锂云母(英文名:Lepidolite)是一种较为常见的锂矿物,又称鳞云母,常含有少量铷(Rb)、铯(Cs)等元素。同时属于钾和锂的基性铝硅酸盐,是云母类矿物中的一种。锂云母为单斜晶系,晶体通常呈板状,也呈短柱状、细鳞片状的集合体,颜色为紫色和粉色,并可浅至无色,具珍珠光泽。锂云母成分为KLi1.5Al1.5〔AlSi3O10〕(F,OH)2,含Li2O为1.23~5.90%,莫氏硬度3.5,密度2.8至2.9g/cm3。
锂云母主要在花岗伟晶岩中形成,也常在云英岩和高温热液矿脉中产生。锂云母不溶于酸,而熔化后会受酸类物质影响。锂云母熔点低,熔化时会发泡,并生成栗色的锂焰。
锂云母是提炼锂的重要矿物原料,也可用来提炼铷和铯,这些元素也是氢弹、火箭、核潜艇和新型喷气飞机的重要燃料。在军事方面可用作信号弹、照明弹的红色发光剂以及飞机用的稠润滑剂。在冶金方面主要用于制作锂制轻质合金和金属制品的纯净剂。
1861年,罗伯特·本生(Robert Bunsen)和古斯塔夫·基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)借助光谱仪分析一种名为锂云母的矿物,并在其中发现了元素铷,元素铷以杂质形式存在于矿物锂云母中。2025年7月,若羌县瓦石峡南Ⅰ区锂矿勘探报告获自然资源部矿产资源储量评审中心评审通过,矿区探获氧化锂矿物量32.57万吨,为大型伟晶岩型锂云母矿床,矿床氧化锂平均品位0.93%,矿石类型属高品位易选锂矿石,精矿回收率达90.05%。
历史
1861年,罗伯特·本生(Robert Bunsen)和古斯塔夫·基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)借助光谱仪分析一种名为锂云母的矿物,并在其中发现了元素铷,元素铷以杂质形式存在于矿物锂云母中,名称“铷”(源自拉丁语“rubidus”,意为深红)因其鲜红的光谱线而得名。
主要特性
矿物组成
锂云母成分为KLi1.5Al1.5〔AlSi3O10〕(F,OH)2,含Li2O为1.23~5.90%,常含有少量镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、钠(Na)、铷(Rb)、铯(Cs)等。
物理特性
锂云母常呈细鳞片状集合体,莫氏硬度3.5,密度2.8至2.9g/cm3,平均折射率1.55。
光性:
不透明,玻璃光泽,手标本上多为浅紫色,有时也呈桃红色、白色;薄片中多数为无色,仅极少数带淡紫色、淡玫瑰色。显弱多色性:Ng、Nm=淡紫、淡玫瑰色,Np=无色。负低—正低突起。Np=1.524~1.537,Nm=1.543~1.563,Ng=1.545~1.566,Ng-Np=0.021~0.029。最高干涉色为Ⅰ级顶部—Ⅱ级顶部。近于平行消光。正延性。二轴(-),2V=23°~63°,多数在40°左右,偶见2V=0°者。
结构特征
锂云母为单斜晶系,a=5.3Å,b=9.2Å,c=10.2Å,β=100°,晶体为假六方板状,对称型m或2/m,解理平行{001}极完全。
形成原因
锂云母主要产于花岗伟晶岩中,与锂辉石、白云母、电气石等共生。锂云母的形成与特定地质条件密切相关,尤其是富含氟、硼等元素的岩浆活动。在地球深处,这些岩浆经过长时间的冷却和结晶,逐渐形成了富含锂的矿床。
其中花岗石型锂矿床是以含锂花岗质岩浆自身发生高度结晶分异作用为主导因素形成的富锂花岗岩,岩体自身即工业矿体。形成花岗岩型锂矿床的三个重要条件是:岩浆房内部高度分异、岩浆房顶部完好封闭和岩浆房底部持续加热。
基于此认识,构建了花岗岩型锂矿床的形成模式:幔源岩浆加热促使下地壳基底发生部分熔融形成初始岩浆,在逐级上升过程中初始岩浆不断发生分异,导致酸性程度逐步升高、稀有金属元素和挥发分逐步在更上一级岩浆房中发生富集;岩浆房内岩浆随着矿物的逐步结晶、冷却逐渐向低温方向演化,形成下部富堆晶体、中部富碱性长石、上部富云母石英的岩浆房;岩浆房顶部的伟晶岩壳是岩浆房内热的岩浆遇到冷的围岩而最早发生冷却固结的产物,其形成的良好封闭环境起到阻隔锂、氟、磷等易挥发组分逃逸的作用,并使得岩浆房内含矿熔体得以持续发生结晶分异作用;正是由于较早形成伟晶岩壳构成的封闭环境,使其下部残余岩浆中的挥发分不断上升并聚集于其下,促成含矿岩浆顶部发生云英岩化,进而形成云英岩型和不同碱性程度的钠长石花岗石型矿体。在下伏热的影响和断裂的触发下,各类岩浆将向上侵入形成各类岩脉:基性岩脉来源于同位素亏损/富集的幔源岩浆,不含矿中酸性岩脉来源于岩浆房底部堆晶体重熔,含矿酸性岩脉来源于岩浆房顶部稀有金属元素高度富集的岩浆热液。
分布区域
锂云母主要产地为津巴布韦、纳米比亚、加拿大、巴西,中国江西、陕西省等地。锂主要从含锂云母中提取,花岗岩型锂矿是中国的优势锂资源,中国已探明的锂云母储量位居全球第一,随着政府加大对该产业的支持力度,2025年中国的锂云母供应量预计将占全球总量的13%。
中国40个花岗石型锂矿床集中分布在南、北两个区域,其中33个矿床位于南方,7个位于北方:南方的花岗岩型锂矿有25个集中在华夏地块,7个分布在江南造山带,仅有1个位于喜马拉雅山脉青藏高原造山带南缘;中国北方的花岗岩型锂矿床有6个分布在中亚造山带和华北克拉通北缘,1个位于塔里木盆地东缘。华夏地块是中国最主要的花岗岩型锂资源产地,位于华夏地块腹地的南岭地区是中国花岗岩型锂矿较为集中的区域。
应用领域
军工领域
锂云母是提取锂的矿物原料,锂是最轻的金属,比重0.534,它能生产热核所需的锂-6,是氢弹、火箭、核潜艇和新型喷气飞机的重要燃料。锂能吸收中子,在原子反应堆中作控制棒,军事上用作信号弹、照明弹的红色发光剂和飞机用的稠润滑剂。冶金上以锂制轻质合金和用于金属制品的纯净剂。
工业领域
锂云母中含有大量的锂、硅、钾等元素,是提取碳酸锂的主要原料,还能制备二氧化硅,氯化钾等多种化工产品。碳酸锂是锂的基础性化合物,有多种工业用途,广泛应用于陶瓷、玻璃、原子能等领域。碳酸锂还是锂电池的正极材料,可以用于新能源汽车和储能电池等领域。
建筑装饰领域
质地细腻的锂云母集合体还可以用作雕刻及装饰材料。
陶瓷制造领域
在陶瓷制造领域,由于锂的相对原子质量最小,化学性质较钾、钠强,且Li+具有很高的静电场,有非常强的熔剂作用,故锂云母等含锂矿物可以作为釉料的熔剂原料。在陶瓷釉料中引入含锂矿物,能改善釉面性能,如降低热膨胀系数、提高耐热急变性、提高釉的显微硬度、光泽度以及釉的化学稳定性。
矿物开采
锂云母通常通过传统采矿方法提取,包括露天开采或地下开采,具体取决于矿床的深度和规模。提取后,锂云母可能需要经过选矿过程(如破碎、研磨和泡沫浮选),以浓缩和提纯含锂矿物。
鉴定
锂云母与白云母有些相似。当锂云母在手标本上或薄片中具有特征的颜色时,不难与白云母相区别;若为无色者,其区别在于锂云母的折射率、双折射率略低,消光角略大;若根据产状和共生矿物推测某矿物可能是锂云母时,可通过焰色反应(试锂)或X光分析加以验证。
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2025年7月,若羌县瓦石峡南Ⅰ区锂矿勘探报告获自然资源部矿产资源储量评审中心评审通过,矿区探获氧化锂矿物量32.57万吨,为大型伟晶岩型锂云母矿床,矿床氧化锂平均品位0.93%,矿石类型属高品位易选锂矿石,精矿回收率达90.05%。
该大型伟晶岩型锂云母矿床的发现,不仅填补了区域大型锂资源开发的空白,更验证了深切割复杂地形区的资源潜力,终结了当地锂矿“小而散、开发难、储量少”的认识,为阿尔金山脉成矿带勘查找矿提供了全新坐标。