广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂地球化学特征及物源研究

广西上林晚二叠世合山组含煤岩系中广泛存在锂元素富集的现象,具有潜在的经济价值和研究意义。本次研究以广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂矿化层为研究对象,在对34件样品常量元素和微量元素测试,并对1件样品锆石U–Pb测年和锆石微量元素测定的基础上,综合分析了区内合山组煤系锂矿化层的空间分布、元素地球化学特征和物质来源。研究发现,合山组煤系自下而上有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四套锂矿化层,锂质量分数由高到低依次为层Ⅰ、层Ⅲ、层Ⅱ和层Ⅳ。与世界黏土岩均值相比,层Ⅰ中Li元素属于高度富集,层Ⅱ、层Ⅲ中Li元素属于富集,而层Ⅳ中Li元素属于轻微富集;Al_(2)O_(3)–TiO_(2)、La/Sc–Th/Co和V–Ni–Th×10物源区岩性判别图解显示,层Ⅰ、层Ⅲ和层Ⅳ的大部分样品点落在酸性岩浆岩区附近,层Ⅰ中少数样品点落在中性岩浆岩区域,由此推断,万福矿区合山组煤系锂矿化层主要来自酸性和中性岩浆岩。通过对锆石U–Pb定年、锆石微量元素Th/Nb−Hf/Th和Th/U–Nb/Hf构造判别图、稀土元素分析以及Al_(2)O_(3)–TiO_(2)、La/Sc–Th/Co、V–Ni–Th×10和Nb/Y–Zr/TiO_(2)四个物源判别图的综合研究得出,万福矿区合山组煤系锂矿化层主要来自峨眉山大火成岩省和古特提斯二叠纪岩浆弧相关的中酸性岩浆岩。

准格尔煤田老三沟外围勘查区煤系Al-Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)共富集成因及资源潜力评价

内蒙古准格尔煤田石炭纪—二叠纪煤系蕴含丰富的铝、镓、锂及稀土等多种战略性金属。为明确该煤系Al-Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)等战略性金属富集的成因机制,本文以准格尔煤田老三沟外围勘查区典型钻孔石炭纪—二叠纪煤系为研究对象,采用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、带能谱的扫描电镜和基于Tescan Mira扫描电镜的TIMA-X综合矿物分析仪等系统分析了煤的矿物学和元素地球化学特征。研究区太原组和山西组煤系中普遍存在Al-Li-Ga以及Nb-Ta-Zr-Hf的共富集,其中太原组煤系主可采6号煤中Li、Ga、Zr以及局部层位Nb、Ta均达工业利用品位,具有重要的成矿潜力和开发利用价值。煤中富集的Li和Ga主要赋存于高岭石、勃姆石中,部分Li还赋存于绿泥石中。煤中Al-Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)的富集受控于陆源区母岩的化学风化、火山碎屑的输入、流体活动以及成岩过程中复杂的水/岩作用过程。华北地台前石炭系沉积基底和阴山古陆中元古代钾长花岗岩长期的强烈风化淋滤,形成富Ga-Li的铝土质古风化壳残积物,为研究区煤中铝、镓、锂的初步富集提供了物质来源。富集的铝、镓、锂随地下水等流体迁移,在水动力相对较弱的潟湖、泥炭沼泽等水体沉淀富集。在泥炭化和成岩阶段,富集Li、Ga、Nb、Ta等战略性金属的中性—长英质碱性火山灰的输入以及地下水、低温热液、酸性流体的迁移导致了煤系Li、Ga等战略性金属的二次富集。

广西晚二叠世合山组聚煤盆地中锂资源特征分析

煤系常共伴生Li、Ga、Nb、Sc等三稀元素,是潜在的巨大沉积型锂资源库。煤系中锂资源的特征研究,对丰富发展锂矿成矿理论和实现煤炭资源的综合利用意义重大。通过对广西扶绥煤田和贤按煤田的合山组含煤岩系进行系统取样测试,从样品的常量元素及微量元素含量的分析入手,结合广西晚二叠世聚煤盆地的地球化学、矿物学、年代学资料,探讨了煤系中锂的赋存状态、富集控制因素和综合利用前景。结果表明,两个煤田的煤系中锂均有一定的工业前景,高锂样品主要来源于铝土岩、煤及炭质泥岩;Li和Al2O3关系密切,二者呈正相关关系,与其他成分关系不明显;煤系中锂的富集具有多成因多阶段的特征;煤系中提锂在实验和工业上的进展为煤系中锂资源的综合利用提供了广阔前景。