黔北大塘铝土矿区二叠系大竹园组赋存有黏土岩型锂(Li)资源,Li2O含量为0.20%~0.72%(平均0.38%),具有潜在的开发利用价值。元素含量分析显示,大塘铝土矿矿区富锂黏土岩样品中主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和TiO2。X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)及矿物自动分析系统(AMICS)多尺度表征技术联用分析,揭示其主要组成矿物主要为黏土矿物和铝矿物,含量分别为54.12%和41.63%。其中,高岭石(37.82%)和绿泥石(16.30%)为黏土矿物主体,勃姆石(34.65%)和一水硬铝石(6.98%)为铝矿物主要相态。进一步的化学物相分析显示,86.93%的锂赋存于黏土矿物中,证实其为锂的主要载体。直接浸出试验(铁盐为浸出剂)显示Li的浸出率仅2.7%,而经600℃焙烧预处理后,盐酸浸出率显著提升至80.30%。结合矿物结构分析,证实Li以类质同象形式取代锂绿泥石晶格中的阳离子,而非表面或层间吸附态。本研究明确了黔北大塘铝土矿区黏土岩型锂的赋存状态,为高效提锂工艺开发提供了关键理论支撑。