中國儲能網(wǎng)訊：鋰作為一種新型且重要的能源戰(zhàn)略金屬，在鋰電池，新能源汽車，可控核聚變等領域發(fā)揮著顯著的作用。同時由于其重要的戰(zhàn)略意義，市場和經(jīng)濟等多因素的推動下，全球范圍內(nèi)都掀起了鋰礦資源的勘查熱潮及研究，2016年更是可以稱得上是“全球鋰礦找礦年”，與大宗礦產(chǎn)市場的萎靡不振相比，鋰礦資源卻相對成為了市場的熱點。
目前鋰礦礦床類型以鹵水型和偉晶巖型的鋰礦為主，少量為沉積型等新類型鋰礦。
自然界中發(fā)現(xiàn)的鋰礦床最主要的有3種類型：鹵水型、偉晶巖型和沉積巖型。據(jù)美國密歇根大學Paul Gruber和Pablo Medina統(tǒng)計(2010)，含鋰鹵水型礦床占全球鋰資源的66%，偉晶巖型占26%，沉積巖型占8%。此外，黏土型(在黏土礦床中含有鋰)和湖成蒸發(fā)巖型(在湖成蒸發(fā)巖中含有鋰)也具有潛在開發(fā)意義。
鹵水型鋰礦
鹵水型鋰礦是鋰礦床的重要類型和鋰的主要來源，主要分布在南美洲的玻利維亞、智利和阿根廷，稱為“鋰三角區(qū)”。自20世紀80年代起開發(fā)利用鹽湖鹵水中巨大的鋰資源，鹵水提鋰已成為世界鋰工業(yè)的主導，1995年全球從鹵水中提鋰只占全部鋰生產(chǎn)能力的26%，到2003年世界鋰生產(chǎn)中鹵水提鋰所占的比例已上升到了91.2%。其成因機制主要是，在封閉盆地，特別是干旱沙漠地區(qū)的封閉盆地中，鋰可在地下鹵水中發(fā)生富集并形成有開采價值的鋰礦床。在南美州西部高原荒漠地區(qū)，已查明有世界著名的玻利維亞烏尤尼鹽沼(Salar de Uyuni)和智利阿塔卡馬鹽沼(Salar de Atacama)巨型鋰礦床，前者的成礦時代為白堊紀至古近-新近紀，后者屬第四紀。此外，在美國西部內(nèi)華達山脈與落基山脈之間的大盆地區(qū)域內(nèi)已查明有西爾斯湖、錫爾弗皮克等地下鹵水型鋰礦床，它們的成礦時代均為白堊紀至古近-新近紀。
阿塔卡馬鹽沼鋰礦床位于安托法加斯塔以東200 km處，總面積3000 km2，鹽核面積1400 km2。鹽層總厚估計超過400 m。鹽層頂部30 m以內(nèi)呈多孔狀，其中充滿富鋰的鹵水。該礦床是目前世界最大鋰產(chǎn)品原料基地之一，除提取鋰之外，還從鹵水中提取鉀。
中國鹽湖鋰資源主要分布于青藏高原中的鹽湖中。鹵水類型有碳酸鹽型、硫酸鹽型和氯化物型3種，目前主要開發(fā)的是碳酸鹽型和硫酸鹽型。中國獨有的優(yōu)質碳酸鹽型鋰資源主要集中于西藏羌塘中部，即岡底斯板塊中北部，那曲—師泉河公路南側;硫酸鹽型鋰資源主要分布于柴達木盆地和藏北鋰資源帶的北側;氯化物型鹽湖鋰資源主要分布于藏北無人區(qū)和青?？煽晌骼锏貐^(qū)(鄭綿平等，2007)。
一般理解的鹵水鋰礦指的是南美的可地表開采的鹽湖型鋰礦，但近年來國際上尤其是美國不斷強化深部鹵水型鋰礦的找礦工作，內(nèi)華達也已經(jīng)成為一個找礦熱點地區(qū)，那里在1977年施工的USGS鉆孔(CV-5) 深度僅為146 m(479 ft)，鉆遇的地下鹵水含鋰24×10-6~110×10-6。2016年12月21日，Advantage Lithium Corp.宣布，在內(nèi)華達Clayton Valley一帶鉆獲富鋰熱鹵水，深度209.23~596.92 m，鋰含量達243.66 mg/L，遠高于1977年鉆遇的鹵水中的鋰含量。這一新發(fā)現(xiàn)又進一步激發(fā)了全球對于尋找深部含鋰熱鹵水的熱情。
除了深部鹵水找鋰之外，在南美，2016年智利列出15個具有潛力的鹽灘在全世界范圍“招投標”，Pujsa鹽湖也是其中之一，預計鋰濃度為220 mg/L至620 mg/L。2016年9月，阿根廷卡塔馬卡省的礦業(yè)和環(huán)境部門批準了Neo Lithium的環(huán)境報告和Tres Quebradas(3Q)項目的工作計劃，允許公司進入勘探階段，建造并運行試驗蒸發(fā)池，建設必要的實驗室以及永久和半永久的營地。
偉晶巖型鋰礦
這類礦床的分布比較廣泛，主要產(chǎn)在古老結晶地盾、地塊等相對穩(wěn)定的地質構造單元中，成礦時代以前寒武紀為主，少數(shù)形成于早古生代。含礦偉晶巖可分為帶狀構造偉晶巖和無帶狀構造偉晶巖兩大類。
(1) 帶狀構造偉晶巖鋰礦床。該類礦床的礦物成分復雜，除含有大量鋰輝石、透鋰長石、鋰云母、鋰霞石和磷鋁鋰石等礦物之外，還常含有少量可綜合利用的綠柱石、鈮鉭鐵礦、錫石、銫榴石等多種稀有金屬礦物。這類礦床中鋰輝石含量約為20%，晶體粗大，最大長度可超過14 m，是目前優(yōu)質低鐵鋰輝石精礦的主要來源(如澳大利亞的格林布希斯鋰礦)。
(2) 無帶狀構造偉晶巖礦床。此類礦床的偉晶巖體基本是單相均質巖體，由鈉長石、微斜長石、石英、白云母和鋰輝石組成，少量礦物有綠柱石、錫石和鉭鈮礦物。鋰輝石分布均勻，其含量可占巖體總量的25%，是偉晶巖型鋰輝石的重要來源。這類鋰礦床通常是獨立的鋰礦床，或者是伴有少量鈹和鉭的鋰礦床。美國北卡羅來納州“錫石-鋰輝石”帶的金斯山礦床和貝瑟默城礦床可作為典型代表。中國的鋰輝石型鋰礦床主要分布在新疆、四川、福建和陜西東秦嶺等省(區(qū))，包括新疆可可托海、柯魯木特鋰鈹鈮鉭礦床，四川甲基卡、可爾因、扎烏龍鋰鈹鈮鉭礦床和福建南平鈮鉭鋰礦床。此類礦床的共性是多種稀有金屬共生。不同的歷史時期偏重于開采某種礦床。例如新疆可可托海和柯魯木特等稀有金屬礦床在早期以開采鈹資源為主，近年來逐漸偏重于鋰資源的開發(fā)利用。
偉晶巖型鋰礦由于分布范圍不像鹵水型鋰礦那樣局限于少數(shù)幾個盆地，因而引起了全世界的勘查興趣，勘查新進展也很多。如西澳皮爾甘古拉礦田(Pilgangoora)這個世界級的偉晶巖型鋰礦田，具有埋深淺、礦體厚、高品位的特點，侵位于太古宇皮爾巴拉克拉通綠巖帶內(nèi)，2016年7月資料顯示該礦田的總資源量達12860萬t，Li2O平均品位為1.22%。歐洲也掀起了找鋰礦的熱潮，據(jù)國土資源部發(fā)布的礦業(yè)信息顯示，2015年2月，歐洲金屬控股公司宣布其錫諾維克項目的推測礦石資源量為5.148億t，Li2O平均品位為0.43%，即Li2O資源量為221.36萬t，碳酸鋰當量為700萬t，因此也使該項目一躍成為世界級鋰礦床。近日，該項目最新完成17個鉆孔，并升級了資源量，再次傳來捷報。錫諾維克項目最新計算的礦石資源量為6.565億t，Li2O品位0.43%，錫品位0.04%。
沉積型鋰礦床
廣義的沉積型鋰礦床一般指的是產(chǎn)于沉積巖中的、尚不具備獨立工業(yè)開采而具有市場競爭價值的鋰礦床，包括產(chǎn)于鋁土礦、煤礦、高嶺土礦床中可作為伴生礦產(chǎn)利用的礦床，一般含量不高、賦存狀態(tài)不清楚或者往往沒有獨立礦物而是賦存在黏土礦物晶格中，難以經(jīng)濟有效地開發(fā)利用，但由于其資源總量非常大而引起了高度重視，尤其是對一些經(jīng)濟效益不高的大宗礦產(chǎn)類礦山企業(yè)，一些實現(xiàn)了技術突破，必將引領產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展。如，貴州大竹園鋁土礦區(qū)Li2O含量可大于0.50%、可以獨立開采的鋰礦本身也是鋁土礦(王登紅等，2013);而Li2O含量大于0.05%，可以作為伴生礦產(chǎn)綜合利用的鋰資源，既可以出現(xiàn)在鋁土礦中，也可以出現(xiàn)在低品級的鋁土巖中，還可以出現(xiàn)在黏土巖中。
值得重視的是，自從在塞爾維亞賈達爾盆地發(fā)現(xiàn)Jadarite (羥硼硅鈉鋰石)含鋰新礦物之后，沉積型鋰礦有了新的含義，即具備了獨立開采的可能性。由于羥硼硅鈉鋰石是一種含硼鋰硅酸鹽礦物，同時含硼和鋰，是世界少見的一種礦物中能夠同時開發(fā)硼和鋰兩種重要資源的特殊礦物，其中Li2O的含量也達到7.3%，與鋰輝石相似。目前賈達爾推斷的礦石量至少11460萬t，Li2O含量為1.8%(即Li2O資源量可達206萬t)。礦體產(chǎn)于中新統(tǒng)湖相沉積巖中，凝灰?guī)r層、低電阻率、重力異常低可作為找礦標志，而選礦和化工處理流程又比較簡單，因而羥硼硅鈉鋰石新礦物的發(fā)現(xiàn)及賈達爾鋰硼礦的勘探也推動了東歐及世界其他地區(qū)尋找沉積型新類型鋰礦的找礦熱潮(趙元藝等，2015)。
黏土型鋰礦床
富鋰黏土主要是富含鋰皂石、皂石和斯皂石的黏土。已知在美國西部的鋰皂石黏土中蘊藏有巨大數(shù)量的鋰資源。美國在20世紀70年代就可以把古風化殼黏土巖中75%的鋰提取出來。中國華北煤礦分布區(qū)的石炭系本溪組中的黏土礦分布也十分廣泛，是中國重要的耐火材料原料基地，河南焦作、山西運城等地的黏土礦、鋁土礦及其圍巖——黏土巖普遍含鋰，氧化鋰含量遠遠超過《礦產(chǎn)工業(yè)要求參考手冊》中對西南某含鋰鎵鋁土礦床的鋰的要求。此類礦床的資源量往往可以達到超大型規(guī)模而備受關注，如，2016年1月6日，加拿大阿里克斯資源公司宣布在墨西哥塔克洛特(Tecolote)發(fā)現(xiàn)了富含鋰的黏土層(黏土型鋰礦)，推測資源量為4330萬t，鋰平均品位0.3005%。塔克洛特鋰礦化區(qū)發(fā)育在古近-新近紀漸新世到中新世的流紋質凝灰?guī)r、熔結凝灰?guī)r區(qū)和火山角礫巖區(qū)，礦體由一系列含鋰的黏土層組成。上層含鋰礦物主要是鋰皂石，下層含鋰礦物是多硅鋰云母。
下面著重舉一個實例：在第一輪十年(2010年-2020年)的地質找礦突破行動中，四川省地質調查院的地質工作者們創(chuàng)新找礦思維，構建了“巖漿-變形-變質-成礦”四位一體成礦理論，獲得了巨大的突破，成功發(fā)現(xiàn)了康定市甲基卡大型鋰礦，為硬巖型鋰礦，屬于富鋰輝石細粒堿性花崗巖型鋰礦，全脈礦化。
