华北与黔西地区晚古生代煤层中铂族元素赋存状态及来源

运用电离耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对中国华北和黔西地区晚古生代煤系中54个样品的铂族元素(PGEs)进行了分析。分析结果表明,煤中铂族元素主要是通过岩浆热液活动、低温热液流体、同沉积火山灰、陆源碎屑输入和海水等诸种地质作用形成的,前3种作用是造成煤中铂族元素异常的主要原因。低含量的铂族元素(正常背景值)主要来源于硅质陆源区,煤中铂族元素的背景值为:Ru=0.005μg/g,Rh=0.014μg/g,Pd=0.181μg/g,Ir=0.001μg/g,Pt=0.037μg/g。煤中铂族元素以Pt-Pd分配模式为特征,并且Pd>Pt,Pd>>Ru、Rh、Ir,其中Pd在煤中的背景值约为地壳平均值的18倍。Pd、Pt与煤灰分呈正相关,表现出它与无机矿物的亲和性。     

中国煤中氮同位素组成特征初步研究

本文采用Dumas燃烧法测定了部分中国煤样的氮同位素组成(δ~(15 )N),并结合文献数据和煤样品的地质背景初步探讨了影响煤中氮同位素组成的因素。研究表明:(1)中国煤的δ~(15 )N值介于+1.4‰~+5.1‰之间,与世界其他地区煤的δ~(15 )N值范围(+0.3‰~+5.4‰)相吻合;同一煤层剖面分层煤样(煤级相似)的δ~(15 )N值具有非均质性特征,最大可达2.5‰。(2)煤的δ~(15 )N值是煤变质作用、沉积环境等多种因素耦合作用的结果。变质作用对煤的δ~(15 )N值的影响主要包括原始煤级、变质程度(煤级)和煤变质作用类型;沉积环境对煤的δ~(15 )N值的影响包括成煤植物的氮源以及沼泽介质的物理化学条件和微生物活动性等因素。(3)就煤变质作用(煤级)而言,中国煤的δ~(15 )N值随煤级升高呈现增高的趋势,到无烟煤又有所降低,这是煤中氮同位素稳定性差异的结果。在高级烟煤阶段(贫瘦煤)之前,随煤级升高稳定性较差的14 N优先脱除,δ~(15 )N值增高,增高幅度约1‰。在高级烟煤至初级无烟煤阶段,煤中剩余的14 N已趋于稳定,随煤级升高,部分不稳定15 N优先脱除,δ~(15 )N值降低。在无烟煤阶段,随煤级升高,14 N和15 N同步脱除,δ~(15 )N值几乎不变。在不考虑含氮地质流体影响的情况下,深成变质作用和接触变质作用对煤中δ~(15 )N值的影响应相似。(4)就沉积环境而言,形成于海陆过渡相的中高硫煤/高硫煤的δ~(15 )N值最高,形成于陆相的特低硫煤和低硫煤的δ~(15 )N值次之,而形成于碳酸盐岩台地相的超高有机硫煤的δ~(15 )N值最低,这主要与沉积环境中成煤植物的氮源以及泥炭化作用阶段植物有机质降解程度的差异有关。一般以富集15 N的海水硝酸盐为氮源的成煤植物形成的煤(海陆过渡相中高硫煤/高硫煤)较以相对亏损15 N的大气氮为氮源的成煤植物形成的煤(陆相特低硫煤和低硫煤)要富集15 N。当成煤母质在泥炭化作用阶段受到微生物降解作用较弱时(陆相特低硫煤和低硫煤),形成的煤氮含量较高,δ~(15 )N会有所上升;当成煤母质在泥炭化作用阶段受到强烈的微生物降解作用时(碳酸盐岩台地相超高有机硫煤)成煤植物蛋白质(富15 N)被降解损失的较多,形成煤的氮含量较低,δ~(15 )N值又会有所降低。此外,煤的δ~(15 )N值还与惰质组含量有关,因为在丝炭化过程中大量损失氮使得惰质组的δ~(15 )N值偏低,当成煤母质遭受的降解作用较弱时(四台煤矿12号特低硫煤),惰质组含量变化对煤δ~(15 )N值的控制作用尤为明显。(5)就成煤时代而言,中国的晚古生代煤与中生代煤的δ~(15 )N值相近,都高于新生代煤的δ~(15 )N值。δ~(15 )N值的这种差异并不是因为不同成煤时代的成煤植物不同造成的,而是因为新生代煤样为尚未经历煤变质作用的褐煤,其氮损失较少,所以新生代褐煤δ~(15 )N值较低。     

豫西煤田新密矿区中间相碳沥青的发现及其地质意义

新密矿区晚古生代含煤岩系热液方解石,石英晶洞中产出一种中间相碳沥青,由不同生长状态的中间相组成,包括5种光学结构:中间相基质、中间相小球体、中间相复合小球体、片状体及流动型。笔者认为这种碳沥青的原始物质来源于煤层本身,它与煤层中出现的各向异性体具有密切的戍因联系,是热变员作用时期煤中富氢壳质组排出的液态烃类（煤成油）运移出煤层,聚集于晶洞中逐步转变而成。由于中间相是一种过渡相态,作为一种特殊地质现象保存下来具有一定的地质意义。它的发现表明了地质时间的作用在有机质热成熟作用过程中是重要的,但是是有限的;同时亦证明了腐植煤只有一定产出液态烃类的能力,在其变质作用过程中,也存在烃类产出、运移与聚集的过程。     

中国煤变质问题的探讨

廿世纪三十年代煤田地质工作者比较强调煤的动力变质,四十年代苏联对一些大煤田的变质分带进行了研究,认为并非动力变质所致,而主要是由于深成变质造成的。      

河南石炭二叠纪含煤岩系煤热变质作用下的变化——地下水热液对煤变质作用影响的初步探讨

河南石炭二叠纪含煤岩系在热液活动影响下,煤及其围岩都发生了变化。作者研究了尉岩变化特征及热液的性质,认为热液是大气降水来源的地下水热液。并以地下水热液系统形成机制为核心,把水文地质学中的有关观点应用于煤变质问题研究,指出地下水热液是煤热变质作用过程中的对流传热媒介。此外,用围岩粘土矿物变化特征划分了围岩变化阶段,使之与煤变质阶段对应了起来。     

内蒙古准格尔黑岱沟主采煤层的煤相演替特征

内蒙古准格尔黑岱沟6号主采煤层为一超大型煤-镓矿床,镓的主要载体为勃姆石.煤相的研究可为该镓矿床镓及其特殊载体勃姆石的富集提供成因信息.通过对该煤层煤岩学和矿物学的研究,发现准格尔黑岱沟6号主采煤层的显微组分明显富集惰质组,显微煤岩类型以微亮暗煤为主,显微组分的形态特征及其组合关系反映出该煤层的主采分层是干燥沉积条件下或潜水面高低交替变化使泥炭表面周期性干燥环境下形成的.该煤层中镓及其特殊载体勃姆石的最佳富集条件处于4个过渡带:(ⅰ)山麓沉积和下三角洲平原过渡带的上三角洲平原沉积;(ⅱ)微环境属于干燥森林沼泽和潮湿森林沼泽的过渡带,但偏向于干燥森林沼泽;(ⅲ)森林密度处于由大变小的过渡带;(ⅳ)在泥炭周期性堆积中,居于2个高位泥炭沼泽转折处的低位泥炭沼泽.     

煤中微量元素分布特征初步研究

 采自我国不同聚煤区的不同时代的89件煤样品,用中子活化分析法(INAA)分别测定了29种微量元素。据统计分析结果表明:(1)绝大多数微量元素的平均值高于世界的平均值,含量范围也较美国宽。我国各聚煤区不同时代间相比较,煤中大多数元素的平均含量和富集因数,从华南二叠纪至华北石炭—二叠纪到全国中-新生代逐渐降低。(2)中-新生代的煤中,元素间的相关性较好,华南二叠纪次之,而华北石炭—二叠纪的煤最差。(3)REE分布模式类型以中-新生代的煤最复杂;而华北石炭—二叠纪的煤较简单。     

煤中有机态微量元素含量与煤级关系

用逐级化学提取方法,分析了煤中有机质结构的合的微量元素含量与煤级关系。结果表明,有机态结合的微量元素在褐煤中含量比较高。烟烟中含量降低,到无烟煤阶段,有机态微量元素含量进一步降低,证明了随煤化程度增加,煤中有面态的微量元素含量降低。     

煤矿酸性水水化学特征及其环境地球化学信息研究

以水化学数据为依据,应用相关分析,结合地质、水文勘探资料,对煤矿酸性矿排水 (AMD)的水化学特点及其成因进行了研究。煤矿AMD在一定的物质条件和环境条件下形成,只要条件适宜,不管是高硫煤还是低硫煤均可产生酸性水;低pH、高Eh、高TDS及高硬度是煤矿AMD的重要特征,水中的SO₃2-与其EC之间以及Fe3+/Fe2+比值与其Eh值走势具有良好的一致性,水中微量元素及重金属来源较复杂,如Ni、Cu、Co、Zn等来源于黄铁矿的氧化溶解,但Pb、Sr等主要来自AMD对煤系地层中煤及岩石中矿物的淋滤作用。      

豫西晚古生代热变煤的性质及结构研究

煤化作用历程是影响煤性质及结构的重要因素之一。苏联学者波格丹娃对典型热变煤（通古斯煤田煤）与深成变质煤（顿巴斯煤田煤）所作对比研究表明:热变煤具有H/C 低、碳含量低、发热量低、粘结性较差等特点。我国晚古生代煤田区域热变质作用广泛发育,豫西煤田可作为典型代表。