内蒙古贺兰山煤田二道岭矿区直罗组成煤环境分析

二道岭矿区侏罗系的成因属鄂尔多斯中生代盆地西缘的陆相碎屑沉积,岩石地层自下而上为富县组、延安组、直罗组和安定组。以往认为鄂尔多斯盆地的侏罗系延安组为含煤岩系,其他均为不含煤的地层,在近几年来的勘查中,发现直罗组也存在具有一定分布面积的可采煤层,笔者通过直罗组岩石露头、钻孔岩心和测井曲线的分析研究,划分了直罗组沉积相,并探索了直罗组的聚煤规律,对煤层进行了预测。研究认为,直罗组属典型的河流相沉积,进一步可细分为河床亚相、河漫滩亚相和漫滩沼泽亚相。煤层形成于漫滩沼泽亚相,富煤带的展布受控于河床亚相砂体。     

鄂尔多斯盆地东北部直罗组砂岩型铀矿床常量元素指示意义探讨

鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀矿与古层间氧化带具有密切的联系。文章通过对直罗组不同蚀变分带砂岩的常量元素含量的统计与分析,揭示了各常量元素的变化规律。其中,Si、Al、Fe、Ca的活动性较为强烈;Na、Mg、K的活动性相对较弱;Mn、Ti、P则比较稳定。通过研究,认为成岩作用、水-岩作用、油气二次还原作用、铀成矿作用以及环境的变化是常量元素含量变化的主要影响因素。     

鄂尔多斯北部侏罗纪延安组、直罗组孢粉化石及其古气候意义

神山沟剖面位于鄂尔多斯盆地东北缘内蒙古东胜地区,侏罗纪延安组、直罗组富含孢粉化石。延安组为煤系沉积地层,岩性以灰白色砂岩、灰色粉砂岩夹泥岩为主,局部发育砾岩,可见5、6套煤层;直罗组为重要的含铀岩系,岩性以灰色-黄绿色砂岩、灰色粉砂岩夹紫红色泥岩、泥质粉沙岩为主。文中通过对神山沟剖面延安组和直罗组孢粉化石的分析,在延安组中识别出Cyathidites-Dictyophyllidites-Cycadopites(CDC)和Cyathidites-Osmundacidites-Lycopodiumsporites-Concentrisporites-Disacciatrileti(COLCD)2个孢粉组合带,通过对孢粉化石属种的分析,得出本剖面延安组孢粉组合的时代为早中侏罗世早期;直罗组孢粉组合为Cyathidites-Osmundacidites-Cycadopites-Disacciatrileti(COCD)组合带,时代中侏罗世中期。结合地质、元素地球化学、古植物及其孢粉化石的定量分析表明,从延安组向直罗组其总体上反映了从温暖潮湿的亚热带向半干旱-干旱炎热的气候转变,反映燕山运动早期中侏罗世一次重要的古气候变化事件,古气候对煤、砂岩型铀的成矿具有特殊的地质意义。     

鄂尔多斯盆地东北部塔然高勒地区还原介质对砂岩型铀矿的控制

为明确鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组、延安组地层中煤、黄铁矿等还原介质与砂岩型铀矿的共存关系,选取直罗组含矿砂体及其中的黄铁矿、炭屑以及延安组煤层等为研究对象,综合利用钻孔编录、显微镜和电子探针分析等手段开展研究。结果表明,研究区铀矿体与延安组煤层、直罗组炭屑具有空间和成因上的关联,延安组煤层为铀的沉淀提供了大量的还原剂,而直罗组炭屑里的腐植酸对铀酰离子起到吸附和络合的作用;铀石是该区最主要的铀矿物类型,其与莓球状黄铁矿、蚀变黄铁矿、胶状黄铁矿、钛铁矿、白钛石伴生关系明显;有机质、黄铁矿等还原介质的含量及空间分布可以作为铀成矿的指示标志。      

鄂尔多斯盆地东北缘煤铀岩系层序地层与煤铀赋存规律研究

运用陆相层序地层理论,采用露头、钻孔和地震剖面相结合的手段,在"岩性-岩相-相序"研究基础上,对鄂尔多斯盆地东北缘中—下侏罗统延安组、直罗组进行了层序地层划分。研究表明,延安组可以划分为5个层序、直罗组4个层序,每个层序由低可容空间体系域和高可容空间体系域组成。根据煤层、铀矿赋存特征,及其在层序地层格架中的位置,指出延安组煤层主要赋存在层序高可容纳空间体系域的三角洲平原泥炭沼泽环境中,直罗组含铀岩系主要发育在直罗组下部辫状河沉积岩段,铀矿赋存在低可容纳空间体系域中。结合地质、地球化学、古生物资料,探讨了古气候、构造对煤、铀矿成矿的制约。     

利用Q型聚类分析研究鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系

为揭示鄂尔多斯盆地多种能源矿产间的关系,根据盆地石油、油气伴生水以及煤、煤层夹矸、铀矿及围岩样品的氯仿沥青中57种元素的分析结果,进行了Q型聚类分析。结果表明：侏罗系下统延安组石油、侏罗系中统直罗组石油与三叠系延长组石油有相近的成因特征;三叠系延长组石油沥青、三叠系延长组含油砂岩沥青与侏罗系中统直罗组石油沥青具有类似的成因特征;神木侏罗系下统延安组煤沥青、东胜侏罗系中统直罗组煤沥青、铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油以及铜川陈家山侏罗系下统延安组煤沥青成因特征相近;铜川陈家山侏罗系下统延安组煤层石油沥青可能与准格尔黑岱沟石炭二叠系煤沥青具有成因上的联系;侏罗系下统延安组石油沥青与放射性铀矿的形成具有密切关系;天然气的物质来源复杂,且与石油和煤的进一步演化有一定关系。鄂尔多斯盆地多种能源矿产成因较复杂、相互问关系密切,且具有多源性成藏（矿）特征。     

鄂尔多斯东北部中侏罗世孢粉化石及古气候意义

鄂尔多斯盆地东北部内蒙古伊金霍洛旗乌兰木伦地区是我国重要的能源矿产地,含煤岩系赋存在侏罗系延安组中,延安组岩石组合以灰白色砂岩、灰色粉砂岩、灰色泥岩为主,夹多层煤层;延安组上覆直罗组以灰色、灰绿色砂岩、灰色粉砂岩、紫红色泥岩为主。通过对乌兰木伦地区武家塔露天煤矿剖面延安组和直罗组孢粉化石分析,在延安组中识别出Cyathidites-Lycopodiumsporites-Neoraistrickia-Cycadopites孢粉组合带,以桫椤科、石松科孢子繁盛,紫萁科孢子和单沟/原始沟类、松柏类两气囊花粉发育,卷柏科孢子及柏科花粉较常见为主要特征,时代为中侏罗世早期(阿林期—巴柔期)。根据延安组孢粉母体植物的生态环境分析,本区在这一沉积时期的气候属于温暖湿润的亚热带—温带型气候。直罗组孢粉化石较少,主要见Cyathidites minor,Osmundacidites parvus,Concentrisporites fragilis,Cycadopites spp.等。综合地层岩性、孢粉组合及古植被分析,延安组到直罗组沉积时期总体上呈现从温暖湿润的亚热带—温带型向半干旱—干旱炎热型的气候...     

鄂尔多斯盆地北部侏罗系泥岩地球化学特征:物源与古沉积环境恢复

鄂尔多斯盆地北部侏罗系泥岩地球化学特征记录了当时重要的地质信息。通过对该区中侏罗统直罗组及延安组泥岩的X射线荧光常量元素分析以及ICP-MS微量、稀土元素分析对其源区构造背景、源岩属性进行了综合研究。与此同时,根据泥岩典型地球化学参数的垂向变化对其古沉积环境进行了恢复。研究结果表明:盆地北部侏罗系沉积岩与北邻阴山-大青山-乌拉山地区前寒武纪古老基底的片麻岩、麻粒岩、孔兹岩等变质岩系以及各时代侵入岩具有较大的亲缘性,是其主要物源。源区构造背景主要是与大陆岛弧相关的活动大陆边缘。Sr/Cu、Rb/Sr、CIA、Sr/Ba、V/（V+Ni）、Ce_anom等泥岩地球化学指标的垂向变化特征对古沉积环境的反演表明,从延安期→直罗组沉积早期→直罗组沉积晚期,古气候由温湿气候逐渐变得越来越干旱,水体古盐度整体上由微咸水相的淡水环境逐渐向半咸水相的淡水环境转变,古氧化还原环境为水体分层不强的还原环境。     

淮北煤田煤中常量金属元素特征及其对煤成烃的影响

煤中常量金属元素是煤的重要组成,也是影响煤物理化学性质及加工利用的主要因素。通过测试淮北煤田16个煤样的4种常量金属元素（Fe、Ca、K和Ti）含量,分析其含量和赋存特征,并在此基础上,对去除铁元素的煤样和原煤样进行了热模拟实验。实验结果表明,4种元素含量的变异系数较大,元素来源具有多样性;钾元素主要以无机状态存在,其他元素以无机和有机结合态存在;去除铁元素的煤样热解烃含量的降低幅度较大。      

鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义

沉积岩的微量元素及稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,是研究古沉积环境及沉积物源构造背景的有效手段。本文采用ICP-MS和扫描电镜(SEM)对鄂尔多斯北缘早-中侏罗世延安组、直罗组不同层位的28件泥岩、粉砂质泥岩样品进行了微量、稀土元素测试和粘土矿物分析,结合古生物化石组合及宏观沉积特征,旨在探讨延安组、直罗组氧化-还原条件、源区构造背景及古气候演变对铀成矿的影响。研究表明:1元素B、Sr/Ba、B/Ga组合及U/Th、V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co组合指示延安组、直罗组沉积时的古水体介质均为富氧的淡水环境,直罗组古水体盐度相对偏高;Fe~(2+)/Fe~(3+)指示延安组成煤、成岩阶段形成了区域性的原生还原层,而直罗组上段红层为强氧化背景。2沉积学研究表明延安期至直罗期,鄂尔多斯盆地北缘岩相古地理演化经历了河流-冲积扇、湖泊三角洲-沼泽、辫状河-曲流河,Sr、Cu、Sr/Cu、FeO/MnO、Al_2O_3/MgO等比值和粘土矿物组合垂向变化总体上反映古气候经历了温暖潮湿—干湿交替—干旱-半干旱的转变过程,直罗组底部不整合及上段红层广泛发育期为转换的关键时期;3CIA、ICV指数反映延安组物源区构造环境相对稳定,中侏罗世直罗期,鄂尔多斯盆地周缘构造活动性迅速增强;4沉积岩La-Th-Sc、La/Yb-ΣREE及F1-F2判别图解显示本研究区延安组、直罗组沉积物源主要来自上地壳长英质源区,同时具有一定量的碱性玄武岩的混合,其构造背景以大陆边缘型为主,部分物源显示来自大陆岛弧构造背景。以上综合研究表明:延安期-直罗期古气候的转变和富氧古水体条件对本区煤、砂岩型铀大规模成矿作用有着重要的地质意义。     

鄂尔多斯盆地西缘宁东地区侏罗系含铀地层元素地球化学特征

沉积岩的地球化学特征记录了岩石沉积时的重要地质信息,是研究沉积古环境、源区构造背景及源岩属性的有效手段。采用X衍射荧光光谱（XRF）和等离子体质谱仪（ICP-MS）对鄂尔多斯盆地西缘宁东地区中侏罗统直罗组下段地层砂岩和泥岩样品的主、微量元素及稀土元素含量进行测试分析,旨在对其沉积古环境进行恢复,并对其源区构造背景、源岩属性等特征进行综合研究。研究表明:Sr含量、Sr/Cu值、V/（V+Ni）值、U/Th值、化学蚀变指数（CIA）等地球化学指标综合指示出研究区直罗组下段地层沉积古气候为半干旱-半湿润气候,古水体环境为富氧的淡水环境。根据稀土元素（REE）特征分析,推测研究区直罗组下段地层物源主要来自盆地西北部的阿拉善古陆,源岩岩性主要为片麻岩、石榴石浅粒岩、变不等粒石英砂岩和变中细粒石英砂岩。源区构造背景主要为大陆岛弧,与大洋岛弧也有一定关联。      

鄂尔多斯盆地直罗组地层岩性测井响应特征

为了准确划分直罗组地层岩性、识别地层及解译矿层,通过综合分析鄂尔多斯盆地4个主要铀矿集区侏罗系直罗组地层的定量伽马、自然电位、三侧向电阻率、密度4条测井曲线参数,采用归类统计和测井曲线形态分析,结果显示不同地区直罗组的伽马照射量率数值差异不大,东南缘地区电阻率值明显高于其他地区,密度值变化呈现"南高北低"特征;垂向上直罗组上段的伽马背景值和电阻率相对直罗组下段偏低,密度值变化不大;区域上直罗组地层中从粗砂岩到泥岩的伽玛背景值逐渐增高;密度值略微增高,电阻率和自然电位异常幅度由大变小。根据不同类型岩石测井参数和相系差异,建立了东北缘地区电阻率与密度交会图版岩性识别模型。煤田钻孔测井岩性解译时具有放射性异常的砂岩段粒度应提高1~2个级别。      

Geological and Geochemical Characteristics of the Zhiluo Formation in the Bayinqinggeli Uranium Deposit, Northern Ordos Basin: Significance for Uranium Mineralization

The Bayinqinggeli deposit in the northern Ordos Basin, northwestern of China, is a recently discovered sandstone-type uranium deposit. The uranium (U) orebodies are generally hosted in the lower member of the Jurassic Zhiluo Formation (Fm.), and are primarily tabular or irregular in shape. In the study area, 23 sandstone samples were collected from the Zhiluo Fm. and analyzed for major, trace, and rare earth elements (REEs). The geochemical characteristics of these sandstones are used to evaluate the factors controlling U mineralization. The source rocks of the Zhiluo Fm. sandstones are mainly volcanic and felsic magmatic rocks formed in continental arc and active continental-marginal arc environments, and they provided the material required for the mineralization. The index of compositional variability ranges from 1.02 to 3.29 (average1.38), indicating that the Zhiluo Fm. sandstones are immature and composed of first-cycle sediments. The corrected chemical index of alteration averages 56, suggesting that the source rocks underwent weak chemical weathering. The ore host rocks are loose, providing favorable conditions for epigenetic oxidation and U precipitation and enrichment. Ferrous iron in minerals such as chlorite, biotite, ilmenite, and pyrite might have played a role either in adsorbing or reducing the uranium.     

Geochemistry of environmentally sensitive trace elements in Permian coals from the Huainan coalfield, Anhui, China

To study the geochemical characteristics of 11 environmentally sensitive trace elements in the coals of the Permian Period from the Huainan coalfield, Anhui province, China, borehole samples of 336 coals, two partings, and four roof and floor mudstones were collected from mineable coal seams. Major elements and selected trace elements were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), and hydride generation atomic absorption spectrometry (HAAS). The depositional environment, abundances, distribution, and modes of occurrence of trace elements were investigated. Results show that clay and carbonate minerals are the principal inorganic constituents in the coals. A lower deltaic plain, where fluvial channel systems developed successively, was the likely depositional environment of the Permian coals in the Huainan coalfield. All major elements have wider variation ranges than those of Chinese coals except for Mg and Fe. The contents of Cr, Co, Ni, and Se are higher than their averages for Chinese coals and world coals. Vertical variations of trace elements in different formations are not significant except for B and Ba. Certain roof and partings are distinctly higher in trace elements than underlying coal bench samples. The modes of occurrence of trace elements vary in different coal seams as a result of different coal-forming environments. Vanadium, Cr, and Th are associated with aluminosilicate minerals, Ba with carbonate minerals, and Cu, Zn, As, Se, and Pb mainly with sulfide minerals.     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上、下段的岩性-岩相特征及对铀成矿的差异性控制作用

为查明鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组上段、下段的岩性-岩相特征以及参与蚀变作用的流体强度差异,开展了系统的岩心观察、剖面对比,并结合黏土矿物、碳氧同位素和U、Th元素等手段进行分析。结果表明,研究区南部直罗组上段主要由灰绿色、红色泥岩夹透镜状红色、黄色、灰绿色砂岩组成,北部主要由红色泥岩与灰绿色砂岩构成,南北部下段均由灰白色、灰绿色砂岩或砂砾岩夹薄层泥岩组成。直罗组红色砂岩为原生沉积,灰绿色砂岩为后生改造类型;上段受含氧含铀水和深部还原性流体作用强度较下段变弱,且由北向南作用程度降低,北部还原蚀变岩石与原生岩石共存,南部基本保留原生岩石;下段则受流体改造更为充分,主体为后生蚀变岩石。直罗组不同类型砂体的展布兼受沉积相和后期流体双重作用,但强弱差异性明显,限制了铀矿化产出在直罗组下段砂体中的定位,因此,上、下段应作为不同的成矿体系讨论。     

黄陵二号煤矿充水因素分析

通过对黄陵二号煤矿充水因素的分析,结合矿井实际涌水量,认为矿井在开采延安组2号煤层时,延安组中部含水层为矿井的直接充水含水层,直罗组下段含水层为矿井主要的间接充水含水层;上部的洛河组砂岩水是矿井井筒充水的主要水源,也是矿井充水的间接充水含水层;矿井的主要充水通道为开采沉陷裂隙,充水方式为顶板进水。最后指出,该矿井开采2号煤层的最大隐患是直罗组下段砂岩顶板突水和井筒洛河组砂岩涌水。     

山西大同小峪煤矿煤系粘土岩夹矸地球化学特征

采用化学法和中子活化(INAA)法,对山西大同小峪煤矿山西组和太原组的3件不同粘土岩样品的8种常量元素(氧化物)和33种微量元素含量进行了测定。通过对具有示踪意义的元素及其比值的对比分析表明,3个样品总体上均不具有典型的沉积岩特征,应该是由酸性或酸性偏碱性火山物质(降落的或陆源搬运的)在地表覆水较浅的弱氧化条件下经原地淋滤、蚀变形成的。岩石总体蚀变程度较高,不稳定或较不稳定的元素大量流失,甚至一些较稳定的元素(如高岭岩中的铁、锰)也明显流失。蚀变环境及介质条件、成岩原始物质组成及其粒度大小以及粘土物质组成是造成粘土岩类型及其不同类型间元素含量差异的主要原因。