Минералы лития

11.01.2017

Литий — минералогенный элемент, собственные минералы которого имеют сложный химический состав и небольшое содержание Li2O (в основном ≤5—10% — от 0,1 атомного количества в формуле), а также низкую плотность — от 2,3 до 3,5 г/см3. Общее число минералов Li достигло 62, из них 40 силикатов, 12 фосфатов, 4 фторида, сложные оксиды, гидроксид, карбонат, ванадат, борат, сульфоантимонит. Наиболее часто в минералах Li ассоциирован кроме O2 с F, PO4 и ОН, а из катионов — с Si, Na, Al, К, Mg. Наиболее обычная шестерная координация, редко встречается четверная (петалит).
Главным рудным минералом Li является сподумен LiAlSi2O6 (5,9—7,9% Li2O) из группы пироксенов; иногда промышленное значение имеют петалит LiAlSi4O10 (3,4—4,7% Li2O), литиевые слюды — лепидолит K2Li3Al5Si6O20(F, ОН) (4,1—5,5%), полилитионит KLi2AlSi4O10(F, OH)2 (5,5—8,8%), протолитионит KLiMgFeAlSi3O10 (F, ОН)2 (1,5—2,8%), тайниолит KLiMg2Si4O10F2 (2,4—3,8%), циннвальдит KLiFeAl2Si3O10F2 (2,9—4,5%), фосфаты — амблигонит LiAlPO4F (7,9% Li2O) и монтебразит LiAl(PO4)(OH) (до 9% Li2O), а также холмквистит Li2(Mg, Fe)3Al2Si8О22(ОH)2 (2,1—3,5% Li2O). Самое высокое содержание Li2O характерно для литиофосфата (37,1%), либерита (23,4%) и фторида криолитионита (11—12%). Доля промышленной добычи минералов в 70-е годы, по Н.А. Солодову, составляла (в %): сподумен 86, петалит 4, лепидолит 4, криофиллит 3, циннвальдит 2, амблигонит и др. 1. В основном собственно литиевые минералы принадлежат к редко встречающимся.
Большинство литиевых слюд относится к триоктаэдрическим и промежуточным разностям с общей формулой XY2-3Z4O10(ОН) 2, где X—К, Na, Rb, Cs (в том случае, когда межслоевые катионы представлены Ca, выделяется группа хрупких слюд), Y—Li, Mg, Fe, Al, Ti; Z—Si, Al; во флогопите экспериментально Li может замещать К в межслоевом пространстве; в лепидолите и протолитионите Li распределен в трех позициях различной степени упорядоченности (1М, 2М и ЗМ) при полном отсутствии Mg. К иному выводу о месте Li в структуре триоктаэдрических слюд пришел Ж. Робер, изучавший взаимодействие растворов LiCl (t = 400—900° С, P = 200 МПа). Он показал, что в образующихся слюдах — тайниолите и полилитионите — Li в межслоевом пространстве не взаимодействует с К, а занимает пустоты в VI координации, что объясняет его аномальное поведение в реакциях ионного обмена.
Главный промышленный минерал лития сподумен и его полудрагоценные разновидности кунцит (розовый), нуристанит (голубой) в отношении попутных компонентов изучены слабо: установлены Be и в несколько больших количествах Sn и Cs (табл. 18). ГЭ сподумена в среднем 2*10в3.
Минералы лития

Сподумен из пегматоидных гранитов редкоземельных и бериллиевых пегматитов, по Н.А. Акелину (1984 г.), содержит несколько меньше Li и Al по сравнению с таковыми из сподуменовых и комплексных пегматитов (5,9—6,3 и 6,6—7,88% Li2O соответственно). По содержанию Cs сподумен из поллуцитсодержащих пегматитов богаче, чем из других; преобладание Cs над Rb характеризует комплексность пегматита, а при содержании Cs≥0,04% и Cs/Rb≥10 можно говорить о наличии поллуцита.
Большое количество Li заключено в слюдах. Содержание его в полилитионите, который вошел в число главных литиевых слюд, несколько отличается в различных типах месторождений: в сподумен-микроклин-альбитовых пегматитах 5,40—8,15% Li2O (х = 6,6±1,2%), щелочных гранитах 5,21—6,79% (х = 6,2±0,6%), калиш-пат-нефелиновых сиенитах и метасоматитах 7,18—7,50% (х = 7,3 0,3% Li2O), полилитионит-флюоритовых метасоматитах 5,97%. Различается в них и концентрация элементов-примесей (табл. 19).
Минералы лития

Основное количество Li заключено в минералах других элементов и минерализованных водах. Среди минералов — концентраторов лития — широкораспространенные породообразующие (кларки, г/т): биотит, флогопит (1700), мусковит (1000), амфиболы (800), нефелин (35), а также пироксены, полевые шпаты (по 15), кварц (5). Самые высокие концентрации Li установлены (в %): в мусковите (7), берилле (1,2), рубеллите (0,7), биотите (0,6), флогопите (0,4). Содержание Li (и других элементов) меняется в разных типах пород и руд, особенно оно высоко в редкометалльных сподуменовых пегматитах (табл. 20, см. табл. 19). Существенное значение имеет комбинация вертикальных геотектонических движений области магматизма (↑ ↑ — высокие содержания, || — низкие).
Наиболее типичен гетеровалентный изоморфизм Li в эндогенных силикатных минералах с Mg2+, Al3+, Fe3+ (в VI координации). Наблюдается корреляция Li с F в биотитах и Li с Al в кварце.
Кроме основных минералов-носителей литий выявлен (в г/т); в солях калия (карналлит 0,5, сильвин 2), флюорите (32), полигалите (10), барите (3), гипсе (8), ангидрите (10), кальците (40), а также (по единичным данным) в некоторых сульфидах (пирит 2,3, сфалерит 2,5, арсенопирит 6,7, пирротин 9, молибденит 2).
Повышенные содержания Li и других элементов-примесей и индикаторное значение Li установлено для главного минерала сподуменовых и других пегматитов — кварца. Генеральное среднее содержание Li в кварце различных типов пегматитов, по данным Т.Т. Ляхович, приведено в табл. 20.
Для минералов Li установлен следующий ряд снижения их устойчивости и Aс в коре выветривания: петалит (1,350), холмквистит (0,730), полилитионит (0,575), лепидолит (0,500), циннвальдит (0,480), эвкриптит (0,370). За исключением петалита с высоким Aс все эти минералы интенсивно изменяются в зоне окисления с выносом Li и образованием гидрослюд, галлуазита, каолинита, монтмориллонита.
Минералы лития