锂(Li)资源对高科技发展和国家安全具有极高的战略价值。煤层是锂的地质载体之一,发展煤型锂成矿理论,是煤系矿产资源综合勘查和开发利用的重要基础。宁武盆地石炭二叠纪煤中锂地球化学异常显著。本文针对这一典型实例,探讨煤中锂的富集效应及其地质控制机理,获得一些新的认识。统计分析490余件煤样测试数据,进一步证实宁武盆地石炭二叠纪存在大型煤型Li矿床。整个盆地煤中Li平均含量大于80μg/g。煤层层位降低,Li含量随之增高,下部11号煤层Li含量是上部5号煤层的4倍之多,且该煤层锂含量在顶、底分层较高,中部分层含量较低。区域上,煤中锂含量呈北高南低的总体分布规律,北部4、9、11号煤层平均Li含量超过120μg/g,南部西段也超过100μg/g。开展逐级化学提取实验和构造地球化学分析,揭示了宁武盆地煤中Li的赋存状态和来源。煤中Li主要赋存在硅铝酸盐矿物中,粘土矿物是Li的主要矿物载体。La/Yb-∑REE分析认为,煤中含Li物质来自于周边地区本溪组铝土矿风化剥蚀,最初来源于北部阴山古陆中元古代地层。其中:山西组煤中含锂矿物来源于花岗岩和碱性玄武岩,太原组煤中含锂矿物多源于钙质泥岩、花岗岩,以沉积岩为主。采集物源区岩样开展模拟实验,结合煤相分析,揭示了宁武盆地煤中锂富集的地球化学机理。发现样品Li溶出率随p H值降低而增大,说明在较强的酸性介质中才有可能形成浓度较高的含锂溶液,泥炭沼泽具备这一条件。同时,宁武盆地煤中Li的富集可能与高岭石的吸附有关,这种吸附作用主要是以离子交换形式进行。发现煤中Li含量与泥炭沼泽介质氧化还原性、盐度周期性同步变化,揭示煤中Li富集与聚煤期海侵过程密切相关,Li在强还原性咸水条件下更易富集。