X射线衍射和TIMA研究陕南镇巴地区富锂黏土岩的矿物组成及锂的赋存状态

黏土岩型锂矿作为可利用锂资源的重要组成部分,由于其分布广、储量大而备受关注。陕西镇巴地区晚二叠世吴家坪组新发现黏土岩型锂矿(资源),Li_(2)O最高含量可达0.39%,达到了黏土锂矿的工业指标(0.2%),具有一定的开发利用价值。为了查明陕南镇巴地区富锂黏土岩中黏土矿物种类、含量及富锂黏土岩中锂的赋存状态,本文选取陕西镇巴地区富锂黏土岩,通过偏光显微镜鉴定初步查明黏土岩的矿物组成,利用X射线衍射(XRD)、全自动综合矿物分析系统(TIMA)分析技术定量查明富锂黏土岩中黏土矿物及主要元素含量。结果表明:该黏土岩主要由高岭石、铝绿泥石、伊利石、锂绿泥石等黏土矿物以及赤铁矿组成,含少量绿泥石、金红石等矿物。TIMA分析表明样品中锂绿泥石最高含量为8.94%,对应锂含量为0.12%(Li_(2)O含量为0.26%),略低于该样品全岩Li_(2)O含量(0.31%)。锂绿泥石呈丝缕状,不规则粒状,嵌布于一水软铝石、伊利石、铝绿泥石之间。综合研究认为镇巴地区富锂黏土岩中锂主要赋存于锂绿泥石中,其他矿物的锂含量很低。锂绿泥石、伊利石、高岭石等层状结构硅酸岩矿物具有很好的吸附性,锂以Li^(+)形式吸附于黏土矿物中。

陕南镇巴地区中-晚三叠世界线富锂黏土岩的发现及找矿意义

首次报道了扬子板块北缘镇巴地区中-晚三叠世界线黏土岩锂的超常富集,黏土岩产于关岭组(T_(2)g)/须家河组(T_(3)x)平行不整合界面,为古风化壳沉积物,Li_(2)O品位0.08%~0.11%,最高达0.22%,超过了该类型矿产的边界品位(0.06%),界线黏土岩的岩石学特征、矿物组成及岩石成因亟待查明。本文通过XRD分析、TIMA分析以及详细的地球化学研究,查明了界线黏土岩的矿物组成,探讨了黏土岩形成的沉积环境及物质来源,提出了不整合面黏土岩类关键金属矿产的综合找矿方向。研究表明,镇巴地区T_(2)/T_(3)界线黏土岩主要由石英、伊利石、高岭石组成,并含有极少量绿泥石、蒙脱石和铝绿泥石。主量元素(SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、^(T)Fe_(2)O_(3)、TiO_(2))特征表明界线黏土岩属于铝土质泥岩,黏土岩CIA值(化学蚀变指数)为85~93,ICV值(成分变异指数)为0.22~0.46,说明其沉积母岩经历了强烈的化学风化作用。微量元素(V、Ni、Sr、Ba)显示黏土岩形成于氧化-还原过渡的陆相淡水沉积环境。我国目前在不整合面发现的黏土岩有铁-铝质黏土岩、铝质黏土岩、铝土岩,代表了古风化壳沉积,并产有锂、镓、稀土、铌等关键金属矿产,形成时代主要为石炭纪-二叠纪,具有多元素综合成矿的特点,建议后期加强不整合面黏土岩类的综合找矿工作,助力新一轮找矿突破。

南漳县西部梁山组富锂黏土岩沉积环境分析

南漳县位于湖北省西北部,隶属于襄阳市,地处汉江以南、荆山东麓,居于鄂西北山区向汉江中游过渡的地带,矿产资源丰富。通过研究南漳县西部梁山组富锂黏土岩微量元素地球化学特征,初步揭示梁山组富锂黏土岩的沉积环境特征。研究区梁山组富锂黏土岩中,Rb/K含量比为0.002 7~0.005 8,平均值为0.004 3;Sr/Ba含量比为0.65~4.76,平均值为1.55;Sr含量为32.2~728.0 mg/kg,平均值为190 mg/kg;大多数样品Ba含量均小于300 mg/kg,显示梁山组富锂黏土岩沉积时水体为淡水-微咸水环境。研究区梁山组富锂黏土岩中,U/Th含量比为0.21~0.60,V/(V+Ni)含量比为0.73~0.94,平均值为0.86,显示弱氧化还原的沉积环境。样品中,Sr含量指示梁山组富锂黏土岩沉积时水体温度为30℃左右。多数样品Sr/Cu含量比为0.95~5.89,总体显示出湿热气候特征。

南漳县西部梁山组富锂黏土岩物源区特征

随着光伏产业和新能源汽车产业的蓬勃发展,国内外锂资源需求持续增加,黏土型锂矿逐渐成为矿产勘查的重点。经地质调查,南漳县西部梁山组黏土岩存在锂的超常富集现象,具备形成独立锂矿床的潜力,而梁山组富锂黏土岩物源特征、沉积环境和成矿规律的研究仍为空白。因此,有必要研究南漳县西部梁山组富锂黏土岩物源特征,以进一步揭示其源区地质特征,为后续找矿工作提供有效指导。经测定,南漳县西部梁山组富锂黏土岩样品Al_(2)O_(3)/TiO_(2)比值为14.45~37.69,平均值为27.68;K_(2)O/Al_(2)O_(3)比值为0.0017~0.0206,平均值为0.0098;Cr/Zr比值为0.1449~0.3519,平均值为0.2775。结果表明,黏土岩物源区主要为长英质岩石。La/Sc-Th/Co图解、Zr-TiO_(2)图解中,所有样品点均落在长英质物源区,显示物源的单一性。大多数样品的化学蚀变指数(Chemical Index of Alteration,CIA)、化学风化指数(Chemical Index of Weathering,CIW)均在90以上,说明源岩经历强烈化学风化作用。

湖北襄阳地区龙潭组富锂黏土岩地球化学特征及其对物源和古沉积环境的指示

湖北襄阳地区二叠系龙潭组底部发育一套富锂黏土岩,其形成的古环境条件对黏土型锂矿找矿勘查具有重要指示作用。采集大坪矿区的龙潭组黏土岩样品,通过主量、微量和稀土元素分析,恢复黏土岩的古沉积环境和物源。结果表明,大坪矿区龙潭组黏土岩SiO_(2)含量为22.38%~41.08%,Al_(2)O_(3)含量为19.36%~34.80%,TFe_(2)O_(3)含量为1.36%~25.62%,整体呈现富硅、富铝、富铁的特征;Li_(2)O含量与累托石(r=0.738)、Cu(r=0.594)、Zn(r=0.724)具有较强的正相关性;Sr/Ba比值主要为2.62~14.00,指示古盐度为海相咸水;V/Cr比值为0.535~1.84,V/(V+Ni)比值为0.77~0.99,δCe为1.04~1.67,说明其沉积时属于还原环境;Sr/Cu比值为4.14~11.27,CIA值为76.20~88.11,指示古气候趋向于温暖或炎热的潮湿环境,物源区风化强烈。结合区域地质演化史,推断物源可能为勉略缝合带和南秦岭构造带中形成的与俯冲有关的岩浆岩,以及淮阳古陆出露的碳酸盐岩。在襄阳地区可以充分利用前人累托石黏土矿勘查成果,推进龙潭组黏土型锂矿的找矿勘查工作。

宜昌地区二叠系梁山组与龙潭组富锂黏土岩特征与对比研究

黏土型锂矿是当前锂矿资源勘探开发的热点,然而对富锂黏土岩地质特征、找矿标志、成矿规律等认识依然不足。选取鄂西宜昌地区二叠系梁山组与龙潭组典型富锂黏土岩剖面,开展野外剖面精细刻画,采集富锂黏土岩样品,进行薄片鉴定、X射线衍射、全岩主微量(稀土)元素分析,旨在揭示梁山组与龙潭组富锂黏土岩地质特征、恢复其沉积环境、查明其找矿标志。结果表明,两套地层含矿岩系存在明显差异,梁山组富锂黏土岩中以含炭质高岭石黏土岩、硬质高岭石黏土岩Li含量最高,矿物组成主要为高岭石、绿泥石、锐钛矿等;龙潭组富锂黏土岩分为下部含植物根系黏土岩与上部含黄铁矿结核黏土岩两套矿层,矿物组成主要为高岭石、勃姆石、绿泥石、水铝石等;梁山组与龙潭组富锂黏土岩沉积环境为相对湿润、缺氧还原、受海陆交互作用影响的地带,且Ga含量、稀土元素总量(∑REE)较高,具有作为伴生有益元素综合利用的价值。

湖北省钟祥地区梁山组富锂黏土岩微量元素特征及其沉积环境指示意义

近年来,随着国内外对锂的需求与重视,黏土型锂矿成为矿产勘查研究的重点。湖北省钟祥地区中二叠统梁山组发育一套富锂黏土岩系,通过对该地区梁山组富锂黏土岩微量元素地球化学特征的研究,判断碳酸盐岩黏土型锂矿的沉积环境。结果表明,Sr、Ni含量为20.53~526.69、8.32~59.13μg/g,大部分样品Rb/K比值介于0.004~0.006,指示研究区梁山期为淡水—微咸水沉积环境;U/Th值绝大多数<0.75(平均值为0.50),δU值介于0.74~1.81(平均值为1.02),V/(V+Ni)值介于0.78~0.96(平均值为0.89),Ni/Co值介于1.78~53.83(平均值为15.83),显示出氧化环境向还原环境转变的特征,指示区内总体为海陆过渡相沉积环境;Sr及Co含量指示梁山组古水温平均温度为28.1℃,古水体平均深度为21.0 m,指示沉积水体环境水温较高,水体较浅;Sr/Cu平均值为16.12,指示湖北省钟祥地区梁山组沉积环境的古气候主要为干热气候,应处于热带—亚热带地区。其研究可对后续锂矿的勘查工作起到一定的参考作用。

桂西上二叠统合山组富锂黏土岩的发现及意义

本文首次报道了桂西平果地区上二叠统合山组含铝土矿层上部黏土岩呈现锂矿化现象。Li2O品位可达0.20%~0.53%,局部达到碳酸盐黏土型锂矿矿床工业指标,具有良好的勘查开发潜力。XRD分析结果表明锂绿泥石和蒙脱石是合山组Li超富集黏土岩中最重要的锂赋存矿物。本文推测Li主要以锂的独立矿物——锂绿泥石形式存在,部分Li可能以离子吸附形式赋存于蒙脱石中。地球化学分析结果表明合山组黏土岩主要来源于下伏基底碳酸盐岩以及晚二叠世中酸性火山岩。本次工作为探讨桂西平果地区上二叠统合山组黏土岩Li赋存状态和物质来源提供了初步约束,对下一步查明富锂黏土岩的时空分布和明确锂矿找矿方向具有十分重要的意义。

桂西上二叠统合山组锂超常富集黏土岩的物源分析与地质意义

以桂西平果地区上二叠统合山组铁铝岩、富锂黏土岩为研究对象,运用(MC-)LA-ICP-MS对样品进行碎屑锆石U-Pb定年和原位Hf同位素组成分析,结合铁铝岩碎屑锆石年龄特征,揭示富锂黏土岩的碎屑物质来源。铁铝岩样品,碎屑锆石主要年龄峰值为~430 Ma,次要峰值为~258 Ma;富锂黏土岩样品(主要化学成分为SiO_(2)30.5%、 Al_(2)O_(3) 34.2%、 Fe_(2)O_(3)^(T)15.2%、 Li 981×10^(-6)),碎屑锆石呈单一年龄峰值(~258 Ma),对应的ε_(Hf)(t)为-9.7~+11.4,与岛弧岩浆锆石ε_(Hf)(t)组成类似,表明其物源主要为古特提斯二叠纪岩浆弧相关的酸性岩。桂西地区铝土矿在时空上物源存在差异,反映了岩相古地理格局对成矿起重要控制作用。