（1）限定出广西上林万福矿区合山组含煤岩系自下而上发育I、II、III和IV共4套锂矿化层。
（2）揭示出煤系锂矿化层I中Li元素属于高度富集，层II和III中Li元素属于富集，层IV中Li元素属于轻微富集。
（3）总结出万福矿区合山组煤系锂矿化层主要来自峨眉山大火成岩省和古特提斯二叠纪岩浆弧相关的中酸性岩浆岩。
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广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂地球化学特征及物源研究
锂作为一种重要的战略性金属资源，具有极高的经济价值，在新能源技术领域发挥至关重要的作用。目前工业化开发利用的锂矿床主要包括卤水型和花岗伟晶岩型锂矿床，黏土型和煤系型锂矿床仍处于勘探和研究阶段。煤系锂在过去相当长的一段时间内未被高度重视，但其具有独立成矿或伴生资源综合利用的巨大潜力。
煤系中锂的富集矿化主要发现于俄罗斯远东地区的Krylovsk、Verkhne-Bikinsk和Partizansk含煤盆地，以及我国华北的准格尔煤田、宁武煤田、沁水煤田等和西南的松藻煤田、南武煤田、织纳煤田、扶绥煤田、贤按煤田等。近年来，广西扶绥煤田和贤按煤田上二叠统合山组含煤岩系中发现了锂元素超常富集的现象。其中，富锂异常层位主要分布在合山组煤系底部，其丰度差异受控于岩石类型的变化。关于锂的赋存状态、物源等问题还存在不同认识。FINKELMAN等认为高阶煤中80%的锂以及低阶煤中60%的锂都与铝硅酸盐有关。DAI等认为煤中锂的赋存形式主要有硅酸盐态、磷酸盐态和有机态。廖家隆等研究发现广西晚二叠世煤系锂的主要载体矿物为锂绿泥石，锂的物质来源主要为早二叠世大新古陆风化壳。SUN等以原煤灰分17%为基础，提出煤中锂质量分数达到120 μg/g具有开发利用价值。赵蕾等认为锂边界品位的界定应以灰基为基准，将Li2O质量分数(高温灰基) > 0.08%作为煤中Li具备工业开发潜力的边界品位。
《煤中有价元素含量分级及应用导则》(GB/T 41042—2021)根据煤中锂的质量分数，将煤炭划分为低锂煤(w(Lid)≤10 μg/g)、中锂煤(10 μg/g<w(lid)≤50 μg/g)、高锂煤(50 μg/g < w(Lid)≤120 μg/g)和特高锂煤(w(Lid) > 120 μg/g)，明确规定用作提取锂的煤应符合w(Lid) > 50 μg/g。为了更好的开展煤系锂的对比研究，结合广西上林万福矿区合山组煤系锂的地球化学测试结果，本次研究将含煤岩系中锂平均质量分数≥100 μg/g的层段称为煤系锂矿化层，由此将广西上林晚二叠世合山组含煤岩系划分出4套锂矿化层，自下而上分别为锂矿化层I、II、III和IV。通过对锂矿化层中常量元素、微量元素、锆石U–Pb定年以及锆石微量元素分析，研究锂矿化层的空间分布特征和元素地球化学特征，探讨了锂矿化层的物质来源，为万福矿区煤系锂的勘探开发提供理论指导，并为煤系锂资源高效利用提供重要的科学依据。
图 1 广西上林万福矿区区域地质
图 2 广西上林万福矿区钻孔ZK9502、ZK9504和ZK9704采样层位
图 3 广西上林万福矿区合山组煤系锂矿化层与世界黏土岩常量元素对比
图 4 广西上林万福矿区合山组煤系锂矿化层中微量元素富集系数
图 5 广西上林万福矿区合山组煤系锂矿化层I、II、III和IV稀土元素配分模式图
图 6 广西上林万福矿区合山组煤系锂矿化层I、II、III和IV物源区判别
图 7 广西上林万福矿区合山组锆石U–Pb年龄谱图和锆石(～248 Ma至～279 Ma)加权平均年龄
图 8 广西上林万福矿区合山组锆石微量元素Th/Nb−Hf/Th和Th/U–Nb/Hf构造判别
图 9 广西上林万福矿区合山组煤系锂矿化层Nb/Y–Zr/TiO2物源区岩性判别
图 10 广西上林万福矿区煤系锂矿化层I、II、III和IV与峨眉山大火成省酸性岩稀土元素配分曲线对比
张德高，男，1965年5月生，湖南武冈人，正高级工程师，中国煤炭地质总局勘查研究总院党委书记、院长，享受国务院特殊津贴专家，被聘为国家科学技术奖评审专家、国土资源部地质灾害应急专家、广东省建设工程专家库专家、广东省和广州市国土资源系统专家库专家。长期从事煤炭及油气地质勘查工作，发表学术论文20余篇，授权专利4项，软件著作权1项，参与专著编写3部。荣获全国煤田地质系统“优秀科技工作者”、中国煤炭建设行业“优秀项目经理”、中国煤炭建设行业“科技创新先进个人”、广东省直属机关“岗位排头兵”、广东省直属机关“精神文明创建先进工作者”、中国煤炭地质总局第三届“专业技术带头人”等荣誉称号。
研究方向
煤炭地质勘查与评价
主要成果
致力于煤炭地质勘查工作，积极推动我国煤炭地质勘查技术“走出去”战略实施，多次组织绿色煤炭地质勘查、煤系共伴生矿产资源勘查评价技术学术交流活动，在煤炭及非煤矿产地质勘查、地质灾害调查与评估、地质灾害调查与评估方面具有广泛工作经验。作为技术负责组织开展“湖南省临武县接龙乡大理岩勘查及综合利用研究”“岩溶地区地下土溶洞勘察、评价及处理方法研究”“广东省煤炭资源利用现状核查”“广东省煤炭资源潜力评价”等项目，创造利税数近千万元，为煤矿高效、安全生产提供了有力的技术保障。
来源：
张德高，徐小涛，孙杰，等. 广西上林万福矿区晚二叠世合山组煤系锂地球化学特征及物源研究[J]. 煤炭学报，2024，49(9)：3884−3895.
ZHANG Degao，XU Xiaotao，SUN Jie，et al. Geochemical characteristics and provenance of lithium in the Late Permian Heshan Formation coal-bearing series from the Wanfu mining area, Shanglin, Guangxi Province[J]. Journal of China Coal Society，2024，49(9)：3884−3895.
责编丨韩晋平
编辑丨李莎
审核丨郭晓炜
