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山西宁武煤田石炭-二叠纪煤层中铝、锂及稀土等元素富集,是煤型关键金属潜在有利区。平朔矿区安家岭煤矿9号煤中Al、Li和稀土等元素的富集受到陆源碎屑的控制,但对导致Li等关键金属的富集程度及元素富集组合这种差异的原因没有深入系统的分析。本文选取安家岭9号煤层（包括顶底板及夹矸）为研究对象,基于矿物学、地球化学和锆石年代学等学科理论知识,综合利用偏光显微镜、XRD、Raman、ICP-OES、ICP-MS和LA-ICP-MS等分析测试技术,对安家岭9号煤层中的矿物特征、元素的含量、分布规律和年代学特征进行研究,探讨安家岭9号煤层中锂富集的控制因素,得到以下结论:（1）通过地球化学分析结果可以看出,安家岭9号煤层的Si O2、Ti O2、Ca O、P2O5和Al2O3的含量较高。从垂向分布图上来看,Si O2、Al2O3、Na2O、Ti O2、Fe2O3、K2O、Mn O和Mg O常量元素氧化物含量在夹矸及顶底板中含量高,在煤中含量较低。安家岭9号煤层中Li的含量在夹矸中最为富集,其含量高达368ppm;在煤和底板中次之,含量介于20.00～266ppm;在顶板中含量最低,其含量为11.70ppm。Li含量与烧失量（LOI）呈明显的负相关关系,说明Li主要赋存于无机质中,安家岭9号煤层Li主要受到陆源控制的影响。稀土元素在煤中富集且煤中稀土元素总量要比夹矸中的含量要高,表明稀土元素更容易富集在煤中;所有样品的稀土元素配分模式图均呈现明显的左倾趋势,表现为轻稀土富集,重稀土亏损。在Eu处具有明显的“V”型,表示受到陆源碎屑的供给;Ce处没有明显的“V”型,Ce基本无异常。通过Al2O3/Ti O2等主微量元素比值和Si O2-Ti O2等主微量元素图解反映富Li和不富Li样品的母岩类型以火成岩为主,并有部分变质岩和沉积岩,但不富Li样品源岩中有更多沉积岩的加入。通过La-Th-Sc、Th-Sc-Zr/10和DF（A-P）MT等构造背景判别图解确定富Li和不富Li样品的物源区一致,都为具有活动大陆边缘的内蒙古隆起。（2）XRD结果显示,安家岭9号煤和夹矸中的矿物主要由高岭石、勃姆石和方解石组成。煤和夹矸中最稳定的矿物为高岭石,煤中高岭石平均含量为74.46%,夹矸中高岭石平均含量为77.57%。夹矸中顶板和顶底板中主要矿物基本一致,都是由石英、长石、白云母、镁闪石和高岭石组成。其中顶板中高岭石含量最低,含量仅为4.85%,而底板中高岭石含量相对较高,含量为23.4%,这可能是导致Li富集的原因。激光拉曼实验结果显示,重矿物含量占比在整个煤层中具有差异性,其中顶板中重矿物中比例最大的重矿物为榍石,锆石次之;煤中重矿物中比例最大的重矿物为榍石,其次为黑云母;夹矸和底板中重矿物中比例最大的重矿物为黑云母,其次为榍石。研究区9号煤层以稳定和中等稳定重矿物组合为主。通过重矿物组合特征及重矿物特征指数ATi、ZTR等反映出研究区源岩类型主要为酸性岩浆岩,并且含有部分变质岩和沉积岩。通过偏光显微镜观察煤层顶底板砂岩的碎屑组分,结果显示煤层顶底板砂岩碎屑组分主要为石英和岩屑,其次为长石。其中石英颗粒中是以单晶石英为主,而且单晶石英类型都表现为以花岗岩型单晶石英为主,部分变质岩型单晶石英和沉积岩型单晶石英;富Li程度相对较高的底板发现有溶蚀港湾状的岩浆岩型单晶石英,而富Li程度低的顶板未发现。多晶石英类型主要为变质岩型多晶石英;岩屑类型主要为火成岩岩屑,其次为沉积岩岩屑和变质岩岩屑。根据砂岩碎屑组成及含量比反映出母岩类型主要为火成岩,并含有少部分沉积岩和变质岩。根据Dickinson的Qt-F-L,Qm-F-Lt三角图解表明顶底板样品的源岩主要来源于具有造山带性质的内蒙古隆起。（3）通过对9号煤层顶底板砂岩中碎屑锆石进行LA-ICP-MS年代学分析,结果表明顶板中碎屑锆石年龄主要来源于晚古生代,占比94%,年龄介于322.6±7.2～292.7±7.1Ma,主要峰值年龄为～302.9Ma;前寒武年龄介于2513±27～1896±36Ma,主要峰值年龄为～1919.9Ma、2029Ma和2518Ma。底板中碎屑锆石年龄主要来源于晚古生代,占比82%,年龄介于326.3±8.9～295.5±9.7Ma,主要峰值年龄为～303Ma;前寒武年龄介于2525±28～1714±36Ma,主要峰值年龄为～1914Ma、2113Ma和2479Ma。锆石CL图像及Th/U比值表明晚古生代锆石为岩浆锆石。锆石CL图像及Th/U比值表明晚古生代锆石为岩浆锆石。通过构造背景和碎屑锆石年龄谱的对比,认为这些锆石主要来源于华北北缘的内蒙古隆起。但底板碎屑锆石中～303Ma峰值年龄的锆石可能来自于内蒙古隆起上同时期的火山灰,随后,由于古亚洲洋的持续南向俯冲内蒙古隆起发生了强烈的抬升,年龄为～303Ma的侵入岩被抬升到地表,为9号煤层顶板提供碎屑物质。结合上述不同分析方法表明安家岭煤矿9号煤层富Li和不富Li沉积物物源区位置都为距离不远的、具有再旋回造山带和活动大陆边缘性质的内蒙古隆起,但其源岩类型有所差异:1)富Li程度较高的煤层、夹矸和底板中粘土矿物含量相对较高,这可能导致了Li的富集。2)富Li和不富Li沉积物源岩类型都是以花岗岩等火成岩为主,并且含有部分沉积岩和变质岩。但是不富Li样品源岩中有更多沉积岩的加入,而富Li样品源岩中存在火山灰物质的加入。