含量平均值为1.30%。“全岩微量元素是在澳实矿物实验室和武汉上谱分析科技有限责任公司分别进行测试的,并在中科院地质地球所实验室复验,微量元素测量的相对误差小于10%。”秦克章补充说。

是否存在争议?

琼嘉岗锂矿发现的系列文章于2021年11月发表在中文学术期刊《岩石学报》上。

“在论文刊发之前,一些同行听说琼嘉岗锂矿的规模之后产生了质疑,因为这么大规模的伟晶岩稀有金属矿床,在国内乃至国外都屈指可数。”秦克章说。

秦克章表示,论文刊发之后,上述质疑在很大程度上得以消除,但此后的争议开始集中于“为什么预估矿体体积时只取1/6”。

“很多人细读文章后问我,‘为什么折扣打这么大’‘为什么不取1/3、1/2’,我说,‘取1/3其实也可以,但取1/2有点太乐观了’。”秦克章说。

他表示,之所以预估矿体体积时只选1/6,是因为他们认为初期还是应该更谨慎一些。“矿体里面的情况现在是看不到的,刚开始算少一点没关系,如果以后发现品位更好、规模更大,当然更好了。”

此外,记者了解到,《岩石学报》由中科院主管,中国矿物岩石地球化学学会和中科院地质地球所主办,被《科学引文索引》(SCI)收录,2021年复合影响因子为3.316。

对于此次发表的论文,期刊匿名评审认为,“这是喜马拉雅地区稀有金属找矿勘查的巨大突破”,“不仅对于认识淡色花岗岩稀有金属成矿作用具有重要的科学价值,而且对于找矿勘查同样具有突出的实践意义”。

工业价值如何?

新发现的锂矿被科研团队评价为“喜马拉雅首例具有工业价值的伟晶岩锂矿”。那么,它的工业价值究竟如何?

秦克章表示,一般认为,氧化锂资源含量超过0.8%时,锂矿就具有开采的工业价值,他们采集的59件样品中,有44件样品的氧化锂资源含量达到了工业品位(0.8%以上),其中最高的一件样品的氧化锂资源含量达到了3.3%。

此外,他告诉记者,矿体中除氧化锂之外,还有约3.98万吨铍资源,达到大型规模;约2358吨氧化钽资源,也达到大型规模;约7074吨氧化铌资源,为小型规模。而且,琼嘉岗矿体中90%以上的矿物组成为石英、钾长石和钠长石,以及部分云母,在新疆可可托海矿山这些矿物分别被用于制造玻璃、陶瓷和绝缘材料,该区主要造岩矿有望被有效利用,产生相应的经济效益,并大大减少废物排放。

具备开采条件吗?

论文中,科研团队提出“喜马拉雅带有望成为中国最重要的稀有金属矿产资源储备基地”。那么,琼嘉岗锂矿是否具备开采条件?

“琼嘉岗锂矿具有良好的开采条件。”秦克章回应,“锂辉石颗粒较粗大,大约有10厘米至20厘米,属于宜选矿石;矿区所在地交通便捷,已经通了乡村水泥路;处于正地形,有利于开采;矿体裸露,无需深挖;远离珠穆朗玛峰核心自然保护区。”

不过,他表示,目前该锂矿还处在初级“预查”阶段,只是基本确定矿体分布范围及有用元素类别与含量。一个矿从发现到开采,一般要经历预查、普查、详查、勘探四个阶段,其中预查是为了确定矿所在的位置和大致情况,普查是通过工程手段排除预查阶段的不确定性,详查是为了探明矿床的可利用性,勘探是为了确定具体的开采方案。

对于下一步的工作,秦克章表示,科研人员还将丰富和完善高分异花岗岩稀有金属成矿理论体系与找矿标志,对锂矿所在区域进一步开展科学考察研究及寻找新的含锂伟晶岩,以确定琼嘉岗锂矿及周边能否形成一个更大的完整锂矿带,从而为将我国喜马拉雅地区建设成为新的锂铍稀有金属资源战略接替基地作出更大贡献。

相关论文信息:

https://doi.org/10.18654/1000-0569/2021.11.02

https://doi.org/10.18654/1000-0569/2021.11.06

本文转自《中国科学报》