作为战略性矿产资源的重要补充,含铝岩系中关键金属近年已成为矿产资源勘探领域研究的前沿热点。受我国西南地区黏土型或铝土型多金属(如Li、Nb等)超常富集现象的启发,华北克拉通上古生界本溪组铁铝岩段中关键金属的研究也受到日益关注。然而,阳泉矿区作为华北铝土矿资源的重要集中分布区之一,其中共伴生关键金属的分布特征及赋存状态却尚不清楚。为此,以阳泉霍树头上古生界本溪组铁铝岩段为研究对象,综合采用X射线粉末衍射(XRD)、Siroquant定量分析软件、自动矿物分析系统(TIMA)、X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等测试手段,系统开展了岩石学、矿物学及地球化学分析,揭示了关键金属的分布与赋存规律。结果表明,阳泉矿区本溪组铁铝岩段存在关键金属Li、Ga、Zr、Nb和REY(稀土元素+铱)共富集的现象,且相较于上覆的黏土岩和下伏的铁质岩,这些关键金属均集中于铝土岩中(加权平均含量分别为1017 μg/g、58 μg/g、962 μg/g、121 μg/g和867 μg/g)。黏土岩和铝土岩中的Li均主要赋存于锂绿泥石中;Ga以硬水铝石为主要载体;Zr和Nb主要赋存于锆石和锐钛矿中;REY则主要赋存于磷酸盐矿物中。Li₂O、Ga、(Zr, Hf)O₂、(Nb, Ta)₂O₅和REO的最高含量分别达4253 μg/g、92 μg/g、1834 μg/g、281 μg/g和1465 μg/g(高温灰基准),表明阳泉矿区本溪组铁铝岩段具较好的Li-Ga-Zr-Nb-REY等关键金属的综合勘探开发潜力。