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锂是生物体的必需微量元素,动物体内锂呈组织特异性分布。锂含量过低对机体代谢有负面影响,相比于其他重金属离子如镍、铬、硒和砷等,锂过量时毒性并不明显。目前临床上锂被广泛用于双相情感障碍的治疗,同时在帕金森病、创伤性脑损伤、阿尔茨海默症和缺血性中风等神经疾病治疗中也发挥着神经保护作用。锂元素在自然界中广泛分布,并作为低碳能源金属而备受关注。锂矿资源中卤水锂资源总量占据优势,但是由于卤水提锂生产周期长、易受天气影响导致卤水提锂生产缓慢,因此自2018年以来矿石提取成为获取锂的主要途径。矿石提锂工艺包括硫酸法、碱法、硫酸盐焙烧法和氯化焙烧法等,普遍存在污染重、投资大、能耗高、操作困难、安全性低等问题。微生物对自然界中金属赋存状态和矿物相转化等有着复杂调控作用,近年来发展起来的微生物浸矿技术为创新硬岩型锂矿提锂提供了新思路。与传统的浸矿工艺相比,微生物浸矿技术能提升低品位矿产和尾矿的经济价值、改善环境污染等问题。已发现微生物能显著改变锂矿物稳定性和锂的地球化学行为,但与锂矿物风化有关的微生物研究十分缺乏。本文分析了矿石表面和风化产物中微生物群落组成及其多样性特征,通过功能耐锂菌株的筛选和锂浸出功能研究,认识和理解锂的地球化学行为与微生物群落结构变化之间的关系,同时为锂矿生物浸出功能菌筛选提供重要依据。伟晶岩型和花岗岩型锂矿是最主要的锂矿床类型,探究河南卢氏南阳山伟晶岩型锂矿和江西宜春花岗岩型锂矿矿石及其风化产物微生物群落结构特征具有重要意义。首先,基于16S rRNA高通量测序对河南卢氏南阳山伟晶岩型锂矿和江西宜春花岗岩型锂矿矿石及其风化产物进行了细菌群落分布特征差异及成因进行分析。结果表明两矿山锂矿石表面及其风化产物的细菌群落多样性有差异。南阳山伟晶岩矿石与其风化产物、宜春花岗岩矿石表面和风化产物（NK-1、NK-1F、YK-1、YK-1F、YK-2、YK-2F、YK-3）的OTUs分别是1010、540、835、828、1117、974和604,其差异与不同的矿物组成显著关联。在门水平上,两矿山均以放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门。同时两矿山细菌群落组成具有显著差异性（P<0.05）,不同地理位置风化产物样本之间差异尤为显著（P<0.001）;在属水平上,NK-1中相对丰度大于5%的属为鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、马赛菌属（Massilia）;NK-1F为类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、杆状细菌属（Bacillus）、马赛菌属;YK-1F为芽球菌属（Blastococcus）、念珠菌固体杆菌属（Candidatus-Solibacter）、Noviherbaspirillum属、伯克霍尔德氏菌属（Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia）,YK-2为unidentified-Chloroplast属,YK-2F为北里孢菌属（Kitasatospora）、马赛菌属,YK-3为1174-901-12属、甲基杆菌属（Methylobacterium）。矿物组成是影响群落结构的关键因素,伟晶岩型锂矿石和钠化花岗岩型锂矿石表面的细菌种类均比其风化产物更为丰富,与矿石的矿物组成复杂有关。确认变形菌门、放线菌门、蓝菌门（Cyanobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）是两矿区的特征优势菌门,优势菌门可能依赖有机物分解代谢、次级代谢产物分泌、光能自养等机制适应并影响地质生境,主要功能基因均为代谢功能,如次生产物代谢、能量代谢、氨基酸代谢等。第二,基于ITS1高通量测序对江西宜春锂矿山地表矿石及其风化产物进行了真菌群落分布特征差异及成因进行分析。结果表明矿山锂矿石表面及其风化产物的真菌群落多样性有差异。宜春花岗岩矿石表面和风化产物（YK-1、YK-1F、YK-2、YK-2F、YK-3、YK-4）的OTUs分别是472、624、352、410、305、280,其差异与不同的矿物组成及风化程度显著关联。各样本均有其优势真菌,在门水平上,均以子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）为优势菌门。同时真菌群落组成具有显著差异性（P<0.05）,不同地理位置的风化产物之间差异尤为显著（P<0.001）;在属水平上,YK-1F中相对丰度大于5%的属为三角菌属（Trimorphomycetaceae-unidentified）、木霉属（Trichoderma）;YK-1为镰刀霉属（Fusarium）;YK-2F为革菌属（Thelephoraceae）;YK-2优势属为地衣内生真菌属（Chaetothyriales）、地衣属（Trapelia）;YK-3优势属为外瓶霉属（Exophiala）、无头孢菌属（Capnobotryella）;YK-4优势属为耙齿菌属（Irpex）、镰刀霉属（Fusarium）。矿山真菌营养类型可鉴定为包括病原营养型、共生营养型、病原–腐生–共生营养型等10个不同的营养型,各样本间优势功能类群各有特征,其中腐生型菌群为优势类群,其代谢特征为通过水解酶类和氧化酶类的分解作用于环境有机质。基于两矿区细菌群落多样性分析结果,进一步从河南卢氏锂矿山地表矿石及其风化产物NK-1和NK-1F中分离并筛选得到4株耐锂菌株N1、N2、W1和W2,N1为芽孢杆菌属,N2为微小杆菌属,W1为假单胞菌属,W2为节枝菌属。4株耐锂菌株对氯化锂（Li Cl）均具有一定的富集作用,当溶液中Li+浓度为63.88 mg/L时,N1、N2、W1、W2的吸附率分别为22%、26%、28%、40%。4株耐锂菌均可从锂辉石中浸出锂,其中W2的浸出能力最高,培养30 d时培养基中Li+浓度可达到4.332 mg/L。电镜结果表明4种耐锂菌对锂辉石均发生粘附和相互作用。在N1、W2作用下锂辉石表面多见次生矿物,有明显的细菌侵蚀现象;含N2的锂辉石表面出现规则的柱状坑,逐渐加深加宽;W1菌株对锂辉石的粘附作用明显强于N1、N2和W2菌株。4株耐锂菌对溶液中Li+富集及对锂辉石的浸出能力有明显差异,可能与不同菌株的代谢特征、侵蚀分解锂辉石机制密切相关。本文通过高通量测序揭示不同地区锂矿石及其风化产物的细菌和真菌多样性存在显著差异,各具优势类群,功能预测提示厚壁菌门、蓝菌门、子囊菌门、担子菌门、马赛菌属占优势地位,与这些微生物的代谢功能（次生产物代谢、能量代谢、氨基酸代谢等）密切相关。4株筛选获得的原位耐锂功能菌株具有锂富集的功能,并侵蚀锂辉石,4株功能菌对吸附锂、分解锂辉石的机制差异明显。总之,本研究为微生物生态分布、矿石微生物分解等研究提供了新数据,得到的4株功能菌的浸矿机制及其高效锂富集能力为后继研究和技术应用奠定了基础。