梅山矿区不同煤层中微量元素的分布及赋存特征

基于样品的分析测试数据,研究了新余市梅山矿区煤中微量元素的含量分布特征和在不同煤层中垂向上的分布变化规律,并初步探讨了煤中微量元素的赋存状态。研究结果表明,煤中微量元素的平均含量与中国煤中微量元素均值相比,Ga、U、F、P、As等元素均值高于中国煤中微量元素的平均含量,而Ge、Cl元素的平均含量低于中国煤中该元素的平均含量;与地壳的平均含量相比,Ge、U、As等元素明显偏高,在煤中的富集系数EF1,且U元素有明显富集(富集系数为19.38);同一煤系中,下部煤层的微量元素含量相对高于上部煤层中的含量;微量元素Ge、U、Cl、P既以有机态赋存于煤中,又以无机态赋存与煤中,Ga、F、As主要以无机态赋存于煤中,且Ga、F元素主要赋存于粘土矿物中,As主要赋存于粘土矿物和黄铁矿中。     

新义井田2号煤中若干微量元素地球化学特征

为查明新义井田2号煤中微量元素的地球化学特征,运用X射线衍射法（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法对2号煤中显微组分、灰分、硫分、微量元素、常量元素进行测试分析。利用数理统计方法对煤中微量元素与上述煤质特征参数进行相关性分析,探讨2号煤中微量元素的富集特征、赋存特征。研究表明,2号煤中Ge、As的富集系数大于1,但未呈现明显的富集状态;Ga、U、F、Cl的富集系数小于1,其中Cl的含量远低于地壳丰度,呈现相对亏损状态;相关性分析显示Ga、As为亲有机元素,P为无机—有机元素,U、F、Cl、Ge为亲无机元素;煤中微量元素的赋存状态具有多样性,主要以有机结合态、铝硅酸盐结合态、碳酸盐结合态、羟磷灰石结合态和硫酸盐、硫化物形式为主。     

毕节地区晚二叠世煤中微量元素的分布赋存规律及控因分析

基于贵州毕节地区13份煤矿勘探报告中的灰分、硫分、煤灰化学成分以及煤中Ge,Ga,U,Th,V,Cl,As,F,Pb,Cu,Zn等11种微量元素含量等数据,探讨了贵州毕节地区煤中微量元素的富集特征、赋存规律及其控制因素。引入“储量权重系数”方法计算了毕节地区煤中11种微量元素的“储量均值”。研究表明：毕节煤中Pb,Cu,Zn,U和V异常富集,Ga较为富集,F,Th略有富集,Ge,Cl含量较低,As含量高于中国煤,但明显低于美国煤。相关性分析显示F可能主要赋存于碳酸盐矿物中,Pb和Cu可能以硫化物形式与铁硫化物共生,Cu表现出一定的有机亲和性。Cu,Zn,V等元素的富集可能与陆源区富含上述元素的峨眉山玄武岩风化产物的供给有直接关系;微量元素的富集受沉积环境的控制,海水影响较弱时,陆表迁移性较强的元素如Ge,Ga,Th等易于在煤层中富集,海水影响较强环境下煤中V含量较高。此外,毕节地区煤中部分元素异常富集可能与构造活动和成煤后热液改造作用有关。     

梅山矿区(南区)安源组煤层有害元素及微量元素赋存状态

对梅山矿区(南区)安源组煤层的有害元素、微量元素赋存状态等方面进行了详细研究。根据有害元素S、P、As、Cl、F的洗选特性分析,并结合有害元素与多元素的相关性分析,讨论有害元素的赋存状态;根据微量元素Ge、U、Ga与挥发分的相关性,讨论微量元素的赋存状态。结果表明As、Ge、U元素主要以无机态形式存在,Cl、P、F元素主要以有机质形式存在,Ga元素以无机态为主的形式存在。为降低有害元素燃烧排放及提高微量元素的综合利用提供数据支持,同时也能为其成因提供相关地质信息。     

元素锗镓铀在大同煤田北部煤中的赋存特征

根据大量勘探期钻孔地质资料,分析了大同煤田北部石炭二叠纪煤中锗(Ge)、镓(Ga)、铀(U)等元素的分布赋存特征。结果显示研究区煤中Ge,Ga,U平均含量分别为2.01,18.3,31.4μg/g,与国内其他矿区煤中对应元素含量平均值相比,Ge相对分散、Ga较富集、U特别富集,并且山西组煤中Ga,Ge含量大于太原组煤。研究区煤中Ge,Ga,U总体上表现为矿物亲和性,其中Ga主要存在于黏土矿物中、受陆源碎屑控制;Ge主要存在于硅酸盐矿物中;U多赋存在含Ca,F的矿物中,但分布很不均匀,通常在同一钻孔的不同煤层中富集,可能与垂向裂隙中的富U流体有关,并且山西组4号煤层(山4)中U的富集可能与黏土矿物的吸附有关,而频繁的海水淋漓作用可能是太原组8号煤层中U特别富集的原因之一。     

洪塘煤矿煤中微量和稀土元素的地球化学特征

对洪塘煤矿乐平组主采煤层中微量元素和稀土元素的地球化学特征分析研究结果表明,煤中微量元素的平均含量高于中国煤的平均值,亦高于世界煤的平均值;与地壳的平均含量相比,煤中比较富集的元素有Ge、U、As。稀土元素含量为高于中国陆壳稀土元素总量均值和世界煤中稀土元素总量均值,低于中国煤中稀土元素总量均值;稀土元素分布模式基本一致,均呈左高右低的宽缓"V"型曲线。     

内蒙古白音华煤田煤中微量元素分布特征

为研究煤中微量元素含量及分布特征,在白音华煤田开展了煤中微量元素测试分析。对白音华煤田4个矿区、3个层位所采集的50多件样品的微量元素进行测试分析,重点研究了各矿区煤炭中煤的显微组分特征、煤中F,Cl,As等有害微量元素分布特征、Sb,Ag,Ge,Be,Co等24种微量元素的富集程度分析,并对煤中锗的赋存状态及成煤环境进行了分析。结果表明：白音华煤田煤中As的含量较高,属超高砷煤;白音华煤田二矿煤中Co,Cr,Ge,Ca,Li,V,La,Ce,Nd,Th,U等微量元素富集明显,其中Ge,Ga含量均发现多处已达工业品味;白音华煤田煤中锗被有机质束缚,锗元素在还原性环境下易于富集;由白音煤田煤中硼的示踪物源及指示沉积环境可推定,成煤环境为淡水-半咸水沉积环境。     

基于数理统计分析的淮南煤中微量元素的研究

采用高分辨率电感耦合等离子质谱仪测定了淮南矿区煤中10种微量元素含量。结果表明:淮南煤中Co、Ni、Th、Zn和Cd低于全国均值,没有异常富集;Mo、Sb、U略高于全国均值,Ba和Cr平均含量明显高于中国煤中均值,可能有异常富集。运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法,对淮南矿区微量元素与灰分的相关性及赋存状态进行了分析。结果表明:元素Cr、Ni、U、Th和Ba与灰分线性正相关,其中Th和Ba与灰分高度正相关,其他元素与灰分无法建立线性关系;煤中Th、Ba、Ni、Cr、U和Co可能主要以无机态赋存于煤中;Zn和Cd可能以闪锌矿等硫化物微粒的形式赋存于有机质中;Mo和Sb赋存状态较为复杂,尚需进一步研究。     

中国煤型锗矿床中的关键金属和有害元素:赋存特征与富集成因

煤型锗矿床是全球工业用锗的主要来源,其中富集的关键金属和有害元素值得密切关注。论述了我国内蒙古乌兰图嘎和云南临沧煤型锗矿床中富集的关键金属和有害元素的含量、赋存特征和富集成因。乌兰图嘎锗矿床富集的关键金属有Ge,W以及贵金属元素Au,Pt和Pd,富集的有害元素包括Be,F,As,Sb,Cs,Hg和Tl。临沧锗矿床富集的关键金属有Ge,W,Nb和U,富集的有害元素包括Be,As,Sb,Cs等。锗矿床中富集的Ge,W和U主要存在于有机质中。乌兰图嘎煤中的有害元素As,Hg,Sb和Tl主要与黄铁矿有关,还有部分As存在于有机质中,Be,F和Cs分别与碳酸盐矿物/黏土矿物、黏土矿物和伊利石有关。临沧煤中的Nb,As和Sb具有有机-无机的混合亲和性,Be存在于有机质和硫酸铍矿物中,Cs的主要载体为伊利石。乌兰图嘎锗矿床中关键金属组合Ge-W和有害元素组合As-Hg-Sb-Tl的富集是不同的热液流体侵入泥炭或煤层造成的,而临沧锗矿床中富集的元素组合Ge-W和Be-Cs-Nb-U为含N 2的碱性热液和含CO 2的火山热液混合后对花岗岩基底强烈淋溶的结果。     

霍西煤田不同密度煤中常微量元素地球化学特征

以霍西煤田灵石矿区10号煤不同密度煤样为研究对象,采用原子荧光光谱法(AFS),X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等方法测定样品的常、微量元素质量分数;运用数理统计方法分析了煤中常微量元素在不同密度煤中的分布规律,并探讨了不同密度煤中微量元素的赋存特征。研究结果表明,霍西煤田10号煤为中-高硫煤,有机硫含量较高。煤中Mo,Cd,Sb,U和As属超富集元素;Li,W,Pb和Bi为富集元素。微量元素Li,Bi,Tl,Sb,As,Mo,Pb,Cd,U,Th和Hf的含量随样品密度的增大均呈现不同程度的递增趋势;Be变化平稳,W表现为先递增后降低的分布特征。元素Mo,U,Sb,Cd和Bi主要以硅酸盐(黏土)矿物吸附态存在;Pb和As与硫化物矿物有关;Si,Ti,Li和Th具有磷酸盐和铝硅酸盐亲和性;Sr和Y偏于碳酸盐亲和性和硅酸盐亲和性;Hf和Zr主要赋存于矿物中;Be和W具有较强的有机亲和性。     

大同煤田七峰山矿2号煤层若干微量元素地球化学特征

为查明大同煤田七峰山2号煤中微量元素的地球化学特征,应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法测定煤中15种微量元素的含量;采用光学显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成特征,运用数理统计方法分析煤中微量元素的有机亲和性、赋存特征等问题。研究表明：形成于陆相环境的七峰山2号煤,微量元素含量相对较低,其质量分数普遍低于相应元素在华北或中国煤中的质量分数,只有As,Re,Mo,Se的富集系数高于6,属富集元素。2号煤中Mo为强亲有机元素,Be,W,Tl,Co为亲有机元素,As,Th,Se,Sb,Ni,Li和Bi为无机-有机元素,Pb,Re,Sc不具有机亲和性。元素在煤中的赋存状态主要以铝硅酸盐结合态、有机结合态、碳酸盐和无机化合物形式为主。     

我国煤中有害微量元素研究进展

煤中有害微量元素是煤炭地质、地球化学、能源与环境等领域的研究热点之一。本文通过调研国内外文献,系统总结了我国煤中有害微量元素研究的相关成果。与世界煤相比,我国煤中Co、Mo、Pb、Sn、Th、U、V、Zn的平均含量较高,而As、B、Ba、Cr、Ni和Tl的平均含量相对较低。煤中有害微量元素含量的空间分布极不均匀,且各元素含量的分布特征有所差异。我国煤中有害微量元素含量总体呈现出由北到南逐渐递增的分布特征,同时全国范围内存在局部异常富集的情况。煤中有害微量元素的空间分布格局是多重因素共同作用的结果,如物源区母岩的性质、生物沉积作用、热液作用、地下水作用等。煤中有害微量元素的赋存机制十分复杂,是影响有害物质脱除和元素迁移转化的根本原因。大数据方法是新时代下科学方法论的一个重要补充,煤炭大数据对于煤中有害微量元素的研究具有重要潜在价值。煤中有害微量元素的赋存状态和具体化学形态、煤中有害微量元素的环境效应、煤中有害微量元素数据管理等内容仍是未来该领域的重点研究内容。     

黔西南盘县火烧铺和金佳矿区晚二叠世煤中伴生元素的地球化学特征

以黔西南火烧铺煤矿(3号,7号,12号,17号)和金佳煤矿(3号,9号)煤层为研究对象,使用X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等对煤中常量和微量元素(含REY)进行定性和定量分析。系统研究了煤中伴生元素尤其是Si,Al,As等富集元素的含量分布、赋存状态和富集机理。结果显示,火烧铺和金佳矿煤中Si,Al,Ca,Mg,P,Ti常量元素和As,Co,Cu,Pb微量元素的含量明显高于中国煤均值;峨眉山玄武岩浆和热液流体岩脉是该地区煤中As的主要富集来源。     

煤中有害微量元素的洗选迁移特性

应用浮沉试验和分步释放浮选试验对贵州省水城煤业集团大河边矿原煤进行了洗选分离,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了原煤和11个洗选产品中As,Se,Cd,Pb,Be,Cr,Co,Mo,Cu,Zn,Ni,V,Sb,Mn,Th,U等潜在有害微量元素的含量,应用等离子体低温灰化分离出原煤和洗选产品中的无机矿物质。结果表明,原煤中微量元素的总体含量水平中等;在浮沉试验中密度越高的洗选产品中微量元素的含量越高;在分步释放浮选试验中,精煤中微量元素的含量最低,尾煤中微量元素的含量最高,在中间产品中呈过渡关系;绝大多数微量元素与矿物质总量之间都存在极高的相关性,表明微量元素在煤中主要以无机态赋存,其迁移特性主要受控于煤中的矿物质。     

西山煤田马兰矿区8号煤及其夹矸的微量与稀土元素地球化学特征

运用X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法对马兰8号煤顶板、煤样、夹矸及黄铁矿结核中的矿物组成、微量与稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析。结果表明,与美国大部分煤、中国大部分煤及华北石炭二叠纪煤对比：煤样中富集Li、Zn、Ga、Sr、Hf、U、Zr、W、Sn和REEs等元素;顶板样品中富集V、Cr、Zn、Rb、Cs、Sr、Hf、U、Zr、W、Tl、Pb、Ni和REEs等元素;夹矸中富集Li、V、Cu、Ga、Sr、Ba、Hf、Th、U、Zr、Sn、W、Pb和REEs等元素;黄铁矿结核中富集Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、W、Tl和Pb等元素,其中有害微量元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ba、Th、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb主要分布在黄铁矿结核、顶板及夹矸中。稀土元素分布模式表明,煤层稀土元素主要来源于陆源碎屑,同时受海水的影响,不同分层受海水影响程度不同。稀土元素含量与灰分产率的相关性分析,以及与Al和Si等造岩元素含量的聚类分析表明,马兰8号煤层稀土元素主要赋存于黏土矿物之中。     

三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩微量元素和稀土元素地球化学特征

三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩发育于石头梅凸起附近,位于三塘湖盆地西南缘。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对油页岩中微量元素和稀土元素地球化学特征进行研究。研究表明:和中国煤相比研究区油页岩中比较富集V,Cr,Ni,Cu,Ge,As,Se,Rb,Sr,Mo,Cd,Sb,有毒元素、致癌元素Cd,Ni,As,Cd等含量明显高于地壳和中国煤中平均含量;REE富集情况低于北美页岩水平,稀土元素分布模式表明LREE明显富集,HREE相对亏损,Eu随深度正负异常变化频繁。ΔCe,ΔEu,Sr/Ca,Sr/Ba,V/(V+Ni)及V/Cr的值总体上反映出该区油页岩形成于贫氧-缺氧,水体盐度咸水-淡水的较深水环境     

云南干河特高有机硫煤中铼的地球化学特征及富集成因探讨

利用高分辨率电感耦合等离子质谱(ICP-MS)结合微量元素地球化学指标参数和带能谱的场发射扫描电镜(SEM-EDS)对云南干河上二叠统吴家坪组3,4号特高有机硫煤(Sod=9.03%)中铼元素(Re)的地球化学特征和富集成因进行了探讨,结果表明:Re在干河煤中高度富集,平均含量为229.14 ng/g,与世界硬煤中1 ng/g的平均含量相比,其富集系数达229.14。Re含量与灰分产率及常量元素含量的相关分析表明,3号煤层Re主要赋存于有机质中,而4号煤层除赋存在有机质中外,还存在于黏土矿物中。Sr/Ba,U/Th,Ni/Co和Vi/Ni+V地球化学指标参数表明,3,4号煤形成于受海水影响的强还原环境泥炭沼泽。干河煤中Re的富集可能更多的来自于后生阶段的热液流体,随海水入侵至煤层后被有机质还原,迁移能力减弱从而主要被有机质吸附、络合。3号煤中Re异常高富集煤分层(GH12-3,1 150 ng/g)同时也富集Co,Ni,Cu,Zn和Cd,这可能与该煤层的成煤环境和海洋微生物相关。     

高兴庄煤中有害微量元素的分布和赋存形态研究

为获得高兴庄煤矿主采煤层中有害微量元素的分布和赋存形态,对采自同一工作面上6个分层煤样的工业分析和15种微量元素的含量进行统计。根据各有害元素在工作面垂直方向上的变化特点以及相关性分析发现:大部分元素的最高浓度值出现在煤层的顶部或底部,与灰分的垂直分布相似,尤其是元素Ba和Sr;元素Ba、Sr、Ti、Mn和Ni主要以无机形式赋存;元素Cr、Mo、Zn和Tl趋向于负载在煤的有机质中。以硫酸盐、碳酸盐矿物和粘土矿物为主要无机载体赋存的元素有Sr、Ba和Ti;以硫化物为主要无机载体赋存的元素有Pb、Cd、Cu、Be、Co、Zn、Ni、Mo、Ga和Mn;此外Mn也可能负载在碳酸盐矿物中。     

云南圭山煤矿主要可采煤层煤质特征及综合利用研究

研究煤层煤质和共伴生矿产分布特征对提高煤炭资源的综合利用水平以及清洁能源建设具有重要意义。本文通过样品测试数据,对圭山煤矿可采煤层煤质特征及其主要有用元素、有害元素、煤层气赋存状况进行了分析研究。研究结果表明,圭山煤矿主要可采煤层为特低水分、中灰分、中等挥发分、中硫分焦煤(JM24、JM25),是较为优质的炼焦主煤或配煤。煤层中硫分组成以黄铁矿硫为主,有机硫占比较少;灰成分以酸性氧化物为主,灰成分指数较小,指示成煤环境为接近于陆源区的较弱还原型。煤层中Ga、In元素呈相对富集状态,Ga含量是我国煤矿Ga平均含量的4.70～7.11倍,是世界标准煤矿中Ga平均含量的5.31～8.03倍;In含量是我国煤矿中In平均含量的3.80～4.60倍,是世界标准煤矿中In平均含量的6.33～7.67倍,具备高元素煤层开发的潜在价值。煤层气资源约21亿m~3,属小型气藏,具有综合利用价值。但煤层中有害元素P_d、Cl_d相对富集,因此在开采过程中应注意有害元素的前期洗选和后期排放回收。     

桂中晚二叠世碳酸盐岩型煤系高有机硫煤的矿物学和地球化学研究

应用带能谱的扫描电镜（SEM-EDX）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）等方法研究了桂中合山煤田合山组灰分小于50%的煤层样品矿物组成、常量和微量元素的地球化学特征.结果表明：合山煤中全硫含量在5.3%~11.6%之间，与惰质组相比，有机硫更易在镜质组中富集；合山煤中的矿物有石英、方解石、白云石等，并有少量的白铁矿、伊/蒙混层黏土矿物、红磷铁矿等，结合电镜观察，认为这些矿物主要形成于泥炭堆积压实前的同生作用；同世界煤相比，W，U，Mo，Cr，V，Zr明显富集.根据微量元素同常量元素、灰分和硫分的相关性，将微量元素分为5种结合态：铝硅酸盐结合态（Ga， Sc， Bi， Pb ， REE和Ge）、磷酸盐结合态（Mn）、硫化物结合态（Ni， Tl， Cr， V， As和Mo）、碳酸盐结合态（Zn， Cd， Mo及REE等）和可能的硫酸盐结合态（Ba）