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国外锂矿找矿新进展及对我国战略性矿产勘查的启示

 

          

国外锂矿找矿新进展(2019~2021年)及对我国战略性矿产勘查的启示

代鸿章1,王登红1,刘善宝1,李鑫2,王成辉1,孙艳1

1中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室

2中国地质大学(北京)

          

第一作者:代鸿章,博士,副研究员,主要从事战略性矿产调查评价。

通讯作者:王登红,博士,二级研究员,主要从事矿产资源研究。

          

导读:
本文对分布在非洲、洲、北美洲、南美洲和欧洲14个国外重点锂矿项目,2019年至2021年期间的找矿勘查进展情况及动向进行了概述
总体来看,国外盐湖型锂矿和伟晶岩型锂矿仍占据主导地位,并在相应热点地区取得重大进展。此外,沉积型及热泉型等新类型锂矿的勘查工作在美国及欧洲等地区也取得了一系列新进展。
掌握了解国外勘查的锂矿床类型取得的最新找矿进展,这对国内找矿勘查和科研工作有重要启示。较国外而言,我国取得的找矿进展和实际增加的资源储量依然有限文中建议我国应加大对锂等战略性矿产资源的调查评价与勘查投入,进一步加强对伟晶岩型、盐湖型等传统类型以及岩体型、沉积型及热泉型等新类型锂矿的调查研究,不断拓展找矿新区域、新空间,加速国内锂矿产业化进程,不断健全锂业产业链。

基金项目:本文为国家重点研发计划“战略性矿产资源开发利用”专项“我国西部伟晶岩型锂等稀有金属成矿规律与勘查技术”项目(编号2021YFC2901900,2021YFC2901905)、中国地质调查局“战略性矿产重点远景区矿产地质调查”(编号DD20221684)、“松潘-甘孜成锂带锂铍多金属大型资源基地综合调查评价”(编号DD20190173)和“中国矿产地质志”项目(编号DD20221695、DD20190379、DD20160346)联合资助的成果。

          
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0 引言

1 世界锂资源新变化

2 全球锂矿资源勘探进展    

2.1 伟晶岩型

2.1.1 非洲曼诺诺(Manono)锂项目

2.1.2 非洲祖鲁(Zulu)锂项目

2.1.3 非洲古拉米纳(Goulamina)锂项目

2.1.4 澳大利亚凯瑟琳谷(Kathleen Valley)锂项目

2.1.5 澳大利亚布尔达尼亚(Buldania)锂项目

2.1.6 加拿大奥赛尔(Authier)等锂项目

2.2 沉积型

2.2.1 美国麦克德米特(Mc Dermitt)和克莱顿北(Clayton North)锂项目

2.2.2 美国萨克帕斯(Thacker Pass)锂项目

2.2.3 美国托诺帕(Tonopah Lithium Claims,TLC)锂项目

2.2.4 秘鲁法尔查尼(Falchani)锂项目

2.3 盐湖/卤水型

2.3.1 阿根廷萨尔德维达(Sal de Vida)锂项目

2.3.2 德国零碳(Zero Carbon)卤水锂项目

2.4 热泉型

2.4.1 英国康沃尔(Cornwall)锂项目

2.4.2 欧洲其他地区锂项目

3 对我国锂等战略性矿产找矿勘查的启示

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0  引言
锂及锂化合物在冶金、航空航天、轻工、石油、化工、电子、橡胶、玻璃、陶瓷及医疗等传统工业领域广泛运用,尤其是作为储能材料在新能源汽车等战略性新兴产业的大规模运用,使其享有“白色石油”和“21世纪的能源金属”的美誉,全球“淘锂热”已持续数年,并有愈演愈烈之势。2019年至今,全球锂矿找矿力度依旧未减,热点地区不断取得新进展,成果丰硕。刘丽君等(2019)概述了2017~2018年的国外锂矿找矿进展,取得了积极的社会效益。本文对2019~2021年(也包括一部分2022年)期间国外锂矿找矿勘查新进展的综述,助力国内找矿和科研工作。
1  世界锂资源新变化
2019~2021年间,世界主要锂矿国家查明的资源量逐年增长,但增速明显放缓(图1)2019年全球查明锂资源量新增约1800万t,较2018年增长30%,玻利维亚、阿根廷、刚果(金)、德国的新增查明锂资源量(分别为1200万t、220万t、200万t、200万t)是全球增长的主要贡献者,仅玻利维亚就贡献了66%。2020年,受新冠疫情及产能过剩影响,全球新增查明锂矿资源量骤减,但美国、智利、阿根廷、中国、加拿大等五国仍取得了重要进展2021年仅美国、澳大利亚两国取得了较明显的勘查成果。总体上,2020年较2019年、2021年较2020年全球范围新增分别约为600万t和200万t。此外,近三年中国仅2020年新增60万t查明锂资源量,截至2021年,中国查明锂资源量仅占全球约6%。
图1 2018~2021年各国查明的锂资源量(数据来源于U.S.Geological Survey,2019,2020,2021,2022)
          
自2015年,新能源汽车产业进入高速发展阶段,尤其是中国对新能源汽车的补贴政策刺激了全球锂市场,锂产量显著回升,2018年达到了9.5万t。2019年全球锂消费量较2018年增加了18%(分别为5.77万t和4.91万t),但全球锂产量却较2018年下降了9000t,这可能是受全球产能过剩以及我国对新能源汽车补贴下调政策的影响。与之对应,全球锂产品价格在2019年也有所下降(表1)2020年全年锂供需与价格形势与2019年相当,产量8.25万t,消费量7万t(USGS,2022),较2019年表现为消费增长、产量降低、价格下降(表2)。2021年,由于锂离子电池市场的强劲需求,全球锂产量增长到10万t,锂消费量增长至9.3万t(USGS,2022),较2020年增加33%。全球锂产品价格也开始快速上升(表2)。自2021年9月开始,全球锂产品价格一路狂飚,以中国金属锂(99.9%锂)现货价格为例,于2022年4月下旬达到惊人的48.6万美元/t(图2)总体上,2019~2022年锂资源价格上涨与上轮(2016~2018年)上涨原因基本相同,由于需求增长驱动和需求放大效应,加之受新冠疫情和供给延迟等因素影响,预计本轮及后续锂资源价格波动幅度将更大。
表1 2013~2021年世界各国查明锂矿资源量统计表

注:各年份数据来源,U.S.Geological Survey(2014,2015,2016,2017,2018,2019,2020,2021,2022);-表示当年无记录。

 

表2 2018~2021年美国和中国锂产品价格对比

注:*表示来源于矿道网(2022),其余数据来源于U.S.GeologicalSurvey(2019,2020,2021,2022);-表示未获得数据。

              

图2 截至2022年5月18日近两年来中国金属锂价格走势(数据来源于矿道网,2022)
          
要顺利实现碳达峰、碳中和战略目标,大力发展清洁能源已成必然趋势。新能源汽车中储能电池及其他清洁能源技术的创新发展,有助于加快全球经济“脱碳”进程。据S&P Global Market Intelligence(标准普尔全球市场情报)预计,随着众多政府和企业承诺减少排放,全球锂需求将从2022年的64万t/a增长到2030年的200万t/a,其中84%的锂产量将用于电池生产。《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》(国办发〔2020〕39号)中明确了我国新能源汽车的发展大方向,锂及其化合物作为新能源汽车和清洁能源技术不可或缺的原材料,可以预见,国内未来对锂的消费需求将继续保持高增长态势。
2  全球锂矿资源勘探进展
全球范围内各类型锂矿分布广泛。总体来看,自2016年以来,锂矿的全球分布格局相对稳定,盐湖型锂矿和伟晶岩型锂矿仍占据主导地位,前者集中分布于南美以智利、阿根廷及玻利维亚为核心的“锂三角”地区,后者集中在非洲和西澳地区(图3)2019年至今,伟晶岩型和盐湖型锂矿在相应热点地区继续取得了重大进展。此外,沉积型及热泉型等新类型锂矿在美国及欧洲等地区的找矿勘查工作也取得了一系列突破或新进展(表3)。

图3 全球主要锂矿床分布图(据刘丽君等,2019新增)

          

表3 2019~2021年国外锂资源主要勘查进展情况一览表

注:*表示数据来源于MingTechnology,2020,2021;-表示未获得数据;其余数据均来源于各锂矿项目所属企业官网及年报。

2.1 伟晶岩型
2.1.1 非洲曼诺诺(Manono)锂项目
曼诺诺锂矿是一个老矿区,2018年取得了新进展,但近期的勘查成果进一步扩大。矿区位于非洲刚果(金)坦噶尼喀省首府卢本巴希以北500km处,新的勘查项目由澳大利亚AVZ矿业公司主导,勘探主体是Roche Dure伟晶岩矿脉经勘查证实该矿脉的长度至少2100m,平均真厚度200m,且向下延伸超过250m仍未尖灭。早在2018年8月,通过沿脉体走向方向近980m的31个钻孔的控制,初步探获2.599亿t的锂矿石,Li2O品位1.63%。通过2019年覆盖走向方向近1600m的钻探工程,将RocheDure伟晶岩矿脉的锂矿石估算资源量提升至4亿t,Li2O品位1.65%,Sn品位0.072%,Ta品位0.0034%。其中,探明的资源量为1.07亿t,Li2O品位1.68%,Sn品位0.084%,Ta品位0.0036%控制的为1.62亿t,Li2O品位1.63%,Sn品位0.080%,Ta品位0.0036%;推断的为1.31亿t,Li2O品位1.66%,Sn品位0.051%,Ta品位0.0030%(AVZ MineralsLtd,2019)。据此,RocheDure伟晶岩脉成为世界上规模最大、品位最高的未开发硬岩锂矿床之一
2018年12月,在曼诺诺北部的Carrieredel'Este也开展了钻探,6个宽间距普查钻孔中有4个钻孔的Li2O品位高于2%该伟晶岩脉沿走向长1500m,倾角缓,厚度可达200m,与Roche Dure类似。预计矿石量将达4~6亿t,Li2O品位1.5%~1.7%
2020年4月左右,AVZ公司公布了曼诺诺(Manono)锂锡矿项目的最终可行性研究报告结果显示,该项目预计需要投资5.455亿美元,矿山寿命超过20a,可年产品位6%的锂辉石精矿70万t,硫酸锂年产量为45475t。2021年初,AVZ公司在RocheDure采坑底部又见到了锂矿化,有望将以前认为废矿石而需要剥离的地段圈定为资源。AVZ矿业公司为整个曼诺诺项目制定了10~12亿t锂矿(Li2O品位1.25%~1.50%)的勘探目标,其中Roche Dure的勘查目标为3~4亿t(AVZMineralsLtd,2022)。
2021年9月,AVZ与宁德时代(CATH)签订了交易实施协议CATH将支付2.4亿美元购买Manono项目24%的股权
2.1.2 非洲祖鲁(Zulu)锂项目
祖鲁项目位于津巴布韦布拉瓦约80km处,由高非矿业公司(Premier African Minerals)主导。该矿被认为是津巴布韦最大的未开发含锂伟晶岩锂矿。继2016年9月至2017年2月成功实施2500m金刚石钻探工程后,2018年高非发布了推断矿产资源估算报告,祖鲁项目推断的矿石资源量为2010万t,Li2O品位1.06%,Ta品位51×10-6,相当于52.6万t碳酸锂和1025tTa2O5鉴于矿带在深度和走向上尚未圈闭,预计整个祖鲁项目的勘查目标在1.2~1.6亿t之间
2.1.3 非洲古拉米纳(Goulamina)锂项目
古拉米纳锂矿位于马里南部的布古尼(Bougouni)地区,距离马里首都巴马科约150km,占地100km2,为极具潜力的伟晶岩型锂矿。2021年8月16日,火雀(Firefinch)公司宣布与世界上产能最大的锂生产商——江西赣锋锂业有限公司的子公司签署了一系列完整的法律协议,以50∶50的比例成立合资公司,开发和运营世界级的古拉米纳锂项目。为了获得合资公司50%的权益,赣锋将出资1.94亿美元用以建设该项目并将其投入生产。据2021年12月发布的可行性报告,古拉米纳锂矿控制的和推断的矿石资源量总计达1.09亿t,平均Li2O品位高达1.45%,折合碳酸锂当量388万t。其中,探明的矿石资源量为840万t,Li2O品位1.57%;控制的为5620万t,Li2O品位1.48%;推断的为4390万t,Li2O品位1.38%目前,该矿处于前期建设阶段。预计从2023年起,年均生产43.6万t SC6级锂辉石精矿,折合碳酸锂当量5.45万t
2.1.4 澳大利亚凯瑟琳谷(Kathleen Valley)锂项目
凯瑟琳谷锂矿位于西澳大利亚州珀斯东北部约680km、Kalgoorlie北部约400km处,由澳大利亚狮镇矿业公司全资持有(图4a)。狮镇矿业公司通过263个反循环钻孔(进尺共43072m)和42个金刚石钻孔(进尺共4562m)的钻探工作及超过19000件样品的化验工作,在2019年更新了该锂矿的矿产资源评估数据(图4b)。更新后的矿石资源量达到了7490万t,Li2O品位1.3%,Ta2O5品位140×10-6,较2018年增加了353%查明的17条矿化伟晶岩脉可分为北东部的缓倾脉群和南西部的陡倾脉群,前者占伟晶岩脉总数的80%。两个脉群在深部合并,组成一个厚的、中等倾角的矿化体。通过钻探工作,2020年中旬,狮镇公司宣布锂矿石资源量提升至1.56亿t,Li2O品位1.4%,即碳酸锂当量530万t其中,探明的资源量为2000万t,Li2O品位1.3%;控制的为1.09亿t,Li2O品位1.4%;推断的为2700万t,Li2O品位1.3%。可见,凯瑟琳谷的的规模与皮尔巴拉矿业公司(PilbaraMinerals)的皮尔甘谷拉(Pilgangoora)或西农公司(Wesfarmer)的芒特霍兰(MtHolland)相近。
图4 凯瑟琳谷项目2019年钻探成果(a)和凯瑟琳谷项目SW—NE向勘探线剖面图(b)(勘探线位置见图a)(据LiontownResources,2019)
2.1.5 澳大利亚布尔达尼亚(Buldania)锂项目
布尔达尼亚是狮镇资源公司在西澳大利亚洲的第二个硬岩型锂矿项目。矿区位于珀斯以东约600km、埃斯佩兰斯地区港口以北200km处(图5a)。截至2019年,狮镇公司在此已实施了165个钻孔,总进尺超过22800m,大多数钻孔布设于安娜(Anna)远景区(图5b)。安娜的锂矿由多个堆叠的、近于平行的、含锂辉石的伟晶岩透镜体组成,厚度为5~25m。伟晶岩局部合并,厚达50m。区域勘探还在安娜伟晶岩西北5~10km处发现了一个新的含锂伟晶岩群和锂的土壤异常(>100×10-6Li),与安娜伟晶岩处于相同的锂远景区。2020年的勘探工作又查明了8条矿化伟晶岩脉,单脉的厚度可达35m,平均厚度为4~9m,综合平均厚度为26m。截止2019年11月,狮镇资源公司在布尔达尼亚项目共获得了1490万t的矿石资源量,Li2O品位0.97%。其中,控制的资源量为910万t,Li2O品位0.98%;推断的资源量为590万t,Li2O品位0.95%。后续的钻探工作仍在进行。
图5 布尔达尼亚项目位置图与区域地质简图(a)和布尔达尼亚项目2019年钻探成果(b)
2.1.6 加拿大奥赛尔(Authier)等锂项目
2016年6月,沙亚娜矿业公司(Sayona Mining)收购了格伦鹰资源公司(Glen Eagle ResourcesInc.)位于加拿大的奥赛尔(Authier)锂矿项目。当时奥赛尔锂矿项目探获锂矿石资源量共912万t,Li2O品位0.96%。其中探明的矿石资源量为208万t,Li2O品位0.95%;控制的资源量为516万t,Li2O品位0.97%;推断的资源量为188万t,Li2O品位0.93%。2018年,沙亚娜矿业公司通过81个金刚石钻孔,超过11000m的钻探工程,将奥赛尔项目的锂矿石资源量提升至2094万t,Li2O品位1.01%。其中,探明的资源量为658万t,Li2O品位1.02%;控制的资源量为1060万t,Li2O品位1.01%;推断的资源量为376万t,Li2O品位0.98%。与此同时,沙亚娜矿业与北美锂矿(North American Lithium)合作开发了坦西姆(Tansim)锂矿项目,沙亚娜矿业于2019年11月宣布该项目锂矿石资源的勘探目标:500~2500万t,Li2O品位1.2%~1.3%。此外,沙亚娜在还2021年9月宣布收购世界级的摩布朗锂矿项目(Moblan Lithium Project)60%的权益,以进一步扩大其在北美的锂资产,该锂矿在2019年的储量估算中获得探明锂矿资源量1203万t,Li2O品位1.40%,推断资源量406万t,Li2O品位1.33%。目前沙亚娜仍在继续对上述项目的钻探工作。
2.2 沉积型
2.2.1 美国麦克德米特(Mc Dermitt)和克莱顿北(Clayton North)锂项目
2018年6月,金达利资源公司(Jindalee Resources Limited)的全资子公司Hi Tech MineralsInc.收购了美国的麦克德米特和克莱顿北两个沉积型锂项目麦克德米特锂项目位于俄勒冈州东南部(图6a、b),2018年9月通过4个钻孔的钻探,估算了1.6~7.8亿t资源量2019年9月,通过9个金刚石钻孔的钻探,新增推断资源量1.5亿t,Li2O品位0.2%2020年完成了21个钻孔的钻探(图6c、d)。2021年4月,金达利宣布麦克德米特项目控制和推断的资源总量达14.33亿t,Li2O品位0.132%,换算碳酸锂当量(LCE)1010万t。其中,控制的资源量为2.33亿t,Li2O品位1.43%;推断的资源量为12亿t,Li2O品位1.3%资源量的增长主要得益于2020年下半年的钻探以及边界品位从0.175%降至0.1%截至2021年4月,麦克德米特锂矿的规模已经超过美洲锂业公司(LithiumAmericas)的萨克帕斯(ThackerPass),后者碳酸锂当量为830万t钻探结果显示麦克德米特矿区内含锂沉积层埋藏深度从0~100m,矿石松软,矿层倾角小(图6d),锂矿体在尚未穿透,该项目下一步勘探目标是13亿t到23亿t,锂品位0.11%~0.15%。克莱顿北锂矿于麦克德米特南约500km,美国唯一的锂矿生产地——银峰(SilverPeak)以北23km处(图7a)。勘查区内出露大面积的含锂黏土岩,锂含量高达930×10-6(图7b),金达利公司下一步将在此开展钻探工作以确定矿化体的在覆盖层之下的延伸情况。
图6 麦克德米特项目位置图(a),麦克德米特项目矿化体野外露头(b),麦克德米特项目钻孔岩芯照片(c)和麦克德米特项目B勘探线剖面图(d)
          
   
图7 克莱顿北项目位置图(a)和克莱顿项目地表样品分布及品位(b)(据JindaleeResourcesLtd,2022b)
2.2.2 美国萨克帕斯(Thacker Pass)锂项目
萨克帕斯锂矿由美洲锂业(Lithium Americas)的全资子公司Lithium Nevada开发。该矿床位于美国内华达州北部的洪堡特县(Humboldt),麦克德米特破火山口的南端(图8a)。萨克帕斯矿床中的锂主要赋存在麦克德米特破火山口内的湖泊沉积物中(图8b)。2021年10月7日,美洲锂业将矿产资源估算值(探明的和控制的)提高至11.54亿t,折合碳酸锂当量(LCE)1370万t,Li2O品位为0.22%此外还包括推断的3.92亿t资源量,Li2O品位为0.21%,折合碳酸锂当量(LCE)440万t。据美国锂业公司称,到2030年,美国电池生产将需要超过25万t锂,萨克帕斯能以每吨锂4088美元的价格参与竞争,将处于有利地位。萨克帕斯锂矿预计将于2023年开始生产,成为美国最先进的锂开发项目之一。
图8 萨克帕斯项目位置图(a)和萨克帕斯项目区域地质简图(b)
2.2.3 美国托诺帕(Tonopah Lithium Claims,TLC)锂项目
托诺帕锂矿位于美国内华达州托诺帕(Tonopah)镇附近、潜力巨大的埃斯梅拉达(Esmeralda)锂矿区内,由美国锂业(AmericanLithium)主导开发,为一沉积型黏土锂矿。在2019年的钻探样品中,多个样品品位超过0.16%,最高达0.245%。2020年,这些信息被用来进行资源量估算,该矿可进行近地表开采,剥采比不高按照0.04%的边界品位,托诺帕锂矿探明的矿石资源量为6.8亿t,Li品位0.0932%,折合碳酸锂当量335万t;控制的资源量为4.27亿t,Li品位0.0898%,折合碳酸锂当量202万t;推断的资源量为3.62亿t,Li品位0.0912%,折合碳酸锂当量176万t。2022年1月,美国土地管理局(Bureau of Land Management)批准了TLC经营计划。美洲锂业公司开始了一项包括95个孔的钻探计划,还将挖掘5个试验坑采集选冶样品(中华人民共和国自然资源部全球地质矿产信息系统,2022)。
2.2.4 秘鲁法尔查尼(Falchani)锂项目
法尔查尼位于秘鲁首都利马东南偏东650km处该项目由高原能源金属公司(Plateau Energy Metals)自2017年11月发现并开发,于2021年年初被美国锂业(American Lithium)收购截至2019年3月,已在矿化主体凝灰岩和顶底板角砾岩中探得控制的资源量6090万t,Li2O品位0.295%,折合碳酸锂当量96万t;推断的资源量2.6亿t,Li2O品位0.271%,折合碳酸锂当量375万t
2.3 盐湖/卤水型
2.3.1 阿根廷萨尔德维达(Sal de Vida)锂项目
萨尔德维达锂矿位于阿根廷布宜诺斯艾利斯西北约1400km处,位于南美“锂三角”内。2018年,萨尔德维达估算资源量折合碳酸锂当量为490万t,锂品位为732mg/L。通过补充钻探,至2021年4月,银河公司(Galaxy Resources)将这一数据更新至碳酸锂当量623万t锂品位为754mg/L),较2018年增加27%。该卤水锂矿也是全球锂品位最高的卤水锂矿之一,并可能是全球建设和生产成本最低的锂矿。计划于2022年末投产,年产锂2.5万t,80%的产量为电池级,10%的为高技术产品,其余10%可用于生产锂金属。
2.3.2 德国零碳(Zero Carbon)卤水锂项目
零碳锂项目是德国莱茵河谷上游地区的地热锂卤水项目,由澳大利亚火神能源(Vulcan Energy Resources)勘探公司分阶段开发。矿区位于德国西南部的莱茵河谷上游,其特点是新生代地堑,包括二叠纪至第三纪的沉积岩,以及次要的第三纪火山活动和第四纪地表沉积物勘查重点是与下三叠统Buntsandstein群和石炭系—二叠系Rotliegend群的砂岩相关的含盐含水层,涉及两个重要的矿化体。其中,Taro锂矿化体位于与二叠纪—三叠纪砂岩相关的封闭地下含水层中,Ortenau矿化体在下三叠统Buntsandstein组砂岩的封闭地下含水层内。截至2021年1月,指示和推断的矿产资源量估计为1585万t LCE,锂品位181mg/L。火神能源称,这是欧洲最大的锂矿资源
2.4 热泉型
2.4.1 英国康沃尔(Cornwall)锂项目
2020年7月,英国初创公司康沃尔锂业(Cornish Lithium)表示,它们在康沃尔郡雷德鲁斯(Redruth)附近的United Downs Deep地热发电项目中发现:地热卤水中含有高品位的Li,且含量超过世界其他任何地方Li的平均浓度为220mg/L,局部可达260mg/L,潜在的伴生资源还包括硼、铷和铯。特别的是,该地热水中Mg浓度极低,仅为5mg/L,大幅度降低了锂的提取与加工难度。康沃尔锂业表示,他们将使用直接提锂(DLE)技术,即直接从水中提取溶解的锂化合物,而无需建立向南美锂矿开采中通常使用的大型蒸发池。
2.4.2 欧洲其他地区锂项目
除了英国康沃尔外,欧洲至少还有5个深部地热流体的锂浓度在125~480mg/L的地区。其中,超高温地热系统(≥300℃)的卤水锂浓度在250~480mg/L,分布在相对年轻与火山环境有关的中生代沉积储层中,由岩浆活动(存在火山岩和岩浆脱气)提供热量,主要集中在意大利的Monte Sabatini和Campi Flegrei两个著名地热区低到高温地热系统(120~250℃)往往没有伴生的岩浆热源,位于结晶基底上构造沉积盆地的深部,锂浓度在140~210mg/L之间,如德国北部地热区和南部的Molasse盆地以及上莱茵河地堑。沿法德边境的上莱茵河地堑,有几个正在运行或正在开发的地热项目,可能是欧洲最有希望开采地热锂的区域之一
3  对我国锂等战略性矿产找矿勘查的启示
自2011年起,中国地质调查局率先设立了“全国三稀金属战略研究”、“我国三稀矿产调查研究”、“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”等项目和工程,引领了全国性三稀矿产调查研究的新高潮,使我国战略性矿产调查评价工作走到了世界前列。但随之而来的是,我国地勘行业的发展却进入低谷。自2012年以来,我国地质勘查投入连续9年下滑,“十三五”期间,全国新发现矿产地数量共557处,与“十二五”时期的1505处相比,减少61.66%。近十年来,尽管中国在锂矿找矿实践与理论研究等方面取得了较丰硕成果,相较国外而言,我国取得的找矿进展和实际增加的资源储量非常有限,锂等关键矿产的对外依存度越来越高。另外,我国还没有形成“矿产资源的自我保障关乎国家安全”的共识,“开矿不如买矿”的声音不绝于耳,导致来源于社会面的矿产勘查资金支持大幅降低,矿产资源安全保障直接受到威胁。对以“保障我国能源资源安全”为己任的广大地质工作者而言,任重道远,也给予我们以下几方面的思考和启示。
(1)牢固树立战略性矿产资源自我保障的安全意识“能源资源安全”是国家安全体系的重要内容。目前欧盟所需的包括锂在内的关键矿产几乎全部来自海外。据悉,法国已经探测到国内锂矿,并首次在东部的阿尔萨斯大区进行了勘探。法国环境部长芭芭拉·庞皮利(Barbara Pompili)在2022年2月接受《回声报》(Le sEchos)视频采访时表示,为满足能源转型的需求,法国应该着手开发国内锂资源,以摆脱对化石燃料的依赖。我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要围绕“构建现代能源体系”“提升重要功能性区域的保障能力”“实施能源资源安全战略”等做出切实部署,而不只是规划近日来俄乌冲突导致欧洲国家天然气面临断供危机,充分表明除了传统的矿产资源贸易壁垒,国际形势的突变已经成为威胁一国资源安全的主要因素,立足开发或储备国内矿产资源仍是保障国家“能源资源安全”的坚实保障。从2019~2021年国外锂矿勘查进展看,美、英、德等老牌资本主义强国均在加大支持对关键矿产资源(与我国战略性矿产对应)的调查、勘探与研究。我国仍处在新能源新材料战略性矿产资源消耗始终呈增长态势的阶段,实现战略性矿产资源的自我保障已经刻不容缓,因此应尽快、切实加大对锂等战略性矿产资源的调查评价与勘查投入。
(2)进一步加强新类型锂资源的找矿勘查工作,不断拓展找矿新区域、新空间。近年来,国外除了在传统的伟晶岩型、盐湖型锂矿勘查上取得进展外,在沉积型及热泉型等新类型锂矿的勘查方面也取得了一系列突破。同时期,我国不仅在以传统伟晶岩型为主的硬岩型锂矿的勘查工作上取得了一定成果,如川西(加达、鸭柯柯)等传统锂矿优势区及新疆阿尔金(砂锂沟、吐格曼、吐格曼北)、冈底斯-喜马拉雅(琼嘉岗、嘎波)等新区,同时发掘了岩体型(华南九岭狮子岭)、隐爆角砾岩筒型(维拉斯托)、碳酸盐黏土型(贵州下石炭统九架炉组和云南下二叠统倒石头组富锂黏土岩)、热泉型(腾冲热泉)等新类型锂矿资源与之对应,我国锂成矿区带也在不断拓展(新增阿尔金、喜马拉雅、班戈-腾冲、突泉-翁牛特等成锂带;王登红等,2022)。这些成果表明,无论是传统型锂矿,还是新类型锂矿,无论是在原先已经识别出来的成锂带,还是在新划分出的成锂带,我国锂矿找矿潜力依然巨大。另外,随着锂资源价格的高涨,以江西宜春414矿床为代表的低品位硬岩型锂矿也具备了经济可利用性。可见,盘活以往被认为是“呆矿”的锂资源乃至于寻找新的花岗岩型锂矿,已经成为当务之急。与此同时,我国对沉积型锂矿工业类型的划定依据也是迫切需要解决的一个问题一旦沉积型及深部卤水锂矿资源得以工业开发利用,环保问题能够解决,那么豫西-晋南及川滇黔地区与古生代沉积岩及铝土矿、煤系地层相伴生的锂资源将可能在数量上超过花岗岩型和花岗伟晶岩型锂矿,而柴达木盆地及四川盆地、江汉盆地及东部的吉泰盆地、樟树盆地等的深部卤水中的锂资源也值得重新评价建议多类并举,多方兼顾,同时借鉴国外勘查经验,加强对包括岩体型、沉积型、地下卤水及热泉等新类型锂矿勘查,扩展找矿区域和找矿空间,实现增储,为我国锂矿资源的安全保障提供资源基础。
(3)加速国内锂矿产业化进程,不断健全锂业产业链。国外在各类型锂矿勘查、勘探取得不断突破的同时,能够迅速实现产业化,上述曼诺诺、古拉米纳、萨克帕斯、萨尔德维达等项目预计于2022年末、2023年开始投产,产能的释放将进一步冲击市场反观国内,尽管拥有较大锂资源储备,但受限于锂资源的品质及自然环境等因素,每年释放的产能仍不能满足消费需求,自给能力较弱,对外依存度较高。占据重要比例的伟晶岩型和盐湖卤水型锂矿主要分布在青藏高原周缘地区,其中,伟晶岩型锂矿易于开采,品位较高,但往往规模较小,而脉体规模一般不大,产状变化较大,导致找矿勘探难度大,开发利用难度也大,只有那些品位高的大脉才是工业开采的对象盐湖型锂矿受技术条件(高镁锂比、水文地质条件复杂、水量小等)以及恶劣自然环境(高海拔等)的限制,开发程度低、速度慢,回收率较低且产量不稳定,资源优势尚未体现还有深部卤水锂资源的大规模工业化开发难度也不小,比如四川雅安一带深部卤水曾开展抽水试验,由于卤水从地下被提取上来的过程中随着温度、压力等物理化学条件的变化,盐类矿物结晶而致使管道堵塞。另外,岩体型、沉积型及热泉型等锂矿资源也因提锂技术与潜在环保等因素,尚未形成规模化产业。与此同时,除部分盐湖外,我国各类型锂矿的开发成本智利、美国、澳大利亚、阿根廷等主要产锂国相比,还不具备国际竞争力尽管近年来中国锂业公司逐步崛起,如天齐锂业、赣锋锂业、宁德时代等已深度参与全球锂产业链,掌握了一系列优质锂资源的权益,但长远来看,尚不能从根本上保障我国锂资源安全随着江西宜春锂云母资源的加速开发利用,青海、西藏、四川等地区盐湖卤水提锂技术的提升,四川、新疆等地区锂辉石资源的规模开采,还有沉积型锂资源的可利用性攻关,加之电池回收技术的进步,可以预期,不久的将来我国进口锂资源的需求量会大幅降低,锂等战略性矿产资源保障程度将显著提高因此,统筹规划国内锂资源勘探与开发,进而加速国内锂矿产业化进程,健全锂业产业链须上升至国家战略高度。应吸收相关企业在“走出去”过程中的先进投资、管理经验,在上游加强国内锂资源找矿勘查的同时,要注重向下游的成果转化,制定锂资源选冶、电池生产和新能源汽车产业化的全产业链发展方案只有如此才能吸引社会资金,以提升技术,反哺上游勘查,促进循环经济的可持续发展。
总体上,尽管中国在近十余年来,锂矿找矿实践与理论研究等方面取得了较丰硕成果,仍相对滞后于国际水平。要保障我国战略性新兴产业的安全,仍需要继续加大以锂为代表的战略性矿产的找矿投入,加强对伟晶岩型、岩体型、卤水型、热泉型及沉积型锂矿的调查研究,加快国内大型锂矿资源基地的建设,为战略性新兴产业的可持续发展提供坚实的资源保障。
致谢:两位审稿人对本文的丰富和完善提出了建设性意见,文中部分图件资料是基于项目组所在团队集体成果的进一步更新,在此一并致谢!
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原文来源:代鸿章,王登红,刘善宝,李鑫,王成辉,孙艳.2023.国外锂矿找矿新进展(2019~2021年)及对我国战略性矿产勘查的启示.地质学报,97(2):583~595,doi:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023012 

 

 

2024年9月19日 11:29
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