煤中黄铁矿的铼-锇同位素含量及其地质意义

采用Carius管溶样方法,通过热电离质谱对淮北煤田煤中黄铁矿样品的Re、Os含量及其同位素进行了测定,得出黄铁矿样品中Re和Os含量分别为1·22~1·29ng/g和0·0046~0·0054ng/g。对两个样品同位素定年测定得出,其年龄值分别为(73·9±3·2)Ma和(33±9)Ma,两个样品的年龄相差约258~286Ma。含量和同位素年龄差值表明两个样品是不同时代形成的黄铁矿。Re-Os同位素体系比值揭示黄铁矿所赋存的地质体受到来自地壳物质的显著混染。另外,γOTs参数也证实了这一点。该参数分别为+17和+18,表明了有富含Re母体的地壳物质的加入,这为煤中Re-Os含量及地质理论研究提供了参考资料。     

淮北煤田梁花园井田滑脱构造

为了查明梁花园井田的基本构造,指导本区煤炭勘查开发,应用滑脱构造理论,结合钻孔资料和地震剖面,对区内地层、煤层、断层等特征进行了详细对比、综合分析和系统研究,否定了以往对该井田（垒-堑式）构造的看法,并取得新的认识。梁花园井田的主体构造是一个滑脱构造;控制梁花园井田的东、西两条大断层（原F₁、F₈）实际是同一条向下凹的弧形滑脱断层;梁花园井田实际是一块较为完整的矿产地。该结论扩大了梁花园井田煤炭储量的估算范围,避免了因认识误差造成的资源浪费。     

淮北煤中几种具有环境意义的微量元素分布

通过中子活化法,对淮北煤田主采煤层中和相对应的灰中几种具有环境意义的微量元素含量进行了测试,分析了它们在煤中和灰中的含量分布,并与中国和华北煤田煤中的平均值进行了对比,以便为煤和煤灰的综合利用提供基础资料。     

淮北煤田构造特征和形成机制

淮北煤田位于徐宿弧形推覆构造带前缘和外缘带。通过分析区域地质资料,并结合野外地质调查,探讨了淮北煤田的构造、演化特征及其形成机制。结果表明：①以宿北断裂为界将淮北煤田划分为南、北2个构造分区,北区构造线总体走向近SN-NNE,呈向西凸出的弧形展布,以逆冲断层为主,发育侏罗山式长轴褶皱;南区构造线走向NNW和NNE,以正断层和开阔短轴褶皱为主。②北区处于徐宿推覆构造主体部位,萧县背斜及其以东地区为上盘推覆体,萧县背斜以西地区属上盘推覆体;南区以西寺坡断层为界,该断层以东地带位于徐宿弧形构造带东南末端,属推覆构造上覆系统,西寺坡断层以西地区为推覆体下伏系统。③自石炭-二叠纪含煤地层沉积后,淮北煤田至少经历了3期较大的构造事件,即印支期近SN方向的挤压,形成近EW向断裂构造为主;燕山早期NWW-SEE方向的强烈挤压作用,形成徐宿弧形构造;燕山晚期NNE-SSW方向挤压,在煤田内形成大量NNE-SSW方向正断层。     

淮北煤田太原组灰岩水年龄及同位素地球化学特征

为了解淮北煤田太原组灰岩水年龄、水化学特征及演化,采集了淮北煤田29个矿井地下水样品进行水常规、氢氧同位素及~(14)C测试。利用传统图示及统计方法探讨了地下水化学特征及演化,约束了地下水年龄及径流特征。结果表明:淮北煤田太原组灰岩水年龄在2900～21910 a之间变化,不同矿区之间灰岩水化学特征有明显差异。闸河矿区以较低的TDS浓度、最小的地下水年龄和最高的δD和δ~(18)O值为特征,为淮北煤田太原组灰岩水主要的补给区;临涣矿区孙疃矿、宿县矿区桃园矿具有较大的地下水年龄、较高的TDS浓度和低的δD和δ~(18)O值,为主要排泄区。TDS浓度等值线图和地下水年龄等值线图呈现一致的演化规律,淮北煤田东北部闸河矿区为主要补给区。太原组灰岩水径流特征主要受构造背景的控制,地下水补给条件及水岩相互作用程度决定了水体中TDS浓度和氢氧同位素富集特征。     

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。     

岩浆侵入煤层中锑的赋存特征——以淮北卧龙湖矿为例

为探讨岩浆蚀变作用对煤层中锑赋存特征的影响,系统采集安徽淮北煤田卧龙湖煤矿岩浆侵入煤层侵入岩和全煤层样品共12个,利用原子荧光光谱法（AFS）测定样品中Sb含量,并对煤质参数进行分析。结果表明：卧龙湖煤矿岩浆侵入区煤表现为超低挥发分,中等灰分,特低硫的特点,煤中的硫主要以有机硫和黄铁矿硫存在。受岩浆热液影响,煤中灰分增加,挥发分减少;岩浆蚀变煤层中锑明显富集,算术平均值达到10.48 mg/kg,且侵入岩上方煤中Sb的平均含量明显增高,煤岩接触带位置Sb的含量达到最高值（13.93 mg/kg）;岩浆蚀变煤中的锑主要以无机结合态形式存在（相关系数r为0.74）,有机硫与煤中Sb呈显著负相关（相关系数r为-0.60）。岩浆侵入作用导致卧龙湖煤矿煤的煤质特征及煤层中锑的赋存方式受到不同程度的影响,研究结果可为特殊地质作用下煤中锑的环境地球化学特征提供参考。     

淮北煤田南坪断层性质研究及意义

南坪断层位于淮北煤田东南部,以往均认为其为断距较大的正断层,通过分析最新资料,南坪断层应为逆断层;该发现对南坪断层西部区块找煤有较大指导意义。     

淮北煤田祁东煤矿煤和瓦斯中稳定碳同位素分布特征及其地质成因

对淮北煤田祁东煤矿6个煤层的24个煤样和12个气样的稳定有机碳同位素分析,分别研究了煤和瓦斯中碳同位素的分布特征和变化趋势,为不同煤层及瓦斯源分析提供理论依据。研究表明：祁东煤矿煤的δ¹³C为-25.11‰~-22.76‰,6-1煤层至9煤层碳同位素均值呈波动变化,可能受当时成煤时期沉积环境的影响;瓦斯的δ¹³C₁为-63.65‰~-52.51‰,表现出次生生物成因气的变化特征,二氧化碳碳同位素特征（-22.61‰~-17.96‰）表明其均是煤热解而来。     

安徽省两淮煤田控煤构造样式研究

在系统总结安徽省煤田构造特征的基础上,运用构造控煤分析方法,提出煤田控煤构造样式,将其划分为六大类18种亚类,并重点讨论了两淮煤田控煤构造样式的成因及其与煤炭资源赋存之间的关系,从而查明了安徽省煤炭资源赋存的基本规律。结果表明：淮北煤田变形强烈,控煤构造样式以伸展控煤构造样式为主;淮南煤田受南北向挤压影响较大,控煤构造样式多以挤压控煤构造样式为特征,南北缘煤系改造变动频繁;在皖南煤田局部发育同沉积控煤构造。     

安徽淮北煤田二叠系沉积环境与聚煤规律分析

通过对大量钻孔资料分析,运用沉积学、煤田地质学的基本理论和方法,分析了淮北煤田二叠系的沉积特征、沉积序列和沉积环境及其演化,鉴别了沉积相,初步进行了聚煤规律分析。研究表明,淮北煤田二叠系广泛发育三角洲沉积体系,而且三角洲沉积体系的废弃阶段是聚煤作用的最佳时期,三角洲平原是聚煤的最佳场所。     

Composition and quality of coals in the Huaibei Coalfield, Anhui, China

The Huaibei Coalfield, Anhui Province, China, is one of the largest coalfields in China. The coals of Permian age are used mainly for power generation. Coal compositions and 47 trace elements of the No. 10 Coal of the Shanxi Formation, the No. 7, 5, and 4 Coals of the Lower Shihezi Formation, and the No. 3 Coal of the Upper Shihezi Formation from the Huaibei Coalfield were studied. The results indicate that the Huaibei coals have low ash, moisture, and sulfur contents, but high volatile matter and calorific value. The ash yield increases stratigraphically upwards, but the volatile matter and total sulfur contents show a slight decrease from the lower to upper seams. Magmatic intrusion into the No. 5 Coal resulted in high ash, volatile matter, and calorific value, but low moisture value in the coal. Among the studied 47 trace elements, Ba, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Th, U, V, and Zn are of environmental concerns. Four elements Hg, Mo, Zn, and Sb are clearly enriched in the coals as compared with the upper continental crust.     

淮北煤田煤中镧系元素和钇的地球化学——“岩浆侵入对淮北花沟西煤中稀土元素分布的影响”的商榷

"岩浆侵入对淮北花沟西煤中稀土元素分布的影响"(高校地质学报,2013,19(4):671-676页)和"岩浆侵入对袁店二井煤矿72煤中稀土元素的影响"(煤炭工程,2014,46(5):119-122页)两文均表明"岩浆侵入致使煤中稀土元素含量增加,使煤中稀土元素发生了二次迁移与富集,且岩浆组分对煤中稀土元素的迁移富集具有一定程度的影响",而经重新整理原作者数据,并对其中镧系元素和钇(REY)的含量特征、上陆壳标准化分配模式的分析后,则得出完全不同的结论:淮北煤田煤中REY平均118mg/kg,天然焦中REY平均128mg/kg,侵入岩中REY平均326mg/kg;煤层侵入岩REY含量高于煤和天然焦,而煤和天然焦中REY含量无显著差别。煤层侵入岩上陆壳标准化的REY分配模式均显著富集LREY,且明显与煤和天然焦的REY分配模式不同,这表明岩浆侵入对煤中镧系元素和钇的影响甚微,且煤中的HREY较LREY和MREY富集。总结得出:对煤中稀土元素地球化学的研究须将钇元素一并分析,且将REY三分(LREY,MREY和HREY)便于更细致的对比;稀土元素分配模式标准化的参考应该尽量选择与煤近似的地质体(如北美页岩、上陆壳、中国煤等),不应均以球粒陨石为标准,方可更准确地解析稀土元素的来源及其在成煤及变质过程中的分异等。     

淮北煤田煤中汞的赋存状态

系统采集淮北煤田10、7、5、4和3煤层的29个煤样品, 采用逐级化学提取方法研究了煤中汞的赋存状态, 根据提取步骤和汞的特性, 将煤中的汞分为水溶态、离子交换态、有机态、碳酸盐结合态、硅酸盐结合态和硫化物结合态, 利用Flow Injection Mercury System(FIMS)分析了样品中总汞和不同形态中汞的含量.测试结果表明, 与华北石炭-二叠纪煤、中国煤以及美国煤含量相比较, 淮北煤田煤中汞的含量明显富集.逐级化学提取实验结果和煤中汞与硫、灰分的相关分析结果表明, 岩浆的侵入对煤中汞的赋存状态有较大的影响, 不受岩浆侵入影响的10、4和3煤层煤中的汞主要以有机态和硫化物结合态存在, 受岩浆侵入影响的5和7煤层中的汞主要以硅酸盐结合态存在.      

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.     

Carbon,hydrogen and nitrogen in carbonaceous chondrites: Abundances and isotopic compositions in bulk samples

Whole-rock samples of 25 carbonaceous chondrites were analysed for contents of C, H and N and δ¹³C, δD and δ¹⁵N. Inhomogeneous distribution of these isotopes within individual meteorites is pronounced in several cases. Few systematic intermeteorite trends were observed; N data are suggestive of isotopic inhomogeneity in the early solar system. Several chondrites revealed unusual compositions which would repay further, more detailed study. The data are also useful for classification of carbonaceous chondrites; N abundance and isotopic compositions can differentiate existing taxonomic groups with close to 100% reliability; Al Rais and Renazzo clearly constitute a discrete “grouplet”; and there are hints that both CI and CM groups may each be divisible into two subgroups.     

Distribution, isotopic variation and origin of sulfur in coals in the Wuda coalfield, Inner Mongolia, China

This paper describes coal petrographic characteristics, sulfur abundance, distribution and isotopic signature in coals in the Wuda coalfield, Inner Mongolia, northern China. Petrographic studies suggest that depositional environment influences petrographic composition. The No. 9 and No. 10 coal seams, which are thought to have formed on a tidal delta plain, have high collodetrinite contents (up to 66.1%) indicating enhanced gelification and bacteria activity during coal accumulation, and also have the highest sulfur content (3.46% and 3.42%). Both organic and pyritic sulfur isotope values (−12.3‰ to 5.8‰ and −18.7‰ to 1.1‰, respectively) are variable and generally tend to be more negative in high-sulfur coals than those in low-sulfur coals in the Wuda coalfield. The negative sulfur isotope values indicate that a large portion of sulfur in the high-sulfur coals has a bacterial origin. Sulfur isotopic compositions and variations within the section were used to propose a model to explain the origin of sulfur in these coals. The presence of pyritized rod-like bacteria, cyanophyte's gelatinous sheaths and degraded algae organic matter suggests that bacteria, and perhaps algae, may play an important role in the formation of these high-sulfur coals.     

安徽淮北煤成气形成条件及其资源

安徽淮北石炭、二叠纪煤系有机质丰度高，热演化程度已达高成熟阶段，生气潜力很大。本区一次生气条件因构造活动遭到相当程度的破坏，但燕山期强烈的岩浆侵入和地区西部及北缘中、新生代大幅度沉降提高了有机质热演化程度，创造了二次生气的有利条件。     

皖南和皖北城市地质调查比较——以黄山市、淮北市为例

以黄山市和淮北市为例,对皖南和皖北城市自然地理、社会经济、地质背景、主要城市地质问题、城市地质调查内容进行比较,认为黄山市和淮北市是安徽省南部和北部城市的典型代表,其城市地质调查主要目的、方法手段相同,侧重点应当根据城市地质背景特征和发展需要有所不同,对今后皖南和皖北地区其他城市开展此项工作具有借鉴意义.     

安徽泾县湛岭斑岩型钼矿床中铼的赋存状态研究

铼（Re）作为关键金属之一,是国家安全和军事战略必不可少的关键矿产,近年来受到世界各国的广泛关注。目前全球90%的Re产出于斑岩型矿床中,由于Re和Mo（钼）的元素性质相近,辉钼矿是Re的主要富集矿物。目前,前人的研究主要集中于含Re辉钼矿多型、辉钼矿中Re的含量、以及微米尺度上Re在辉钼矿中的赋存规律等方面,但纳米尺度上,Re在辉钼矿中的赋存状态研究仍十分薄弱。本次工作以安徽省泾县新发现的湛岭斑岩型钼矿床中的辉钼矿为研究对象,查明矿床中的辉钼矿主要有两种类型：粗粒叶片状辉钼矿（Ⅰ型）和细粒集合体辉钼矿（Ⅱ型）。通过电子探针（EPMA）和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）确定了微米尺度上辉钼矿中的Re含量呈较大的不均一性。粗粒叶片状辉钼矿核部的Re含量（90.2×10^-6）高于边部（37.6×10^-6）,细粒集合体辉钼矿中的Re平均含量（89.4×10^-6）明显高于粗粒叶片状辉钼矿（50.0×10^-6）,其中可见多个无规律的局部Re富集区域。在此基础上,对细粒集合体辉钼矿中富Re区域进行聚焦离子束（FIB）原位取样,并运用透射电镜（TEM）分析发现,在纳米尺度上,辉钼矿Re含量也有较大不均一性。在ADF-TEM照片中识别出辉钼矿具有a、b两种不同的表征。表征a的辉钼矿Re含量较高,晶格受到明显干扰,除类质同象替换外,还存在以Re-S吸附的方式赋存的Re;而表征b中的辉钼矿Re含量较低,晶格并未受到明显的干扰,Re主要是以类质同象替换的形式存在。以上研究结果表明,湛岭斑岩型钼矿床中的Re除了类质同象替代Mo进入辉钼矿晶格外,还以Re-S的形式吸附在辉钼矿晶格表面,Re的两种赋存状态是辉钼矿中Re含量不均一性的主要原因。