Discovery of clay-type lithium deposit in Fengjie area, Chongqing Municipality
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1. 研究目的（Objective）
锂（Li）金属是21世纪最有应用潜力的金属，具重要的工业和经济价值，广泛应用于高能电池、储能、航空航天、受控核反应等多个新兴行业和领域，世界多国已将其列入国家战略性（关键性）矿产。根据中国地质调查局2020年数据，中国探明Li矿储量约810万t，集中分布在青海、西藏、四川、江西四省，主要矿床类型为盐湖卤水型和伟晶岩型。近年来随着Li电池需求快速增长，Li矿资源的勘查和开发投入也逐年增加，扬子地区二叠系铝土矿甚至煤系地层中的黏土型Li矿也进入到勘探者的视野。本文对重庆奉节地区二叠—三叠系（P-T）界线附近黏土岩层中的矿物组成及Li的空间分布特征进行了系统研究，以揭示Li的富集规律和赋存状态，其中新发现三叠系大冶组内1层黏土岩层中的Li含量可达到工业品位，该发现对支撑扬子地区Li矿找矿突破具有重要指示意义。
2. 研究方法（Methods）
重庆奉节地区二叠系上部发育吴家坪组灰色、青灰色、灰黑色含生物屑泥晶灰岩、泥质灰岩、含泥含炭灰岩等；三叠系上部发育大冶组土黄色、黄绿色泥岩、钙质泥岩；向上为青灰色生物碎屑泥灰岩，生物屑泥质泥晶灰岩等，层间夹生物碎屑钙质泥岩。本次在重庆市奉节县黄厂西实测地层剖面（起点坐标：30°31′51.17″N，109°22′17.51″E）的P-T界线附近共识别出13层黏土岩（图 1），对其中10层黏土岩采集了16件样品（部分黏土岩层分上下或上中下采样）进行X射线衍射（XRD）矿物半定量，X射线荧光光谱（XRF）和电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）全岩主、微量元素以及激光等离子质谱仪（LA-ICP-MS）锆石U-Pb测年分析，实验均在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。
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图 1 重庆奉节二叠-三叠系界线附近综合柱状图Figure 1. Comprehensive histogram of Permian-Triassic boundary in Fengjie, Chongqing3. 研究结果（Results）
XRD和ICP-MS分析结果显示：黏土岩层中的矿物以伊利石为主，均含石英和长石；方解石、绿泥石等矿物在部分黏土岩层赋存。蒙脱石和高岭石仅在B8-34-2黏土岩层下部的2件样品中出现，且Li含量最高，B8-34-2L1样品蒙脱石40%、高岭石10%，Li含量2251.11×10-6（Li2O=0.485%），B8-34-2L2样品蒙脱石30%、高岭石10%，Li含量2126.22×10-6（Li2O=0.458%），这2件富Li样品的高岭石含量相同，蒙脱石含量高的样品Li的含量相对高；而该黏土岩层上部B8-34-2T和其他采样黏土岩层样品均未见蒙脱石和高岭石，Li含量均较低（表 1）。已有研究显示蒙脱石对Li+吸附能力远大于高岭石，蒙脱石化学式为Ex(H2O)4{(Al2-x，Mgx)2[(Si，Al)4O10](OH)2}，E为层间可交换阳离子，主要为Na+、Ca2+，其次K+、Li+等，据此推测，蒙脱石为Li的富集载体，Li以层间可交换阳离子形式赋存。此外岩石学、地球化学以及年代学研究显示P-T界线附近的黏土岩层以中酸性火山岩为主，夹少量的外源沉积碎屑，是火山喷发夹外源沉积经黏土化蚀变的产物。富Li黏土岩层中锆石U-Pb年龄为（247.9±0.8）Ma（MSWD=0.62，n=34）（项目未发表数据）。
表 1 黏土岩的矿物组成（%）和Li含量（10-6）Table 1. Mineral composition (%) and Li content (10-6) of the clay stones
4. 结论（Conclusions）
（1）蒙脱石为Li的富集载体，其富集黏土岩层可作为寻找黏土型Li矿的重点层位。
（2）富Li黏土岩层形成于（247.9±0.8）Ma，与中酸性火山喷发关系密切，是扬子地区寻找黏土型Li矿的重要时代线索。
5. 基金项目（Fund support）
本文为中国地质调查局地质调查项目“湖北1∶5万三角坝、建始县、三里坝、屯堡、白杨坪、花果坪幅区域地质调查”（12120113061900，DD20160029-03），地质矿产调查项目“湘西—鄂西成矿带神农架—花垣地区地质矿产调查”（DD20160029），矿产志项目“中国矿产地质志续编与产品服务”（DD20221695）和中国商务部对外援助项目“援摩洛哥十副地球化学填图”（[2021]28）共同资助的成果。
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图 1 重庆奉节二叠-三叠系界线附近综合柱状图
Figure 1. Comprehensive histogram of Permian-Triassic boundary in Fengjie, Chongqing
表 1 黏土岩的矿物组成（%）和Li含量（10-6）
Table 1 Mineral composition (%) and Li content (10-6) of the clay stones
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