山西沁水煤田首阳山矿15#煤的稀土元素分布规律、赋存状态及其对成煤环境的指示

文章以沁水煤田长治首阳山矿15号煤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线荧光光谱(XRF)等方法对煤中的稀土元素进行测试和分析。探讨了15号煤中稀土元素的富集机理、配分模式、赋存状态以及成煤环境等地球化学特征。结果表明:(1)研究区煤层中的稀土元素含量均值为49.28μg/g,整体含量较低;(2) 15~#煤(除SYS15-2外)和夹矸中稀土元素均为轻稀土富集型(LREY),并且夹矸中轻稀土富集更加明显;(3)稀土元素主要赋存在黏土矿物中;(4)成煤环境整体上以弱还原环境为主,稀土元素物质来源主要为陆源碎屑。     

重庆长河碥矿煤的微量元素地球化学特征

运用煤岩学和地球化学的理论和方法,对重庆长河碥矿晚三叠世须家河组煤中微量元素进行了研究。结果表明,长河碥矿各煤层中明显富集Pb,其平均值为29.58μg/g。长河碥矿煤中潜在的有害微量元素Be (5.9μg/g)、Cr (28.6μg/g)、Cu (34.06μg/g)、As (10.03μg/g)和Th (12.49μg/g)均较富集;稀土元素含量为59.79287μg/g,均值为136.92μg/g,略高于中国煤中稀土元素总量均值(119.7μg/g),高于美国煤中的稀土元素总量均值(53.59μg/g)。8煤中稀土元素含量异常可能是地下水淋滤作用的结果。长河碥矿煤中有害微量元素主要受控于陆源物质的供给。      

山东济宁高硫煤与低硫煤煤层剖面地球化学特征研究

运用电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、X射线荧光光谱（XRF）、离子选择电极（ISE）、显微镜光度计和煤化学等方法,对山东济宁矿区的高硫煤（太原组16号煤层）与低硫煤（山西组3上煤层）剖面的煤岩、煤质和煤地球化学特征进行研究。高硫煤中微量元素在垂向上呈现显著的变化规律：（1）Sr含量从煤层底板到顶板呈增高趋势,而Ba含量则相反;因而Sr/Ba比值从下向上呈逐渐变大趋势（0.04～47.7）;（2）Th/U比值从下向上也呈逐渐变大趋势（0.2～37.1）;（3）As含量在煤层顶板石灰岩（26.1μg/g）、透镜状黄铁矿夹层（14.7～19.3μg/g）中较高;（4）V、Cr、Co、Ni、Cu、Pb、Zn等元素在煤层底部和顶部分层中含量较高,而在煤层中部分层中含量较低;（5）Nb、Ta、Zr、Hf、Ga等元素从煤层的底部到顶部呈逐渐降低趋势;（6）煤中稀土元素总量（REE）,除透镜状黄铁矿夹层（第2、4、11分层）外,其它分层（第1、3、5、6、7、8、9、10分层）显示从上往下逐渐增高之规律性。低硫煤中微量元素的分布和垂向变化与高硫煤明显不同：As含量在14个煤分层中都较低（1.03～3.37μg/g）,Sr/Ba比值从下向上变化不大（0.4～2.2）,各个煤分层中稀土元素总量（REE）呈现随灰份含量增高而增高的变化趋势,低硫煤与高硫煤的稀土元素分布模式差别很大。上述研究结果表明济宁矿区高硫煤与低硫煤在地球化学特征上的差别,反映了上石炭统太原组与下二叠统山西组沉积环境和聚煤条件的差别,具有指相意义;太原组16号煤层中富集的硫及有害微量元素,对环境具有潜在危害。     

淮北花沟西井田煤中微量元素及其环境意义分析

通过对30件煤样微量元素含量的测定,分煤层、分类型(稀土元素、环境意义微量元素)讨论了煤中微量元素的分布特征。研究发现各样品的稀土元素主要赋存于矿物质中,稀土元素含量均呈正常质量分数水平分布,各煤层的稀土元素分布表现为轻稀土富集、重稀土亏损。受陆源影响的煤,ΣREE含量高,稀土元素主要由陆源物质继承而来。受海水影响的煤,ΣREE含量低,分布模式具有海水性质。形成后受河流冲刷的煤,灰分增加,煤中稀土元素含量增加。该研究成果为煤炭资源的合理开发和利用提供基础资料。     

用稀盐酸浸取方法探讨玄武岩风化产物中REE与Al、P、Fe和Mn的依存关系

用2 mol/L HCl对海南新生代玄武岩风化剖面上的风化产物进行了浸取实验,通过浸取出来的稀土元素(REE)比例及其REE与Al、P、Fe和Mn的关系探讨风化产物中REE的赋存状态.结果显示,大部分REE、Al和Mn(＞50%)、相当一部分P(20%～40%)和Fe(-20%)被稀盐酸浸出.这些盐酸提取出来的REE(不包括Ce)根据含量不同与其他元素有不同的对应关系,较高的REE含量(＞250μg/g)与Al显示出良好的正相关关系,而与Fe、P和Mn相关性不明显;较低的REE含量(＜150μg/g)与Fe和P显示很好的正相关关系,与Mn正相关性不明显,与Al存在负相关关系;Ce与Mn存在较好的正相关关系,与Al、P和Fe没有明显的相关性.结合风化产物全样的相应元素分布特征可以判断,这些风化产物中高含量的REE(不包含Ce)是以比较松散的形式存在,并容易被流体淋滤出去,而正常含量的REE主要赋存于Fe氧化物/氢氧化物和次生磷酸盐矿物中,Ce的赋存则与Mn氧化物/氢氧化物有密切关系.同时也做了原岩的淋洗实验,发现Al、P及REE等元素被大量析出,因此不支持用2 mol/L以上的酸对岩石样品进行淋洗前处理.     

山东兖州煤田太原组碳酸盐岩的稀土元素特征

运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等方法,对采自山东兖州煤田新驿煤矿8-5钻孔中的太原组6层碳酸盐岩(三灰、八灰、九灰、九灰下1、九灰下2、十灰)样品进行了微量元素和常量元素分析研究。结果显示,这6层碳酸盐岩的稀土元素含量和配分模式差别较大。稀土元素含量(∑REE),九灰(9.154μg/g)、十灰(6.07μg/g)、八灰(42.927μg/g)、三灰(265.084μg/g)。在∑REE配分模式图上,九灰、十灰显示强烈的负Ce异常,Ce/Ce*为0.27～0.37,反映了正常海水的特点;而九灰与十灰之间的二层无名灰岩(九灰下1、九灰下2)则显示较强的正Eu异常,Eu/Eu*为1.09～1.21,反映了海水受陆源物质影响的特征。     

淮北煤田二叠纪煤中稀土元素地球化学研究

从淮北煤田二叠系10,7,5,4和3煤层中采集34个样品,采用等离子体质谱（ICP-MS）、中子活化（INNA）、等离子体发射光谱（ICP-AES）等方法对样品中主量元素和稀土元素进行了测试,利用X射线衍射等方法对煤中矿物质及其煤质参数进行了测定。在各种测试的基础上,全面分析了稀土元素含量特征、空间分布规律、地球化学参数和分布模式,探讨了淮北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及其在煤中的主要赋存方式。研究表明：与华北和国内外其他地区相比,本区煤层中稀土元素相对富集;产于石盒子组煤中的稀土元素含量高于山两组的,在同一煤层中自下而下稀土元素含量有增高趋势,在顶底板中可能出现富集。Ce呈正异常,Eu明显负异常,不同煤层稀土元素的分布模式相似,稀土元素和灰分具有较好的正相关,∑REE与灰分、灰分中的主要元素以及典型陆源灰分中的微量元素正相关,与反映海相的低灰组分相关性较差。结合煤中矿物质的X射线衍射结果,分析获知,淮北煤田二叠纪成煤环境基本不受海水影响,稀土元素主要由陆源供给,而且主要赋存在以高岭石、伊利石为主的粘土矿物中。     

湛江湾海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

通过对湛江湾近海海域表层沉积物样品粒度和稀土元素(RE E)测试分析,系统地研究海域沉积物稀土元素地球化学特征并探讨其物质来源.结果表明,研究区沉积物的稀土元素含量变化较大,平均值为163.23μg/g,湾外的REE含量(168.61μg/g)高于湾内的REE含量(142.17μg/g);不同类型沉积物的稀土元素含量存...     

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。     

岩浆侵入对淮北花沟西煤中稀土元素分布的影响

用 ICP-MS,XRF 等分析测试手段,对花沟西勘查区 24 件煤样和 8 件岩浆岩样品中稀土元素 (REE) 的含量进行测 定与分析,并通过对 8 号煤层和 10 号煤层中稀土元素丰度的研究,探讨了淮北花沟西勘查区煤中稀土元素的含量特征和 岩浆侵入对煤中稀土元素分布的影响。研究表明:花沟西勘查区煤中 ΣREE 平均值为 92.09×10-6,LREE/HREE 平均值为 6.54~8.53;岩浆侵入致使煤中稀土元素含量增加,使煤中稀土元素发生了二次迁移与富集,且岩浆组分对煤中稀土元素的 迁移富集具有一定程度的影响     

贵州凯里梁山组高硫煤中稀土元素的富集及其地质成因

基于电感耦合等离子质谱、X射线衍射等测试结果,分析了贵州省东部凯里地区下二叠统梁山组高硫煤中稀土元素的分布特征,探讨了稀土元素在煤中赋存方式和地质成因。结果表明:凯里煤中稀土元素含量远高于中国煤、美国煤和世界煤中稀土元素含量的平均值,轻稀土元素相对富集,煤层中稀土元素的物质来源具有一致性。研究认为:煤中稀土元素的赋存与黄铁矿有关,也存在一部分稀土元素通过原生富集而赋存在惰质组和壳质组中的可能性;相对较弱的泥炭沼泽水动力条件以及偏碱性还原的环境更有利于稀土元素在煤中的富集,海水对泥炭沼泽的影响是造成煤中富硫以及利于稀土元素富集环境条件发育的一个重要原因。     

中国煤中铬的分布、赋存状态及富集因素研究进展

铬是煤中的潜在毒害微量元素,在煤利用过程中铬会发生迁移与转化,并可能释放出造成环境和人体健康的危害。本文分析了中国煤中铬的含量、分布规律、赋存状态及其富集因素等地球化学特征,指出中国煤中铬的含量为0．02～971μg／g,平均为17．18μg／g;煤中铬的赋存状态多样,主要以无机态存在;煤中铬的含量和赋存状态受成煤环境、成煤植物和后生地质作用等因素的影响。     

八尺风化淋积型稀土矿凝灰岩风化壳中的细粒矿物特征

采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等方法,研究了粤北八尺凝灰岩风化淋积型稀土矿床中细粒矿物组分(2μm部分)的地球化学及矿物学特征。发现凝灰岩风化壳全风化层中细粒矿物组分中稀土元素(REE)的相对含量约为全风化层总体REE相对含量的2倍,细粒矿物组分主要以管状埃洛石和高岭石等粘土矿物为主。它们对REE的赋存尤其是铈(Ce)的赋存状态起着重要作用。方铈石纳米矿物颗粒或通过库仑力吸附于粘土矿物表面。所获凝灰岩风化壳全风化层中REE特征及细粒组分的矿物组成、微观形貌和结构的信息对理解凝灰岩风化淋积型稀土矿床的成矿特征具有一定作用。     

长江口东南泥质区百年来稀土元素的组成及控制因素

在210pb定年的基础上,分析了长江口外东南泥质区柱样沉积物稀土元素含量、特征参数分布特征及其与粒径、常量元素等的相关性,探讨了150 a以来稀土元素的来源、制约因素及对沉积环境的响应.结果表明,柱样稀土元素总量(ΣREE)变化范围不大,分布范围为158.38～197.87 μg/g,平均值为183.49μg/g,总体...     

贵州煤中某些金属元素异常富集研究进展

煤层能在特定的地质条件下富集多种关键金属元素,形成具有综合利用价值的“煤型关键金属矿床”,随着煤中共伴生金属元素提取技术日益成熟,研究煤中金属元素的富集与分布特征、查明具有成矿潜力的富集区具有十分重要的资源意义。本研究基于近20年以来前人发表的有关贵州煤地球化学的研究成果及作者自测数据,统计了贵州省23个主要产煤县(市)的1002个样品数据,揭示了贵州煤中Li、Zr、Hf、Nb、Ta、U和稀土元素(REY,即REE+Y)等关键金属元素的总体分布富集特征。研究表明,贵州煤中Li、Zr、Nb、REY等关键金属元素较为富集并具有共伴生成矿潜力的区域为黔北煤田和黔西南兴义煤田两个区域。其中,金沙、桐梓、普安等地煤中Li平均含量换算为灰基Li₂O分别为1254μg/g、1214μg/g和724.4μg/g,务川和正安煤种Zr平均含量换算为灰基ZrO₂分别为4749μg/g和4168μg/g,务川煤中Nb平均含量换算为灰基Nb₂O₅为484.4μg/g,金沙、桐梓、务川及凯里煤中REY含量换算为灰基稀土氧化物R...     

鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素异常原因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素的异常原因一直存在着争议,以2号煤发育较完整的榆林大海则煤矿为例,运用电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、扫描电子显微镜（SEM）等方法,分析煤及夹矸中稀土元素（REE）含量及其矿物学特征,并揭示稀土元素异常原因。结果显示:煤中总稀土元素（∑REE）含量为3.71~46.21 μg/g,轻稀土元素（LREE,La-Eu）比重稀土元素（HREE,Gd-Lu）更富集;稀土元素标准化配分模式图显示少数样品为Eu正异常;稀土元素含量较高的样品和拥有Eu正异常的样品主要分布在与夹矸距离较近的煤层中,表明煤中稀土元素分布受到了夹矸的影响;在夹矸中发现很多晶型较好的锆石、磷灰石、透长石及锐钛矿,这些矿物是在聚煤过程中接受火山物质的直接证据。综合认为,鄂尔多斯盆地延安组2号煤沉积期,盆地周缘存在一次火山活动,火山灰降落覆盖在泥炭沼泽之上,影响了聚煤作用,致使煤中稀土元素分布异常。研究结果解释了鄂尔多斯盆地北缘的煤中稀土元素异常原因,为研究区煤的加工利用方式提供参考。      

重庆长河碥煤矿晚三叠世2号煤中微量元素的赋存状态

为了探讨煤中微量元素的赋存状态和地质成因,本文运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线荧光光谱(XRF)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、离子选择性电极法(ISE)、逐级化学提取试验(SCEE)等,研究了重庆长河碥矿晚三叠世须家河组2号煤层中微量元素的含量、赋存特征及其影响因素.发现该煤层中As(12.9 μg/g)、Cu(125 μg/g)、Cr(72 μg/g)、Ni(63 μg/g)、Pb(111 μg/g)等元素富集;逐级化学提取结果显示,煤层中Pb主要赋存在低温热液成因的黄铁矿脉中;Cr主要存在于粘土矿物中,Cr可能与陆源碎屑供给有关;Cu不仅与粘土矿物有关,也与煤中黄铁矿有关.表明低温热液流体和陆源碎屑供给对该煤中主要微量有害元素的含量和赋存特征起了决定作用.     

土壤–超积累植物体系中稀土元素的空间富集–分异特征与富集机理

离子吸附型稀土矿是我国南方特色的优质稀土资源,但由于落后的采矿方式和无节制的开采,大量稀土元素(稀土元素+Y,简称稀土元素)被带入环境中,导致稀土矿区周边出现许多环境污染和植被退化问题。乌毛蕨是一种对稀土元素具有较强耐受性和超强富集能力的蕨类超积累植物,能被用于稀土污染土壤或尾矿的生态修复。本研究以离子吸附型矿区表生土壤上生长的稀土超积累植物乌毛蕨及其根际土为研究对象通过化学消解和ICP-MS方法测定根际土、根表、根部、叶柄、叶片中稀土元素的含量,分析土壤–植物体系中稀土元素的空间分布、富集与分异特征;采用顺序提取法测定土壤中不同化学形态的稀土元素含量,同时利用微区X射线荧光光谱(μ-XRF)与扫描电镜能谱分析技术(SEM-EDS),阐明乌毛蕨对稀土元素的吸收与富集机理。化学测试结果表明,乌毛蕨对稀土元素有较强的富集和地上转运能力,富集系数(BF)和转移系数(TF)分别为2.61和2.85;植物器官富集能力顺序为:叶片(1750μg/g)>根部(512μg/g)>叶柄(56.5μg/g);植株整体稀土元素配分模式具有与根际土相似的富轻土元素和Ce负异常特征,不同的是,植株整...     

典型稀土矿区周边土壤中稀土元素含量及赋存形态研究

研究不同类型稀土矿区周边土壤中稀土元素(REE)的含量与形态特征,可为矿区周边污染环境治理提供理论支持与科学建议。本文采用欧盟BCR顺序提取法、电感耦合等离子体质谱测定的方法,对内蒙古白云鄂博稀土尾矿区和江西赣南稀土矿区周边6个土壤样品中15种稀土元素进行了含量及形态分析测定。结果表明:矿区周边土壤中稀土元素总量约为264～15955μg/g,明显高于全国土壤背景值(186μg/g),白云鄂博尾矿区周边土壤富集轻稀土元素,稀土元素主要以残渣态富集,占总含量的64.0%～89.4%,生物有效性较低,对环境影响较小;赣南矿区周边土壤富集重稀土元素,稀土元素的主要存在形式是弱酸提取态和可还原态,占总含量的70%以上,易发生迁移转化及对周边环境造成污染。土壤中稀土元素的形态分布与pH值有显著相关性,随着土壤pH值的降低,稀土元素的弱酸提取态含量不断升高,残渣态含量不断降低。     

青海木里煤田聚乎更矿区煤中稀土元素地球化学特征及其对成煤环境的指示

运用高分辨电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱、光学显微镜及煤的工业分析对聚乎更矿区主采煤层下1煤层及其顶底板中的稀土元素、主量元素、显微组分及工业组分进行测定,分析稀土元素的含量、地球化学特征和分布模式对成煤环境的指示。结果表明:聚乎更矿区下1煤中稀土元素平均含量为23.01×10~(-6),相对不富集; LREE/HREE平均值为3.38;表明轻稀土元素较重稀土元素富集;下1煤层顶底板泥岩中,稀土元素相对富集,稀土元素总量远高于煤中,均值为煤中的8.6倍,轻稀土元素明显富集。顶底板与煤中稀土元素分配模式相似,受煤炭堆积沼泽水体变化和后期热液作用的影响,稀土元素含量有轻微的分异,煤中稀土元素与陆源岩关系密切。煤中δEu负异常明显,结构保存指数与凝胶化指数图解显示成煤环境主要为还原环境,与Eu异常指示的成煤环境一致。Ce呈现负异常,可能与其处于强的还原环境有关。煤中稀土元素与灰分呈中等正相关关系,与SiO_2呈正相关关系,表明聚乎更矿区下1煤中稀土元素呈无机态赋存。煤层顶底板泥岩中稀土元素含量与粘土矿物呈明显的正相关关系,其中伊利石含量与稀土元素富集关系最密切。