宁武煤田平朔矿区9号煤中锂的富集机理

从宁武煤田平朔矿区的9号煤中共采了58个煤样,通过光学显微镜、逐级化学提取、SEM-EDX分析、X射线粉末衍射和ICP-MS技术对这些样品进行分析。结果表明9号煤中Li的平均含量达到152 mg/kg,9号煤的点储量为36.7亿吨,Li O2的量达119.5万吨,也就是说煤层中锂的储量约为55.8万吨;逐级化学提取过程的结果表明,Li的富集主要与无机物有关,只有约5.5%的锂具有有机亲和力,这些无机矿物是高岭石、勃姆石、绿泥石族矿物、石英、方解石、黄铁矿以及无定形粘土状矿物等,在含锂煤层中,锂可能被粘土矿物吸附;根据古地理研究,9号煤中锂的最初来源可能是阴山古陆,盆地北部本溪组中的铝土矿可能是锂的直接来源。     

山西省煤系伴生三稀矿产资源研究现状及找矿前景

为进一步勘探和开发山西省煤系伴生的稀有、稀土、稀散元素（简称三稀元素）矿产资源,在综合以往研究的基础上,统计了山西省煤系伴生三稀元素的含量和赋存特征,同时结合山西省煤炭资源分布特征探讨了煤系伴生三稀矿产资源的找矿前景。结果表明,山西省宁武煤田平朔矿区为煤系伴生锂超大型矿床,北部煤炭基地部分矿区和西山煤田部分矿区具备煤系伴生锂成矿潜力;宁武煤田北部、大同煤田北部、河东煤田北部及西山煤田局部地区具备煤系伴生镓成矿潜力;沁水煤田和西山煤田山西组含煤岩系的伴生稀土元素均有一定的工业开发利用价值;省内六大煤田含煤岩系中尚未发现其他达到工业利用品位的伴生三稀元素矿床。初步研究成果对指导山西省煤系伴生矿产资源开发、煤炭资源可持续发展和粉煤灰高效利用具有实际意义。      

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。     

宁武煤田2号煤中镓的富集与赋存特征

宁武煤田是我国典型的煤伴生资源丰富的煤炭基地。为研究煤中Ga的成矿规律,从宁武煤田2号煤中采集了117个煤样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱和逐级化学提取实验对样品进行测试分析。结果表明宁武煤田2号煤中Ga的平均含量为30.93μg/g,整体上属于轻度富集—富集。逐级化学提取的结果显示煤中Ga的赋存以残渣态为主,占比87～92%,其次为有机态,占比6%～10%。由煤中Ga与煤质和常量元素的相关性分析认为,高岭石、勃姆石等黏土矿物是煤中Ga的主要矿物载体,黏土矿物对Ga的吸附是2号煤中Ga富集的主要原因。     

宁武煤田北部构造特征及其控煤作用

为查明宁武煤田北部构造特征及其对石炭-二叠系的控煤作用,结合野外露头、钻孔岩性、三维地震等资料,分析了宁武煤田构造区带划分、地层结构、构造演化及应力场特征,明确了宁武煤田北部主力煤层的控煤构造。研究表明:晚古生代以来,宁武煤田主要经历了印支、燕山和喜马拉雅3期构造运动,其中燕山期构造最为复杂,具有幕式、挤压伸展交替演化,控制了煤田现今的构造格局;煤田边界主要受NE—近NS向逆冲断裂带控制,内部由平鲁向斜、朔县向斜和宁武向斜3个赋煤区构成。煤田内发育NE—NEE、近NS向和近EW向正断层,且具有叠加改造和差异性分布的特征,平面多呈斜交、平行分布,垂向多为垒堑、顺向和反向断阶构造样式,共同控制了不同井田的煤层赋存稳定区。      

朔南矿区9~#煤层煤质特征及液化性能

朔南矿区位于山西省宁武煤田北端,主要可采煤层为上石炭统太原组9~#煤层。在统计分析朔南矿区以往勘查资料的基础上,系统分析了研究区9~#煤层的物理性质、煤岩特征、煤质特征及其变化规律,初步评价了朔南矿区煤炭的液化性能。结果表明:朔南矿区9~#煤层以中-中高硫、中-中高灰、高挥发份,高发热量的长焰煤为主,9~#煤层洗选后可作为直接液化用煤。     

鄂尔多斯盆地煤中微量元素分布特征

含煤盆地煤中共伴生的镓、锂、稀土等微量金属元素是当前煤炭地质领域重要的研究内容之一,鄂尔多斯盆地是煤中微量元素研究的热点之一。从鄂尔多斯盆地整体角度,分析了盆地煤中微量元素的时空分布特征:从平面上看,盆地煤中微量元素的富集主要集中在盆地边缘,其中以东北缘准格尔煤田、河东煤田河保偏矿区最为富集,其次为南缘渭北煤田;从含煤地层看,微量元素主要集中富集于石炭二叠纪的煤层中,主要以锂、镓的富集为主,在盆地东北缘、贺兰山煤田太原组煤中可见稀土元素的富集。侏罗系煤中微量元素主要呈分散分布,仅在盆地南缘黄陇煤田黄陵矿区发现有煤中镓富集,其余在盆地西南缘发现煤中锶、钡等金属的富集。     

淮北煤田南部新生界底部松散沉积物沉积特征及古地理意义

通过对淮北煤田市部新生界底部松散沉积的沉积特征研究，初步得出结论，位于同一煤田的宿县矿区和临涣矿区的沉积物结构和矿物成份特征差别较大，导致这一差别的主要原因是物源区与岩性的不同，以及古地理条件的差别．在临涣矿区，以石英、长石和少量碳酸盐矿物组合以及以锆石、电气石为主的重矿物组合，反映了来自于矿区北部的中性闪长岩岩体的风化。而以含大量灰岩砾石，和以石英、燧石为辅的碎屑组成则说明了宿县矿区东部、北部奥陶系地层和煤系地层本身遭受了强烈风化。沉积物的复杂结构特征和矿物成份特征反映了基岩地貌南低北高，源区遭受的强烈物理风化作用以及在短距离内快速搬运和多源沉积特征。     

木里煤田聚乎更矿区含煤地层对比与划分

通过对木里煤田区域构造演化特征、含煤盆地发展模式、含煤地层沉积体系的分析,初步总结了木里煤田聚乎更矿区的煤层沉积规律。本区主要含煤地层为中侏罗统江仓组下段(J2j1)和中侏罗统木里组上段(J2m2),其中,中侏罗统木里组上段(J2m2)最发育,是聚乎更矿区的主要含煤地层。从晚三叠世到早白垩世,整个煤田经历了印支期、燕山期多期性的构造运动,对含煤盆地的形成和发展起着控制作用。含煤地层形成过程中总的沉积环境或地貌景观为山间盆地型的开放式泄水湖泊环境类型。通过对木里煤田聚乎更矿区各井田含煤地层的分析研究,提出了木里煤田聚乎更矿区各含煤地层划分及各矿区煤层对比关系的统一方案,从而基本解决了木里煤田以往在含煤地层划分与对比中所存在的对比不清、划分不明的现象,为该区煤层对比打下了良好的基础。     

“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。     

内蒙古狼山地区侏罗系LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年及其物源意义

运用碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学方法,对内蒙古狼山东升庙和义和久地区侏罗系石拐群物源进行了探讨。通过对111颗有效锆石年龄统计分析可知,年龄峰值以晚古生代(259~308Ma)为主,其次为古元古代(1.74~2.18Ga)和早古元古代—新太古代(2.39~2.58Ga)。晚古生代年龄与狼山大规模出露的海西期岩浆岩年龄一致,古元古代—新太古代年龄与狼山地区古元古代岩浆岩、孔兹岩带年龄分布特征相近。侏罗系砂岩稀土元素配分特征与海西期岩浆岩、乌拉山群、孔兹岩系相似。结合石拐群样品薄片和砾岩分析,认为侏罗系为近源沉积,其物源主要为狼山地区大规模海西期岩浆岩,其次来自河套地区孔兹岩带,狼山地区太古宙乌拉山群、古元古代岩浆岩和早—中三叠世岩浆岩可能提供了部分物源。另外,根据碎屑锆石最年轻年龄为243Ma(中三叠世),结合前人植物化石组合研究及狼山地区整体缺失三叠纪地层的特点,认为该套地层的时代应为早—中侏罗世。狼山地区侏罗系沉积物源模式为南北两侧为隆起物源区,主要物源为北侧狼山隆起,南侧河套隆起向北提供部分物源,不同地区物源存在一定差异。     

鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组砂岩源区构造背景与物源分析

目前关于鄂尔多斯盆地塔然高勒地区直罗组沉积期物源和区域沉积-构造背景等问题尚缺研究,在一定程度上制约了直罗组物源变化的整体评价.对塔然高勒地区含铀层位直罗组下段砂岩进行了岩石地球化学、碎屑锆石U-Pb测年研究.结果显示,研究区直罗组下段源区岩石类型主要为长英质沉积岩和少量中性岩浆岩;源岩构造背景为活动大陆边缘-大陆边缘弧环境.综合微量、稀土元素特征和获得的锆石U-Pb定年数据,认为塔然高勒地区直罗组的物源主要来自大青山-乌拉山等地区的孔兹岩、TTG片麻岩、麻粒岩和镁铁质-超镁铁质层状侵入岩以及阴山地区形成于华力西期-印支期-燕山期的岩浆岩,直罗组下段砂体展布特征清楚地反映了研究区及相邻铀矿床由北向南的物源供给方向;研究区直罗组下段发现的三叠纪碎屑锆石表明三叠纪时期直罗组下段沉积时印支期侵入岩已被抬升至地表提供了物源,直罗组下段上亚段的年轻物源组分比例比下亚段的大.      

南海西部表层沉积物碎屑矿物分布特征及其物源

南海西部海域的物源研究程度相对较低,尤其对中段的物源有较大的争议。通常认为中部没有大河注入,其物源主要来自其南北的湄公河和红河。笔者通过对该区表层沉积物的系统取样及碎屑矿物分析鉴定认为,碎屑矿物主要分布于南部陆架区和中部陆坡区域。根据因子分析,南海西部碎屑矿物可以明显分为南部、中部、北部三区。南区陆架碎屑矿物主要由重矿物金红石、锐钛矿、白钛矿、锆石、透闪石、十字石及轻矿物石英、长石等组成,原岩应以岩浆岩类为主,包括部分变质岩;中区陆坡以十字石、透闪石、电气石、褐铁矿及黑云母、白云母为主,原岩可能主要为变质岩类;北区陆坡碎屑矿物少,组合特征不明显。各区不仅组合特征明显不同,且各区分界明显,表明其物质来源明显不同,南区物源主要来自红河和加里曼丹岛;中部海域的碎屑矿物组合与中南半岛大量出露的变质岩基本吻合,表明其物源主要来自中南半岛,而不是来自其南北的湄公河和红河。     

吐鲁番-哈密盆地陆源碎屑沉积环境及物源分析

吐鲁番-哈密盆地从晚二叠世到晚第三纪经历了复杂的,多旋回的沉积构造演化历史,造成主要地层间均以不整合为界。盆地内沉积相类型丰富,沉积环境随时间的推移而发生改变。在晚石炭世,盆地北部为浅海环境;到晚二叠世,沉积环境由海相转变为陆相,并在上二叠统下部形成大量冲积相或河流相粗碎屑沉积;在三叠纪,沉积物主要形成于冲积相或河流-湖泊环境中,古气候则由干旱转为温暖湿润。早、中侏罗世,沉积环境以湖泊-沼泽相为主;到晚侏罗世,则以辫状河流相为主及干旱气候为特征。在白垩纪,盆地的沉积范围大为缩小,以湖泊环境为主;第三纪,沉积范围则扩大到整个盆地,沉积相以辫状河流及冲积相为特征,沉积气候干旱,局部地区接受了盐类沉积。古流向分析显示,吐-哈盆地具有复杂的沉积搬运体系。在盆地南侧,沉积物搬运方向总是由南向北,表明觉罗塔格山是盆地的主要物源区;而在盆地北侧,博格达山自晚侏罗世开始隆起,构成盆地的另一新的物源区,沉积物搬运方向由北向南。在白垩及第三纪,博格达山成为盆地的主要物源区。     

鄂尔多斯盆地晚古生代沉积岩源区构造背景及物源分析

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异。在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势。常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关。稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O>1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关。北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部。     

鄂尔多斯盆地东南部本溪组—下石盒子组泥岩元素地球化学特征

以鄂尔多斯东南部取心资料为基础,对不同层位泥岩的微量元素及稀土元素等测试结果进行分析,研究了本溪组至下石盒子组的沉积环境演化规律及物源特征。岩性资料分析结果表明,本溪组至下石盒子组,泥岩颜色由深及浅,表明沉积环境的还原性由强至弱;对环境敏感的微量元素(V、Ni、Sr和Cu等)及Ceanom值分析结果表明,本溪组至下石盒子组沉积环境总体属于弱还原-还原环境且还原性有逐渐减弱的趋势;气候总体为温暖湿润环境,自下而上,气候的温湿性变弱;本溪组为海相咸水沉积,山西组及下石盒子组以陆相淡水沉积为主;本溪组水体较浅,山西组水体较深,下石盒子组水体较山西组浅。δEu、(La/Yb)N及Gd/Yb等稀土元素指标分析表明,研究区沉积母岩以上地壳岩石为主,存在南北两个物源,北部物源为盆地北部阿拉善—阴山古陆造山带,南部物源为北秦岭造山带;受南北物源控制,研究区南部近源沉积的Al2O3/CaO值普遍高于北部的远源搬运沉积。     

库车坳陷侏罗系砂岩碎屑组分及物源分析

库车坳陷位于塔里木盆地的北部,其侏罗系发育良好,为一套陆相含煤沉积,可分为中、下部的煤系地层和上部的杂色碎屑沉积两部分。侏罗系包括阿合组、阳霞组、克孜勒努尔组、恰克马克组、齐古组和喀拉扎组。该区砂岩碎屑成分以石英为主,其次是长石及各种岩屑,有时含少量云母及绿泥石等碎屑矿物。砂岩结构不一,粗砂、中砂和细砂状结构均有,很少一部分为含砾结构。砂岩分选性以中等为主,少量分选好或分选差。砂粒的磨圆度各层位有所差异。本文对库车坳陷侏罗纪地层的砂岩进行了骨架矿物统计分析,通过碎屑岩矿物成分与结构的变化研究了库车坳陷侏罗系沉积岩石学特征,并应用Dickinson的分析理论及结果,对库车坳陷的碎屑岩进行物源与板块构造关系的分析与探讨,重点对库车河剖面的砂岩作了系统采样和测定,显微镜下观察了砂岩的碎屑组分,并对各组分采用点记法进行整个全视域薄片的砂岩的骨架矿物成分统计工作,根据碎屑组分特征与重矿物组合特征,结合区域构造、沉积古地貌及盆地演化史,对库车坳陷的物源进行了探讨。认为侏罗系下部的碎屑岩物源区以再旋回造山带为主,已经过一段时间的风化开始隆升,遭受强烈剥蚀,反映了前陆盆地形成时的早期旋回阶段的特征,来自三叠纪古前隆的物源较少,母岩以沉积岩为主;侏罗系中上部碎屑物源仍以盆地边缘再旋回造山带为主,但三叠纪古前缘隆起提供物源已比较明显。除此之外,在盆地边缘形成的早期沉积物经水流机械破碎、改造作用的泥砾沉积物增多,受双物源区的控制,母岩为沉积岩。     

黄河北地区晚古生代岩相古地理与煤系烃源岩发育

黄河北地区广泛发育各种沉积体系,通过对其沉积特征及沉积模式的分析发现黄河北地区晚古生代石炭-二叠纪海相、陆相和过渡相环境均有发育。该地区存在的主要沉积体系类型是潮坪沉积体系、障壁-潟湖沉积体系、河控浅水三角洲沉积体系和河流-湖泊沉积体系。研究发现:本区石炭-二叠系储层烃源岩发育有意义的三个沉积演化阶段分别是本溪期、太原期、山西期;黄河北地区属鲁西地区一部分,晚古生代石炭-二叠系含煤地层主要发育砂岩、泥质岩、碳酸盐岩、岩浆岩和可燃性有机岩(煤),是重要的烃源岩;黄河北煤田含煤地层含煤14层,其中1~5层煤赋存于山西组,6~14层煤赋存于太原组,就可采煤层的层数来说,存在“东多西少”的特点;在含煤地层剖面上的分布特点是“上薄下厚”,主要富煤带则主要分布在东部地区;泥页岩主要发育在石炭-二叠系太原组和山西组,泥页岩层厚度在横向上有一定的规律性,由北向南泥页岩层厚度有逐渐减小的趋势,南部济西矿区和长清矿区,西北部伦镇矿区、李屯矿区厚度发育较好,多在90m以上。     

柴北缘西段侏罗系沉积特征*

柴达木盆地北缘中小盆地(包括苏干湖盆地)是中国西部潜在的油气资源战略接替区,前期工作揭示了在柴北缘西段发育具有一定生油潜力的中生界烃源岩。沉积特征和沉积环境分析对于研究烃源岩及储集层分布具有重要意义。但有关柴北缘西段沉积特征和沉积环境的认识相对较少,制约了油气勘探工作的进一步开展。通过野外露头观测、钻测井资料分析以及地球化学测试等技术手段,初步落实了柴北缘西段侏罗系的沉积体系和沉积环境,为今后的油气勘探提供了依据。研究表明,苏干湖盆地早中侏罗世发育扇三角洲—湖泊沉积,晚侏罗世发育辫状河,物源可能主要来自北部祁连山;赛什腾山南缘侏罗纪发育沼泽—三角洲—湖泊沉积体系,富含煤层,物源来自西北和东北;冷湖一带早侏罗世主要发育湖西山组深湖—半深湖沉积,物源可能来自西北部阿尔金山附近。泥岩样品沉积地化分析显示研究区整体为还原环境,不同采样点样品的稀土元素配分模式具有相似性。构造-沉积演化分析表明,早侏罗世柴达木盆地北缘西段初始断陷,湖盆沉积中心位于冷湖一带;中侏罗世中期(对应于大煤沟组四段)苏干湖盆地内部裂陷成盆,沉积中心向东转移,后期(对应于七段)湖泛形成大湖盆。侏罗系烃源岩主要发育于大煤沟组五段至七段湖平面上升时期。     

扬子地块东南缘沉积岩的Nd同位素研究

扬子地块东南缘上溪群分布区及其周边沉积岩的Ｎｄ同位素研究结果,支持存在一条苏浙皖古生代裂陷槽（或江南深断裂）的观点。上溪群以北直至长江边所分布的震旦系－古生代的盖层沉积岩,其Ｎｄ模式年龄有两组,表明物源区不同。裂陷槽以北,沉积岩的物源区为Ｎｄ模式年龄约２.０～２.１Ｇａ的扬子物源区;以南的沉积岩表现出明显的幔源物质混染,显示出元古代岩浆活动的影响,而上溪群分布区以南直到江绍断裂附近主要表现上溪物源区的影响,华夏地块古老基底岩石则无显著贡献。