煤炭资源勘探中共伴生稀有元素的综合勘查研究

含煤岩系中共伴生有多金属和非金属等矿产资源,其中稀有元素在特殊地质条件下也可能富集,达到工业品位;个别元素(如锗、铀)已经被开采利用。通过列举内蒙古乌兰图嘎煤矿-锗矿床、准格尔煤田与煤层共生的镓,以及二连盆地群和鄂尔多斯盆地含煤岩系里的铀矿床等煤系伴生矿床实例,表明在煤炭地质勘查中需要加强煤层和含煤岩系中稀有元素资源的勘查与研究,并就此问题提出了若干意见。     

山西省石炭-二叠纪主采煤层煤中锂的含量分布特征与成矿前景分析

为系统调查山西省石炭-二叠纪主采煤层煤中锂的含量与分布特征,在全省六大煤田生产矿井系统布设采样点,通过分析测试,经综合分析显示,山西省石炭-二叠纪煤中锂的含量均值较高,整体上太原组含量高于山西组,其中太原组为58.41×10-6、山西组为50.46×10-6;平面展布上,两组煤由北到南整体都呈低-高-低的变化趋势;沁水煤田太原组主采煤层存在两个煤伴生锂矿成矿潜力区,分别位于煤田东北端寿阳-阳泉一线和东南端高平-晋城一线。初步研究成果对指导山西省煤中伴生锂资源进一步的勘探开发以及煤炭资源可持续发展具有实际意义。     

宁武煤田轩岗矿区2#煤中锂的分布规律和来源分析

对宁武煤田轩岗矿区13个煤矿2#煤采集了98(含夹矸)个样品,运用煤地球化学以及沉积学等学科理论知识,结合X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICP-MS)等技术手段对样品进行测试分析。结果显示,宁武煤田轩岗矿区2#煤中锂的载体主要为硅酸盐矿物。锂元素含量总体变化呈北高南低的趋势,北部矿区沉积物源主要是来自北部阴山古陆和吕梁半岛的花岗岩、玄武岩和沉积岩类,南部矿区沉积物源主要是沉积岩类,相对于北部较为单一。     

“良片”治“顽疾”——山西煤层自燃防治综合治理方法项目通过山西省省级验收

近日,由中国中煤能源集团有限公司总经理中国工程院院士王安等人组成的专家组,对山西省煤炭地质局承担的煤层自燃地质勘查与治理方法研究项目进行了评审并验收通过。煤层自燃是在煤田边缘的浅煤区部分地段和部分矿井中出现的煤层自发燃烧的现象。目前在山西省大同煤田大同侏罗纪矿区、宁武煤田、西山煤电西山矿区以及沁水煤田等二叠纪开采的煤层中,均有不同程度的煤层自燃发生。     

贵州“三稀”元素矿床特征及找矿前景分析

＂三稀＂元素是现代高精尖科学技术重要的战略资源。本文总结和分析了贵州典型＂三稀＂元素矿床的基本特征,将＂三稀＂元素矿床划分为沉积、热液和岩浆作用3种成因和9个类型,并对不同类型矿床的资源潜力进行了探讨。分析认为,沉积、热液成因＂三稀＂元素矿床是地质找矿重点,黑色岩系型、含煤岩系型、铝铁岩系型、磷块岩系型＂三稀＂元素矿床具有重大资源潜力,铅锌矿型、汞锑金矿型＂三稀＂元素矿床具有富集度高和独立成矿优势。对现有优势矿床及其含矿岩系开展＂三稀＂元素资源潜力的再评价是发现共（伴）生＂三稀＂矿产的有效途径,也是构建资源节约型、环境保护型社会的时代要求。     

分散元素矿床成矿区划、分布规律、找矿-综合利用方向

将我国272个伴生分散元素矿床和分散元素独立矿床划分为5个成矿域、10个成矿区,总结了各成矿区分散元素:矿床成矿的地质、地球化学特征,归纳了分散元素成矿区的分布规律,指出分散元素矿床的找矿－综合利用方向.     

中国萤石矿床成矿规律

在萤石矿床类型划分的基础上,根据萤石矿床的大地构造背景、分布特征、成矿条件和控矿因素,文章划分了中国萤石矿床的成矿区带,并对每一个成矿区带的成矿特征做了简述;总结了中国萤石矿床成矿规律。中国萤石矿床集中分布于北部和东南部,断裂是各种矿床类型共有的必要成矿要素。沉积改造型萤石矿床的形成与灰岩和火山岩有关;与萤石矿床形成有关的侵入岩绝大部分为燕山期侵入岩;无论是沉积改造型、热液充填型还是伴生型萤石矿床,大型、特大型萤石矿床的形成多与灰岩有关。同时具备灰岩、燕山期侵入岩和断裂成矿三要素的矿床多为大型、特大型萤石矿床。中国萤石矿床的形成集中于燕山期。     

湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤及石墨矿地质特征

为研究花岗岩体对煤层石墨化的影响,合理开发矿产资源,并指导同类型煤与石墨矿的找矿工作,通过系统采样测试,分析湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤与石墨矿的地质特征及分布范围,总结了煤系石墨化的成矿模式,确定了寒婆坳矿区距离岩体500~600 m的范围内,煤层石墨化程度高,预测寒婆矿区南部具有寻找大型石墨矿的潜力。      

广西煤系共伴生矿产资源特征及开发现状研究

受各矿体母源影响,广西煤系共伴生矿产资源丰富,种类繁多,部分区域伴生资源达到开采的价值。然而,由于长期以来对于煤系共伴生矿产资源研究程度低,故勘查与开发利用程度不高,甚至尚未涉足。通过收集已有相关资料,总结了煤系共伴生矿产分布特征、成矿规律、开发利用状况等,初步分析了煤系共伴生矿产开发存在的主要问题,并提出开发利用建议。     

鄂尔多斯盆地煤系矿产资源赋存规律研究进展

在资料收集、野外调查及采样、测试分析的基础上,以鄂尔多斯盆地石炭-二叠纪煤系和侏罗纪煤系为目标,开展了煤系矿产资源综合研究。查明了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源发育种类及时空分布特征,划分了煤系矿产资源共生组合类型。从煤系综合矿产形成的原生条件和后期的盆地构造-热演化控制的角度,揭示了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源的赋存规律,建立了煤系矿产耦合成矿模式。评价了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源潜力,估算了鄂尔多斯盆地煤系气和主要矿区煤系镓元素等主要煤系矿产资源量,划分了鄂尔多斯盆地煤系矿产资源有利区。为矿产地质调查工作部署和勘查选区提供科学依据和技术支撑。     

中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景

在特定环境下，煤中能够富集锗、镓、锂、稀土等金属元素。我国北方煤炭资源丰富，已发现大量的煤-金属矿点（床），并且这些矿点（床）的分布展现出一定的时空特征:石炭-二叠纪煤中金属主要以镓、锂富集矿点为主，主要分布在华北赋煤区北部煤田及山西平朔、晋城等矿区；早-中侏罗世煤，以镓富集为主，主要集中在新疆准东、吐哈盆地，青海木里等煤田，二连盆地早侏罗世煤发现煤-稀土异常，是很好的找矿线索；早白垩世煤主要以二连盆地、海拉尔盆地煤中锗矿点为主。我国北方聚煤期时间跨度大，聚煤环境多样，含煤盆地类型多样，聚煤期和成煤后北方频繁剧烈的大地构造演化过程、多样的煤岩类型，能为煤中不同微量元素的富集提供物质来源、迁移条件与通道和沉积聚集条件，具有良好的煤中金属资源前景。建议进一步加强煤中，尤其是煤矸石、粉煤灰中金属矿点（床）资源的调查研究工作，为煤中金属资源赋存与预测提供参考，并加强金属的提取利用技术研究，同时通过制定资源保护政策，加强对煤中金属资源的保护。      

山西平朔矿区4号煤中锂、镓资源成矿地质特征研究

平朔矿区位于山西省朔州市宁武煤田北端,太原组为主要含煤地层,主要可采煤层为4,9,11号煤层,全区稳定发育。通过对剖面和钻孔采样测试,发现区内4号煤锂的平均含量远远大于中国煤中锂含量的均值,同时,镓的整体含量也比较高,达到工业品位,超常富集状态明显。4号煤中锂、镓富集可能是与矿区位于不畅通的海湾地带,海水作用较小有关,同时物源供给丰富,后期适宜的古气候条件,风化、剥蚀、搬运、溶蚀、淋滤等作用使黏土中钙、硫等流失,铝、硅、锂、镓等富集。     

Enrichment of lithium in the claystone coal gangue from the Malan mine,Xishan Coalfield,Shanxi Province,Northern China

In China, the lack of Li resources is in stark contrast to a large amount of coal gangue produced by coal mining. To determine the distribution patterns and existing status of lithium (Li) elements in the coal gangue, the mineralogical and geochemical analysis were formed on samples of the roof, floor, and parting of No. 02, 2, 8, and 9 coal seams, being mined in Malan mine, Xishan coalfield, Shanxi Province. The results show that the lithium content in this study area is relatively enriched, the highest content is 499 μg/g in sample 02-G, and the average content is 109.8 μg/g, which is two times that of the world average value of claystone (45 μg/g). XRD analysis shows that the mineral composition of parting samples is mainly clay mineral kaolinite, while the coal seam roof and floor samples also include quartz and some iron-bearing minerals, such as pyrite and siderite. Likewise, possible lithium-rich mineral phases and possible lithium-rich factors were investigated in this paper. A comprehensive clay separation experiment and correlation analysis between lithium and major elements indicate that lithium is likely to exist in the clay mineral kaolinite in the study area. It is also found that the content of Li adsorbed by cryptocrystalline kaolinite is generally higher than that of crystalline kaolinite. According to the mechanism of Li⁺ adsorption in clay minerals, the higher lithium content of cryptocrystalline kaolinite is due to its larger specific surface area, which can adsorb more lithium on the surface.     

战略新兴矿产调查工程进展与主要成果

随着我国经济社会发展和产业升级,钾盐、稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、叶蜡石、脉石英、晶质石墨、硼等矿产在新一代信息技术、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业发展中发挥着越来越关键的作用,需求量也逐步攀升。 “战略新兴矿产调查工程”(2019—2021)以查明重要矿种的资源潜力、取得找矿突破、助推形成大型资源基地为目标,以矿调为手段,开展全国重点地区大型资源基地和重要矿集区锂、钾、铍、铌钽、萤石、脉石英等矿种成矿规律和找矿方法的创新研究,同时开展矿产资源的综合利用研究,取得了一批重大找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法。概要介绍了该工程在川东北锂钾找矿、川西稀有稀土金属矿产调查、新疆阿尔金稀有金属矿产调查、江西赣南—福建浦城地区萤石、硼资源、东部地区脉石英、叶蜡石特种非金属矿产找矿等方面取得的新进展; 介绍了川东北、川西、阿尔金等主要成矿带稀有稀土矿产、萤石、脉石英等关键矿种成矿规律、勘查技术方法、绿色调查及综合利用等方面取得的成果,对进一步提高我国钾盐、锂矿、萤石、脉石英等战略性矿产资源保障程度和研究程度,促进新兴产业发展和我国战略性矿产后续调查评价具有重要意义。     

离子吸附型稀土资源研究进展、存在问题及今后研究方向

稀土是中国的优势矿产资源,但真正引起世人瞩目的是离子吸附型稀土矿,尤其是其中的中稀土、重稀土成分。离子吸附型稀土矿是中国极其重要、全球罕见的矿床类型。自1969年发现至今的四十多年来,对其成矿机制、富集规律、开采方式、环境保护等方面的研究取得了显著进展。本文从离子吸附型稀土矿床成矿理论、勘查技术方法、资源综合利用及矿政管理等方面评述了近年来取得的进展及存在的问题,重点分析了合理评价资源储量、储量优化开采利用方案、加强稀土开发管理等方面存在的亟待解决的现实问题。本文认为现行的稀土矿产地质勘查规范已经不适应当前的形势,需要修改;当前对离子吸附型稀土矿产实行不分单元素矿种的资源分类方式也不利于资源的充分利用,需要建立单元素稀土矿种的评价、管理体系;对于矿业权设置和开采总量控制指标等方面的管理工作今后只能加强不能放松。     

Geochemical characteristics of the coal gangues from the Du’erping coal mine,Xishan coalfield,North China

Inductively coupled plasma mass spectrometry, inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, hydride generation-atomic fluorescence spectrometry, emission spectrometry, X fluorescence spectrometry, and X-ray diffraction were employed to study the geochemistry and mineralogy of coal gangues from Nos. 2, 3, and 8 coal seams of the Du’erping coal mine, Xishan coalfield, Taiyuan, Shanxi Province. The study revealed that compared with the sedimentary cover, upper continent crust, Carboniferous-Permian coal from North China, as well as most coal in China, coal gangues from Nos. 2 and 3 coal seams are rich in Li, Be, Sc, Cr, Cu, Ga, Ba, Th, Nb, Cd, Pb, Ta and rare-earth elements, and coal gangues from No. 8 coal seam are rich in Li, Sc, V, Cr, Ga, U, and rare-earth elements. Compared with the Carboniferous-Permian coal from North China and most coal in China, coal gangues from Nos. 2, 3 and 8 seams are rich in Rb, V, Cs and Sr. Therefore, The Du’erping coal gangues in the Xishan coalfield are rich in most hazardous trace elements and rare-earth elements, wherein the contents of Ga and Li reach the industrial grade and have significance for industrial utilization. On the whole, coal gangues of the Shanxi Formation from the Permian are rich in more trace elements than those of the Carboniferous Taiyuan Formation. The distributions of REE show obviously dipping rightwards with negative Eu anomalies. The contents of rare-earth elements in the three seams are quite different. All of the above indicate that the source of the rare-earth elements is terrigenous debris. Minerals in No. 2 seam identified by X-ray diffraction mainly include quartz, kaolinite, in addition to calcite, pyrite, apatite, epidote, and epsomite. No. 3 seam mainly contains quartz, kaolinite, in addition to a small amount of sodium feldspar, calcium nitrate, iron ore, gypsum, and vivianite. No. 8 seam mainly contains kaolinite, dickite, quartz, illite, and a small amount of hematite and U. The correlations between major elements and trace elements in coal gangues of the Du’erping coal mine analyzed by using SPSS (Statistical Product and Service Solutions) indicate that the trace alkali elements and rare-earth elements occur mainly in such clay minerals as kaolinite.     

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。     

山西沁水煤田煤中铀的含量分布特征及开发前景研究

煤型铀矿的合理开采和综合利用,对于缓解我国天然铀供需矛盾具有重要意义。山西组煤层中的铀含量(3.00×10^-6)小于太原组煤层的值(4.96×10^-6)。同时,山西组1号煤、4号煤中铀含量大于3(2)煤中铀含量;太原组15号煤中铀含量最小,其它煤层煤中铀含量有从上到下增加的趋势。对于沁水煤田煤中铀的富集成矿,应重点关注煤田东南部长子-高平区域,铀在该区域的3(2)号煤层和15(9+10)号煤层中均有富集,总预测量达67141t,成矿前景良好,另外,煤田东北部寿阳区域煤中铀资源也较为丰富。     

山西西山煤田7号煤层成因类型研究

煤的成因类型通过煤的有机显微组成、矿物成分等来体现。从微观研究的角度出发，以各子样的显微煤岩组分统计值、镜惰比（V/I）、骨基比（F／M）、矿物质含量为依据，对西山煤田屯兰煤矿7号煤进行成因类型划分，分为4类6型，即Ⅰ-①、Ⅲ-①、Ⅲ-②、Ⅳ-①、Ⅳ-②、Ⅴ-①。自下而上对煤层划分了23个成因分层。7煤层以Ⅳ类成因类型为主，沉积了覆水森林沼泽环境。     

对南岭与找矿有关问题的探讨

南岭是中国目前最重要的有色、稀有、稀土金属矿业基地之一.该地区成矿条件好、矿业发达、研究程度高,但危机矿山多、环境压力大,多数矿床的勘查工作在30年前就已“完成”,发现的矿产地点多面广,但进一步找矿难度大.如何取得该地区地质找矿的新突破,合理开发利用现有资源,是一个亟待解决的现实问题.文章就该区矿产资源勘查和开发利用的原则问题、理论问题、方向问题、技术问题、深度问题、程度问题、环境问题、产业发展问题、综合利用问题等进行了探讨.