重庆龙潭组煤中稀土元素地球化学及地质成因分析

运用电感耦合等离子体质谱(ICP MS)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法对重庆龙潭组煤中稀土元素的地球化学特征进行研究。结果表明,各煤样稀土元素分布模式相似,总体呈左高右低的宽缓的“V”型曲线,轻稀土曲线段“右倾”,重稀土曲线段较为“平坦”,成煤沼泽受陆源碎屑影响较大。南桐5#煤稀土元素含量高,接近全国平均值的2倍,受汉南古陆、大巴山古陆和龙门山岛屿控制,少量陆源碎屑物来自康滇古陆。东林6#煤中的稀土元素含量低于全国平均值水平,海水作用明显,煤样中稀土元素含量未受碱性火山灰的影响,但其底板受碱性火山灰影响强烈。根据煤层稀土元素含量及其比值分析,研究区龙潭组为海湾/潟湖潮坪及浅海碳酸盐沉积的沉积环境。     

煤中稀土元素研究综述

研究煤中的稀土元素具有重要的的理论价值与应用价值。煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑,成煤期火山灰沉降及成煤后热液流体的影响,都可能造成煤中稀土元素含量变高。稀土元素在煤中的赋存状态复杂,因各自的形成环境不同而不同。煤中稀土元素的含量主要受控于陆源碎屑的供给,并且还受成煤过程中的微环境和古地理条件的影响。侵入煤层的岩浆只有温度足够高才可以改变煤中稀土元素的分布模式,煤的变质作用对稀土元素的含量和迁移规律几乎没有影响。利用煤中稀土元素的地球化学特征可以识别成煤环境。     

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。     

淮南矿区煤的稀土元素地球化学

采用INAA测试了淮南矿区 13个煤层煤样的稀土元素含量,研究了稀土元素地球化学特征,得出以下认识 :各煤层样品的稀土元素含量、分布模式变化都很大。煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑,来源于海水和植物的不多;稀土元素在粘土矿物中含量高,主要以高岭石的形式赋存。稀土元素具有指相意义,随着成煤沼泽中海水影响的减弱,陆源影响的增强,煤中稀土元素的含量增加;煤的稀土元素分布模式也作有规律的变化,从类似于海相生物的分布模式到类似于陆源碎屑岩的分布模式。Eu异常是由源岩继承下来的,Eu负异常的减弱,估计是由于陆源控制减弱、海水影响增强引起的。在成煤沼泽环境中,海水的影响并未造成Ce严重亏损。     

淮南朱集井田二叠纪煤中稀土元素地球化学特征

采用电感耦合等离子体-光学发射光谱仪(ICP-OES),系统测定了淮南朱集井田二叠纪3个沉积组11个煤层371个煤样品的稀土元素含量。通过对煤中稀土元素地球化学参数分析,得出以下认识:朱集煤中稀土元素总量位于86×10-6～143×10-6范围内,平均值为112×10-6;稀土元素具有指相意义,靠近物源区的上、下石盒子组煤中稀土元素总量比远离物源区受陆表海影响的山西组煤分别高出38%和25%;上、下石盒子组及山西组煤中稀土元素分配模式总体属于轻稀土富集、重稀土亏损型,轻稀土曲线段呈"右倾"趋势,重稀土曲线段则较为"平坦";样品δEu变化范围为0.52～0.80,平均值为0.59,Eu中度负异常,指示成煤沼泽受陆源碎屑影响较大;样品δCe变化范围为0.93～1.04,平均值为0.99,Ce含量无异常,指示成煤沼泽受海水影响较小;煤中稀土元素总量与煤中灰分呈不太显著的正相关关系(R=0.59),说明成煤过程中陆源碎屑物质所携带的部分稀土元素可能吸附在煤的有机质中。原煤X射线衍射图谱(XRD)和光学煤岩薄片显示煤中矿物以石英和粘土矿物为主,高岭石可能是稀土元素的无机载体。另外,稀土元素与陆源碎屑元素(Si、Al、Ti、Ni、Sc和Se等)相关性较好,而与海相元素(B、Sr和Ca)相关性不明显。     

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪-二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低硫煤相比,低灰高硫煤中其比值较低,该比值在顶底板岩石中达12以上,在黄铁矿结核中最高,达21,表明受海水影响的还原环境中HREE与有机质更具亲和力。稀土元素中普遍存在Eu亏损现象。在整个华北地区,正常煤层内的稀土元素分布模式十分相似,表明在华北晚古生代石炭纪-二叠纪成煤期间,保持有相对稳定的陆源物质供应。在低灰煤中,稀土元素主要由细粒的吸附灰分和生物灰分所承载,有机物质同时也吸附了一定比例的REE。受岩浆活动影响的煤其稀土元素总量最高,岩浆物质加入可以促使煤中稀土元素增加,并会导致稀土元素分布模式出现异常,同时常伴随有如U、W和A     

淮南朱集井田二叠纪煤中稀土元素地球化学特征及其地质解释

采用电感耦合等离子体-光学发射光谱仪(ICP-OES),系统测定了淮南朱集井田二叠纪3个沉积组11个煤层371个煤样品的稀土元素含量.通过对煤中稀土元素地球化学参数分析,得出以下认识:朱集煤中稀土元素总量位于86×10-6～143×10-6范围内,平均值为112×10-6;稀土元素具有指相意义,靠近物源区的上、下石盒子组煤中稀土元素总量比远离物源区受陆表海影响的山西组煤分别高出38％和25％;上、下石盒子组及山西组煤中稀土元素分配模式总体属于轻稀土富集、重稀土亏损型,轻稀土曲线段呈“右倾”趋势,重稀土曲线段则较为“平坦”;样品δEu变化范围为0.52～0.80,平均值为0.59,Eu中度负异常,指示成煤沼泽受陆源碎屑影响较大;样品δCe变化范围为0.93～1.04,平均值为0.99,Ce含量无异常,指示成煤沼泽受海水影响较小;煤中稀土元素总量与煤中灰分呈不太显著的正相关关系(R=0.59),说明成煤过程中陆源碎屑物质所携带的部分稀土元素可能吸附在煤的有机质中.原煤X射线衍射图谱(XRD)和光学煤岩薄片显示煤中矿物以石英和粘土矿物为主,高岭石可能是稀土元素的无机载体.另外,稀土元素与陆源碎屑元素(Si、A1、Ti、Ni、Sc和Se等)相关性较好,而与海相元素(B、Sr和Ca)相关性不明显.     

辽宁北票地区煤中微量元素研究

对辽宁北票地区煤中微量元素进行了研究 ,将研究区煤中微量元素的平均质量分数与世界范围煤的微量元素的平均质量分数进行比较 ,发现北票煤中的Cr、Co、Ni、As、Sr、Y、Zr、Ba、Ta、Sc具有较高的富集 ,而Sn、U具有较低的富集 ,这种差异可能主要与聚煤区域的地球化学背景有关。计算了微量元素之间的相关系数 ,得出北票地区煤中稀土元素总量较世界范围稀土元素总量的平均值偏高 ,且煤中稀土元素分布模式十分相似 ,表明在成煤期间陆源物质供应相对稳定。煤中矿物主要为高岭石、石英及方解石及少量的伊利石 ,并对其中的地质成因进行了初步解释。     

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。     

渭北煤田下峪口矿二叠纪煤中稀土元素地球化学研究

运用电感耦合等离子体质谱（ICP MS）对渭北煤田韩城下峪口矿二叠纪主采煤层及其顶底板中的稀土元素进行了测定。在此基础上,全面分析了稀土元素的含量特征和分布模式,探讨渭北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及赋存状态。结果表明：与华北和中国煤均值相比,本区煤层中稀土元素相对不富集,∑REY平均含量为87.70 μg/g;剖面上,2号煤中稀土含量稍高于3号煤,3号煤层中自上而下,稀土元素含量呈降低的趋势,在顶底板中出现富集。研究区煤层中轻稀土元素相对于重稀土元素明显富集,Ce呈微弱正异常,成煤沼泽受海水的影响程度较小。Eu明显负异常,且∑REY含量与CaO含量呈负相关关系,说明当时的成煤环境为酸性还原环境。煤层与其顶底板样品中稀土元素分布模式相似,成煤期间物质来源基本一致,陆源物质供应相对稳定。煤中稀土元素含量与灰分呈不太显著的正相关关系（R=0.216）,表明煤中稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存。     

东胜煤田侏罗系延安组煤中稀土元素地球化学特征

采用中子活化分析方法（INAA）测定了鄂尔多斯盆地东北部东胜煤田侏罗系延安组煤中稀土元素（REE）的含量,绘制了稀土元素分布类型曲线并计算了多种化学参数.在对REE的地球化学环境和地球化学特征分析的基础上,得出以下结论：①侏罗纪低灰低硫煤中REE的含量较低,且普遍低于华北盆地石炭二叠纪低灰低硫煤中的REE含量.②侏罗纪煤中的REE主要来自于物源区的陆源碎屑.东胜煤田北部靠近物源区,因此REE含量较南部高,且REE含量与灰分产率和SiO2含量有一定的相关性.③侏罗纪煤中REE的分布类型主要取决于母岩.除两个样品外,其他煤样普遍存在Eu负异常,无正Ce异常存在.④与其他岩石相比,煤中REE的分布类型极其复杂,原因在于开放盆地体系的煤中物质不断的改变和再分配.     

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。      

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。     

REE characteristics of the coal in the Erlian Basin,Inner Mongolia,China, and its economic value

The rare earth elements (REE) content of the coal in the Erlian Basin was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), and it turns out that the REE content from different geological age shows a significant difference: The REE content of the coal in the Jurassic Alatanheli Group is from 152.05×10⁻⁶ to 1416.21×10⁻⁶, with an average value of 397.31×10⁻⁶, and the relative concentration factor shows enriched; the REE content of the coal in Early Cretaceous Baiyanhua Group is from 20.65×10⁻⁶ to 102.53×10⁻⁶, the mean value is 49.06×10⁻⁶, and the relative concentration factor shows normally. The REE distribution patterns samples in Jurassic and Cretaceous shows the difference: The REE pattern in Jurassic coal mainly manifests as H-type distribution, with the Y, Lu positive anomaly, it is speculated that the fluid carried REE ions into the coal-bearing basin, and the heavy REE gather in the coal due to the different chemical properties of each REE. The REE occurrence mode is presumed to be mainly organic. Flat type is the REE main distribution pattern in Cretaceous coal. The REE patterns in clastic rocks of the roof, parting and floor of coal seam are similar to the REE patterns in the coal and the most possible reason is that the REE main source is from the clastic rock. It showed that the coal of the Early Jurassic, especially of Amugulen coalfield has resource value.     

淄博煤田煤的稀土元素地球化学特征

应用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）对淄博煤田煤（35个样品,其中12个顶底板样品及1个夹矸样品）的稀土元素进行测试,并测定了灰分及相关的伴生元素含量。全面分析了稀土元素、地球化学参数、空间分布规律及分布模式,探讨了淄博煤田石炭—二叠纪煤中稀土元素的特征及来源。研究表明:与国内外其他地区相比,淄博地区煤中稀土元素相对富集;太原组煤中的稀土元素高于山西组,在同一煤层中自顶部到底部呈现增高趋势,并在顶底板和夹矸中明显富集;Eu存在明显的负异常,而Ce值基本正常,表明成煤环境可能为浅海或封闭海域,不同煤层稀土元素分布模式基本一致,稀土元素与灰分正相关,与反映陆源的元素相关性较好,而与反映海相的元素相关性较差。     

准格尔煤田西南部煤层夹矸及顶底板稀土元素地球化学特征及地质意义

准格尔煤田含煤岩系高岭岩资源丰富,高铝矿物来源备受关注。采用高分辨率电感耦合等离子质谱等技术对石炭-二叠系太原组6号和山西组4号煤夹矸及顶底板中的稀土元素进行分析,并探讨了其物质来源。结果表明,6号煤夹矸及顶底板中稀土元素总量（ΣREY）均值为167.69μg/g,接近上地壳ΣREY值（168.4μg/g）;4号煤夹矸及顶底板中ΣREY均值为210.22μg/g,高于上地壳的ΣREY值。4号煤夹矸及顶底板中轻稀土含量均值与6号煤相当,中稀土和重稀土含量均值为6号煤两倍以上。6号煤夹矸及顶底板分层样中δCe为0.82～0.94,δEu为0.53～0.87;4号煤中δCe为0.88～0.98,δEu为0.74～0.97;均为Ce、Eu负异常。6号煤层夹矸及顶底板稀土元素主要来源于盆地北西侧阴山地区元古界花岗岩和北东侧下古生界沉积岩。4号煤层夹矸及顶底板稀土元素物源主要为盆地北侧阴山地区下古生界和元古界的沉积岩和火成岩系。     

梅田矿区岩浆热变煤中微量元素分布特征

梅田矿区主采煤层－龙谭组１２号煤层主要是受矿区北部骑田岭花岗岩侵入体影响的典型岩浆热液变质无烟煤,煤的变质指标如挥发分和镜质组反射率Ｒ＾０（ｍａｘ）等与岩体有密切关系。本次研究按距离岩体由近而远采集了一系列煤样,运用中子活化（ＩＮＡＡ）和微区分析等测试手段研究了样品中近４０种微量元素的分布特征,结果表明：（１）Ａｓ,ｄ,Ｈｇ,Ｐｂ,Ｓｅ等对人体有毒元素在煤中的质量分数较地壳克拉克值高数倍至数十倍,     

晋北中高硫煤中稀土元素的地球化学特征

应用中子活化分析方法，测定了晋北两层中高硫煤中稀土元素的含量。通过对稀土元素的分布模式，相关分析和聚类分析的研究，得出如下认识；成煤环境对稀土元素的含量具有控制作用。但中高硫煤中稀土元素总量会受到沉积期后酸性溶液下渗淋滤作用的影响；同一煤层中各分层的稀土元素应具有基本相同的分布模式，异常的稀土元素分布模式指示了沉积期后地质作用的影响；煤中稀土元素的主要赋存状态为无机相，主要来源为陆源碎屑矿物；煤中与稀土伴生的有害元素有V，P，Mo,Cr,Cu,Mo,Th和Cd等，在加工洗选过程中有洁净潜势。     

西湖凹陷平北地区泥岩地球化学特征及其地质意义

为了研究西湖凹陷平北地区泥岩微量及稀土元素的分布特征及其地质意义,采用ICP—MS对研究区25个泥岩样品进行了稀土元素和微量元素分析,研究表明：（1）研究区泥岩稀土元素主要来自陆源碎屑矿物,源岩主要为沉积岩及碱性玄武岩;（2）始新世末构造运动揭示的构造沉积界线在研究区留下了证据,微量元素比值、稀土总量等参数在此界面上存在明显的突变,界线十分明显,并且此界线亦是研究区平湖组与花港组的沉积界面,界面以下以三角洲沉积为主,界面之上主要为河流相沉积,这一沉积相转换面在研究区P1井尤为明显;（3）利用Sr／Cu比值推测平北地区始新世中晚期．早渐新世经历了较为明显的气候变化,总体上有逐渐变温湿趋势,并且研究区北部要温湿于南部。