稀有金属（锂、铍、铌、钽、铷、铯），作为未来新能源战略中的核心资源，被誉为“能源金属”。特别是锂，由于其在电池制造和可再生能源技术领域中的关键作用，全球对锂的需求正在急剧上升。中亚成矿域，作为全球稀有金属矿床的重要聚集区，尤其以其丰富的锂矿资源而闻名。这一地区独特的地质结构和复杂的造山历史，已经吸引了国内外地质学家的广泛关注。尽管如此，受气候、交通及开发条件的限制，中亚在锂矿研究和开发方面仍然落后于其他地区。这表明，尽管中亚地区锂矿资源潜力巨大，但要充分利用这些资源，还需要进一步的探索和开发。
申萍研究团队在前人大量的研究成果的基础上，结合对哈萨克斯坦、蒙古国和中国阿尔泰的稀有金属矿床的考察和研究，对中亚成矿域锂矿床进行了系统的总结。取得的主要认识如下：
1. 锂成矿省、成矿带及其构造演化
中亚成矿域发育了一系列锂矿床，主要集中在西伯利亚克拉通南部的造山带中。这些锂矿床具有多期成矿特点，成矿时代跨度大，包括前寒武纪、晚寒武世至早奥陶世、早二叠世、晚三叠世至早侏罗世和早白垩世等5个成矿期。锂矿床类型主要为伟晶岩型和花岗岩型，伟晶岩型锂矿床主要位于成矿域的西部，而花岗岩型锂矿床集中在东部。基于成矿构造背景和锂成矿特征的研究，中亚成矿域可划分为2个成矿省和7个锂成矿带（图1）：（1）阿尔泰-东萨彦成矿省，位于成矿域的西部，包括阿尔泰、桑吉伦高地和东萨彦等3个成矿带，主要发育伟晶岩型锂矿床，成矿作用集中在上述前4个成矿期，矿床形成与西伯利亚克拉通和古亚洲洋2个构造体系有关。（2）蒙古-鄂霍茨克成矿省，位于成矿域的东部，包括东外贝加尔成矿带以及gobi ugtaal-baruun urt和大兴安岭等2个锂远景成矿带，主要发育早白垩世花岗岩型锂矿床，矿床形成主要与蒙古-鄂霍次克构造体系有关。此外，在中国东天山发育少量晚三叠世伟晶岩型锂矿床，构成东天山锂远景成矿带，矿床形成与哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块碰撞有关。
图1 中亚成矿域地质简图和锂成矿省、成矿带及锂矿床分布图
中亚成矿域锂矿床的形成都与伸展背景密切相关，前寒武纪锂矿床形成于西伯利亚西南缘裂谷带，古生代和中生代锂矿床形成于西伯利亚板块南部的碰撞带中，是碰撞后伸展阶段的产物。中亚成矿域锂成矿作用也与超大陆演化重大事件有关（图2），锂成矿作用始于努纳大陆，形成西伯利亚克拉通西南缘的东萨彦成矿带，经过冈瓦纳大陆和潘吉亚大陆演化，分别形成早古生代桑吉伦高地成矿带和中生代阿尔泰成矿带，成矿作用终结于西伯利亚克拉通和华北克拉通的碰撞，形成白垩纪东外贝加尔和大兴安岭成矿带。
图2 中亚成矿域锂矿床成矿时代柱状图
2. 含矿岩浆成因
中亚成矿域稀有金属花岗岩和伟晶岩富含挥发分和不相容元素（如锂、铯、钽、铌、铷等），并显示出明显的四分组效应（图3），nb/ta和zr/hf比值低（图4）。对于花岗岩型锂矿床，li-f花岗岩为母质黑云母花岗岩或二云母花岗岩岩浆持续高分异的产物。对于伟晶岩型锂矿床，多数含矿伟晶岩与同期花岗岩基之间没有显示直接的演化关系（图3，图4），这并不是说两者之间无成因联系，而是由于缺失了高演化花岗岩岩株的数据所致。可见，中亚成矿域稀有金属花岗岩和大多数稀有金属伟晶岩为花岗质岩浆高分异结晶的产物。
图3 中亚成矿域主要锂矿床的球粒陨石标准化稀土元素配分图（a，c，e，标准化值据 mcdonough and sun, 1995）和地壳标准化微量元素蛛网图（b，d，f，标准化值据wedepohl, 1995）
图4 中亚成矿域主要锂矿床zr/hf-nb/ta**（底图据ballouard et al., 2016）
3. 成矿温度-压力和结晶分异作用的驱动机制
估算了中亚成矿域锂矿床含矿和无矿花岗岩的锆石饱和温度tzr（℃）大多数稀有金属花岗岩和伟晶岩的锆石饱和温度tzr平均值接近于650℃，无矿花岗岩的tzr平均值高于700℃（图5）。中亚成矿域锂矿床的岩浆结晶压力变化较大，从~500 mpa到~170 mpa（图6），其原因有待查明。
中亚成矿域锂矿床的形成与岩浆结晶分异作用密切相关，矿床地质研究表明，许多矿区发育大面积的粗粒似斑状花岗岩岩基和晚期细粒花岗岩岩株，还发育镁铁质岩，花岗岩体顶端发育伟晶岩⁃细晶岩壳，含矿岩浆结晶压力通常较低，因此，花岗质岩浆结晶分异作用发生的机制可能主要为热驱动分异机制。
图5 中亚成矿域主要锂矿床的锆石饱和温度范围
图6 中亚成矿域主要锂矿与其他地区典型伟晶岩型锂矿的p-t演化轨迹
4. 成矿模式
伟晶岩型锂矿床成矿模式伟晶岩型锂矿床主要分布在中亚成矿域的西部，以新疆阿尔泰可可托海稀有金属矿床为代表，该矿床的岩浆源于地壳局部熔融，在深部形成花岗岩岩基，在浅部形成稀有金属花岗岩岩枝-伟晶岩岩脉（图7a、图7b）。
花岗岩型锂矿床成矿模式花岗岩型锂矿床主要分布在中亚成矿域的东部，以orlovka花岗岩型锂矿床为代表，该矿床的岩浆起始于地壳熔融，在深部形成花岗岩基，在浅部形成花岗岩-稀有金属花岗岩岩株（图7c、图7d）。
这两种成矿模式的提出，为理解和探索中亚成矿域内的锂矿床提供了重要的理论基础，对于未来该地区的锂资源勘探和开发具有重要的指导意义。
图7 中亚成矿域稀有金属矿床成矿模式图
a，b：可可托海伟晶岩型锂矿床，软流圈上涌导致地壳部分熔融→深部花岗岩基→浅部稀有金属花岗岩岩枝-伟晶岩岩脉的成矿模式
c，d：orlovka 花岗岩型锂矿床，软流圈上涌导致地壳部分熔融→深部花岗岩基→浅部花岗岩-稀有金属花岗岩岩株的成矿模式
作者简介：
申萍（中国科学院矿产资源研究重点实验室， 中国科学院地质与地球物理研究所；中国科学院大学地球与行星科学学院，）：中国科学院地质与地球物理研究所研究员，博士生导师，主要从事矿床学研究。
**项目：
本文受国家自然科学**重大研究计划重点支持项目（编号：91962213）、中国科学院国际伙伴计划项目（编号：132a11kysb20190070）、新疆维吾尔自治区人民**国家305项目办公室、新疆维吾尔自治区“天池英才”引进计划和国家重点研发计划项目（编号：2021yfc2901904）联合资助。
本研究刊登在《岩石学报》2023年第39卷第11期：
申萍， 潘鸿迪， 李昌昊， 冯浩轩， 马华东， 罗耀清。 2023. 中亚成矿域锂矿床成矿规律及成矿模式。 岩石学报， 39(11): 3185-3209.
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排版：单丽宇（中科院地质地球所）
校对：马洪伟（天津外国语大学）
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