世界鹽湖鹵水型鋰礦特征、分布規(guī)律與成礦動(dòng)力模型
劉成林１，２），余小燦１），袁學(xué)銀１），李瑞琴１），姚佛軍１），沈立建１），李強(qiáng)３），趙元藝１）
１）中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，１０００３７；
２）青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海格爾木，８１６０００；
３）江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局９０２地質(zhì)大隊(duì)，江西新余，３３８００0
內(nèi)容提要
鹵水鋰礦在世界探明的鋰礦總資源量中占比達(dá)６５％，由于其易于開采，成本較低，其鋰鹽產(chǎn)品占總鋰鹽產(chǎn)品的７５％左右。世界鹵水鋰礦主要產(chǎn)于現(xiàn)代鹽湖，這些鹽湖分布于世界三大高原：中國青藏高原、南美西部安第斯高原和北美西部高原，形成了三大鹽湖鹵水鋰成礦區(qū)。中國青藏高原鹽湖主要包括西藏中北部和柴達(dá)木盆地鹽湖，鹵水鋰（ＬｉＣｌ）資源量為２３３０萬ｔ；南美西部安第斯高原鹽湖，涵蓋玻利維亞、智利和阿根廷鹽湖，鋰（Ｌｉ２Ｏ）資源量為２３００萬ｔ；北美西部高原鹽湖鹵水鋰礦（Ｌｉ２Ｏ）資源量為５５０萬ｔ。同時(shí)，中國華南地區(qū)在中生代晚期可能也是高原環(huán)境，高原地貌孕育了大量鹽湖，并形成了一些富鋰鹵水礦。這些高原的形成與隆升都起因于板塊俯沖及陸陸碰撞：南美安第斯高原和北美西部高原是太平洋板塊向美洲板塊俯沖－增生造山形成的，中國青藏高原是印度板塊向歐亞板塊俯沖－陸陸碰撞形成的，而中國華南古高原則可能與古太平洋板塊向亞洲大陸俯沖作用有關(guān)。板塊俯沖及陸陸碰撞作用，一方面形成高原地貌，擋住了來自大洋的水汽，從而導(dǎo)致高原內(nèi)部降水減少，形成干旱氣候，引發(fā)強(qiáng)烈蒸發(fā)作用；洋殼俯沖至上地幔之后，由于脫水和部分熔融導(dǎo)致其中的氯、鉀、鋰和溴等揮發(fā)分進(jìn)入巖漿并被帶到地殼淺部富集；板塊俯沖－碰撞作用形成大量構(gòu)造盆地，同時(shí)，巖漿活動(dòng)又引起大量溫?zé)崛顒?dòng)，高溫水－巖反應(yīng)將地殼中大量鋰等成礦物質(zhì)釋放出來，匯入盆地并通過蒸發(fā)濃縮形成富鋰鹽湖。上述構(gòu)造、氣候和物源等成礦要素的耦合，最終導(dǎo)致高原鹽湖鹵水富鋰成礦。綜合世界鹵水鋰礦特征與成礦作用，提出鹽湖鹵水鋰成礦動(dòng)力學(xué)模式。
關(guān)鍵詞：鹽湖；鹵水鋰礦；板塊俯沖；青藏高原；安第斯高原；美國西部高原
鋰是戰(zhàn)略新興礦產(chǎn)資源，是重要的關(guān)鍵金屬元素，在儲(chǔ)能材料、絕熱材料、潤滑劑、輕質(zhì)合金等領(lǐng)域具有廣泛的用途。近年來隨著新能源革命在世界范圍內(nèi)興起，新能源汽車成為汽車工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，而鋰是制造新能源汽車電池的重要原料之一，需求量呈爆炸式增長。全球鋰資源總量豐富、成礦類型多樣，但分布不均。鋰資源主要分布在智利、波利維亞、中國、阿根廷、美國及澳大利亞。
目前，全球已開發(fā)利用的鋰礦資源分為鹽湖鹵水型和硬巖型兩大類，其中鹵水鋰礦探明資源儲(chǔ)量占總鋰礦探明資源的量６５％。可見，世界鋰礦資源主要產(chǎn)于第四紀(jì)或現(xiàn)代鹽湖，它們分布于世界三大高原，即南美西部安第斯高原、北美西部高原以及中國青藏高原（圖１），形成三大高原鹵水型鋰礦床的成礦區(qū)。２０１７年全球鋰鹽產(chǎn)量４３萬ｔ，其中鹽湖鹵水提取的鋰產(chǎn)品占世界鋰產(chǎn)量的７５％，主要產(chǎn)量來自南美鹽湖富鋰鹵水，具有很低的鎂／鋰比值，易于提取。此外，近年中國華南地區(qū)也勘查發(fā)現(xiàn)一些富鋰鹵水資源或礦床，如江陵凹陷、潛江凹地和吉泰盆地；綜合研究提出華南地區(qū)在白堊紀(jì)—古近紀(jì)時(shí)期可能存在高原鹽湖環(huán)境，并形成了一個(gè)古鹽湖鹵水鋰成礦區(qū)。
世界三大高原的形成均與板塊俯沖、碰撞作用有關(guān)。南美、北美西部的科迪勒拉（Ｃｏｒｄｉｌｌｅｒａｎ）造山帶高原的形成與太平洋板塊向美洲大陸俯沖作用有關(guān)，此造山帶形成于洋－陸俯沖的增生型造山環(huán)境。而青藏高原的隆升則與特提斯洋俯沖、尤其始于５５±５Ｍａ印度板塊向歐亞板塊陸陸碰撞，使青藏高原不同塊體在新生代隆升數(shù)千米，形成了宏偉的高原地貌。
圖１世界主要鹵水鋰礦分布區(qū)
Ａ—世界高原地貌及鹽湖鹵水鋰礦分布；Ｂ—南美西部安第斯高原富鋰鹽湖分布；Ｃ—鹵水 Ｌｉ礦在南北半球干旱帶分布；黑框?yàn)辂u水鋰礦分布區(qū)；紅點(diǎn)為鹵水鋰礦床位置
華南早古生代造山帶，屬于陸內(nèi)造山帶，但在中生代以來中國東部乃至華南地區(qū)也可能出現(xiàn)高原地貌或存在沿岸高山，這也可能與古太平板塊向亞洲大陸的洋－陸俯沖作用有關(guān)。
由上可見，在板塊俯沖構(gòu)造帶上有利于鹽湖鹵水鋰礦的形成。為此，本文綜合研究世界鹽湖鹵水鋰礦特征、盆地構(gòu)造、分布規(guī)律、物質(zhì)來源與富集成礦作用，總結(jié)建立鹽湖鹵水鋰的成礦動(dòng)力學(xué)模型，以企為國內(nèi)鹵水鋰礦找礦勘查提供理論參考。
１北美西部高原鹽湖鹵水鋰礦特征
在北科迪勒拉造山帶，即北美板塊西部的落基山脈等山間及裂谷盆地中，發(fā)育很多第四紀(jì)鹽湖，其鹵水富含鋰鉀溴等元素，著名鹽湖有西爾斯湖（ＳｅａｒｌｅｓＬａｋｅ）、大鹽湖（Ｇｒｅａｔｓａｌｔｌａｋｅ）及銀峰鹽湖（ＳｉｌｖｅｒＰｅａｋ）等構(gòu)成了“北美液體鋰鉀成礦區(qū)”。ＵＳＧＳ（２０１３）統(tǒng)計(jì)，美國鹽湖鋰（Ｌｉ２Ｏ）資源／儲(chǔ)量５５０萬ｔ。
這些鹽湖普遍具有富鋰、低鎂的特點(diǎn)，鎂／鋰比很低，并且鉀、硼、銣、銫等元素也達(dá)到了工業(yè)或綜合利用品位（表１）。
表１北美西部高原富鋰鹽湖鹵水化學(xué)成分平均值
北美西部鹽湖的成礦物質(zhì)，主要來源于周圍流紋巖和凝灰?guī)r的風(fēng)化淋濾，并且與盆地內(nèi)熱泉活動(dòng)密不可分。例如美國西部內(nèi)華達(dá)州 Ｃｌａｙｔｏｎ谷地鹽湖鹵水鋰可能來自富鋰的火山灰或流紋巖的風(fēng)化產(chǎn)物；也有觀點(diǎn)認(rèn)為，美國內(nèi)華達(dá)干鹽湖晶間鹵水鋰主要來自高溫水－巖（火山巖）反應(yīng)及本地的熱泉活動(dòng)，而不是來自地表物質(zhì)的低溫風(fēng)化產(chǎn)物。Ｌｏｗｅｎｓｔｅｉｎｅｔａｌ．通過對(duì)鹽湖更新統(tǒng)石鹽流體包裹體組成分析，反演古湖水化學(xué)組成，也證實(shí)了１Ｍａ前，巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的流體對(duì)西爾斯鹽湖鹵水組成具有重要影響。
克萊頓谷銀峰鋰礦（ＳｉｌｖｅｒＰｅａｋ）：克萊頓谷是美國內(nèi)達(dá)華州中西部的一個(gè)中型尺度的裂谷，谷內(nèi)干鹽盆面積約１００ｋｍ2，表面流域面積約１３００ｋｍ2。干鹽盆四周被山脈所包圍，海拔從干鹽盆面１３００ｍ變?yōu)槲鞑裤y鋒山脈中派珀峰２８８０ｍ。盆地周緣新近紀(jì)火山巖中鋰元素含量高達(dá)２２８×１０－６，盆內(nèi)新近系凝灰質(zhì)的湖相沉積物中鋰元素含量高達(dá)１３００×１０－６，平均１００×１０－６，干鹽湖沉積物中鋰 蒙 脫 石 鋰 元 素 含 量 ３５０×１０－６～１１７１×１０－６。熱泉水沿著盆地西部的銀鋒斷層流入，其中鋰元素含量２４～４３ｍｇ／Ｌ。鹵水鋰元素含量從１００～３００ｍｇ／Ｌ，平均值為１６０ｍｇ／Ｌ。銀 峰 鋰 礦 是 世 界 上 最早開發(fā)的鹵水鋰礦。
西爾斯湖鋰礦（ＳｅａｒｌｅｓＬａｋｅ）：西爾斯湖位于加利福尼亞州的西爾斯河谷中部，為一封閉構(gòu)造洼地，周圍環(huán)繞著大小不等的山嶺。湖呈梨形狀，面積約１００ｋｍ２，南北長１５ｋｍ，東西寬１１ｋｍ；它是一個(gè)第四紀(jì)干鹽湖，湖區(qū)海拔高度為４９５．１２ｍ；處于典型的干旱沙漠型氣候，晝夜溫差大，年 平 均 蒸 發(fā) 量 為９６０ｍｍ，年降雨量僅７６～１０２ｍｍ。西爾斯湖是位于河谷的５個(gè)鏈狀湖的第三個(gè)，這些湖在中—晚更新世（約３３０ｋａ前）都接受來自內(nèi)華達(dá)山 脈 西 側(cè) 的 歐 文 斯 （Ｏｗｅｎｓ）河 補(bǔ) 給 （ＵＳＧＳ，２００９）。歐文斯河水在進(jìn)入西爾斯湖之前受到了與巖漿活動(dòng)有關(guān)的熱液影響。晚更新世是雨量變化甚大的地質(zhì)時(shí)期，隨著氣候逐漸干燥，蒸發(fā)量大于降雨量，經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)間環(huán)境變化后，西爾斯湖演變成了鹽湖。西爾斯鹽湖區(qū)沉積層，從下到上，蒸發(fā)巖礦物從以天然堿和重碳酸鈉鹽為主，逐漸增加了硫酸鹽和硼酸鹽礦物，到了上鹽層則以巖鹽為主，天然堿次之，并出現(xiàn)了較多的碳酸芒硝（碳鉀鈉礬）。西爾斯湖鹽層孔隙約２５％，晶間鹵水水化學(xué)類型為碳酸鹽型。鹵水層的埋藏深度：上層鹵水為９～２０ｍ；中層鹵水為２５～４０ｍ；下層鹵水為６５～１４０ｍ。上 層 鹵 水 ＫＣｌ含 量 為 ５．０２％、ＬｉＣｌ含 量 為０．０４３％，下 層 鹵 水 ＫＣｌ含 量 ２．９４％、ＬｉＣｌ含 量０．０１７％，上部鹵水鋰達(dá)工業(yè)品位，下部可以綜合利用?？傊?，西爾斯湖的鹵水化學(xué)成分復(fù)雜，多種元素均達(dá)到工業(yè)品位。
索爾頓海鹽湖鋰礦（ＳａｌｔｏｎＳｅａ）：在美國加利福尼亞州索爾頓海鹽湖東南的科學(xué)鉆探中，鉆遇高溫（２７０～３７０℃）熱鹵。索爾頓湖谷地是加利福尼亞海灣構(gòu)造裂谷向北往陸地的延伸部分，該谷地為一活動(dòng)構(gòu)造，圣安德烈斯斷層的某些分支由西北部伸入谷地。索爾頓海地下 鹵 水 埋 深 １８６５～３１７０ｍ，熱儲(chǔ)溫度３０５±５℃，鹵水化學(xué)類型屬于Ｎａ－Ｃａ－Ｋ－Ｃｌ型即氯化鈣型，Ｋ＋含量１８９００～２２２００ｍｇ／ｋｇ，Ｃａ２＋含量 ３６１００～４２４００ｍｇ／ｋｇ，Ｌｉ＋含量２４１～２８３ｍｇ／ｋｇ，高于一般地表鹽湖鹵水的，以“高鈣”為其特征，鎂／鋰比值很低，為０．１８左右；硫酸根和碳酸氫根很低，還富含重金屬元素。目前，索爾頓海深部鹵水的開采對(duì)象主要是地?zé)?、金屬鋅和硅，根據(jù)供鹵量估算，索爾頓海每年可回收金屬鋰６４６０～３１５８０ｔ。
２南美安第斯高原鹽湖鹵水鋰礦特征
在南科迪勒拉造山帶南美板塊西部安第斯高原中，分布有尤烏尼（Ｕｙｕｎｉ）、阿塔卡瑪（Ａｔａｃａｍａ）、霍姆布雷托（ＨｏｍｂｒｅＭｕｅｒｔｏ）等１０個(gè)主要富鋰鹽湖（Ｍｕｎｋｅｔａｌ．，２０１６），它們構(gòu)成了“南美液體鋰鉀成礦區(qū)”。ＵＳＧＳ（２０１３）統(tǒng)計(jì)，南美 安 第 斯 高 原 智 利、玻利維亞和阿根廷鹵水鋰（Ｌｉ２Ｏ）探明資源／儲(chǔ)量合計(jì)達(dá)２３００萬ｔ。
這些鹽湖鹵水鎂／鋰比值普遍很低，同時(shí)富含其他成礦元素（表２），并且與北美西部鹽湖具有相似的鋰富集機(jī)理，即高溫水－巖反應(yīng)補(bǔ)給鹽湖的溫?zé)崛嚫患?。近年阿根廷北?Ｐｕｎａ地區(qū)又探明了幾個(gè)鹵水鋰礦床，鋰平均含量介于８２～１０１４ｍｇ／Ｌ之間，鹵水鎂／鋰比值１左右，一些鹵水鹽度僅 ９０多ｇ／Ｌ，鋰含量卻高達(dá)２６２～５３５ｍｇ／Ｌ，個(gè)別鹵水鹽度１１．６９ｇ／Ｌ，鋰含量也能達(dá)到２５ｍｇ／Ｌ。由此可見，低鹽度鹵水也能富集鋰元素。同時(shí)，鹵水中溴含量可高達(dá)９７ｍｇ／Ｌ，明顯高于海水溴含量。
表２南美安第斯高原典型富鋰鹽湖鹵水化學(xué)成分平均值
智利阿塔卡瑪鹽湖鋰礦（Ａｔａｃａｍａ）：阿塔卡瑪鹽湖盆地是一個(gè)大型封閉盆地，位于普那高原西部以及太平洋以東大約２００ｋｍ。該鹽湖表面積３０００ｋｍ２，表面海拔２３００ｍ，安第斯火山弧控制它的補(bǔ)給來源。在如此 高的海拔，年平均降雨量３９ｍｍ。來自安第斯的河流水中鋰元素含量約０．０５～５ｍｇ／Ｌ，盆地南部和東部淺層地下水中鋰元素含量５～１００ｍｇ／Ｌ，是重要的物質(zhì)補(bǔ)給來源。鹽湖地下鹵水中鋰元素含量９００～７０００ｍｇ／Ｌ，平均值為１４００ｍｇ／Ｌ。
阿根廷霍姆布雷托鹽湖鋰礦（ＨｏｍｂｒｅＭｕｅｒｔｏ）：霍姆布雷托鹽湖位于普那高原西部，所在盆地可以分成東、西兩部分。盆地東部有硼酸鹽沉積、氯化物含量低，西部沒有硼酸鹽沉積，但發(fā)育將近１ｋｍ厚石鹽沉積。盆地地表水流經(jīng)硅質(zhì)火山巖區(qū)域，是鹵水鋰的重要補(bǔ)給來源，盆地附近熱泉水中鋰元素含３．２～５．５ｍｇ／Ｌ。鹵水中鋰元素含量１９０～９００ｍｇ／Ｌ，平均值為５２１ｍｇ／Ｌ。
波利維亞烏尤尼鹽湖鋰礦（Ｕｙｕｎｉ）：烏尤尼鹽湖是一個(gè)大型冰川湖的殘留部分，也是世界最大的干鹽坪之一，表面積約９０００～１０５００ｋｍ２。南部里奧格蘭的河水補(bǔ)給該鹽湖，該河流受到大量熱泉水補(bǔ)給，河水中鋰元素含量４～３０ｍｇ／Ｌ。鹵水中鋰元素含量８０～１１５０ｍｇ／Ｌ，平均值為３２１ｍｇ／Ｌ。
３中國青藏高原鹽湖鹵水鋰礦床
青藏高原地域遼闊，發(fā)育大量第四紀(jì)鹽湖，主要分布在西藏中北部、青海柴達(dá)木盆地（圖２）。ＳｏｎｇＰｅｎｇｓｈｅｎｇｅｔａｌ．統(tǒng)計(jì)，西藏鹽湖ＬｉＣｌ資源儲(chǔ)量達(dá)６５０萬ｔ、柴達(dá)木盆地鹽湖ＬｉＣｌ資源儲(chǔ)量達(dá)１６７８萬ｔ，青藏高原氯化鋰資源總量２３３０萬ｔ。青藏高原鹽湖鹵水鋰礦的基 本特征：從北（柴達(dá)木盆地）至南（西藏），鋰含量逐漸增大，鎂／鋰比逐漸降低，其中西藏鹽湖鹵水平均鋰含量１４０ｍｇ／Ｌ，碳酸鹽型鹽湖 Ｍｇ／Ｌｉ比值均小于１，硫酸鹽型鹽湖平均Ｍｇ／Ｌｉ比值為７３；柴達(dá)木盆地鹽湖鹵水鋰平均含量９８ｍｇ／Ｌ，Ｍｇ／Ｌｉ平均比值１５８。
圖２中國青藏高原鹽湖分布
主要富鋰鹽湖：１—察爾汗鹽湖；２—東臺(tái)鹽湖；３—西臺(tái)鹽湖；４—一里坪鹽湖；５—大柴旦鹽湖；６—扎布耶鹽湖；７—麻米錯(cuò)鹽湖；８—當(dāng)雄錯(cuò)鹽湖；９—苦水湖鹽湖
青藏高原鹽湖可以劃分為三大塊，即西藏中—北部地區(qū)、青海柴達(dá)木盆地和新疆西昆侖—阿爾金山區(qū)的鹽湖區(qū)（圖 ２）。西藏分布有眾多富鋰鹽湖（表３），劃分為硫酸鎂亞型、碳酸鹽型和硫酸鈉亞型。鹵水鹽度變化范圍較廣，在３０～４００ｇ／Ｌ之間，鋰平均含量達(dá)２６８．２０ｍｇ／Ｌ。柴達(dá)木盆 地富鋰鹽湖（表３），主要以硫酸鎂亞型為主，氯化物型次之，除了大柴旦湖的湖水鹽度略低以外，其他鹽湖皆為過飽和狀態(tài)，平均鹽度達(dá)３５４．６２９ｇ／Ｌ，鋰平均含量達(dá)１９８．１２ｍｇ／Ｌ。青藏高原西北部的西昆侖山間盆地，也發(fā)育一些富鋰鹽湖，如新疆苦水湖（表３）。
表３中國青藏高原主要富鋰鹽湖鹵水鋰礦床化學(xué)特征
青藏高原鹽湖鹵水鋰出現(xiàn)大面積成礦，可能與特提斯洋殼俯沖和陸陸碰撞到有關(guān)；與北美和南美西部富鋰鹽湖相比（表１、２），青藏鹽湖鹵水中鎂／鋰比值普遍較高。
察爾汗鹽湖鋰礦：位于柴達(dá)木盆地的中南部，是世界罕見的大型第四紀(jì)內(nèi)陸鹽湖鉀鎂鹽礦床，海拔２６００ｍ以上。鹽類沉積是在上更新世末至全新世形成的，東西長１６８ｋｍ，南北寬２０～４０ｋｍ，面積為５８５６ｋｍ２，含鹽系的厚度最大可達(dá)７０ｍ以上，一般在４０～５５ｍ，大致呈東西向展布的“啞鈴狀”，自西向東逐漸變薄，依沉積特征自西向東可劃分為別勒灘、達(dá)布遜、察爾汗、霍布遜４個(gè)連續(xù)區(qū)段。察爾汗鹽湖因可溶性鉀鎂鹽礦床而聞名于世，各種鹽類的總儲(chǔ)量達(dá)數(shù)百億ｔ。該鹽湖是一個(gè)以液體鉀礦為主，固、液并存且伴生多種有益元素（Ｌｉ）的綜合性礦床。鹵水氯化鋰品位從３５０～３０００ｍｇ／Ｌ，資源量１千多萬噸，鹵水提鉀后的老鹵中Ｌｉ含量更高。目前已建廠生產(chǎn)碳酸鋰鹽產(chǎn)品。
一里坪鹽湖鋰礦：位于柴達(dá)木盆地的中部、西臺(tái)吉乃爾鹽湖的西北方向，海拔２８６３ｍ。一里坪凹陷是一個(gè)新生代凹陷，沉積了厚達(dá)９００ｍ的第四紀(jì)含鹽碎屑巖系，上部２００ｍ為含鹽系。湖盆呈北西—南東向分布，長４５ｋｍ，寬８ｋｍ，面積達(dá)３６０ｋｍ２。由于地處柴達(dá)木盆地中部，氣候干旱，為典型的干旱大陸性氣候，年降水量不足２５ｍｍ，年平均蒸發(fā)量達(dá)３５００ｍｍ，平 均風(fēng)速４ｍ／ｓ。湖體基本為干鹽湖，晶間鹵水賦存于鹽層中，分上、下兩層，含水層較厚。鹵水鹽度達(dá)３２０ｇ／Ｌ以上，鹵水中富含 Ｋ、Ｂ、Ｌｉ等元素（表３），均達(dá)到工業(yè)品位，液體礦中ＬｉＣｌ資源量達(dá)１００多萬ｔ。目前，已建廠生產(chǎn)鋰鹽產(chǎn)品。
西藏地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鹽湖鋰礦主要為碳酸鹽型和硫酸鹽型。根據(jù)碳酸鹽型鹽湖鹵水鎂／鋰比值的不同，分為扎布耶型和班戈湖型，主要鹵水鋰礦有扎布耶、班戈湖、其香錯(cuò)、麻米錯(cuò)、扎倉茶卡和鄂雅錯(cuò)（表４）。
扎布耶鹽湖鋰礦：位于西藏高原腹地，鹽湖呈南北向延伸的長條狀，分南、北兩個(gè)湖。北湖為鹵水湖，面積９８ｋｍ２，水深０．３～２ｍ，近年有少量鹽類沉積；南湖為半干鹽湖，分為鹽灘和鹵水湖兩部分，面積分別為９３ｋｍ２和４５ｋｍ２，南湖水深數(shù)厘米至１ｍ。該湖為世界罕見的綜合性鹽湖礦床，除富含鋰、硼、鉀元素外，還特別富含Ｂｒ、Ｒｂ、Ｃｓ等元素。
扎布耶鋰礦體主要為湖表鹵水和晶間鹵水及南湖干鹽湖中的固體鋰礦。北湖湖表鹵水折合ＬｉＣｌ含量０．４６％～０．５９％，南湖湖表鹵水折合ＬｉＣｌ含量０．１２％～０．８％，晶間鹵水鋰品位約１．０％；固體鋰礦主要以扎布耶石（Ｌｉ２ＣＯ３）礦物的形式存在于石鹽中，或以細(xì)小晶體與單斜鈉鈣石、氯碳酸鈉鎂石等礦物共生與黏土碳酸鹽層中，Ｌｉ２ＣＯ３含量多為０．３５％～０．７％，局部最高可達(dá)６．７１％。扎布耶鹽湖的鋰總資源量（Ｌｉ２ＣＯ３）約２４１萬ｔ，達(dá)到超大型鋰礦規(guī)模，其中鹵水液體資源量約６０萬ｔ。
麻米錯(cuò)鹽湖鋰礦：西藏的硫酸鹽型鹽湖鋰礦以麻米錯(cuò)為代表。麻米錯(cuò)是西藏境內(nèi)鋰資源量最大的鹽湖，位于阿里地區(qū)改則縣麻米鄉(xiāng)。構(gòu)造位置位于岡底斯山脈北麓，班公湖－怒江深大斷裂帶南側(cè)邊緣，為淚滴狀孤立鹽湖。麻米錯(cuò)湖水面積約９７．８８ｋｍ２，水深４．４ｍ。
湖盆四周為上古生界和中古生界海相地層組成的中低山，巖性為灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、泥灰?guī)r、石英砂巖、粉砂巖、頁巖等，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿、火山活動(dòng)都很強(qiáng)烈。湖盆附近湖成地貌十分發(fā)育，第四紀(jì)洪沖積、湖積物和湖相化學(xué)沉 積廣泛分布。麻米錯(cuò)鹽湖鹵水中特殊稀散組分主要來自新生代后期酸性巖漿活動(dòng)，經(jīng)地下水熱活動(dòng)搬運(yùn)排泄至地表，匯集到湖盆中成礦。麻米措的成鹽模式為在干燥氣候條件下，一個(gè)理想的湖泊盆地逐漸發(fā)展到成鹽盆地所特有的深盆潛水環(huán)境的成鹽演化模式。麻米錯(cuò)主體為湖表鹵水，鹽湖水化學(xué)類型屬硫酸鎂亞型，湖表鹵水中 ＬｉＣｌ的平均含量約為５ｇ／Ｌ，鹵水中鋰資源量（ＬｉＣｌ）達(dá)到２５０萬ｔ。
苦水湖鋰礦：位于青藏高原西北部的昆侖山及喀喇昆侖山之間的半封閉盆地中，礦區(qū)海拔４７００～４９００ｍ。鹽湖盆地形態(tài)近囊狀，南北長３０ｋｍ，東西寬３～２０ｋｍ，礦區(qū)總面積２２０ｋｍ２。鹵水分為地表鹵水和地下晶間鹵水，水化學(xué)類型為硫酸鈉亞型，鹽湖出現(xiàn)石鹽、芒硝、鉀鎂礬等沉積；鹵水ＬｉＣｌ平均含量８８９ｍｇ／Ｌ，鎂／鋰比值 ３３～４３。氯化鋰資源量為２０９．３８萬ｔ，溴１５．７２萬ｔ。
表４中國西藏重要鹽湖鋰資源統(tǒng)計(jì)表
４中國華南地區(qū)鹵水鋰礦
中國華南地區(qū)，尤其從湖北省到湖南，再到江西、江蘇、廣西及廣東等省，分布有數(shù)十個(gè)較大規(guī)模的中新生代盆地（圖３），如江漢、沅江、衡陽、清江、吉泰、會(huì)昌、三水、南雄及蘇南、蘇北等盆地。這些湖盆形成于白堊紀(jì)—古近紀(jì)時(shí)期，大多演化為鹽湖，并沉積了巨量石鹽等鹽類礦產(chǎn)。近１０年調(diào)查，在華南一些盆地已發(fā)現(xiàn)了高鹽度 富 鋰 鹵 水，同時(shí)鹵水中鉀、銣、銫等元素也具有工業(yè)開發(fā)前景（表５）。
圖３中國華南地區(qū)中新生代鹽盆及已發(fā)現(xiàn)鹽礦和鹵水礦分布圖
表５中國華南江陵凹陷和吉泰盆地鹵水化學(xué)成分平均值（ｍｇ／Ｌ）
華南中新生代盆地多與火成巖有較密切的聯(lián)系，按其火成巖的分布特征，大致可以分為兩大類，即玄武巖充填型盆地，如江陵凹陷，和花崗巖環(huán)繞型盆地，如吉泰盆地。與華南盆地有關(guān)的一些火成巖化學(xué)組成見表６。盡管花崗巖中鉀鋰銣銫含量要比玄武巖高數(shù)倍，但是江陵凹陷鹵水鉀銣銫等元素含量要比吉泰盆地鹵水高得多，而吉泰盆地鹵水鋰要比江陵高兩倍。我們初步的水－巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，吉泰盆地富鋰鹵水成礦物質(zhì)可能主要來源于水與花崗巖的高溫水－巖反應(yīng)，因?yàn)楦邷兀ǎ玻埃啊矗埃啊妫┧瓗r反應(yīng)可以形成低鎂／鋰比的水體，補(bǔ)給鹽湖蒸發(fā)形成富鋰鹵水礦。而江陵凹陷鹵水中成礦物質(zhì)則可能來 自于玄武巖的水－巖反應(yīng)。由此推測(cè)，花崗巖因其鋰含量很高，對(duì)鹵水鋰的貢獻(xiàn)最大，但對(duì)鉀銣銫的貢獻(xiàn)則不明顯；玄武巖的鋰含量相對(duì)很低，對(duì)江陵鹵水鋰有一定貢獻(xiàn)，但同時(shí)貢獻(xiàn)更多的鉀銣銫等成礦物質(zhì)。可見，火成巖中有益元素的背景值高，并不一定決定它們對(duì)鹽湖鹵水相應(yīng)有益元素含量的貢獻(xiàn)就大，這還要與巖石中有益元素的釋放條件與反應(yīng)機(jī)制有關(guān)。
表６中國華南地區(qū)中、新生代盆地內(nèi)及周緣玄武巖及花崗巖化學(xué)組成
江陵凹陷富鋰鹵水礦：江陵凹陷位于中國東部裂谷系中南部，是江漢盆地西部的一個(gè)次級(jí)凹陷，面積６５００ｋｍ２。盆地內(nèi)白堊系至第三系最大沉積厚度近萬米，蒸發(fā)巖主要發(fā)育于古新統(tǒng)沙市組和始新統(tǒng)新溝嘴組。江陵凹陷火山巖非常發(fā)育，火山巖分布面積達(dá)３５２７ｋｍ２，厚度大，分布層位多，從沙市組至潛江組均有火山巖分布，另外，在江漢盆地南部邊緣地區(qū)還有燕山期花崗巖分布。
富鋰鹵水主要賦存于沙市組和新溝嘴組內(nèi)，儲(chǔ)鹵層主要有３種類型，分別為砂巖孔隙型、泥巖裂隙型和玄武巖孔洞型。砂巖主要為石英砂巖，長石英砂巖和巖屑石英砂巖，砂巖一般為細(xì)—中砂狀結(jié)構(gòu)，碎屑顆粒平均含量為７８％，充填物平均含量２２％?？紫抖龋保保矗?，滲透率４．５×１０－３μｍ２，屬低孔低滲類型。玄武巖中氣孔含量與儲(chǔ)層物性呈正比?；鹕綆r氣孔一般呈斷續(xù)線狀分布，氣孔橢圓形居多，長軸３～１３ｍｍ，短軸０．２～７ｍｍ，氣孔面積含量不均，密集處２０％～３０％不等，氣孔一般不連通。
江陵凹陷古近系富鋰鹵水礦化度（ＴＤＳ）３２８～３５５ｇ／Ｌ，為氯化物型鹵水。Ｌｉ＋含量５１．３～９５ｍｇ／Ｌ，平 均 值 為 ６１．２３ｍｇ／Ｌ，換 算 成 ＬｉＣｌ為 ３７１．７４ｍｇ／Ｌ，達(dá)到工業(yè)品位。Ｋ＋含量 ７．０１～９．５７ｇ／Ｌ，Ｍｇ２＋含 量 ０～１９０ｍｇ／Ｌ，ＳＯ２－４含 量 １９０～１７６０ｍｇ／Ｌ。該凹陷鹵水埋深大，溫度、鹽度高，變質(zhì)程度高，ＳＯ４×１０２／Ｃｌ值 ０．１２～０．８４。鹵水中 Ｍｇ／Ｌｉ比值近０．００～３．６７，并富含Ｓｒ、Ｂ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｒ和Ｉ微量元素。Ｓｒ２＋和 Ｂ３＋含 量 極 不 均 勻，分 別 為 １６．３～１３０７ｍｇ／Ｌ和２８．８～９７５ｍｇ／Ｌ。估算江陵凹陷整裝勘查區(qū)內(nèi)工程控制的深層鹵水 Ｌｉ２Ｏ預(yù)測(cè)資源量１２０．９萬ｔ。同時(shí)，潛江凹陷潛江組獲得鹵水氯化鋰（預(yù)測(cè)）資源量３５０萬ｔ。
吉泰盆地富鋰鹵水礦：吉泰盆地位于江西省中部，大地構(gòu)造位于華南褶皺系贛西南凹陷北部吉安凹陷中，為白堊紀(jì)形成的陸 相箕狀湖盆，面積約４５５０ｋｍ２。盆地周邊分布有燕山期花崗巖，也常見加里東期花崗巖，盆地內(nèi)分布有少量玄武巖。吉泰盆地與清江盆地、撫州盆地、贛州盆地等一起構(gòu)成江西中北部晚燕山－喜馬拉雅期盆地群。２０世紀(jì)７０年代在吉泰盆地開展鉀鹽普查過程中發(fā)現(xiàn)了有鹵水點(diǎn)。據(jù)江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局９０２地質(zhì)大隊(duì)實(shí)施六個(gè)勘查鉆孔，發(fā)現(xiàn)盆內(nèi)鹵水礦體，走向北東，傾向南西，目前控制鹵水儲(chǔ)集體橫向延伸約２０００ｍ。鹵水賦存于白堊系周田組第三段的構(gòu)造破碎帶中，鹵水具承壓性，最大水頭高于孔口標(biāo)高３ｍ；經(jīng)過多孔抽水試驗(yàn)顯示，涌水量穩(wěn)定，在孔深２００～３００ｍ段單井涌水量在２２０ｍ3／ｄ以上，鹵水鹽度１９０～３３０ｇ／Ｌ，氯化鋰含量６１１～１１３６ｍｇ／Ｌ，超工業(yè)品位２～４倍，鎂／鋰比值（８～１０）較低，同時(shí)還含有鉀、溴、碘、硼等有益組分的微量元素，具較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。經(jīng)過勘查，在吉泰盆地一個(gè)礦權(quán)區(qū)小范圍內(nèi)探明了小型鹵水鋰礦床。
５鹵水鋰礦的物質(zhì)來源與富集機(jī)理
５．１鋰來源
５．１．１物源的構(gòu)造背景
世界上富鋰鹽湖主要分布在環(huán)太平洋造山帶高原和青藏高原地區(qū)，在成因上與洋－陸俯沖或陸－陸碰撞造山所引發(fā)的大規(guī)模巖漿活動(dòng)帶來的揮發(fā)分礦物質(zhì)有密切相關(guān)性。以洋－陸俯沖為例，伴隨著洋殼在俯沖過程中發(fā)生脫水脫揮發(fā)分作用，洋殼以及上覆沉積物中鋰、鉀、銣、銫等物質(zhì)隨著流體進(jìn)入地幔楔并引起地幔楔發(fā)生部分熔融形成初始巖漿，這些巖漿在向上運(yùn)移過程中不斷分異演化，使得鋰、鉀、銣、銫等成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集并最終形成富含這些成礦元素的巖漿巖（如北美和南美西部富鋰流紋巖），為地表富鋰鹵水提供最主要的成礦物質(zhì)來源。日本Ｎａｎｋａｉ海溝增生楔海底軟泥孔隙水（通過壓榨擠出的流體）富含氯鈉，其次為鋰鉀鍶鈣銣鋇等元素，這些元素含量比鈉、氯低一個(gè)數(shù)量級(jí)，但鋰含量還是相對(duì)較高，鋰含量從０．９９～１．２６ｍｇ／Ｌ，Ｍｇ／Ｌｉ比值３．５４～８．５，其δ７Ｌｉ比值為７．５‰～８．５‰?？梢?，海洋沉積物質(zhì)富鋰等揮發(fā)分，這些物質(zhì)重熔折返地表，可以為鹽湖鋰成礦提供重要物源。不過，也有學(xué)者有不同的觀點(diǎn)，認(rèn)為俯沖板片（重熔和流體）對(duì)板塊俯沖帶弧巖漿的鋰富集貢獻(xiàn)有限，相反，地幔楔的低度熔融和殼內(nèi)高 度分異作用是弧巖漿富鋰的主要機(jī)制，以后的風(fēng)化作用將鋰淋濾出來帶入鹽湖成礦。
５．１．２溫?zé)崛a(bǔ)給
青藏高原鹽湖，受印度－歐亞板塊碰撞作用影響，出現(xiàn)碰撞后伸展引起的一系列橫切印度－雅魯藏布和班公錯(cuò)－怒江縫合帶的近ＳＮ向正斷層系統(tǒng)（圖４），其中近ＳＮ向正斷層系統(tǒng)在高原腹地主要體現(xiàn)為ＳＮ向裂谷和地塹盆地由這些ＮＳ向裂谷和地塹盆地誘發(fā)了強(qiáng)烈的現(xiàn)代泉水活動(dòng)，構(gòu)成了著名的西藏高原地?zé)釒В▓D４）。因此，ＮＳ向裂谷控制著西藏高原現(xiàn)代泉水活動(dòng)的規(guī)模和分布范圍。高原腹地的泉水地表溫度平面分布顯示，泉水活動(dòng)主要分布在班公錯(cuò)—怒江縫合帶之南，其中高于６０℃的高溫溫泉呈片狀分布，主要分布于獅泉河—瑪旁雍錯(cuò)、搭格架、卡烏地?zé)崽?、羊八井—?dāng)雄、古堆地?zé)崽锏鹊?，與雙低速低阻尼層和高熱流值區(qū)的空間位置相互對(duì)應(yīng)。西藏高原泉水物質(zhì)的源區(qū) Ｈｅ同位素顯示，向北俯沖的印度大陸板塊可能沿８９°Ｅ線或者沿亞東－谷露裂谷發(fā)生撕裂，以西的大陸板塊可能以緩角度向北俯沖，并誘發(fā)了地殼部分熔融，驅(qū)動(dòng)了殼源Ｈｅ域的泉水活動(dòng)，即在高原腹地８９°Ｅ以西的殼源Ｈｅ域，上地殼部分熔融層驅(qū)動(dòng)了泉水的對(duì)流循環(huán)，并貢獻(xiàn)了大量殼源Ｈｅ氣，而在８９°Ｅ以東的拉薩泉水活動(dòng)帶，上地殼部分熔融層驅(qū)動(dòng)了泉水的對(duì)流循環(huán)，但熔融層下部的幔源巖漿熔體的放氣作用可能貢獻(xiàn)了大約５％～１０％的幔源 Ｈｅ氣。柴達(dá)木盆地富鋰鹽湖區(qū)，包括一里坪鹽湖、東臺(tái)鹽湖和西臺(tái)鹽湖等，它們的鹵水鋰主要來自其南部昆侖山新生帶火山口附近的溫?zé)崛?
圖４中國西藏高原造山帶 ＮＳ向裂谷和裂陷帶與溫?zé)崛植际疽鈭D
Ｐｒｉｃｅｅｔａｌ．（２０００）認(rèn) 為 美 國 西 部 內(nèi) 華 達(dá) 州Ｃｌａｙｔｏｎ谷地鹽湖鹵水鋰可能來自富鋰的火山灰或流紋巖的風(fēng)化產(chǎn)物；Ａｒａｏｋａｅｔａｌ．（２０１４）則認(rèn)為內(nèi)華達(dá)干鹽湖晶間鹵水鋰主要來自高溫水－巖（火山巖）反應(yīng)及本地的熱泉活動(dòng)，而不是來自地表物質(zhì)的低溫風(fēng)化產(chǎn)物。
中國華南地區(qū)，江陵、吉泰盆地鹵水鋰的來源，通過鋰同位素研究顯示，鹵水鋰來自水－巖反應(yīng)的產(chǎn)物，而這個(gè)水－巖反應(yīng)屬于高溫水巖反應(yīng)。
世界三大高原出露大量的溫?zé)崛望}泉水（表７），化學(xué)成分主要為氯和鈉，其次為鉀和硫酸根，再次為鋰和鈣；南美和北美高原大多數(shù)泉水的鎂離子很低，甚至低于鋰離子一個(gè)數(shù)量級(jí)；而西藏高原多數(shù)泉水的鎂含量較高，少部分也較低；柴達(dá)木盆地一里坪、西臺(tái)吉納爾和東臺(tái)吉乃爾等鹽湖，受到那棱格勒河－洪水河系補(bǔ)給形成富鋰鹵水，而洪水河如前所屬受到與火山活動(dòng)有關(guān)的溫?zé)崛a(bǔ)給，泉水鋰含量達(dá)２．０４ｍｇ／Ｌ。不過，那棱格勒河水的鎂、鋰含量分別為３３．３５ｍｇ／Ｌ和０．７ｍｇ／Ｌ，鎂／鋰比值為４８，這可能是導(dǎo)致鹽湖鹵水鎂鋰比高的重要原因。
表７世界三大高原主要溫?zé)崛瘜W(xué)組成（ｍｇ／Ｌ）
續(xù)表7
由表７和圖５可見，世界高原鹽湖泉水都普遍富含鋰元素，這應(yīng)該是鹽湖鹵水鋰成礦的重要物質(zhì)來源。泉水離子含量分布頻率統(tǒng)計(jì)顯示（圖５），高原溫泉水鋰離子含量主要分布于１０～４０ｍｇ／Ｌ。相比之下，海水鋰含量很低，如黃海海水平均０．１７ｍｇ／Ｌ，而一般河水鋰含量更低了。溫?zé)崛V離子含量多小于２５０ｍｇ／Ｌ，鎂／鋰比值大多小于２０，中國青藏高原泉水鎂／鋰比值要比南美、北美鹵水高。水溫度方面，南美、北美溫度大多大于７０℃，而中國青藏高原大多小于７０℃。熱泉水溫度的差異可能就是導(dǎo)致南美、北美高原鹽湖鹵水鎂／鋰比值低于中國青藏高原的根本原因。
圖５世界三大高原溫?zé)崛望}泉水 Ｌｉ含量、Ｍｇ／Ｌｉ比值和溫度分布頻率
５．１．３區(qū)域鋰異常背景
中國鋰地球化學(xué)調(diào)查（圖６）顯 示：侵入巖中鋰含量從酸性到中性、基性、超基性巖由高到低依次降低；侵入巖中加里東期、喜馬拉雅期、印支期和燕山期鋰含量明顯高于其他期次：沉積地層中泥質(zhì)巖類鋰含量最高，平均含量達(dá)５０×１０－６，是地殼克拉克值的４倍。由圖６可見，青藏高原和華南地區(qū)是鋰元素含量異常。因此，從空間分布上看，青藏高原和華南地區(qū)鋰異常的出現(xiàn)可能與中新生代以來的洋殼板塊俯沖－碰撞增生造山作用有關(guān)。由上可見，中國的鹽湖鹵水鋰成礦區(qū)，即青藏高原及華南地區(qū)，都具有區(qū)域性鋰異常背景，這種異常背景應(yīng)該對(duì)鹽湖鋰成礦有積極的貢獻(xiàn)。南美高原的烏尼鹽湖，Ｈｏｆｓｔｒａｅｔａｌ．（２０１３）推測(cè)，其鹵水鋰礦中的鋰來自附近玻利維亞錫礦帶的流紋巖、凝灰?guī)r，這也屬于高鋰背景。其他一些鋰同位素研究顯示，安第斯高原的火山巖和基底巖石是鋰的原始來源。
總之，板塊俯沖－碰撞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生巖漿活動(dòng)，結(jié)果可能以產(chǎn)生熱流體形式釋放俯沖－殘留板片中的揮發(fā)分，或通過巖漿房提供能量，加熱大氣循環(huán)水，促進(jìn)水－巖反應(yīng)，并形成富鋰溫?zé)崛约盎鹕交一蚧鹕綆r在地表發(fā)生風(fēng)化淋濾，提供鹽湖鹵水鋰來源。
圖６中國鋰地球化學(xué)圖及異常編號(hào)
５．２鹵水鋰富集機(jī)理
世界主要鋰富集區(qū)河流和多數(shù)熱泉化水體中鋰等元素匯集到鹽湖中，但富鋰鹵水的形成還需要經(jīng)過蒸發(fā)富集濃縮過程。多數(shù)研究者認(rèn)為，溫?zé)崛畬?duì)鋰、鉀成礦很重要，這還與一定溫度條件下的水－巖反應(yīng)有關(guān)，其次，火成巖風(fēng)化產(chǎn)物，或含鋰巖石風(fēng)化也可能帶來鋰；成因方面，蒸發(fā)作用是重要的成礦作用，還有埋藏變質(zhì)作用等。鹵水鋰礦的主要成因模式如下：Ｂｒａｄｌｅｙｅｔａｌ．（２０１３）提出初步模型（圖７），指出所有的鹵水鋰礦床都有這些特征：①干旱氣候；②發(fā)育干鹽湖的封閉盆地；③構(gòu)造斷陷；④伴隨火山或地?zé)峄顒?dòng)；⑤合適的鋰源巖；⑥一個(gè)或多個(gè)含水層；⑦具有充分的時(shí)間去蒸發(fā)濃縮。鹵水鋰成礦作用主要是蒸發(fā)作用和熱流體與含水層的反 應(yīng)。Ｇｏｄｆｒｅｙｅｔａｌ．（２０１３）提出，氣候?qū)}湖鹵水鋰富集有重要影響，即中安第斯山高海拔的干旱作用致使鹵水鋰得到快速富集。Ｍｕｎｋｅｔａｌ．（２０１６）總結(jié)世界１８?jìng)€(gè)鹽湖鹵水鋰礦成礦特征：①干旱氣候；②含有鹽湖的封閉盆地；③伴生有火成巖或地?zé)峄顒?dòng)；④構(gòu)造控制的沉降作用；⑤鋰物質(zhì)來源；⑥要有充裕的時(shí)間濃縮鹵水。Ｍｕｎｋｅｔａｌ．（２０１１）研究認(rèn)為，內(nèi)華達(dá) Ｃｌａｙｔｏｎ谷地富鋰鹵水的成因是：①鋰來自富鋰流紋巖的淋漓；②在干鹽湖中匯集和蒸發(fā)濃縮；③鹵水在地下的混合和水－巖反應(yīng)而發(fā)生演化。Ｈｏｆｓｔｒａｅｔａｌ．（２０１３）總結(jié)提出了美國 Ｃｌａｙｔｏｎ谷地鹽湖鹵水鋰礦和黏土鋰礦的形成模式（圖８），即Ａ型或Ｓ型花崗巖部分重融－上侵、噴發(fā)－鋰被林濾進(jìn)入鹽湖－蒸發(fā)濃縮形成鹵水鋰礦等。阿根廷Ｐｕｎａ鹽湖群富鋰鹵水的形成與熱 水貢獻(xiàn)和含鋰巖石的風(fēng)化有關(guān)。Ｙｕｅｔａｌ．（２０１３）提出：柴達(dá)木盆地一里坪等鹽湖鹵水鋰礦為富鋰河水補(bǔ)給鹽湖蒸發(fā)濃縮形成，河水鋰平均含量０．４ｍｇ／Ｌ，此河水上游也受到地?zé)釄?chǎng)內(nèi)沿?cái)嗔焉仙臏責(zé)崛a(bǔ)給。ＬｉｕＣｈｅｎｇｌｉｎ（２０１３）提出華南深層高溫富鋰鹵水經(jīng)過多階段蒸發(fā)濃縮富集、埋藏變質(zhì)成礦過程（圖９）。
圖７發(fā)育次級(jí)盆地的封閉盆地鹵水鋰礦成礦簡要模式圖
圖８鋰礦（鹵水型和黏土型）形成模式
圖９中國華南江陵凹陷高溫富鋰鹵水成因
６高原鹽湖鹵水鋰礦成礦動(dòng)力學(xué)模式
世界鹽湖鹵水鋰成礦區(qū)的成礦動(dòng)力學(xué)背景是：大洋板塊向大陸俯沖或及陸－陸碰撞作用。例如，太平洋板塊向南美、北美大陸板塊俯沖，分別在俯沖構(gòu)造帶上 形成安第斯高原鹵水鋰成礦區(qū)、美國西部高原鹵水鋰成礦區(qū)；印度板塊向亞洲大陸俯沖及陸陸碰撞，形成中國青藏高原鹵水鋰成礦區(qū)；古太平洋板塊向中國華南大陸俯沖并形成滯留板片于地幔轉(zhuǎn)換帶（圖１０），可能是導(dǎo)致華南古高原鹵水鋰成礦動(dòng)力學(xué)背景。洋殼板塊俯沖－碰撞動(dòng)力學(xué)造成高原鹽湖鹵水鋰大規(guī)模成礦作用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
圖１０中國華南晚中生代太平洋板塊俯沖及滯留板片分布圖
構(gòu)造上，洋－殼俯沖－增生造山、陸陸碰撞造山的動(dòng)力學(xué)背景，一方面碰撞擠壓作用形成盆地－山嶺結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)大量山間盆地（圖１１），同時(shí)，在平行主應(yīng)力方向上形成一系列裂谷，如西藏中南部地區(qū)（圖４）。另一方面，由于大洋板塊后撤，產(chǎn)生弧后盆地?cái)U(kuò)展或板內(nèi)伸展，形成平行俯沖帶的系列拉張盆地或斷陷盆地，如華南地區(qū)北東向展布的盆地群（圖３）。
物源上，高原鹽湖鹵水普遍富含鋰鉀溴等成礦物質(zhì)，基本認(rèn)為與現(xiàn)代鹽湖周邊出現(xiàn)大量破火山機(jī)構(gòu)、溫?zé)崛顒?dòng)有關(guān)。這些物質(zhì)可能主要來自板塊俯沖洋殼物質(zhì)重融的揮發(fā)組分，它們進(jìn)入鹽湖富集成礦。南美和北美西部鹽湖鹵水鋰礦的共同特征是：鋰、溴等含量普遍較高，鎂／鋰比值很低。同樣，中國華南古鹽湖鹵水也具有富鉀鋰溴碘的相似特征，這可能是古太平洋板塊俯沖到東亞大陸板塊下部（圖１０），滯留板片重熔揮發(fā)分折返地表的結(jié)果。由于印度板塊俯沖和陸陸碰撞產(chǎn)生大量巖漿和地?zé)峄顒?dòng)，導(dǎo)致青藏高原發(fā)育大量溫?zé)崛o鹽湖帶來大量的鉀鋰銣銫等成礦物質(zhì)。而東昆侖山和西昆侖山上富鋰溫?zé)崛幕顒?dòng)，可能更直接受到板內(nèi)俯沖作用影響。可能正是由于青藏高原形成的復(fù)雜性，尤其特提斯洋消失后的陸陸碰撞作用，這與太平洋板塊俯沖造成的物源和熱動(dòng)力背景不同，造成了兩大成礦域的鹵水鎂／鋰比出現(xiàn)很大的差異，后者鎂／鋰比值遠(yuǎn)小于前者。
圖１１世界三大高原地形剖面及其富鋰鹽湖分布位置
（ａ）—南美安第斯高原剖面；（ｂ）—美國西部高原剖面；（ｃ）—中國青藏高原剖面
氣候上，由于板塊俯沖和陸陸碰撞，形成了高原地貌環(huán)境（圖１１），高原擋住了大洋水汽達(dá)到，導(dǎo)致高原內(nèi)部干旱氣候盛行，例如，在中安第斯的 Ｐｕｎａ高原，干旱氣候受控于科迪勒拉（Ｃｏｒｄｉｌｌｅｒａ）山，起到一個(gè)物理屏障，擋住了來自大西洋的潮濕大氣環(huán)流。北美高原主要山體最高海拔為３２３１ｍ，鹽湖多處于海拔１５００～２２５０ｍ之間，主要鹽湖有７個(gè)。南美安第斯高原主要山體最高海拔為４６９７ｍ，鹽湖一般出現(xiàn)在３７５０ｍ高度，鹽湖數(shù)量３２個(gè)。中國青藏高原主要山體最高海拔６１００ｍ，鹽湖出現(xiàn)在兩個(gè)臺(tái)階，第一臺(tái)階海拔４０００～５０００ｍ，位于中國西藏中北部；第二臺(tái)階海拔２６００ｍ左右，柴達(dá)木盆地鹽湖位于這個(gè)高程位置。青藏高原主要富鋰鹽湖有４０個(gè)。由上可見，海拔越高，鹽湖越多，可能與海拔越高，氣候更加干旱有關(guān)。
綜合上述討論，勾畫出洋－陸俯沖及陸－陸碰撞導(dǎo)致鹽湖鹵水型鋰礦成礦：造山作用形成高原地貌與山間盆地，進(jìn)而引發(fā)干旱氣候；溫?zé)崛顒?dòng)等帶來鋰補(bǔ)給鹽湖；蒸發(fā)作用形成富鋰鹵水（圖１２）。富鋰鹵水礦的具體形成過程：①物質(zhì)來源方面：俯沖洋殼脫水脫揮發(fā)分導(dǎo)致鋰鉀等元素進(jìn)入巖漿并富集，陸－陸碰撞導(dǎo)致加厚地殼發(fā)生部分熔融，鋰鉀等元素進(jìn)入巖漿富集；②巖漿侵入及噴出形成火山巖，發(fā)生水巖反應(yīng)形成富鋰流體，或風(fēng)化作用參與，釋放鋰鉀等物質(zhì)進(jìn)入鹽湖；③洋－陸俯沖或陸－陸碰撞及板塊俯沖后撤形成板內(nèi)張性環(huán)境，均利于產(chǎn)生構(gòu)造盆地，提供匯水封閉成礦空間；④洋－陸俯沖增生造山或陸－陸碰撞產(chǎn)生高原地貌，形成干旱環(huán)境。上述因素耦合引發(fā)高原鹽湖鹵水鋰富集成礦。此外，青藏高原的情況可能要復(fù)雜得多，特提斯洋俯沖消亡后，發(fā)生陸陸碰撞，因此，青藏高原鹽湖鹵水鋰礦的形成可能與后來的陸－陸碰撞關(guān)系更密切，這種大地構(gòu)造背景可能是造成其鹵水鎂／鋰比值較大的根源。
圖１２高原鹽湖鹵水鋰礦床的成礦動(dòng)力學(xué)模式
７結(jié)論
（１）世界鹵水鋰礦主要分布于三大高原，即青藏高原、安第斯高原和北美西部高原鹽湖，青藏高原鹵水鋰離子含量６１～１５２７ｍｇ／Ｌ，北美高原鹵水鋰平均含量４０～７１０ｍｇ／Ｌ，安第斯高原鹵水鋰平均含量３３０～１５００ｍｇ／Ｌ。三大鋰成礦區(qū)的鋰礦資源／儲(chǔ)量分別為：２３３０萬ｔ（氯化鋰）、２３００萬ｔ（氧化鋰）、５５０萬ｔ（氧化鋰）。
（２）世界三大高原均是洋－陸殼板塊俯沖或及陸－陸碰撞作用的結(jié)果，因高原地貌擋住大洋氣流到達(dá)高原內(nèi)部，從而在高原內(nèi)部形成干旱氣候，發(fā)育大量鹽湖；另一方面，板塊俯沖和碰撞造成巖漿侵入和火山噴發(fā)，引發(fā)大量溫?zé)崛顒?dòng)，帶來大量鋰等成礦物質(zhì)進(jìn)入鹽湖。
（３）板塊俯沖－碰撞的大地構(gòu)造背景對(duì)鹽湖鹵水鎂／鋰比值有一定影響，如太平洋洋殼俯沖形成的高原鹽湖，其鹵水鎂／鋰比值普遍低；而青藏高原隆升，可能因陸陸碰撞貢獻(xiàn)較大，其鹽湖鹵水鎂／鋰比值普遍高。
（４）高原海拔高度對(duì)鹽湖鹵水鋰成礦規(guī)?？赡苡幸欢刂谱饔谩１泵牢鞑扛咴}湖的海拔一般為１５００～２２５０ｍ，青藏高原鹵水鋰礦主要成礦區(qū)（柴達(dá)木盆地）鹽湖海拔約２６００ｍ左右，南美高原鹽湖分布的海拔高程一般３７５０ｍ左右。相應(yīng)地，隨著高程增加，鹽湖數(shù)量增多、面積增大，鋰資源量也隨之增大。
（５）中生代末期，古太平洋向亞洲大陸俯沖，導(dǎo)致中國華南地區(qū)燕山期花崗巖侵入和盆內(nèi)玄武巖噴發(fā)，帶來豐富成礦物質(zhì)；同時(shí)，板塊俯沖也造就了華南古高原地貌或沿岸高山脈，導(dǎo)致干旱氣候；古太平洋板塊俯沖后撤，板內(nèi)斷陷盆地發(fā)育。這些要素耦合引發(fā)了中國華南區(qū)域性的古鹽湖鹵水鋰富集成礦。
原文詳見：劉成林,余小燦,袁學(xué)銀等.世界鹽湖鹵水型鋰礦特征、分布規(guī)律與成礦動(dòng)力模型[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),2021,95(07):2009-2029.
