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不同地质环境中锂的分布特征及生态、环境与生物健康效应

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中国地质 2023年

作者：于扬王登红王伟高娟琴王成辉于沨刘善宝阚磊岑况秦燕中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院成都理工大学地球科学学院中国地质大学(北京)地球科学与资源学院自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所

【研究目的】人与自然和谐共生的新格局影响着地质生态有机系统研究理念，了解和掌握不同地质环境中锂的分布特征有助于提升锂资源的利用效率，促进发展方式绿色转型。【研究方法】围绕地质工作需求，从整体着眼，通过大量调研、野外采... 详细信息

【研究目的】人与自然和谐共生的新格局影响着地质生态有机系统研究理念，了解和掌握不同地质环境中锂的分布特征有助于提升锂资源的利用效率，促进发展方式绿色转型。【研究方法】围绕地质工作需求，从整体着眼，通过大量调研、野外采样和理化特性测试分析，运用多学科交叉研究方法，最大程度地反映锂在不同地质环境中的分布特征及生态、环境与生物健康效应。【研究结果】①阐明了锂在水圈（海洋底部、地下水、河流、湖泊、冰川融水、雪水、雨水）、岩石圈（大陆地壳、岩石、土壤）、大气圈和生物圈中的区域性及多场耦合作用的分布特征，分析了锂在不同地质环境区的时空分布特征和区域性差异。②初步总结了各圈层锂元素庞大而复杂的生物、地质和地球化学过程及时空分布格局的影响因素。③充实完善了锂在陆地生物圈关键层中的分布特征，完善了大型锂资源基地综合评价指标体系，建立了系统化、定量化评价模型，评估了人为活动（采矿）影响下地表水、地下水、土壤、优势生物个体（植物、动物骨骼）锂含量的变化特征，揭示了锂的“关键层”和独特的生态、环境效应，梳理了锂缺乏与过剩的生物健康效应，为关键性矿产资源开发、生态文明建设、保障大型资源基地环境安全提供了科学支撑。【结论】不同地质环境中锂的分布特征及生态、环境效应研究表明，伟晶岩型锂资源开发对生态环境的影响整体安全可控，粘土型、卤水型锂资源清洁、高效的开发利用目前仍有一些关键问题亟待解决。随着锂成因机制理论难题的深入研究、交叉学科应用基础研究以及模拟技术的应用，将使锂元素的迁移转化机制研究取得突破性进展。生理量的锂对健康有益，但生物体内锂过剩会引起一定的副作用甚至毒性反应。因此，有必要持续开展不同类型锂资源的生态环境与生物健康效应的系统研究，为我国关键性矿产资源的安全合理开发及生态文明建设提供理论依据。

关键词：锂分布特征环境效应生物健康效应关键性矿产资源矿产调查工程

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国内外主要油(气)田水中锂提取现状及展望

地质学报 2019年第6期93卷 1489-1500页

作者：高娟琴王登红王伟于沨于扬中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所成都610036

油(气)田中常伴生油(气)田水,与自然界其他水体相比常具有较高的锂含量,部分可达工业品位。我国油(气)田水储量大,锂资源量可观,但在过去却长期被忽视。近年来,在盐湖卤水型液体锂资源提取技术不断取得突破的大背景下,卤水型锂资源产量... 详细信息

油(气)田中常伴生油(气)田水,与自然界其他水体相比常具有较高的锂含量,部分可达工业品位。我国油(气)田水储量大,锂资源量可观,但在过去却长期被忽视。近年来,在盐湖卤水型液体锂资源提取技术不断取得突破的大背景下,卤水型锂资源产量占比逐年升高,油(气)田水型锂资源也应当受到重视。本文通过研究大量国内外主要油(气)田中伴生的油(气)田水锂含量及分布特征,归纳国内外油(气)田水提锂技术现状,为我国油(气)田水中锂的综合利用提供参考。

关键词：油(气)田水锂资源分布特征地球化学综合利用

国外锂矿找矿的新突破(2017～2018年)及对我国关键矿产勘查的启示

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地质学报 2019年第6期93卷 1479-1488页

作者：刘丽君王登红高娟琴于沨王伟中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所成都610084 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100037

全球范围内锂矿的勘查保持活跃态势,本文仅就2017年和2018年国外锂矿勘探的进展情况及动向做一些简单介绍,重点概述非洲、澳洲、北美洲、欧洲等地伟晶岩型锂矿勘探的新进展,区域上以非洲和西澳为热点,类型上以卤水型和沉积型锂矿的相关... 详细信息

全球范围内锂矿的勘查保持活跃态势,本文仅就2017年和2018年国外锂矿勘探的进展情况及动向做一些简单介绍,重点概述非洲、澳洲、北美洲、欧洲等地伟晶岩型锂矿勘探的新进展,区域上以非洲和西澳为热点,类型上以卤水型和沉积型锂矿的相关进展最为突出。通过借鉴国外锂矿勘探项目的新进展和新趋势,认为国内应增强安全意识,加强勘探投入工作,努力提高关键矿产资源的自我保障能力;摸清国内关键矿产资源家底,加强各类型锂矿的基础研究,以伟晶岩型锂矿勘查为主导,兼顾花岗岩型锂矿的调查,查明卤水型锂矿和沉积型锂矿的赋存状态;加速国内优势资源的转化,建立完整产业链;在海外投资勘查时宜加强研究,优选项目,通过合作等多种方式降低风险。

关键词：锂矿伟晶岩型卤水型沉积型勘探进展

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中国三稀矿产生物找矿技术方法及其应用综述

地质学报 2019年第6期93卷 1533-1542页

作者：于扬王登红高娟琴刘丽君王伟张塞自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院北京100083 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所成都610000

生物地球化学作为全球热点学科之一,为找矿工作者探索地壳发生的地质地球化学过程提供了新的理论与方法,开展"三稀矿产"生物找矿方法研究并将其应用到找矿实践工作中,将对资源、环境领域的研究和应用产生重要影响。三稀矿产的生物找矿... 详细信息

生物地球化学作为全球热点学科之一,为找矿工作者探索地壳发生的地质地球化学过程提供了新的理论与方法,开展"三稀矿产"生物找矿方法研究并将其应用到找矿实践工作中,将对资源、环境领域的研究和应用产生重要影响。三稀矿产的生物找矿方法包括地植物学(植被观察)、生物地球化学找矿(植物分析测试)、动物找矿以及微生物找矿四个方面。本文通过归纳、总结前人研究成果,梳理了当前国内三稀矿产生物找矿研究的特点、概念和内涵,归纳了三稀矿产资源生物找矿常用方法,包括采样、测试和综合分析技术方法,总结了生物找矿方法在稀有金属矿区、稀散金属矿区的应用与研究进展,并结合项目团队最新成果,提出了对中国三稀矿产生物找矿方法及其应用的几点新认识,进一步阐述了三稀矿产生物找矿的理论与实际应用意义。通过川西地区锂铍稀有金属生物找矿方法应用于辅助隐伏矿床勘查,已取得一些成功案例。随着研究的深入,生物找矿方法必将对我国三稀矿产地球化学勘查理论和技术发展产生重大影响。

关键词：三稀矿产生物找矿生物地球化学技术应用

川西甲基卡稀有金属矿田地表水中稀有金属元素分布特征及意义

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地质学报 2019年第6期93卷 1331-1341页

作者：高娟琴于扬王登红刘丽君代鸿章郭唯明中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所成都610036

2016~2018年系统采集川西甲基卡稀有金属矿田及周边地表水样品88件,测试分析了样品中Li、Be、Rb、Sr、Zr、Nb、Cs、Hf、Ta九种稀有金属元素含量及八种主要阴阳离子含量。结果表明:甲基卡矿田地表水水化学类型主要为HCO3-Ca型。甲基卡矿... 详细信息

2016~2018年系统采集川西甲基卡稀有金属矿田及周边地表水样品88件,测试分析了样品中Li、Be、Rb、Sr、Zr、Nb、Cs、Hf、Ta九种稀有金属元素含量及八种主要阴阳离子含量。结果表明:甲基卡矿田地表水水化学类型主要为HCO3-Ca型。甲基卡矿区地表水中Li、Be、Nb、Rb、Cs、Ta等稀有金属元素平均含量明显高于川西河流平均值,Zr、Hf元素含量与川西河流均值相近,Sr含量远低于川西河流均值。经甲基卡矿区地表水稀有金属含量与矿脉分布空间耦合验证,地表水中Li、Rb、Cs、Be元素含量对矿脉的存在有明显的响应特征,其含量分布可以有效地服务于稀有金属矿产勘查,针对甲基卡外围地形高差大、切割深的特点,认为根据水地球化学异常来找矿也不失为一种有效方法,可以尝试运用地表水中稀有金属元素异常来缩小找矿靶区。

关键词：甲基卡稀有金属矿区地表水稀有金属元素地球化学

川东北黄金口背斜ZK001钻孔流体地球化学及含锂特征

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地球科学与环境学报 2019年第2期41卷 197-208页

作者：高娟琴于扬仲佳爱刘铸张塞庞博中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 四川省地质矿产勘查开发局405地质队四川都江堰611830

伴随着中国高镁低锂老卤溶液提纯碳酸锂的关键技术取得突破,卤水提锂日益受到重视。深地资源勘查开发专项中的锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目在川东北宣汉地区布置了3 227 m深钻孔(ZK001),主要研究目的是探讨深部是否存在富锂... 详细信息

伴随着中国高镁低锂老卤溶液提纯碳酸锂的关键技术取得突破,卤水提锂日益受到重视。深地资源勘查开发专项中的锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目在川东北宣汉地区布置了3 227 m深钻孔(ZK001),主要研究目的是探讨深部是否存在富锂卤水。随钻流体(常用钻探循环泥浆气体)分析是常规井口流体实时监测的主要手段,但因Li化学性质活泼,气体组分难以全面反映Li的富集浓度,故本次对钻孔流体(包含深部卤水、随钻流体、钻孔洗井水)及钻孔周边地表水、地下水进行了取样分析,首次获得了川东北黄金口ZK001钻孔流体组分特征,初步归纳了钻孔流体中Li及其他主要组分的变化规律。结果表明:川东北黄金口各类型水样品Li质量浓度从大到小依次为深部卤水、钻孔洗井水、随钻流体、地下水、地表水;比较ZK001钻孔随钻流体组分随深度变化特征,发现0～500 m深度随钻流体Li质量浓度相对较高,Mg/Li值较低,且流体Li质量浓度异常与深度成正比,Mg/Li值与深度成反比;ZK001钻孔3 000 m深度处采集的黄色卤水Na、K、Rb、Sr等有用组分达到卤水工业品位,Li质量浓度(10 556μg·L^(-1))接近边界品位(24 599μg·L^(-1))的一半,Mg/Li值为33.92。上述钻孔流体特征将为下一步钻探工程布置提供科学支撑。

关键词：地球化学科学钻探深部卤水随钻流体富锂卤水资源水化学特征四川

新疆阿勒泰地区地表水体氢氧同位素组成及空间分布特征

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岩矿测试 2021年第3期40卷 397-407页

作者：高娟琴于扬王登红王伟代鸿章于沨秦燕中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 自然资源部成矿作用与资源评价国家重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所四川成都610036

氢氧同位素可以识别水体来源,示踪水循环,自20世纪50年代以来已被广泛应用于水文地球化学领域。已有学者开展了新疆大气降水及部分河流湖泊的稳定同位素研究,而关于阿勒泰地区大气降水之外的地表水体稳定同位素研究尚需加强。本文采用... 详细信息

氢氧同位素可以识别水体来源,示踪水循环,自20世纪50年代以来已被广泛应用于水文地球化学领域。已有学者开展了新疆大气降水及部分河流湖泊的稳定同位素研究,而关于阿勒泰地区大气降水之外的地表水体稳定同位素研究尚需加强。本文采用液体水激光同位素分析法开展了新疆阿勒泰地区地表河水、湖泊、山泉水、雪水、锂矿坑裂隙水五类水体的氢氧同位素组成研究。结果表明:阿勒泰地区各种类型水体氢氧同位素组成差异明显,地表河流的δ^(18)O及δD值变化范围分别为-15.4‰~-11.5‰及-114‰~-100‰,氘过量参数(d值)变化范围为-12.4‰~12.4‰;乌伦古湖湖水的δ^(18)O及δD值均远高于地表河流,平均值分别为-5.95‰及-78.5‰,氘过量参数远低于地表河流,均值为-30.9‰。地表河流与全球及乌鲁木齐大气降水线相比差异很大,河水除了大气降水外还受到冰川融水的补给,且在水循环过程中经历了蒸发分馏作用,地表河流之间的氢氧同位素组成差异主要受水体补给来源及蒸发程度强弱的控制。由于氢氧同位素温度效应、纬度效应等的存在,阿勒泰地区水体δD及δ^(18)O与水温(T)、总溶解性固体(TDS)及主要离子Na^(+)、K^(+)、Ca 2^(+)、Cl-、SO_(4)^(2-)摩尔浓度呈显著正相关关系,而与采样点纬度及溶解氧含量(DO)呈显著负相关关系(P<0.05,n=32)。本研究获得的氢氧同位素组成特征为阿勒泰地区各类型水体稳定同位素研究提供了基础数据。

关键词：地球化学地表水氢氧同位素氘过量参数空间分布特征

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国内外主要沉积型锂矿分布及勘查开发现状

岩矿测试 2019年第3期38卷 354-364页

作者：于沨王登红于扬刘铸高娟琴仲佳爱秦燕中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 四川省地质矿产勘查开发局四零五地质队四川都江堰611830

随着近几年全球锂矿资源消耗的增加,世界各地掀起了锂矿找矿热。现阶段世界上开发利用的锂矿主要有三种类型:卤水型、伟晶岩型和沉积型,其中沉积型锂矿由于储量巨大,具有重要的地质意义和经济价值。现已发现的沉积型锂矿床主要分布在北... 详细信息

随着近几年全球锂矿资源消耗的增加,世界各地掀起了锂矿找矿热。现阶段世界上开发利用的锂矿主要有三种类型:卤水型、伟晶岩型和沉积型,其中沉积型锂矿由于储量巨大,具有重要的地质意义和经济价值。现已发现的沉积型锂矿床主要分布在北美洲,少数分布在南美洲和欧洲,矿石主要以黏土矿为主。本文综述了全球主要沉积型锂矿的勘查开发现状,介绍了北美洲、南美洲、欧洲、亚洲典型的沉积型锂矿以及我国伴生沉积型锂矿矿物特点,有助于对我国沉积型锂矿床的勘查提供启示。对川东黄金口地区钻孔ZK001和钻孔ZK601中的岩心进行了连续取样,共采集196个样品,应用电感耦合等离子体质谱法分析测定其中的元素含量,研究锂的富集特征和沉积环境。研究结果揭示了锂元素主要富集在嘉陵江组的硬石膏和雷口坡组的碳酸盐岩中,含量最高可达103.25μg/g。这种富集可能是由于沉积环境变化和物源改变双重作用的结果,但具体的物质来源以及锂的赋存状态尚不清楚,有待进一步研究。此发现为四川盆地沉积型锂矿的勘查提供重要线索,也为进一步研究锂元素的来源、运移、富集及赋存状态提供了依据。

关键词：沉积型锂矿锂矿化线索富锂黏土勘查开发现状黄金口

水化学找矿法及其在大型资源基地绿色调查中的应用--以川西九龙地区地表水化学找矿为例

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岩矿测试 2021年第2期40卷 227-238页

作者：于扬王伟王登红高娟琴刘善宝袁蔺平于沨张塞自然资源部成矿作用与资源评价国家重点实验室中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所四川成都610036 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

“战略性新兴产业矿产调查”工程积极倡导绿色调查新理论新方法在大型资源基地勘查开发中的应用,绿色调查是川西大型锂铍资源基地综合调查评价工作的主要内容之一。本文梳理了水化学找矿法的发展历程与现状,提出了水化学找矿法应用于矿... 详细信息

“战略性新兴产业矿产调查”工程积极倡导绿色调查新理论新方法在大型资源基地勘查开发中的应用,绿色调查是川西大型锂铍资源基地综合调查评价工作的主要内容之一。本文梳理了水化学找矿法的发展历程与现状,提出了水化学找矿法应用于矿产勘查及环境调查评价中存在的主要问题。在川西九龙湿润半湿润高寒山区,尝试应用水化学找矿法对地表水中的化学异常进行研究,初步阐明应进一步详细调查的锂远景区。实验方法是在野外现场运用多参数测试仪测定地表水的温度(T)、pH值、电导率(EC)、溶解氧(DO)、总溶解性固体(TDS)五个参数,结合电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锂硼铷锶镍钨钪等微量元素,进而分析水体元素含量特征与矿化的关系。结果表明:研究区水体中的锂硼锶镍含量明显高于背景值,在采集的60件样品中,17%的样品以上微量元素含量超过异常下限(7.76μg/L),其中流经乌拉溪岩体东南角(石头沟)的水体锂含量达到最大值20.1μg/L,是研究区水体锂含量背景值的4.5倍,是异常下限的2.6倍,与矿化的关系密切,其明显的变化规律可作为水化学找锂的找矿标志。研究区内乌拉溪岩体东南部及洛莫岩体周边水体水化学异常与矿化关系明显,可作为下一步详细调查的远景区。研究认为,在当前环境保护战略地位不断提升、绿色勘查力度持续加大、资源调查与环境保护并重的现实条件下,水化学方法对前期找矿部署有指导意义。研究成果为解决川西高原生态脆弱区找矿部署与环境保护等实际问题提供了参考依据。

关键词：水化学找矿锂电感耦合等离子体质谱法大型资源基地绿色调查