高锂无烟煤中不同赋存态锂同位素组成趋同特征及其机理

作者

孙蓓蕾孔艳磊王国权刘超 Ikeh Justin Tobechukwu
单位

太原理工大学矿业工程学院煤与煤系气地质山西省重点实验室
摘要

煤和含煤岩系中Li是全球Li资源潜在来源之一，引起了国内外高度重视。沁水盆地局部地区煤中Li异常富集，探讨其同位素组成特点与演化有助于深化锂富集分配机制认识。以盆地北部阳泉矿区新景矿8号无烟煤层为研究对象，利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和X射线衍射仪（XRD）测定Li含量和矿物组成，结合逐级化学提取实验，确定煤中Li的赋存状态。利用多接收器电感耦合等离子体质谱仪（MC-ICP-MS），测试煤样和不同赋存状态Li的同位素组成，探讨了煤化作用过程中Li同位素分馏特征。结果表明：煤样Li平均含量达138.04μg/g，高于世界硬煤中的平均含量（14μg/g）；主要载体为高岭石，有少量Li以有机结合态的形式存在；原煤样中δ7Li的均值为-2.13‰，硅酸盐结合态δ7Li的均值为-1.15‰，有机结合态δ7Li均值为-1.53‰，不同赋存状态Li同位素组成相似。研究认为，无烟煤中Li同位素组成趋同机理为：（1）煤化作用过程中轻的6Li从有机结构中脱除，再次吸附到粘土矿物中，导致煤中有机结合态Li同位素组成变重，硅酸盐结合态Li同位素组成变轻；（2）在水-岩反应过程中，硅酸盐矿物中重的7Li很容易被溶液萃取，导致硅酸盐结合态中重的7Li流失，Li同位素组成变轻；（3）煤化作用升温过程有助于Li元素的扩散，促使Li同位素达到动力学分馏平衡。
关键词

高锂煤锂同位素赋存状态
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划（2021YFC2902002）和国家自然科学基金（U1810202，41872177）联合资助
相关专题

这篇文章属于“煤系战略性金属矿产成矿理论与分布规律”专题（17篇）