锂是军工民用两个领域最常用、最重要的稀有金属之一。近期研究发现在准格尔煤田煤中稀有金属锂的超常富集(加权均值264mg/kg),在官板乌素煤矿六号煤的煤灰中超过了工业品位。因此,很有必要对准格尔煤田煤中富集锂的现象进行综合深入研究,课题拟选择准格尔煤田六号煤层为主要研究对象,采用煤地质学、矿床学、地球化学、煤岩学等学科的理论,采用逐级化学提取和激光烧蚀ICP-MS等方法,查明准格尔煤田煤中共(伴)生锂矿的分布规律、赋存状态与成矿机理,提出锂的富集成矿模式;探讨有机与无机、金属与非金属矿产同盆共存主控地质因素。由于目前尚未发现煤系中的锂矿床,因此,该项研究不仅对研发新型的矿床资源具有重要的借鉴意义,对矿区循环经济发展也具有重要的经济意义。
从准格尔煤田六号煤层中采集样品138块,夹矸样品14块,研究了我国准格尔煤田煤中共伴生矿产资源状况、分布特征、赋存规律、物质组成和成矿机理,提出了我国煤中伴生矿产成因模式,为煤中共伴生矿产的开发和利用提供了科学依据。主要研究成果如下 1、首次发现煤中伴生锂矿对准格尔煤田的官板乌素、黑岱沟和哈尔乌素三个煤矿煤中的锂进行了研究,发现6号煤中锂的加权平均含量在三个煤矿分别达到264mg/kg、136mg/kg和126mg/kg,煤层夹矸中的含量达到609mg/kg。其中官板乌素煤灰中的锂含量可达3771mg/kg,换算成Li2O的含量是8082mg/kg,即0.802%,已经达到伟晶岩独立锂矿的工业品位,即0.8%(DZ/T/0203-2002)。官板乌素煤矿锂的储量可达1.321万t,折合Li2O储量约2.829万t。按照国标“稀有金属矿产地质勘探规范(DZ/T/0203-2002)”,官板乌素煤矿煤伴生锂矿属于中型锂矿。准格尔煤田煤炭远景储量362.4亿t,其中三分之二储量来自6号煤层,按照本项目所测剖面中含量最低的126mg/kg锂计算(附件1),整个准格尔煤田仅6号煤中的锂远景储量可达300万t。 研究发现,煤中锂的富集主要是无机成因,吸附含锂的主要矿物是绿泥石、硅锂钠石、高岭石和勃姆石等。发现煤中锂的主要物源来自阴山古陆和奥陶系灰岩之上的本溪组铝土矿风化壳。而本溪组铝土矿风化壳的物源也来自阴山古陆。研究了煤中伴生锂的评价指标体系,首次提出煤中伴生锂矿的综合回收品位和边界品位。 2、成果的水平 1)把煤中多种超常富集的有益金属元素置于盆地形成与演化的整体地质环境中研究,从全局的角度探讨同一盆地多个煤田煤中多种有益金属元素超常富集的机理、组合模式、分布规律、主控因素和成矿模式。揭示有机与无机、金属和非金属矿产共存富集的内在联系和形成机理。 2)首次在煤中发现了伴生锂矿。俄罗斯地质学家Seredin曾在煤系地层岩浆侵入体中发现了锂矿,但并非煤中伴生锂矿。本课题组发现的伴生锂矿是直接在煤中发现,此前从未见到相关报道。并由省煤炭行业协会组织专家认定为煤伴生锂矿,经过国内外资料联网查新,证明煤伴生锂矿属于新型成矿类型。 3)本项目首次提出了煤中伴生锂矿的综合利用品位,并依据此综合利用品位对平朔矿区煤中伴生锂矿进行了精细划分。 3、第三方