恒星锂丰度研究进展

锂是少数几种在大中生成的元素之一,研究锂丰度对于探讨各种元素核合成理论以及星系的早期化学演化规律都具有十分重要的意义,阐述了有关恒星（类太阳星,晕族恒星和主序前得）及星团锂丰度的新近观测结果。介绍了在锂的核合成理论研究方面非局部热动平衡效应的影响及锂在恒星演化中的衰竭机制等理论的研究进展和存在的问题。     

卤水提锂多元新路径：技术、资源、环境和成本

传统沉淀法提锂生产周期长、不适用于低锂浓度卤水,盐湖提锂产量增长缓慢,难以满足新能源产业发展的需求。因此,开发高镁锂比卤水提锂新技术是锂产业发展的迫切需求。本文概述了吸附法、萃取法、膜法和电化学法等提锂新工艺的研究现状,发现铝基吸附剂已应用于工业生产,但其吸附容量显著地小于锰基和钛基吸附剂,而后两者的溶损和长吸附平衡时间是制约其产业化的关键。中性磷类萃取剂关注最多,但其易腐蚀和出现第三相;酰胺类萃取体系无腐蚀,已用于氯化物型卤水工业化提锂,但其稳定性需长期关注;并且萃取法工艺流程较长,酸碱消耗高。膜法无法深度除镁,需与其他方法相结合提锂,其水资源消耗量大。电渗析和“摇椅式”电化学实现了连续性提锂,加速了吸附速率,避免了洗脱剂的使用,其电耗随着优化提锂体系和工作条件的降低,电化学提锂将迎来广阔的产业前景。以上卤水提锂新工艺资源消耗和环境影响小于传统沉淀法,对高镁锂比盐湖具有显著的竞争优势,但各有弊端。因此,未来盐湖卤水提锂应加强多种新技术的集成与耦合,前移提锂过程,提升全流程锂的回收率和多种资源的综合开发。     

锆石微量元素示踪锂成矿岩浆-热液演化过程

锂成矿过程中的岩浆- 热液演化过程目前仍不清楚。锆石作为花岗岩和伟晶岩中普遍存在的副矿物,其微量元素成分演化可以记录岩浆演化过程。本文以松潘- 甘孜构造带可尔因地区的花岗岩和伟晶岩中的锆石作为研究对象,对其进行原位微量元素分析。锆石的形态结构特征显示花岗闪长岩与花岗岩中的锆石为岩浆锆石,而伟晶岩中的锆石受到不同程度热液作用影响。元素分析结果显示,从太阳河花岗闪长岩到可尔因二云母花岗岩到无锂辉石伟晶岩到锂辉石伟晶岩,锆石中的稀有金属元素(Li、Sn、Nb、Ta和Hf)和U含量逐渐升高,锆石的Zr/Hf比值逐渐降低。除此之外,太阳河花岗闪长岩和可尔因二云母花岗岩中的锆石具有较低的Fe含量,而无锂辉石伟晶岩和锂辉石伟晶岩中的锆石具有明显升高的Fe含量,且锆石Fe含量与稀有金属元素含量具有正相关关系,反映出热液作用越强,稀有金属含量越高的特征。热液导致伟晶岩中锆石的U- Pb体系受到改造,使得获得的年龄不可靠,而伟晶岩铌钽矿U- Pb年龄(210 Ma)相对可靠。基于锆石的微量元素特征,我们认为太阳河花岗闪长岩与锂成矿伟晶岩没有成因联系,二云母花岗岩与锂成矿伟晶岩具有成因联系,但是二云母花岗岩不是成矿伟晶岩的直接母岩。二云母花岗岩和无锂辉石伟晶岩Li锆石/Li全岩接近甚至超过1,指示其与全岩成分不平衡,表明岩浆演化过程中曾形成富锂熔体,且富锂熔体的形成与液态不混溶作用无关,而是岩浆分异的结果。富锂熔体可能在区域拆离断层作用下从岩浆体系中分离,随后不断演化形成了锂辉石伟晶岩,而残余岩浆逐渐冷却结晶形成了二云母花岗岩和无锂辉石伟晶岩。基于锆石中的微量元素可以有效示踪锂成矿过程,并且利用碎屑锆石的微量元素特征还可以指示区域富锂岩浆的存在及其形成时代,有望成为示踪区域锂成矿的一种新方法。     

全球锂资源特征及市场发展态势分析

锂作为全球重要的新兴关键性矿产之一,被中国、美国、日本、欧盟等世界各主要经济体列为战略性或关键矿产,各主要经济体愈加重视锂资源安全供应。为全面了解全球锂资源特征,剖析市场发展态势,全面梳理了全球锂资源主要成矿类型、分布特征、成矿时代和典型成矿区带情况,结合主要国家锂资源市场态势,分析了全球锂资源供需格局和价格走势,并就保障中国锂资源供应安全提出建议。总体来看,全球锂资源丰富,但分布和供需高度集中。当前,随着全球新能源产业的蓬勃发展,锂资源供给和需求快速增长,国际贸易量和价格稳步上升;为缓解供应紧张局面,全球锂资源开发项目众多,锂矿勘查投入逐年增加。中国作为全球第一大锂资源消费国,国内锂资源供给不足,对外依存度高达67%,仍存在锂资源市场产业链不完善、金融体系薄弱、企业国际竞争力较弱等问题。研究结果为全面了解全球锂资源特征和市场发展态势提供重要参考,对勘查投资具有一定指导意义。     

江西吉泰盆地卤水型锂钾矿物源区岩石地球化学特征及成因分析

中国探明锂钾资源主要分布于青藏、罗布泊盐湖和川西等地,资源开发成本高、难度大,难以满足产业发展需求。目前,在江西吉泰盆地勘探发现卤水中氯化锂浓度超过600 mg/L,氯化钾含量接近1%,锂钾含量均超过或接近工业品位,综合利用价值高。本文在前人研究的基础上,通过对吉泰盆地中生代火成岩开展矿物学、岩石学、地球化学、流体包裹体研究以及高压釜水-岩反应模拟实验,重点研究了时间、温度、流体成分等对火成岩水-岩反应的影响,探究其对富钾锂卤水物质来源和成因机制的指示意义。研究结果表明,吉泰盆地卤水具有高锂低镁的特征,表明吉泰盆地卤水在成因上受到火山活动的影响;研究区岩浆发生不同程度的分异,火成岩蚀变作用强烈,表明地下热液对研究区火成岩的交代作用强烈,火成岩通过水-岩反应为富锂钾卤水矿提供了物质来源;温度是流体对元素的淋滤能力的主要控制因素,高盐度流体是各成矿元素主要的迁移载体;地表成因的卤水中Mg/Li值主要受原岩成分控制;水-岩反应是卤水形成的重要过程,而地表蒸发浓缩是卤水成矿最主要机理。     

江西宜丰县大港超大型含锂瓷石矿床地质特征及成因机制探讨

大港含锂瓷石矿床产于宜丰钽铌锂稀有金属成矿带甘坊花岗岩岩体内,属典型的含锂云母碱长花岗岩型矿床。含锂瓷石矿体厚度21.62~148.88 m,其中w（Al₂O₃）为15.38%~23.97%,w（Li₂O）为0.30%~1.06%,同时伴生Rb、Cs、Ta、Nb等稀有金属。矿石矿物组成为钠长石、锂云母或锂白云母,白度达80%以上。化学组成上,表现出富硅,贫铁、镁、钛,高磷的特征;铝饱和指数A/CNK值大于1.20,Zr/Hf比值（< 12）与Nb/Ta比值（< 2）极低,表明具有高分异的过铝质S型花岗岩特性。由构造环境判别图解可知,大港含锂云母碱长花岗岩应形成于同碰撞或后碰撞早期阶段的伸展构造背景下,极低的CaO/Na₂O比值（< 0.2）,指示岩体的源区应为富黏土矿物的变质泥质岩。     

初论高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统:以阿尔金中段地区为例

花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床是锂铍矿床的重要类型。关于锂铍金属在源区花岗质岩浆形成过程的富集机制,岩石学家和矿床学家多强调锂铍花岗岩-伟晶岩的母花岗岩（淡色花岗岩）源于变沉积岩的白云母熔融,但实验岩石学显示白云母熔融其熔体量小（<10vol%）、熔体从岩石中提取锂铍的效率低。这意味着白云母熔融形成花岗质岩浆过程锂铍金属富集机制可能不是花岗质岩浆获取锂铍的主要机制。基于黑云母熔融可以获得大体积熔体（可达50vol%）的实验结果,指出变杂砂岩（黑云母片麻岩）与含黑云母的英云闪长质片麻岩部分熔融形成的黑云母花岗质高温岩浆（>800℃）其结晶形成黑云母花岗岩并可分异演化为淡色花岗岩与锂铍花岗岩-伟晶岩、并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,是花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成的重要成矿系统,其特征与形成机制值得进一步研究。黑云母脱水熔融过程残留相没有富含锂铍矿物的形成,新形成的花岗质岩浆可以高效地从源岩中获取锂铍金属,是一种新的锂铍富集机制。研究团队于2018年率先进入阿尔金中段无人区开展稀有金属成矿作用的地质调查与考察。经过两年的野外地质调查,新发现2个中-大型花岗伟晶岩型锂铍矿（吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿）和塔什萨依金绿宝石矿,发现大量的黑云母花岗岩、二云母花岗岩与伟晶岩,指出这些淡色花岗岩与伟晶岩成因于黑云母花岗岩的分异演化并构成高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,初步构建花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统的3种组构类型,初步揭示吐格曼铍锂矿与吐格曼北锂铍矿形成于468~460Ma,为加里东期锂铍伟晶岩区。阿尔金中段高温花岗岩-伟晶岩系统成矿特征显示：1）高温黑云母花岗质岩浆可以通过连续的分异结晶形成从下往上依次分带、垂向叠置的系统（组构A）,即从黑云母花岗岩到二云母花岗岩、白云母花岗岩与钠长花岗岩、及从近岩体的电气石带到依次远离岩体的绿柱石带、锂辉石带和锂云母带。组构A锂铍伟晶岩的分带与传统的淡色花岗岩-伟晶岩系统中锂铍伟晶岩的分带相似。2）在剪切构造背景下,花岗岩的分异结晶形成从外到里依次为糜棱岩化黑云母花岗岩、二云母花岗岩与白云母花岗岩的环状岩体,而金绿宝石钠长花岗岩从环状岩体中穿出、并向外演化为金绿宝石伟晶岩、绿柱石伟晶岩和锂辉石伟晶岩,金绿宝石钠长花岗岩与金绿宝石伟晶岩的发育是此组构（组构B）的显著特征。3）在强挤压与剪切构造背景下,黑云母花岗岩呈片麻状,伴生的伟晶岩为二云母花岗质伟晶岩、顺围岩片麻理发育、无锂铍矿化。这些特征给我们一些重要启示：即构造动力作用影响与控制岩浆的结晶分异方式,金绿宝石可形成于高温花岗岩-伟晶岩锂铍成矿系统,形成于岩浆分异与演化低程度阶段的低分异花岗伟晶岩不成矿。     

碳酸盐(岩)的锂同位素组成:一种潜在的古海水pH替代性指标

地球演化历史中海水的pH值发生了明显变化, 海水pH值可能是控制海相碳酸盐岩能否形成及其成分演化的重要因素, 对了解地球早期白云岩的成因和一些矿产的形成等均有重要指示意义。然而, 记录海洋pH值变化的替代性指标非常稀少, 常用的主要是碳酸盐(岩)的硼同位素。古老碳酸盐的硼同位素往往受到后期地质作用的影响, δ11B-pH转化过程中需要基于多种假设, 硼酸和硼酸根之间的分馏系数(αB)、硼酸表观电离常数(pKB*)以及δ11BSW的不确定性, 使硼同位素分析结果具有多解性、不确定性。亟需多个独立指标对海水pH值进行限制, 碳酸盐(岩)锂同位素是一个潜在的替代性指标, Roberts et al.(2018)发现有孔虫碳酸盐壳体的δ7Li与海水pH值呈显著负相关关系, 认为6Li和7Li水合离子在进入碳酸盐晶格时要脱去溶剂水, 这个过程的去溶能与pH值相关, 导致锂离子进入有孔虫方解石壳体的过程中存在显著的同位素分馏。在对蓟县剖面中—新元古代海相碳酸盐岩碳酸盐相的硼、锂同位素进行研究时发现, 纯净原始碳酸盐岩的锂同位素组成(4.9‰～13.4‰, 平均8.03‰)明显低于现代海洋碳酸盐的锂同位素组成, 中元古以来碳酸盐(岩)的锂同位素组成总体呈上升趋势。纯净原始碳酸盐岩的锂同位素组成与硼同位素组成及海水的pH值(δ11Bsw=25‰)呈明显反相关关系; 硅质条带白云岩的硼、锂同位素组成也呈明显反相关关系, 说明碳酸盐(岩)的锂同位素确实有可能成为一种潜在的pH值替代性指标。若碳酸盐(岩)锂同位素可以对海水pH值施加独立约束, 那硼、锂同位素联合研究将对重建古海洋的pH值演化具有重大意义。     

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%～5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明：仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证⁷Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ⁷Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数...     

深海黏土沉积物蒙皂石的有机改性、表征和层间域微环境

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对取自太平洋表层的深海沉积物中的黏土组分实施改性,并利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)及傅立叶红外变换光谱仪(FTIR)对其进行表征。实验结果表明,CTMAB可以随机进入深海蒙皂石矿物的层间并使其层间距增大。随着负载量的增加,有机阳离子在矿物层间趋于定向排列。有机深海蒙皂石的层状硅酸盐晶体结构没有改变,但在HRTEM下呈现出更加明显的剥离和破碎趋势,矿物的活性中心增多。FTIR提供了有机阳离子进入蒙皂石层间的直接证据,矿物表面的疏水性因有机分子的介入而得以改善。实验条件下,有机阳离子可能以较小角度(43°)进入蒙皂石矿物层间。有机深海蒙皂石的层间域微环境值得进一步关注,以更好地理解深海黏土的环境矿物学属性。