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。     

淮北煤田二叠纪煤系地层中砂岩的研究

砂岩是沉积地层中的骨架岩性,运用岩矿鉴定、扫描电镜、粒度分析等手段,对研究区二叠系煤系地层中砂岩的岩石学特征进行了详细的研究,为进一步认识该地区二叠纪沉积环境提供科学依据。     

两淮煤田石炭二叠纪成煤环境类型及其演化

两淮煤田石炭二叠纪煤层的形成环境可划分为泥炭坪和泥炭沼泽两种类型,根据下伏沉积物的沉积环境又将其划分为若干亚型。不同环境煤层的煤体煤质、顶底板和夹矸均不相同水介质条件亦不同,泥炭沼泽是本区最重要的成煤环境。同一煤层在垂向上和平面上都可形成于不同的环境,不同环境间可以相互转化。     

陶枣煤田晚古生代煤中硫及伴生有害元素分布特征

对山东陶枣煤田晚古生代洪进行了形态硫分析、煤中黄铁矿伴生无奈的探针测试及煤中微量元素中子活化分析,结果表明,高硫煤中有害物质主要来自煤中黄铁矿,黄铁矿硫占总硫的75％以上,同时黄铁矿中伴生有大量有害元素,其质量分数与种类又与其成因类型有关。黄铁矿中伴生有害元素质量分数约在0．5％至2．5％之间。太原组高硫煤中的有害元素以Cu,As,U,Ph,Mo和Co等为特征,其成因与硫的聚集密切相关。研究还发现,As与Fe存在相关关系,As主要赋存在Fe和Cu的硫化物中。U的富集与海水的影响有关,同时也受岩浆活动的影响。侵入体附近的低灰天然焦含U最高,达10×10－6。根据以上研究结果,推测对于高硫煤采用重液洗选除硫除灰时,也可同时去除大部分有害元素,应予深入研究。     

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。     

淮北煤田煤的稀土元素地球化学

采用仪器中子活化分析法（ＩＮＡＡ）测试了淮北煤田６、３煤层１个煤样的稀土元素含量,并探讨了稀土元素地球化学特征,得出以下认识：１１个样吕的平均ΣＲＥＥ为８１．９５３５ｕｇ／ｇ;稀土元素分布模式呈左高右低的、具Ｅｕ负异常的“Ｖ”型曲线。相关分析、聚类分析的结果表明：稀土元素与灰分、陆源碎屑的元素（Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｈ、Ｔａ、Ｓｃ和Ｒｂ等）的关系密切,而与海相元素（Ｃａ、Ｓｒ等）关     

大同煤田北部中侏罗统煤中伴生元素分布特征及其地质意义

为研究大同煤田中侏罗统煤中伴生元素地球化学特征及地质意义,应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、X射线衍射法（XRD）、光学电子显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等测试方法分析煤田北部9个煤层中伴生元素含量和赋存特征。结果表明：煤中微量元素含量低,其有益元素（Li、Ga）含量均远低于边界品位,不具伴生成矿开发潜力,但2号煤中Co与Zn、9号煤中Tl和11-2号煤中Be等有害元素较为富集,是世界煤平均值的3倍以上,其环境影响值得关注。煤中主要矿物是高岭石与石英,高岭石主要充填在结构镜质体中,指示其同生成因,石英往往具有很好的晶型,指示其自生成因;少量的黄铁矿和方解石充填在显微裂隙中,指示其后生成因;磷灰石与有机质结合。煤中微量元素Ni和Mo可能主要以有机质结合态存在,其他元素主要赋存在无机矿物中,Si主要以石英形式存在,部分Si和Al以及Li、Cr、Ga和Nb存于黏土矿物中,Fe和Mn以及Cd、Zn、Tl赋存于黄铁矿中;Ca和Mg以及Co主要赋存在碳酸盐矿物中;P、Be、Sr和Ba可能存在磷灰石中;Rb赋存在石盐类矿物中。垂向上看,大同组存在2个沉积旋回,每个沉积旋回由下至上,水动力条件逐渐降低,水体由浅到深,陆源碎屑供给越来越少,这2个旋回间可能经历了较强的地质作用。总体看,在成煤期,随沉积作用的进行,聚煤盆地中碎屑物质输入逐渐减少,活性物质逐渐增加。     

徐州煤田石炭二叠纪成煤植物

据煤核中植物化石和煤中植物残体,研究了徐州煤田石炭二叠纪成煤植物。太原组成煤植物较单调,以科达为主;山西组和下石盒子组多为种子蕨类和银杏类（？）。鱗木类在整个石炭二叠纪均为成煤的重要分子。文章还讨论了成煤植物的演化。     

滇东黔西晚二叠世煤层中伴生元素的成因分布类型

以概率密度统计分析法研究滇东黔西晚二叠世煤层中伴生元素的成因分布类型,表明同一煤层不同元素及不同煤层同一元素具有不同的成因分布类型。各元素的成因分布类型又表明,该区煤层均受到过成岩后生变化和岩浆热液作用影响。     

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。     

贵州普安-晴隆矿区晚二叠世煤及煤灰中伴生元素的富集特征

运用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）分别对普安-晴隆矿区晚二叠世C17、C19、C22和C26号煤层中8个煤样和7个煤灰样进行微量元素含量的测试分析。结果表明,煤及煤灰中明显富集Li、Sc、V、Cr、Co、Ge、As、Nb、Mo、W、U等元素,且各元素在煤灰中更加富集,Nb、Zr、V、Ga和U等伴生金属元素的含量基本达到或超过了对应元素的边界品位或最低工业品位。煤中伴生元素的富集成因研究表明,V、Cr、Co、Nb和Zr等元素的富集主要受物源区峨眉山玄武岩风化碎屑物质供给的控制;U、S、Mo等元素的有限富集与海水作用有关;而受成煤期同沉积火山灰沉降的影响,煤中Li、Nb、Zr、Mo和U等微量元素表现出一致富集的特点;成煤期后的低温热液作用,使得各煤层,尤其是底部煤层（C19、C26）明显富集As、Mo、U和W等元素。综合分析认为,成煤期同沉积的火山灰沉降和成煤期后的低温热液作用是普安-晴隆矿区晚二叠世煤中伴生元素异常富集的主控地质因素。     

黔西织纳煤田上二叠统层序地层及聚煤作用

贵州西部织(织金)纳(纳雍)煤田以发育海陆过渡相含煤岩系而成为研究西南地区晚二叠世沉积相及层序地层的理想地区.作者对该煤田上二叠统含煤岩系(龙潭组和长兴组)进行了高分辨率层序地层分析,并探讨了层序地层格架下煤层厚度的变化规律.以区域不整合面以及下切谷砂体底部冲刷面等为层序界面,结合石灰岩标志层向古陆方向延伸距离而显示的...     

准格尔煤田串草圪旦煤矿5号煤元素地球化学特征

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征,采用光学显微镜、扫面电子显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成及形态特征,应用电感耦合等离子质谱（ICP MS）方法测定煤中多种微量元素含量,运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明：5号煤中Li、Be、F、U、Hg 5种元素相对富集,含量高于研究区6号煤及中国煤中含量水平。5号煤中Li、F、Ga、Se无机亲和性强,Be、As、U为亲有机元素;Hg与硫含量显著正相关。各元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态赋存。     

Genetic mechanisms of coalbed methane in typical districts from Huaibei Coalfield,Eastern China

Taking insight into genetic mechanisms of coalbed methane (CBM) can provide an effective approach for evaluating the value of CBM resources. In this study, the geo-temperature and the thermal subsidence history were used to investigate the effect of the present geothermal field characteristic on the genetic mechanisms of CBM at the Huaibei Coalfield. The results showed that the Permian coal strata in the study areas had a relatively low geo-temperature (< 50°C), high vitrinite reflectance (R_o,max; 0.75%-1.2%) and a coal rank typical of intermediate-high metamorphic bituminous. Comprehensive analyses of the characteristics of the present geothermal field indicate that the CBM at the Huaibei Coalfield are dominated by secondary biogenic gases. Furthermore, the genetic mechanism towards CBM was further proposed based on the tectonic evolution history: (1) Tectonic thrusting contributed to R_o,max values ranging from 0.5% to 3.0%, with maximum geo-temperatures of 140–180°C, which resulted in the generation of thermogenic CBM. (2) An extensional regime contributed to gradual uplift of the Permian coal-bearing strata, with the gradual escape of CBM at burial depths greater than 700m. (3) A large number of faults and hydrodynamic environments greatly promoted the microbial degradation of the early thermogenic gases, resulting in generation of secondary biogenic gases.     

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。