华南九甲路组富锂黏土岩中锂的赋存矿物及其成矿机制研究

针对华南晚古生代九甲路组(C1jj)富锂黏土岩中锂赋存矿物的争议问题，研究人员通过主微量元素分析、δ7Li同位素、SEM-EDS和XRD等多技术手段，首次提出锂主要赋存于伊利石-蒙皂石混层矿物的蒙皂石晶格中，并建立两阶段成岩演化模型，为黏土型锂矿勘探提供了新理论依据。

　　

锂作为新能源时代的战略性金属，其资源勘探与成矿机制研究备受关注。近年来，中国西南地区发现的碳酸盐岩风化沉积型黏土锂矿，因其储量大、品位稳定而成为研究热点。然而，关于锂究竟赋存于何种黏土矿物中，学术界存在激烈争议——既有研究认为锂与富钾伊利石相关，也有学者通过TOF-SIMS技术主张镁质黏土矿物（如蒙皂石或绿泥石）才是主要载体。这种争议严重制约了对这类新型锂矿床成矿规律的认识。

中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室的杨继华、温汉捷团队，选取贵州毕节地区九甲路组(C₁jj)具有锂含量梯度的两个典型剖面，采用多尺度分析技术展开系统研究。通过扫描电镜-能谱联用(SEM-EDS)观察到黏土矿物微区元素分布特征，X射线衍射(XRD)结合乙二醇饱和实验鉴定出伊利石-蒙皂石混层结构，离子交换实验证实约6%的锂可被Na⁺置换。结合δ⁷Li同位素组成变化规律，研究首次提出"锂主要赋存于混层矿物中的蒙皂石晶格"的创新观点，相关成果发表于《Journal of Geochemical Exploration》。

关键技术包括：1) 对钻孔ZK402和探坑BT3的新鲜样品进行系统采样；2) 采用SEM-EDS进行微区形貌与元素分析；3) XRD结合乙二醇饱和实验鉴定黏土矿物类型；4) 离子交换实验测定可交换态锂比例；5) 高精度测定δ⁷Li同位素组成。

【矿物学特征】XRD图谱显示高锂黏土岩样品在14.3 ?处存在左移衍射峰，乙二醇处理后该峰进一步膨胀至17 ?，确证蒙皂石混层存在。SEM-EDS显示锂含量与Mg、Fe分布呈正相关，而与纯伊利石区域无显著对应关系。

【锂赋存状态】离子交换实验表明仅6%锂为可交换态，结合δ⁷Li值(-1.5‰至+4.8‰)和XRD谱图特征，排除了吸附态锂主导的可能性，支持锂以结构态形式进入蒙皂石八面体片。

【成岩演化模型】提出两阶段机制：第一阶段为富锂蒙皂石形成期，泥质白云岩风化形成碱性封闭环境促使锂固定；第二阶段为矿物转化期，蒙皂石作为前驱体发生伊利石化或绿泥石化。伊利石化形成稳定的混层结构保留锂，而绿泥石化则导致锂流失。

该研究创新性地解决了前人研究中的矛盾现象：1) 解释了为何锂既与Mg/Fe正相关（蒙皂石含Mg/Fe）又与K₂O正相关（伊利石含K）；2) 阐明伊利石含量高的黏土岩锂含量更高，但完全伊利石化或绿泥石化反而降低锂含量的现象；3) 为黏土型锂矿"高锂背景-局部贫化"的空间分布规律提供了成岩动力学解释。研究成果不仅深化了对碳酸盐岩风化型锂矿成矿规律的认识，也为找矿勘探提供了"寻找伊利石-蒙皂石混层发育带"的新指标。