第八届青年地学论坛

中国大多数铝土矿为沉积型，通常富含锂（Li）。然而，目前为止，人们对沉积型铝土矿中Li的来源、赋存矿物和富集机制知之甚少。本研究以黔北典型的沉积型铝土矿床——新民铝土矿为例，利用Li同位素示踪Li的来源及其富集机制。新民铝土矿位于黔北道真大塘向斜东翼，含铝岩系为下二叠统大竹园组（P₁d），Li平均含量756×10⁻⁶，Li同位素组成（δ⁷Li）平均为0.83‰；下伏基岩为早志留纪韩家店组粉砂质页岩（S₁hj），目前普遍被认为是铝土矿床的直接母岩，Li平均含量25×10⁻⁶，Li同位素组成（δ⁷Li）平均为-0.47‰。
Li有⁷Li和⁶Li两种同位素，风化作用下，⁷Li进入流体， ⁶Li则保留于次生矿物中，因此风化产物往往相对母岩具有更轻的锂同位素组成。铝土矿的形成与风化作用密切相关，因此，作为含铝岩系的大竹园组（P₁d）的δ⁷Li应比母岩轻。然而，事实上大竹园组（P₁d）的δ⁷Li比母岩的δ⁷Li重，表明大竹园组（P₁d）中的Li除了保留在风化次生矿物中的外，还有以重δ⁷Li为特征的外源Li的混入。考虑到沉积环境和Li同位素，本研究提出以重δ⁷Li为特征的地表径流携带的Li是新民铝土矿中Li的重要来源。粘土矿物与Li含量和δ⁷Li的相关性表明，伊利石和高岭石可能是新民铝土矿中Li的主要赋存矿物。此外，Li与Na₂O和MgO的正相关性表明蒙脱石是另一种可能的Li赋存矿物。结合沉积型铝土矿的形成过程，本研究提出Li富集发生在原生铝土物质形成阶段。在这一阶段，地表径流携带的Li汇聚到滨岸局限盆地，在小规模海侵后，随着地下水位的上升，盆地内形成了滞留水体。如果这时气候炎热，滞留水体在炎热干燥的气候下蒸发，地表径流携带的Li在盆地中积累，最终被伊利石、高岭石和蒙脱石等粘土矿物吸附。这种机制可以显著增加沉积型铝土矿中的Li含量和δ⁷Li。由此可见，新民铝土矿中Li的富集过程中主要受原始铝土物质沉积时期的沉积环境、水文和气候条件的控制。
 

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