瓊嘉崗鋰礦地貌。受訪者供圖

以科研人員為“參照物”的偉晶巖鋰礦體。受訪者供圖

鋰礦，素有“白色石油”之稱，是一種極其稀有的白色輕金屬資源。目前，我國鋰資源75%依靠進口。隨著全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，鋰資源需求量急劇增加。

日前，記者從中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所(以下簡稱中科院地質(zhì)地球所)獲悉，該研究所青藏高原科學(xué)考察研究團隊在喜馬拉雅瓊嘉崗地區(qū)發(fā)現(xiàn)了超大型鋰礦。該鋰礦被認為“有望成為繼南疆白龍山、川西甲基卡之后的我國第三大鋰礦”，是“喜馬拉雅首例具有工業(yè)價值的偉晶巖鋰礦”。相關(guān)成果發(fā)表于《巖石學(xué)報》。

就瓊嘉崗超大型鋰礦的一些問題，《中國科學(xué)報》獨家專訪了科研團隊負責(zé)人、中科院礦產(chǎn)資源研究重點實驗室主任秦克章研究員。

科學(xué)家是如何找到超大型鋰礦的?

“我們在突破傳統(tǒng)認知的科學(xué)理論的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)了這個礦。”秦克章說。

他表示，此前，該鋰礦之所以未被發(fā)現(xiàn)，主要是因為傳統(tǒng)觀點認為，喜馬拉雅大面積淡色花崗巖的成因為沉積巖重熔、原地侵位，通常不作為找礦目標(biāo)。

“青藏高原南緣東西延伸超過2500公里的喜馬拉雅造山帶中出露大規(guī)模的新生代淡色花崗巖，早已被第一次青藏科考所認識，但40多年來從未被作為稀有金屬的找礦目標(biāo)。”秦克章告訴《中國科學(xué)報》。

中科院地質(zhì)地球所吳福元院士研究團隊經(jīng)過十多年的考察研究，于2015年創(chuàng)立淡色花崗巖高分異成因理論，系統(tǒng)性提出喜馬拉雅淡色花崗巖是高度結(jié)晶分異的花崗巖，是異地深成侵入體，這意味著該區(qū)域淡色花崗巖具有良好的稀有金屬成礦潛力。該理論打破了傳統(tǒng)觀點。

“基于吳福元院士的新理論，我們開始在喜馬拉雅淡色花崗巖帶尋找稀有金屬礦。”秦克章說。

隨后，多家單位對區(qū)域巖體進行考察，發(fā)現(xiàn)20余處巖體含有稀有金屬礦化，金屬組合以鈹—鈮—鉭(錫—鎢)組合為主，其中錯那洞錫—鎢—鈹?shù)V床經(jīng)評價達大型規(guī)模。盡管在為數(shù)不多的4處偉晶巖中發(fā)現(xiàn)了鋰輝石礦物，但未發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)價值的鋰礦體。

針對喜馬拉雅地區(qū)富鈹貧鋰的現(xiàn)狀開展進一步研究，2020年，秦克章在對比總結(jié)我國阿爾泰、東秦嶺稀有金屬成礦帶鋰、鈹?shù)V共生分離規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了“向強分異花崗巖的更遠端、更高處找鋰”的科學(xué)預(yù)判，優(yōu)選遠景區(qū)作重點檢查，并在2021年夏季找到了鋰礦。

超大型鋰礦在哪里?

“我們在喜馬拉雅窮家崗峰南西3000米的位置發(fā)現(xiàn)了這個鋰礦。”秦克章說，出于賦予美好愿望的想法，科研人員根據(jù)“窮家崗”的諧音將鋰礦取名為“瓊嘉崗鋰礦”。

秦克章介紹，他們發(fā)現(xiàn)了40余條寬度從10米到近百米的鋰輝石偉晶巖帶，它們組成了4條巖脈群和4條礦帶。

“瓊嘉崗鋰礦的地表露頭情況很好，因此我們可以清楚地看到長度、寬度和地表露頭落差。4條礦帶長度都超過1000米，其中2條礦帶寬度大約在100米，集中分布在5390米至5581米的高海拔地區(qū)。”秦克章說。

超大型鋰礦有多“大”?

一般來說，“大型”的鋰礦所含的氧化鋰資源在10萬噸以上，那么，被稱為“超大型”的瓊嘉崗鋰礦究竟有多“大”?

秦克章向《中國科學(xué)報》表示，礦體中氧化鋰資源可達101.25萬噸，“這個數(shù)值是根據(jù)保守估算的礦體體積和氧化鋰資源含量算出來的”。

“之所以說‘保守’，是因為我們在估算鋰礦體積時，長度只取了實際長度的2/3，寬度只取了實際寬度的1/2，厚度只取了推斷深度的1/2，也就是說，總體積只取了1/6。”秦克章說。

在氧化鋰含量方面，秦克章介紹，科研團隊共選取了具代表性的59件樣品，選取體積較大、結(jié)構(gòu)具有代表性且礦物分布較為均勻的區(qū)域進行切割、粉碎，且單件碎樣重量不低于1千克，然后，他們將每件粉末樣充分混合均勻，最后按照測試所需的樣品量取樣測試。

分析結(jié)果顯示，氧化鋰含量平均值為1.30%。“全巖微量元素是在澳實礦物實驗室和武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司分別進行測試的，并在中科院地質(zhì)地球所實驗室復(fù)驗，微量元素測量的相對誤差小于10%。”秦克章補充說。

是否存在爭議?

瓊嘉崗鋰礦發(fā)現(xiàn)的系列文章于2021年11月發(fā)表在中文學(xué)術(shù)期刊《巖石學(xué)報》上。

“在論文刊發(fā)之前，一些同行聽說瓊嘉崗鋰礦的規(guī)模之后產(chǎn)生了質(zhì)疑，因為這么大規(guī)模的偉晶巖稀有金屬礦床，在國內(nèi)乃至國外都屈指可數(shù)。”秦克章說。

秦克章表示，論文刊發(fā)之后，上述質(zhì)疑在很大程度上得以消除，但此后的爭議開始集中于“為什么預(yù)估礦體體積時只取1/6”。

“很多人細讀文章后問我，‘為什么折扣打這么大’‘為什么不取1/3、1/2’，我說，‘取1/3其實也可以，但取1/2有點太樂觀了’。”秦克章說。

他表示，之所以預(yù)估礦體體積時只選1/6，是因為他們認為初期還是應(yīng)該更謹慎一些。“礦體里面的情況現(xiàn)在是看不到的，剛開始算少一點沒關(guān)系，如果以后發(fā)現(xiàn)品位更好、規(guī)模更大，當(dāng)然更好了。”

此外，記者了解到，《巖石學(xué)報》由中科院主管，中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會和中科院地質(zhì)地球所主辦，被《科學(xué)引文索引》(SCI)收錄，2021年復(fù)合影響因子為3.316。

對于此次發(fā)表的論文，期刊匿名評審認為，“這是喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬找礦勘查的巨大突破”，“不僅對于認識淡色花崗巖稀有金屬成礦作用具有重要的科學(xué)價值，而且對于找礦勘查同樣具有突出的實踐意義”。

工業(yè)價值如何?

新發(fā)現(xiàn)的鋰礦被科研團隊評價為“喜馬拉雅首例具有工業(yè)價值的偉晶巖鋰礦”。那么，它的工業(yè)價值究竟如何?

秦克章表示，一般認為，氧化鋰資源含量超過0.8%時，鋰礦就具有開采的工業(yè)價值，他們采集的59件樣品中，有44件樣品的氧化鋰資源含量達到了工業(yè)品位(0.8%以上)，其中最高的一件樣品的氧化鋰資源含量達到了3.3%。

此外，他告訴記者，礦體中除氧化鋰之外，還有約3.98萬噸鈹資源，達到大型規(guī)模;約2358噸氧化鉭資源，也達到大型規(guī)模;約7074噸氧化鈮資源，為小型規(guī)模。而且，瓊嘉崗礦體中90%以上的礦物組成為石英、鉀長石和鈉長石，以及部分云母，在新疆可可托海礦山這些礦物分別被用于制造玻璃、陶瓷和絕緣材料，該區(qū)主要造巖礦有望被有效利用，產(chǎn)生相應(yīng)的經(jīng)濟效益，并大大減少廢物排放。

具備開采條件嗎?

論文中，科研團隊提出“喜馬拉雅帶有望成為中國最重要的稀有金屬礦產(chǎn)資源儲備基地”。那么，瓊嘉崗鋰礦是否具備開采條件?

“瓊嘉崗鋰礦具有良好的開采條件。”秦克章回應(yīng)，“鋰輝石顆粒較粗大，大約有10厘米至20厘米，屬于宜選礦石;礦區(qū)所在地交通便捷，已經(jīng)通了鄉(xiāng)村水泥路;處于正地形，有利于開采;礦體裸露，無需深挖;遠離珠穆朗瑪峰核心自然保護區(qū)。”

不過，他表示，目前該鋰礦還處在初級“預(yù)查”階段，只是基本確定礦體分布范圍及有用元素類別與含量。一個礦從發(fā)現(xiàn)到開采，一般要經(jīng)歷預(yù)查、普查、詳查、勘探四個階段，其中預(yù)查是為了確定礦所在的位置和大致情況，普查是通過工程手段排除預(yù)查階段的不確定性，詳查是為了探明礦床的可利用性，勘探是為了確定具體的開采方案。

對于下一步的工作，秦克章表示，科研人員還將豐富和完善高分異花崗巖稀有金屬成礦理論體系與找礦標(biāo)志，對鋰礦所在區(qū)域進一步開展科學(xué)考察研究及尋找新的含鋰偉晶巖，以確定瓊嘉崗鋰礦及周邊能否形成一個更大的完整鋰礦帶，從而為將我國喜馬拉雅地區(qū)建設(shè)成為新的鋰鈹稀有金屬資源戰(zhàn)略接替基地作出更大貢獻。

相關(guān)論文信息：

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

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

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