位于青藏高原北缘的松潘-甘孜地体东部地区，地质上的主要特征包括以扬子陆块为基底，广布巨厚三叠纪浊积岩，大量中生代花岗岩侵位，以及发育大型—超大型伟晶岩型锂矿。由南京大学卓越计划资助的“川西伟晶岩型锂矿科学钻探”工程是我国首次在伟晶岩型锂矿矿集区实施的深地工程，以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成矿机制为目的。在四川省雅江县、金川县和丹巴县政府支持下，以许志琴院士和朱文斌教授带领的南京大学大陆动力学研究院团队与四川省地质调查研究院及山东省第三地质矿产勘查院联手合作，共实施6口钻井，总钻探深度8411.21 m，现已胜利竣工。川西大型—超大型伟晶岩型锂矿矿床主要集中在甲基卡和可尔因两个区域。科学钻探工程在甲基卡矿集区实施了一口3211.21 m（JSD-1）和两口各1000 m（JSD-2和JSD-3）的钻井钻探；在可尔因矿集区实施了两口1200 m（KSD-1和KSD-2）的科学钻探；在丹巴新元古代深熔基底实施了一口800 m科学钻井（DSD-1）（图1）。甲基卡科学钻探穿过了三叠纪浊积岩和伟晶岩以及花岗岩体，揭示了甲基卡矿区的深部结构，科学钻探岩芯的多学科研究已经基本完成，首次建立了“富锂伟晶岩与S型花岗岩的无根穹状岩席有关”的成矿新模式（Xu Zhiqin et al.，2023; 许志琴等，2023，2024），颠覆了前人关于“有根的花岗岩底辟”控矿的观念。提出了母岩浆的高度结晶分异和强烈的岩浆液态不混溶作用促进了甲基卡矿床形成的新思路（魏海珍等，2023），否定了沉积变质岩中伟晶岩是原地重熔的产物。可尔因伟晶岩型锂矿科学钻探的目的是为了揭示可尔因花岗岩的侵位模式，探明伟晶岩与花岗岩的关系。科学钻探（KSD-1）证明可尔因矿集区的富矿伟晶岩与深部的花岗岩席有关，表明可尔因与甲基卡两个矿集区的成矿模式具有相似性。

地质调查和研究表明，川西地区的中生代花岗岩存在与伟晶岩型锂矿有关的S型高分异花岗岩，以及与伟晶岩型锂矿无关的非S型花岗岩（埃达克型、I型、A型和高Ba-Sr型花岗岩）（Li Shan et al.，2021）。大量的非S型花岗岩分布在S型花岗岩南部（如可尔因S型花岗岩以南的金川-小金-理县花岗岩群以及甲基卡S型花岗岩以南的雅江花岗岩群），非S型花岗岩呈底辟式侵位在泥盆纪—三叠纪的沉积岩中。因此，与伟晶岩型锂矿有关的S型花岗岩席以及非S型花岗岩底辟的成因和岩浆源区成为川西花岗岩的重要探究问题。Moyen et al.（2021）曾提出，在花岗岩地壳熔融模型中，地幔的贡献很小，大部分的花岗质岩浆是由下地壳岩石的深熔作用形成的。深熔形成的岩浆，其中一部分被提取出来，上升到岩浆储库中。据此，我们关注到出露在在松潘-甘孜地体东缘的新元古代丹巴（雪隆包）片麻岩穹隆。这些穹隆以角闪质混合岩（约864~824 Ma; Zhou Meifu et al.，2002）为核部，早古生代变质沉积岩为幔部，核部与幔部岩石均发育强烈的深熔作用和大量平行面理的电气石伟晶岩脉。幔部变质沉积岩经历了巴罗-巴肯式变质作用（约210~205 Ma 和204~190 Ma）（Huang et al.，2003; Billerot et al.，2017），与甲基卡矿集区的巴罗-巴肯式变质作用时限（Zhu Junyue et al.，2024）相类似。部分学者认为区域上的非S型花岗岩和甲基卡与可尔因的S型花岗岩是三叠纪浊积岩经深熔作用形成的，而与早古生代变质沉积岩和基底岩石的深熔作用无关。我们认为，两类花岗岩的岩浆可能分别是类似丹巴（雪隆包）角闪质混合岩和早古生代变质沉积岩的地壳深熔产物。角闪质基底的深熔岩浆和早古生代变质沉积岩的深熔岩浆分别从下部地壳的基底和盖层萃取和上升，导致非S型花岗岩及S型花岗岩席在地壳上部不同部位侵位。为了证明这一假设，我们在丹巴设置一口800 m钻孔（DSD-1），从志留系变质片岩钻入新元古代基底。我们期待着对丹巴科学钻探岩芯的多学科研究将揭示富锂伟晶岩形成的“源-运-储”成矿理论，同时也解决川西花岗岩的成因和侵位问题。

科学钻探工程的实施，必须进行严格的科学选址，必须有极高取芯率及岩芯的严格定向。深钻尚需配合测井技术（刘振新等，2023）。川西伟晶岩型锂矿科学钻探的岩芯多学科研究包括系列地学剖面（岩性、构造、测井、地球化学、成矿元素、热结构、同位素和年代学等）的建立，稀有元素丰度的测定，成矿潜力的判别，锆石、锡石、铌钽矿和独居石的精确定年，岩芯矿物岩石的B-Li-Mg-Si-K-Fe-Nd-Ba同位素示踪，流体包裹体的碱性元素（Li、Na、K、Rb、Cs）和挥发性元素（B、As）的化学指标测定，以及岩芯的低温年代学反演等。我们还特别强调区域地质调查和矿区精细地质勘探是配合科学钻探工程实施的必要条件。项目组8位博士在川西地区进行的博士论文工作也为科学钻探工程的实施奠定了坚实基础。

川西伟晶岩型锂矿科学钻探工程以解决伟晶岩型锂矿成因问题为科学目标，服务于社会需求，为新能源的找矿突破作实际贡献。通过松潘-甘孜地体的变质-变形-岩浆-成矿作用的全面研究，提出松潘-甘孜地体经历了晚三叠世至早侏罗世（230~190 Ma）的基墨里造山事件，而不是前人认为的三叠纪内部的印支造山事件（Xu Zhiqin et al.，2023; 许志琴等，2024）。我们还利用科学钻探岩芯资源建立了大陆科学钻探岩芯馆，在宣传科学钻探成果同时，普及了新能源战略的重大意义。岩芯馆目前参观人数已达4万余人，并被评为省市级科普教育基地。为了促进伟晶岩型锂矿开发的产学研合作，加强地质学人才的培养，2024年9月，南京大学联合四川能投锂业有限公司和四川省地质调查研究院在川西马尔康—金川一线共建了“川西地质与矿产产学研基地”和南京大学地球科学与工程学院“川西野外教学与科研基地”。川西伟晶岩型锂矿科学钻探工程的实施，不仅结出伟晶岩型锂矿成矿理论创新和找矿突破的硕果，也积极服务了社会，取得了良好的反响。

参考文献