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。隨着全球新能源產業的發展，鋰資源需求量急劇增加。
日前，記者從中國科學院地質與地球物理研究所（以下簡稱中科院地質地球所）獲悉，該研究所青藏高原科學考察研究團隊在喜馬拉雅瓊嘉崗地區發現了超大型鋰礦。
該鋰礦被認為“有望成為繼南疆白龍山、川西甲基卡之後的我國第三大鋰礦”，是“喜馬拉雅首例具有工業價值的偉晶岩鋰礦”。相關成果發表於《岩石學報》。
就瓊嘉崗超大型鋰礦的一些問題，《中國科學報》獨家專訪了科研團隊負責人、中科院礦產資源研究重點實驗室主任秦克章研究員。
科學家是如何找到超大型鋰礦的？
“我們在突破傳統認知的科學理論的指導下發現了這個礦。”秦克章說。
他表示，此前，該鋰礦之所以未被發現，主要是因為傳統觀點認為，喜馬拉雅大面積淡色花崗岩的成因為沉積岩重熔、原地侵位，通常不作為找礦目標。
“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模的新生代淡色花崗岩，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。”秦克章告訴《中國科學報》。
中科院地質地球所吳福元院士研究團隊經過十多年的考察研究，於2015年創立淡色花崗岩高分異成因理論，系統性提出喜馬拉雅淡色花崗岩是高度結晶分異的花崗岩，是異地深成侵入體，這意味着該區域淡色花崗岩具有良好的稀有金屬成礦潛力。該理論打破了傳統觀點。
“基於吳福元院士的新理論，我們開始在喜馬拉雅淡色花崗岩帶尋找稀有金屬礦。”秦克章說。
隨後，多家單位對區域岩體進行考察，發現20餘處岩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—鈹礦床經評價達大型規模。儘管在為數不多的4處偉晶岩中發現了鋰輝石礦物，但未發現具有工業價值的鋰礦體。
針對喜馬拉雅地區富鈹貧鋰的現狀開展進一步研究，2020年，秦克章在對比總結我國阿爾泰、東秦嶺稀有金屬成礦帶鋰、鈹礦共生分離規律的基礎上，提出了“向強分異花崗岩的更遠端、更高處找鋰”的科學預判，優選遠景區作重點檢查，並在2021年夏季找到了鋰礦。
超大型鋰礦在哪裡？
“我們在喜馬拉雅窮家崗峰南西3000米的位置發現了這個鋰礦。”秦克章說，出於賦予美好願望的想法，科研人員根據“窮家崗”的諧音將鋰礦取名為“瓊嘉崗鋰礦”。
秦克章介紹，他們發現了40餘條寬度從10米到近百米的鋰輝石偉晶岩帶，它們組成了4條岩脈群和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，集中分佈在5390米至5581米的高海拔地區。”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，那麼，被稱為“超大型”的瓊嘉崗鋰礦究竟有多“大”？
秦克章向《中國科學報》表示，礦體中氧化鋰資源可達101.25萬噸，“這個數值是根據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、結構具有代表性且礦物分佈較為均勻的區域進行切割、粉碎，且單件碎樣重量不低於1千克，然後，他們將每件粉末樣充分混合均勻，最後按照測試所需的樣品量取樣測試。
分析結果顯示，氧化鋰含量平均值為1.30%。“全岩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任公司分別進行測試的，並在中科院地質地球所實驗室復驗，微量元素測量的相對誤差小於10%。”秦克章補充說。
是否存在爭議？
瓊嘉崗鋰礦發現的系列文章於2021年11月發表在中文學術期刊《岩石學報》上。
“在論文刊發之前，一些同行聽說瓊嘉崗鋰礦的規模之後產生了質疑，因為這麼大規模的偉晶岩稀有金屬礦床，在國內乃至國外都屈指可數。”秦克章說。
秦克章表示，論文刊發之後，上述質疑在很大程度上得以消除，但此後的爭議開始集中於“為什麼預估礦體體積時只取1/6”。
“很多人細讀文章后問我，‘為什麼折扣打這麼大’‘為什麼不取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，之所以預估礦體體積時只選1/6，是因為他們認為初期還是應該更謹慎一些。“礦體裡面的情況現在是看不到的，剛開始算少一點沒關係，如果以後發現品位更好、規模更大，當然更好了。”
此外，記者了解到，《岩石學報》由中科院主管，中國礦物岩石地球化學學會和中科院地質地球所主辦，被《科學引文索引》（SCI）收錄，2021年複合影響因子為3.316。
對於此次發表的論文，期刊匿名評審認為，“這是喜馬拉雅地區稀有金屬找礦勘查的巨大突破”，“不僅對於認識淡色花崗岩稀有金屬成礦作用具有重要的科學價值，而且對於找礦勘查同樣具有突出的實踐意義”。
工業價值如何？
新發現的鋰礦被科研團隊評價為“喜馬拉雅首例具有工業價值的偉晶岩鋰礦”。那麼，它的工業價值究竟如何？
秦克章表示，一般認為，氧化鋰資源含量超過0.8%時，鋰礦就具有開採的工業價值，他們採集的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，達到大型規模；約2358噸氧化鉭資源，也達到大型規模；約7074噸氧化鈮資源，為小型規模。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，以及部分雲母，在新疆可可托海礦山這些礦物分別被用於製造玻璃、陶瓷和絕緣材料，該區主要造岩礦有望被有效利用，產生相應的經濟效益，並大大減少廢物排放。
具備開採條件嗎？
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資源儲備基地”。那麼，瓊嘉崗鋰礦是否具備開採條件？
“瓊嘉崗鋰礦具有良好的開採條件。”秦克章回應，“鋰輝石顆粒較粗大，大約有10厘米至20厘米，屬於宜選礦石；礦區所在地交通便捷，已經通了鄉村水泥路；處於正地形，有利於開採；礦體裸露，無需深挖；遠離珠穆朗瑪峰核心自然保護區。”
不過，他表示，目前該鋰礦還處在初級“預查”階段，只是基本確定礦體分佈範圍及有用元素類別與含量。一個礦從發現到開採，一般要經歷預查、普查、詳查、勘探四個階段，其中預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採方案。
對於下一步的工作，秦克章表示，科研人員還將豐富和完善高分異花崗岩稀有金屬成礦理論體系與找礦標誌，對鋰礦所在區域進一步開展科學考察研究及尋找新的含鋰偉晶岩，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建設成為新的鋰鈹稀有金屬資源戰略接替基地作出更大貢獻。
相關論文信息：
https：//doi.org/10.18654/1000-0569/2021.11.02
https：//doi.org/10.18654/1000-0569/2021.11.06
本文轉自《中國科學報》