伊犁盆地煤中关键金属的分布赋存特征

为查明伊犁盆地煤中关键金属的富集情况,通过工业分析、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、逐级化学提取试验(SCEE)方法及带能谱的扫描电镜(SEM-EDS),结合盆地北部皮里青矿区西山窑组煤与顶底板样品及前人研究成果,探讨煤中关键金属的分布赋存特征。结果表明：伊犁盆地煤中关键金属质量分数整体上并不高,只有局部地区受砂岩型铀矿影响出现了U,Se, Mo及Re等元素的高度富集。在水平上,伊犁盆地的伊宁凹陷呈现南缘显著高于北缘及中部,而北缘又略高于中部的分布特征,这与南缘受到后生富铀溶液渗入、南北缘距离物源更近以及北部的同沉积断裂构造有关。在垂向上,伊犁盆地不同成煤时期的关键金属分布表现为中段的三工河组>下段的八道湾组>上段的西山窑组：受后生富铀溶液渗入,三工河组煤中关键金属质量分数较高;由于构造条件、沉积环境、沼泽地下水位等不同,八道湾组煤中关键金属质量分数高于西山窑组。皮里青矿区西山窑组煤中关键金属富集程度与盆地整体分布情况相符,处于亏损～正常水平,且具有更强的无机亲和性：Li, Zr, Hf, Nb等元素都主要以硅酸盐结合态形式赋存,主要存在于黏土矿物中;Be, V,In...     

陕西典型矿区煤系关键金属元素富集特征及其成因机制

煤型关键金属矿床的研究现已成为国内外煤地质学和矿床学研究的重要内容,也是当前国际矿产地质界的前沿问题。陕西煤炭资源丰富,含煤岩系涵盖石炭—二叠系(太原组,山西组)、三叠系(瓦窑堡组)及侏罗系(延安组),不同煤田及不同时代煤层煤质特征差异较大,部分地区煤中存在关键金属的富集。为了查明陕西煤系关键金属的富集分布特征及成因机制,选取主要煤田10个典型煤矿的含煤岩系为研究对象,系统开展煤的工业分析、全硫分析和微量元素地球化学测试。陕西煤中关键金属富集主要分布于石炭—二叠系煤系,在渭北及陕北石炭—二叠系煤系中普遍存在Li-Ga-Nb-Ta-REY关键金属组合的共富集。这些关键金属主要赋存于高岭石、勃姆石、磷酸盐等矿物中,且在靠近煤层夹矸及顶底板的煤系中更为富集。陕西石炭—二叠系煤中关键金属的富集与华北地台沉积基底及本溪组古风化壳密切相关,关键金属元素主要由盆地周缘蚀源区古风化壳黏土质和铝土质碎屑物质经水系搬运进入泥炭沼泽,通过有机质与无机质相互作用而富集;此外,也可能受同沉积火山灰输入及大地构造的部分影响。石炭—二叠系为陕西煤型关键金属矿产的富集层位,煤系Ga, Li, Nb, Ta等关键金属普...     

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。     

准格尔煤田高铝煤物质组成及成因

利用煤岩学、矿物学和地球化学等研究方法,在分析准格尔煤田的构造背景和聚煤环境的基础上,研究了准格尔煤田6号煤层的煤岩煤质特征、煤和夹矸中无机矿物组成、分布及赋存特征,并探讨其成因。研究表明,6号煤层有机显微组分中惰质组、镜质组、壳质组平均含量分别为59 %、28 %、13 %,与华北其他地区晚古生代煤相比,其中的惰质组含量偏高,反映6号煤层形成时地表水供给充分;煤中无机显微组分及夹矸中主要矿物为高岭石和勃姆石,还有少量的石英、方解石、菱铁矿、黄铁矿、硬石膏、锐钛矿和磷锶铝矾等;6号煤层中部富集大量勃姆石,上部和下部则主要富集高岭石;高岭石成因主要有胶体沉积结晶、陆源搬运沉积和火山灰蚀变3种,勃姆石成因主要有氧化铝胶体沉淀结晶和高岭石脱硅蚀变2种。     

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。     

陕西府谷矿区南部煤中镓的赋存规律和成矿前景探讨

随着煤中镓(Ga)伴生矿产的发现和利用,鄂尔多斯盆地北部石炭二叠含煤岩系镓元素富集规律和找矿潜力受到广泛关注。本次基于煤质测试数据和煤中镓元素地化异常资料,分析探讨了陕西省陕北石炭二叠系煤田府谷矿区南部煤中镓的分布规律、赋存特征和成矿前景。研究发现,区内煤中镓元素在各煤层均有不同富集,总体平面上北部高南部低、西部比东部更高,垂向上表现为距离山西组、太原组各自沉积基底界面越近煤中镓含量呈增大趋势。主要煤层山西组4#煤层煤中镓元素区域地化特征异常显著,超过边界品位,属富集状态,具有良好的成矿前景。统计分析表明,区内煤中镓富集主要以无机形式存在于含铝的黏土矿物中,但也同有机组分关系密切。最后,分析讨论了区内主要煤层中镓的成矿前景,并基于前人研究,初步划分了其预测资源类型,4#煤层煤中的镓属于富矿类型。     

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。     

不同煤储层条件下煤岩微孔结构及其对煤层气开发的启示

在现场宏观观测的基础上,采用显微镜下观测、镜质组反射率测试及低温氮吸附方法,对沁水盆地和淮北煤田不同矿区煤岩的变质变形作用与微孔结构特征进行了深入研究。结果表明：高变质强变形-较强变质煤储层（Ⅰ类）和中变质较强变形煤储层（Ⅲ类）有利于煤层气的富集,不利于煤层气的扩散和渗流;高变质弱变形煤储层（Ⅱ类）和中变质弱变形煤储层（Ⅳ类）较有利于煤层气的富集,也有利于煤层气的渗流;低变质强变形煤储层（V类）有利于煤层气的富集,但不利于煤层气的解吸和渗流。由此,沁水盆地南部及淮北煤田中南部是煤层气勘探开发的有利区域。     

神府煤矿物组合特性及微量元素分布特性定量研究

为了定量研究煤中微量元素与煤中矿物亲和关系,通过利用低温灰化联合三溴甲烷浮沉方法对神府煤进行了重矿物分离研究,并结合场发射扫描电镜结合X射线能谱仪（FSEM-EDX）,X射线衍射仪（XRD）,电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等方法定量揭示了神府煤中矿物组合特性及微量元素分布特性。结果表明：神府煤低温灰和轻灰矿物组分基本相同,主要包括石英、方解石、烧石膏、同时也存在少量的高岭石和堇青石;重灰中以含铁和含钙矿物为主,包括黄铁矿、菱铁矿、方解石、石膏、石英和针绿矾。ICP-MS测试结果表明,煤中矿物是微量元素的宿主,神府煤轻灰中富集的微量元素包括Li,Be,Sc,Ga,Rb,Sr,Y,Ce,Pr,Nd,Sm,Th,Zr,Hf;重灰中富集的微量元素包括V,Cr,Ni,Cu,Zn,Mo,Cd,Sb,Re,Pb,U,Sn和As。     

鄂尔多斯盆地南部延安组砂体粒度特征

通过对鄂尔多斯盆地南部黄陇煤田早中侏罗统延安组砂岩的粒度研究，根据各种粒度参数和基础图件，结合沉积构造、矿物成分等成因标志，解释各砂体的沉积环境和水动力作用的强度，判别出河流成因的各种砂体以及湖成三角洲、湖坪和砂坝等砂体特征，为煤层对比和成煤规律的研究提供了参考。     

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）     

中国关键金属典型矿集区元素超常富集研究进展

关键金属逐步成为国家经济发展、高新技术产业革命的重要战略资源，其元素富集统计及其机制的研究一直是研究的热点。本文针对大兴安岭成矿带、江南古陆矿集区、黔渝湘矿集区、川西造山成矿带和新疆西部矿集区进行对比研究，选取了Cd、Rb、Ta、Nb、W、Co、Zr、Hf和Cr这9中代表性的关键金属元素，其中大兴安岭成矿带中Cd、Cr较为富集；江南成矿带Cd、W、Cr较为富集；黔渝湘成矿带Cd、Rb、Nb、Co较为富集；川西造山成矿带Cd、Nb、Co、Zr较为富集；新疆西部矿集区W、Co、Zr较为富集。这些关键金属富集通常有多重载体矿物，这些矿物之间关系复杂多样，均超过伴生组分综合评价品位，可为工业生产提供重要的潜在资源，但仍需针对关键元素的来源、迁移和聚合过程进行更为深入的研究和探讨，这样能更好地理解关键金属沉淀的主导机制和关键控制因素。     

准东煤田煤岩特征与煤质及其工艺性能的关系研究

采取了准东煤田部分生产井田煤样,研究了准东煤田煤岩特征与煤质及其工艺性能的关系,认为准东煤显微组分以惰质组为主,惰质组(去矿物基)含量为80%左右,惰质组分以半丝质体和丝质体为主,镜质组分为以基质镜质体为主。煤中的壳质体含量较低,主要以孢粉体、角质体和木栓质体为主,而矿物以黏土矿物为主。准东煤镜质组含量与煤的挥发分产率成正比,与哈氏可磨性指数成反比。准东煤高惰质组含量是准东煤高发热量的有利条件,其焦油产率较低与准东煤中的高惰质组含量有关。准东煤惰质组含量高并以丝质体、半丝质体为主的特点导致准东煤孔隙结构发育,其孔隙结构发育是准东煤高全水分含量、高反应活性的主要成因因素。     

贵州西部晚二叠世煤中关键金属异常富集的物质来源

关键金属矿产资源对国民经济发展和国防安全至关重要。煤中关键金属的研究是近年来煤地质学、矿床学和冶金领域研究的前沿问题。贵州西部是我国西南地区重要的产煤区,区内晚二叠世含煤岩系高度富集某些关键金属元素。煤系中这些关键金属元素在一定条件下能够形成具有工业价值的矿床被提取利用,成为传统金属矿床的重要补充,对保障关键金属资源的战略安全具有重要现实意义;同时,该类关键金属记录了能够反映区域地质背景方面的煤的岩石学、矿物学和地球化学等信息,为研究区域构造和复杂地质活动提供依据。为此,以贵州西部主要晚二叠世煤田为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱仪,测定了研究区煤中关键金属的浓度,分析了矿区煤系关键金属的分布和富集规律,在综合已有的贵州西部多个矿区晚二叠世煤的矿物学和地球化学特征的基础上,提出贵州西部煤中关键金属的富集主要受蚀源区供给、火山灰降落和热液流体的影响。其中,蚀源区康滇古陆为含煤盆地沉积物的堆积和泥炭中的无机质提供了主要的物质来源,是西南地区晚二叠世煤中关键金属背景值的决定因素,导致煤中Li, Nb, Zr, Ti, Co, Ni, Cu, Zn和稀土元素的富集;碱性火山灰的输入,造成煤中...     

百色盆地古近纪煤中战略性金属铯富集的控制因素

在特定的地质条件下,煤中可以富集战略性金属元素并形成煤系战略性金属矿床。煤系战略性金属矿产的研究已成为当前煤地质学研究的主要方向之一。沉积源区物质的输入是影响煤中战略性金属元素富集的主要影响因素之一。运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等技术对广西百色盆地那读组下百岗段主采煤层样品进行了矿物学和元素地球化学研究,并探讨了物源区供给对该煤田煤中战略性金属铯富集的控制作用。结果表明：百色盆地古近纪煤中的矿物以伊利石、高岭石和石英为主,主要来源于盆地周缘三叠系碎屑岩风化产物;盆地西部煤层与东部煤层相比,具有相对高的黏土矿物含量;仅在盆地东部的州景4号和5号煤层中检测到了碳酸盐矿物方解石。与世界低煤阶煤均值相比,百色盆地古近纪煤中富集元素铷(Rb)、锑(Sb)和铯(Cs);但盆地西部的煤层中较为富集元素Rb和Cs,盆地东部的煤层较为富集元素Sb, Cs和U,并且Cs的富集不仅存在于煤中,也存在于顶底板和夹矸中,且顶底板和夹矸中Cs的含量要远高于煤中的,通过相关性分析Cs主要与黏土矿物相关,通过扫描电镜观...     

新疆伊南煤田察布查尔勘查区煤质特征分析

通过分析伊南煤田察布查尔勘查区煤田勘探的钻井资料,对勘查区2#和4#主采煤层的物理性质和煤岩特征进行分析研究,发现煤中有机显微组分以镜质组和惰质组为主,显微煤岩类型主要为微镜惰煤;对煤中水分、灰分、挥发分和硫分的含量范围进行了概述。     

准东煤中钠赋存状态研究

利用准东煤田 4个矿区的600余组钻孔煤样和100多个商品煤样的煤质数据,分析了准东煤中钠与灰分及其他微量元素含量之间关系;采集了准东煤田部分代表性井田煤层煤样、分层煤样和商品煤样,以及矿区表土样品、矿井水、煤层上覆岩层、煤层夹矸和煤层裂隙中矿物样品,利用煤岩分析、筛分试验、浮沉试验、逐级化学提取等手段,分析了钠在不同煤岩组分、不同矿物、不同粒级和密度级分选产物中的含量分布,以及钠可能的化学形态。综合以上分析结果,认为准东煤中钠最主要的赋存形态为水溶态,并且最可能的形态为水合离子态。今后准东煤中钠分布赋存特性的研究,应该重点从水文地球化学和表生风化作用角度出发,结合准东煤低煤化程度、高惰质组、低矿物含量的成因特性,建立钠从表土层随地下水逐步进入煤层的模式,科学认识准东煤中钠的成因和富集机理。     

富锂煤层碎屑物源探讨——以平朔矿区安家岭煤矿太原组煤层为例

平朔矿区安家岭煤矿太原组煤层中Li, Al等有益元素的富集主要受陆源碎屑的影响,为明确其物源区,以煤层顶、底板和夹矸样品为研究对象,利用岩石薄片、ICP-OES、ICP-MS等方法对4,8,9和11号煤层的顶底板和夹矸的岩石学和地球化学特征进行分析,进而探讨了其物源属性。岩石学结果表明,研究区砂岩样品中碎屑成分以石英和岩屑为主,杂基含量低,胶结类型主要为钙质胶结。地球化学结果显示,研究区样品主要成分为SiO_2和Al_2O_3,其他元素的含量都比较低。微量元素Li在各个煤层顶底板和夹矸中的富集系数变化较大,其中11号煤层样品中Li富集程度最高,9号煤层样品中相对富集,8号煤层样品中表现为相对亏损,4号煤层3个样品中仅有夹矸样品富集,顶底板样品均不富集。其余微量元素表现为Th, Hf, Zr和Nb等相对富集,Co, Sc, Cr, Ni, V,Rb, Cs和Ga等元素相对亏损。根据元素质量分数比值等地球化学参数和SiO_2-TiO_2,Hf-La/Th,∑REE-La/Yb, Dickinson图解及DF_((A-P)MT)图解,结合区域地质背景,研究区富Li和不富Li的煤层顶底板和夹矸中碎屑物质主要来源于华北北缘的内蒙古隆起。这2类煤层顶底板和夹矸的源岩类型都是以长英质火成岩为主。相较于富Li煤层顶底板和夹矸,不富Li煤层样品的源岩中有更多沉积岩的加入。     

河东煤田北部煤中镓的分布特征及赋存机理分析

运用统计分析及理论分析等方法研究了鄂尔多斯盆地河东煤田北部煤中镓的垂向和平面赋存特征及镓富集的控制因素,研究结果显示,研究区煤中镓的加权平均质量分数为14.52×10-6;垂向上随煤层层位的降低,煤中镓的含量有明显递减趋势;煤中镓含量与灰分产率、灰分组成、全硫等均有一定的相关性。表明区内煤中镓的矿物载体主要为粘土矿物,镓富集主要与物源、沉积环境有关,后生因素中围岩与煤层间物质交换作用,也是造成镓富集的又一个因素。     

云南墨江地区煌斑岩地球化学特征及其成因初探

云南墨江地区出现的煌斑岩为云煌岩和云斜煌岩,呈小角度斜切地层或顺层侵入地层中。岩石化学和微量元素特征均表明本区煌斑岩属于钾质—钙碱性系列范围,煌斑岩脉属于钙碱系列,微量元素中Cr、Co及Ni 3个元素发生了较为严重的亏损;而Rb、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta和Th等地幔不相容元素则发生了富集,其中云斜煌斑岩脉中Rb元素的标准化值达400,发生了较为强烈的富集,且Nb/Ta比值比原始地幔值略低或相似,Zr/Hf比值远高于原始地幔值。煌斑岩稀土总量较高,w(ΣREE)为(74.2~298.46)×10-6,w(LREE)/w(HREE)值较大,且为轻稀土富集型,这进一步证实了研究区深部经历过地幔交代作用,地幔地壳混染的可能性不大。