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。     

华北若干晚古生代煤中稀土元素的赋存特征

通过对华北聚煤盆地几个主要矿区晚古生代煤系中稀土元素的研究，发现煤系中(煤层、煤层顶板、煤层底板、夹矸)的稀土元素分布复杂，不仅受到宏观地质背景的控制，而且成煤过程中微环境的变化也对稀土元素的分布影响很大。煤系中稀土元素的共同特征是具有明显的δEu亏损，含量的不同是它们的主要差别。煤中稀土元素的含量主要受控于陆源碎屑的供给；山西组煤中稀土元素的含量高于太原组；山西组煤中稀土元素分布在很大程度上继承了母岩的特征；太原组煤中稀土元素的分布和海水的不相似，海水对太原组煤中稀土元素的含量和分布模式影响较小；岩浆接触变质作用可导致煤中稀土元素分布模式的变化，使之趋于岩体稀土元素的分配特征。     

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.     

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。     

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。     

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。     

河东煤田北部主采煤中稀土元素地球化学特征

采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、煤岩鉴定及X-衍射分析等方法分析了河东煤田北部主采8号及13号煤中稀土元素的地球化学特征及矿物组成特征,探讨了煤中稀土元素的赋存状态及主要来源。结果表明:河东煤田北部8号和13号煤中稀土总量(ΣREE)均高于华北晚古生代煤及中国煤中稀土总量平均值,稀土元素相对富集。8号和13号煤具有相似的稀土元素地球化学参数和稀土元素分布模式,且与华北地区的晚古生代煤中稀土元素地球化学特征及分布模式具有很好的相似性。呈左高右低、Eu存在明显负异常的"V"型曲线;LREE明显富集,HREE相对亏损,LREE和HREE出现较强分异;且轻稀土分异较强,而重稀土分异较弱;Ce具有极弱的负异常,基本正常。整个河东煤田北部8号煤和13号煤层形成的过程中,稀土元素的来源基本一致;且成煤时期,泥炭沼泽具有相对稳定的陆源物质供应,成煤环境均为酸性还原环境。8号和13号煤中的稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存,且主要赋存在黏土矿物中;物质来源与整个华北地台晚古生代的沉积具有一致性,主要受阴山古陆陆源物质的影响和控制。     

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。     

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。     

淮南朱集井田岩浆侵入区煤中稀土元素的地球化学特征

采用电感耦合等离子体-光学发射光谱仪(ICP-AES),系统测定了淮南煤田朱集井田补勘阶段29个钻孔中197个煤样品的稀土元素含量。以储量为加权因子,对比研究了岩浆侵入煤层与正常煤层中稀土元素含量和地球化学参数特征,得出岩浆岩或者岩浆热液中的稀土元素的含量与受岩浆影响的煤中稀土元素的含量并无直接关系;10个煤层的稀土元素的球粒陨石标准化曲线特征基本一致,呈窄振幅的Ce/Ce*值和Eu/Eu*中度亏损(0.49~0.70)的特点,说明泥炭沼泽沉积演化和区域断层对煤中稀土元素含量和分布模式的影响较小。     

淮南深部山西组煤中稀土元素地球化学特征

为探究淮南深部山西组煤中稀土元素来源及地球化学特征,采集淮南煤田深部山西组煤煤样、夹矸、顶板和底板共20个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试样品中稀土元素含量及伴生元素含量,探讨了研究区深部山西组煤中稀土元素地球化学特征。研究结果表明:淮南深部山西组煤中稀土元素含量平均值为40.85 mg/kg,低于中国煤中稀土元素含量平均值;煤中稀土元素配分模式主要是H型配分模式;Eu元素明显负异常,表明煤中稀土元素沉积环境为还原环境;Ce元素呈微弱正异常,表明成煤沼泽环境中海水的影响并未造成Ce的严重亏损;相关性分析结果显示,山西组煤中稀土元素与灰分呈正相关(R2=0.55),与陆源碎屑元素Al、Cr和Th等呈显著正相关,且与海相特征元素(B、Sr和Ca)相关性不明显。     

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。     

河南禹县煤矿区煤质特征与成煤环境的关系

咸水、半咸水及淡水成煤环境中形成的煤层,其硫含量变化趋势由高向低.灰成分的比值则由小至大.同一煤层中的硫含量变化与成煤沼泽的覆水深度呈正相关.煤层灰分的高低与成煤沼泽中的陆源碎屑的供应及沼泽水体的流通扩散状态有关.同一煤层中的灰分含量高低与成煤沼泽古地貌关系密切,反映了风携沉积物对煤中灰分的影响.     

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     

淮南丁集煤矿A组煤中稀土元素地球化学特征

采用电感耦合等离子质谱（ICP—MS）对淮南丁集煤矿A组煤18个煤样、9个顶底板样品中稀土元素进行测试分析,研究了稀土元素的含量变化及其地球化学特征。结果表明：丁集煤矿A组煤稀土元素相对富集。其中元素Tm是邻区淮北煤和中国煤中近10倍。且LREE明显富集,HREE相对亏损,既较明显的负异常,说明成煤沼泽环境受海水影响较大,且1煤到3煤受海水影响逐渐减弱。     

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。     

陈家山矿煤中微量元素和稀土元素地球化学特征

通过对陈家山煤矿中下侏罗统延安组4#主采煤层中微量元素和稀土元素的测试分析,发现煤中富集亲花岗岩的钨钼族元素W、Mo、Bi、Sn、Ba、Sr和Li,说明该区煤系形成期间的陆源碎屑主要来自花岗岩和花岗片麻岩等中、酸性岩石。4#煤中ΣREE平均值为98.2×10-6,稀土元素分布模式十分相似,呈左高右低的宽缓“V”型曲线,Eu负异常明显,反映出稀土元素与陆源碎屑岩关系密切,成煤期间稀土元素来源一致,陆源物质的供应相对稳定。      

聚煤环境对煤岩中形态硫赋存的影响

对煤中形态硫的分析测试结果表明，１）碳酸盐台地潮坪成因的煤以有机硫为主，黄铁矿硫占少数，但其类型、产状多样，全硫含量在剖面上虽有波动变化，但幅度较小，硫分布模式说明成煤环境受海水影响强烈且持久稳定。２）下三角洲平原泥炭沼泽成因的煤属以黄铁矿硫为主的高硫煤，按形态和产状可分５种类型的黄铁矿，煤层剖面上全硫含量由底到顶部逐渐增加，说明成煤环境亦受海水影响强烈，但有一逐渐增强的过程。３）上三角洲平原沼泽成因煤为富有机硫的低硫煤，黄铁矿量少、类型单调，全硫含量在煤层剖面上的变化为顶底高、中部低，表明煤层顶、底板性质控制着煤中硫的分布。     

贵州省金沙县禹漠整装勘查区煤质特征及其成煤环境意义

基于金沙县禹漠勘查区地质背景及区内勘查钻孔的煤质化验资料，对区内各煤层的煤质特征进行了系统整理分析，并分析了区内煤中硫分、灰分含量变化，通过对煤层灰分和硫分的成煤环境控制分析，确定其成煤沉积环境。结果表明：金沙县禹漠勘查区龙潭组各煤层均为无烟煤，变质程度高，其中4、7、9号煤层灰分、硫分含量普遍低于13、15号煤层；研究区各煤层硫分含量主要以硫化铁硫的形态存在，占比达76.91%，表明这些煤层中黄铁矿硫含量是导致煤层硫分含量较高的主要因素；通过对煤灰成分元素氧化物含量在纵向上变化规律反演的沉积环境与硫分、灰分分析的成煤环境一致，综合分析认为研究区13、15号煤层为泻湖相的泥炭沼泽成煤环境，总体受海水影响程度较大，古气候环境为潮湿，4、7、9号煤层为潮坪相的泥炭沼泽成煤环境，总体受海水影响程度较低，古气候环境为潮湿-半潮湿。