煤系锂及锂同位素研究进展

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单位中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院;中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室;
来源煤田地质与勘探
出版年2025
期号04
摘要
【意义】锂(Li)作为新兴产业的重要战略金属,因其同位素显著的质量分馏效应,Li同位素成为重要的地球化学示踪工具。近年来,煤系Li矿产已成为战略性金属矿产资源勘探的重点。研究煤系Li同位素的组成及变化有助于揭示Li的来源、迁移与富集过程,并为煤系Li矿产的勘探与开发提供理论依据。【进展】从煤系Li的基本特征、同位素组成特征及分馏机制、煤系Li测试方法与提取分离及Li同位素测试分析技术3个方面总结了煤系Li及其同位素的研究进展。(1) Li在地幔和地壳中广泛分布,具有强烈的流体活动性。(2) 2种天然稳定同位素(6Li与7Li)因扩散速率差异及相对质量差,表现出显著的分馏效应,成为关键的地球化学示踪工具。(3)我国煤系Li矿产主要分布于华北石炭-二叠纪和华南晚二叠世煤系中,Li元素主要赋存于次生黏土矿物中,富集过程受沉积成岩、微生物活动、构造作用、岩浆热液活动及地下水迁移等多种因素的共同影响。(4)煤系Li同位素的分馏主要受温度、风化作用、变质作用及次生黏土矿物生成等因素的影响。煤系样品Li含量的测定方法已较为成熟,高精度Li同位素测试技术为Li同位素的广泛应用提供了可能。MC-ICP-MS已初步应用于煤系Li同位素分馏机制的研究,但煤系样品原位微区Li同位素测试技术尚处于探索阶段。由于含煤地层中Li的赋存载体成分和结构复杂,迫切需要开发煤系Li同位素原位分析标准样品和建立测试标准。煤系Li资源分离与提取的关键在于浸出效率的提高和浸出液中Li的提纯、回收。【展望】当前研究存在对于煤系Li同位素分馏机制探索尚浅、测试方法可能存在质量歧视效应、缺乏原位分析标准样品和模拟实验验证等一些不足。提出煤系Li及其同位素的未来发展趋势,包括煤系Li运移的动态过程与富集机制、高精度Li同位素测试分析技术的开发、煤系Li同位素分馏与沉积热演化过程的耦合机制研究和煤系Li资源的分离提取与回收研究等。

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