五家沟矿区5号煤中伴生元素地球化学特征

为了研究大同煤田南部煤中伴生元素的地球化学特征,运用矿物学、煤地球化学以及岩石学等学科的理论和研究方法,利用X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICPMS)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜+能谱分析(SEM-EDS),对五家沟矿区5号煤中伴生元素的含量及赋存特征进行研究。结果表明,五家沟5号煤中常量元素Al、Si、Ca、Fe含量较高,占到灰分总量的95%以上。Al主要以高岭石的形式存在,Si以黏土矿物和石英的形式赋存于煤中,煤中Ca的主要载体是方解石,Fe在煤中主要以黄铁矿的形式存在。煤中微量元素Li富集,Ga、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta轻度富集。锂和镓主要赋存于高岭石中;铌和钽赋存于黏土矿物中,部分可能赋存于伊利石中;锆和铪赋存于黏土矿物中,还有部分赋存于金红石内。     

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。     

铝土矿(岩)型锂资源及其开发利用潜力

铝土矿常共伴生Li、Zr、Nb、Sc等三稀元素,是潜在的巨大沉积型锂资源库。铝土矿中锂的赋存状态和分布规律研究,对丰富发展锂矿成矿理论和实现铝土矿资源的综合利用意义重大。文章系统收集了中国山西、河南、广西、贵州、云南和重庆等地区铝土矿床的地球化学、矿物学、年代学资料,探讨了锂的赋存、分布规律、影响因素和综合利用前景。黔北、渝南、豫西、晋中北铝土矿区的古风化壳沉积型富锂铝土矿(岩),成矿时代为晚石炭世本溪期和中二叠世梁山期,锂主要富集于含矿岩系中、下部致密块状铝土岩(高铝黏土岩)-硬质黏土岩中,其A/S值为1.1～1.8,w(SiO_2)为25%～45%,w(Al_2O_3)介于35%～55%,而在土状铝土矿中w(Li)偏低。锂主要以离子交换和离子吸附2种形式赋存在高岭石、绿泥石、蒙脱石等黏土矿物中,并且当黏土矿物含量高、种类多时,w(Li)更高。铝土矿(岩)型锂是沉积型锂资源的重要而巨大的来源,黏土提锂在实验和工业上的进展为铝土矿中锂的综合利用提供了广阔前景。     

山西沁水煤田首阳山矿15#煤的稀土元素分布规律、赋存状态及其对成煤环境的指示

文章以沁水煤田长治首阳山矿15号煤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线荧光光谱(XRF)等方法对煤中的稀土元素进行测试和分析。探讨了15号煤中稀土元素的富集机理、配分模式、赋存状态以及成煤环境等地球化学特征。结果表明:(1)研究区煤层中的稀土元素含量均值为49.28μg/g,整体含量较低;(2) 15~#煤(除SYS15-2外)和夹矸中稀土元素均为轻稀土富集型(LREY),并且夹矸中轻稀土富集更加明显;(3)稀土元素主要赋存在黏土矿物中;(4)成煤环境整体上以弱还原环境为主,稀土元素物质来源主要为陆源碎屑。     

X射线衍射和TIMA研究陕南镇巴地区富锂黏土岩的矿物组成及锂的赋存状态

黏土岩型锂矿作为可利用锂资源的重要组成部分,由于其分布广、储量大而备受关注。陕西镇巴地区晚二叠世吴家坪组新发现黏土岩型锂矿(资源),Li₂O最高含量可达0.39%,达到了黏土锂矿的工业指标(0.2%),具有一定的开发利用价值。为了查明陕南镇巴地区富锂黏土岩中黏土矿物种类、含量及富锂黏土岩中锂的赋存状态,本文选取陕西镇巴地区富锂黏土岩,通过偏光显微镜鉴定初步查明黏土岩的矿物组成,利用X射线衍射(XRD)、全自动综合矿物分析系统(TIMA)分析技术定量查明富锂黏土岩中黏土矿物及主要元素含量。结果表明：该黏土岩主要由高岭石、铝绿泥石、伊利石、锂绿泥石等黏土矿物以及赤铁矿组成,含少量绿泥石、金红石等矿物。TIMA分析表明样品中锂绿泥石最高含量为8.94%,对应锂含量为0.12%(Li₂O含量为0.26%),略低于该样品全岩Li₂O含量(0.31%)。锂绿泥石呈丝缕状,不规则粒状,嵌布于一水软铝石、伊利石、铝绿泥石之间。综合研究认为镇巴地区富锂黏土岩中锂主要赋存于锂绿泥石中,其他矿物的锂含量很低。锂绿泥石、伊利石、高岭石等层状结构...     

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法微区原位定量分析锂铍矿物化学成分

锂、铍是当前全球战略性关键金属,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)建立分析方法可以实现微区原位定量分析天然矿物样品中的锂、铍元素含量,为锂铍资源高效利用以及赋存状态的研究提供分析技术支撑。锂辉石和绿柱石等矿物是提取锂、铍元素的主要原料,微区分析常用的电子探针方法对于能量较低的轻元素难以准确定量,而LA-ICP-MS方法亟待改进降低非基体匹配校准带来的基体效应提高分析的准确度和精密度。本文探讨了仪器工作条件(同位素选择及计数模式、载气He气流速、样品气Ar气流速、束斑直径、能量密度大小)和数据处理方法(外部标准物质、内标元素)对定量结果精密度和准确度的影响。实验结果表明：He和Ar气体流速不仅会影响锂、铍信号强度,而且适当降低载气He流速(0.6L/min)可以减小相对误差。增加束斑直径虽可以将数据精密度提高10%以上,但是对于准确度影响不大;对于绿柱石这类硬度高的透明矿物应提高能量密度(相对强度>75%,通量>2.7J/cm²)以保证产生稳定剥蚀信号。测定7Li时选择现有标准物质中含量较高的GSE-1G校准、9Be选择NIST610...     

重庆长河碥煤矿晚三叠世2号煤中微量元素的赋存状态

为了探讨煤中微量元素的赋存状态和地质成因,本文运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线荧光光谱(XRF)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、离子选择性电极法(ISE)、逐级化学提取试验(SCEE)等,研究了重庆长河碥矿晚三叠世须家河组2号煤层中微量元素的含量、赋存特征及其影响因素.发现该煤层中As(12.9 μg/g)、Cu(125 μg/g)、Cr(72 μg/g)、Ni(63 μg/g)、Pb(111 μg/g)等元素富集;逐级化学提取结果显示,煤层中Pb主要赋存在低温热液成因的黄铁矿脉中;Cr主要存在于粘土矿物中,Cr可能与陆源碎屑供给有关;Cu不仅与粘土矿物有关,也与煤中黄铁矿有关.表明低温热液流体和陆源碎屑供给对该煤中主要微量有害元素的含量和赋存特征起了决定作用.     

贵州普安矿区晚二叠世煤中贵金属元素的赋存状态和地质成因

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和逐级化学提取技术(SCET)对贵州西部普安矿区晚二叠世煤中贵金属元素的含量、赋存状态和成因机理进行了研究.结果表明,贵州普安矿区2号主采煤层的矿物组成主要为低温热液流体成因的黄铁矿和陆源碎屑成因的粘土矿物;与中国煤煤相比,该煤中Rh(38 ng/g)、Pb(640 ng/g)、Ir(9 ng/g)、Pt(98 ng/g)、Au(16 ng/g)和Ag(1620 ng/g)明显富集,其中Pb、Ir、Au的含量分别是中国煤的4.3倍、9倍和5.3倍.逐级化学提取结果表     

松辽盆地砂岩型铀矿铀含量配分比例的半定量分析

钱家店铀矿是位于松辽盆地南部的复成因砂岩型铀矿,受表生淋滤、辉绿岩中低温热液和深部油气等多流体影响,目前铀矿物赋存状态尚有一定争议,铀在矿石内不同矿物中的配分尚不明确。为了进一步明确铀赋存状态和在不同矿物中的配分,计算钱家店矿石中不同矿物中铀的配分比例,本文运用岩矿鉴定、铀化学逐级提取、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)微区原位分析技术开展综合测试分析。明确了钱家店铀矿物的赋存状态,认为钱家店铀矿物以吸附态为主,约占总铀含量的80%,结合态铀矿物或含铀矿物约占比20%。其中吸附态铀矿物主要富集在方解石等碳酸盐矿物中,占总铀含量的47.86%,其次是在黏土矿物中占17.94%,在铁锰氧化物矿物中占12.21%。独立铀矿物是与黄铁矿密切共生的沥青铀矿为主,约占铀总含量的9.07%,另有少量含钛铀矿物和铀石约占5.08%。这种矿石中各碎屑组分中铀的占比量化研究,为矿床地浸开采及资源量计算提供依据。     

云南砚山晚二叠世煤中V、Cr、Mo和U的丰度与赋存状态

运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)和逐级化学提取(SCEE)的方法测定了云南砚山晚二叠世煤中金属元素的含量,发现煤中高度富集V、Cr、Mo和U,含量分别为621 μg/g、315 μg/g、198 μg/g和167 μg/g.逐级化学提取结果表明,这4种元素主要赋存在有机质和硅铝化合物中,反映其是在泥炭聚集期间或成岩作用早期进入到泥炭沼泽而富集的.     

火电厂燃煤产物中关键微量元素富集特征研究

煤系共伴生战略性关键元素可在燃煤产物中富集,研究燃煤产物中关键元素的富集特点可为元素的预富集和提取利用提供依据。以我国东西部不同火电厂燃煤产物为例,采用波长色散荧光光谱仪（Axios mAX）、电感耦合等离子体质谱仪（iCAP-Qc）测试了燃煤产物中常量元素和关键微量元素的含量,分析了燃煤产物中关键微量元素分布富集的一般性规律。结果表明：(1)粉煤灰中主要常量元素为Si、Al、Fe,三者氧化物占比达87.79%;微量元素中稀土元素、锂、镓、铀、锗的含量分别为456.95μg/g、163.58μg/g、49.07μg/g、8.67μg/g、4.59μg/g,除铀、锗外均高于世界煤灰平均值。(2)常量元素中P趋向富集于细灰中,Fe、Ca更易富集于粗灰中;稀土元素分布模式保持一致,且在细灰中的含量高于粗灰,锂、镓、铀、锗均在细粒燃煤产物中更为富集,分异系数分别为1.17、2.45、1.53、2.14。(3)数理统计分析表明,煤中稀土元素与无机矿物相关,且富集于燃煤产物的非磁性组分中;锂主要与黏土矿物有关,燃烧后主要以LiAlO2的形式存在;镓、铀赋存形式不单一,与黏土矿物有一定的关系;锗与无...     

豫西裴沟矿二叠系构造煤中稀土元素分布与赋存特征

煤中稀土元素(REE)可以提供丰富的沉积环境与物源信息,同时也是潜在的稀土元素矿产资源。运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱方法(XRF)和X射线衍射方法(XRD),对豫西裴沟矿二_1煤层中稀土元素含量、分布与赋存特征进行了研究。结果表明,该煤层(50)REE含量范围为22.15~278.45μg/g,平均为90.68μg/g;稀土元素的赋存与无机组分相关,与黏土矿物特别是高岭石关系最为密切;稀土元素在不同分层样品中的含量差异显著,成煤后剧烈的构造运动和煤体变形对稀土元素的含量与分布没有明显影响;部分煤分层中稀土元素的含量已经达到工业开采品位,具有潜在的开发利用前景。     

新密煤田裴沟矿二1煤中环境敏感元素地球化学特征

运用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、X射线荧光光谱方法（XRF）和X射线衍射方法（XRD）,对裴沟矿二₁煤层中钒、铬、砷、硒、铅五种元素的地球化学特征进行研究。通过系统测定元素的含量、煤中无机元素和矿物组成,研究其地球化学特征及其与构造煤形成过程之间的内在联系。研究表明:裴沟矿二₁煤层中As、V和Cr的含量明显偏高,Se与Pb属正常水平;除砷元素外,目标元素与煤中无机组分关系密切,主要赋存于黏土矿物中,如钒、铬主要赋存于黏土矿物高岭石、伊利石中,与硫酸盐、硫化物矿物也有联系;硒主要赋存于黏土矿物高岭石中,与金红石也有一定相关性;铅主要赋存于黏土矿物高岭石中。探讨了构造煤形成过程对环境敏感元素含量的影响,环境敏感元素含量在不同煤分层中含量差异性显著,构造煤形成过程中环境敏感元素在垂向上并无大规模的迁移和明显的均一化行为。      

黔西南普安青山一带锂(Li)异常特征及找矿意义

根据《锂(Li)地球化学图》(贵州省地球化学图集,冯济舟等,2008)显示,晴隆县城北侧一带、普安青山一带、兴义万屯一带、安龙县城北侧一带均有较好的锂(Li)异常显示。经研究选取了普安青山一带开展了少量地质工作,发现锂(Li)异常层位主要为第四系(Q)残坡积松散黏土层,含锂(Li)黏土基底为强风化白云岩,下部为杂色黏土夹少量强风化白云岩碎块,中下部为土黄色、浅紫色黏土,中部及上部为褐红色黏土。经地表及浅井工程采集样品检测,基底白云岩含锂(Li)144 ug/g,黏土中锂(Li)含量最高达303 ug/g,平均含量200 ug/g,超过锂(Li)元素在地壳中克拉克值的10倍。经初步分析,本次研究工作显示了黔西南锂(Li)异常区具备一定的研究价值和找矿潜力。     

淮南煤田潘三矿煤中钡、锰、镍的含量及其赋存状态

采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)和逐级化学提取法对淮南煤田潘三矿某钻孔煤中Ba、Mn和Ni的含量及其赋存状态进行了研究。结果表明:潘三矿煤样中Ba含量较其他地区煤明显偏高,Mn含量较其他地区明显偏低,而Ni元素含量则相差不大;Ba主要以离子交换态存在,也较少以有机结合态、碳酸盐结合态和硅酸盐结合态形式赋存;Mn主要以离子交换态或碳酸盐结合态存在;Ni主要以有机结合态的形式存在,也存在碳酸盐结合态、硫化物结合态和硅酸盐结合态的Ni。     

东林矿煤中砷的含量分布及赋存状态

燃煤引起人砷中毒在我国云贵川地区比较常见,因此有必要研究煤中砷的赋存状态。研究了重庆东林矿4号和6号主采煤层中砷的含量、分布规律及其赋存特征。研究表明:东林矿4号层煤中砷、总硫和灰分的平均含量均大于6号层。东林矿原煤中砷的含量范围为0.20~7.87 μg/g,平均值1.68 μg/g,明显低于重庆及重庆其他矿煤中砷的平均水平,没有明显富集。赋存特征分析表明,东林矿煤中砷具有明显的亲硫性,可能主要赋存于同生黄铁矿中,在硅酸盐矿物相中分布较少。      

电感耦合等离子体发射光谱-逐级化学提取法研究低硫煤矸石中微量元素的赋存状态及其环境效应

煤矸石是我国堆存量最大的工业固体废物,本文应用电感耦合等离子体发射光谱法、逐级化学提取法和相关性分析研究了淮北临涣矿区低硫煤矸石中10种微量元素的含量及赋存状态,并运用风险评价指数法评价其环境效应。结果表明,低硫煤矸石中Ba、Co、Cr、Mn、Ni、Pb、V含量均高于淮北煤和中国煤均值,Mn、V的富集系数大于1,有一定迁移风险。微量元素主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和为68.87%~92.93%,其中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn赋存于硫化物矿物中,V赋存于黏土矿物中,Mn赋存于碳酸盐矿物和硫化物矿物中。10种微量元素对环境的危害性大小为:MnZnNiPbCdCuBaVCrCo,表明低硫煤矸石堆存过程中活性态Mn对生态环境造成危害的可能性最大,由Mn可能引起的煤矸石山周边地区土壤及水体污染应当重视。     

新疆可可托海矿区小虎斯特91号脉中云母类矿物学特征与地质意义

以小虎斯特91号伟晶岩脉中的不同结构带及蚀变围岩、交代岩、锂云母细脉中云母矿物为研究对象,通过电子探针(EMPA)和激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对各结构带不同产状的云母进行主微量成分分析.研究表明,91号脉从围岩蚀变带、伟晶岩边缘带、外侧带、中间带到核部带,依次发育黑云母、白云母、富锂白云母和锂云母,伟晶岩中云母类矿物显示由白云母向锂云母演化趋势.Li在白云母和富锂云母(锂白云母和锂云母)中的置换机制不同,分别可能为2SiⅣ+ LiⅥ(←→)3A1Tot和Si+Li(←→)AlTot+Fe (Zn,Mn,Mg)(白云母)和3LiⅥ(←→)AlⅥ+ 2□Ⅵ(富锂云母,□代表空位).小虎斯特91号伟晶岩脉经历了岩浆-热液的演化过程,随着演化进行,云母中K/Rb、Mg/Li比值显著降低,Li、Rb、Cs、F含量显著增大,指示分离结晶作用是晚期熔体相Li、Rb、Cs、F富集的主要机制.但云母类矿物的主、微量元素特征显示小虎斯特91号脉岩浆-热液过渡阶段特征不明显,伟晶岩演化很快由正岩浆阶段转化为热液阶段.     

桂西上二叠统合山组富锂黏土岩的发现及意义

本文首次报道了桂西平果地区上二叠统合山组含铝土矿层上部黏土岩呈现锂矿化现象.Li2O品位可达0.20％～0.53％,局部达到碳酸盐黏土型锂矿矿床工业指标,具有良好的勘查开发潜力.XRD分析结果表明锂绿泥石和蒙脱石是合山组Li超富集黏土岩中最重要的锂赋存矿物.本文推测Li主要以锂的独立矿物——锂绿泥石形式存在,部分Li可能以离子吸附形式赋存于蒙脱石中.地球化学分析结果表明合山组黏土岩主要来源于下伏基底碳酸盐岩以及晚二叠世中酸性火山岩.本次工作为探讨桂西平果地区上二叠统合山组黏土岩Li赋存状态和物质来源提供了初步约束,对下一步查明富锂黏土岩的时空分布和明确锂矿找矿方向具有十分重要的意义.     

川南兴文地区上二叠统龙潭组黏土岩锂的富集特征及赋存状态

四川南部位于二叠纪峨眉山大火山岩省中—外带,广泛分布与火成岩风化- 沉积有关的上二叠统龙潭组黏土岩,具有形成锂等关键金属矿产资源的地质背景和成矿条件。本文对川南兴文地区上二叠统龙潭组下部黏土岩进行了较为系统的地质调查,对研究区以及钻孔岩芯样品进行了化学分析,以确定黏土岩中锂等元素的分布特征及富集规律。在此基础上,利用粉晶X- 射线衍射(XRD)分析了富锂黏土岩的矿物组成,采用聚焦离子束飞行时间二次离子质谱仪(FIB- TOF- SIMS)分析了富锂黏土岩微米尺度上的元素分布特征。结果表明,龙潭组下部黏土岩中富集Li以及Ga、Nb等元素,是一个多种关键金属的富集层,具有良好的成矿潜力和找矿前景。本区黏土岩来源于峨眉山大火山岩省火山岩的风化产物,富锂的矿层主要为含黄铁矿高岭石黏土岩,其沉积成岩环境为海陆过渡地区的潟湖还原咸水环境,Li含量与化学风化强度(CIA指数)密切相关,具有风化- 沉积型矿床的特征。富锂黏土岩中锂除少量赋存于锂云母之中外,主要是被吸附于黏土岩的蒙脱石相中,部分进入蒙脱石矿物结构,还有一部分赋存于伊利石中。Li除了来自火山岩的风化释放以外,部分还可能来自滨海浅层地下卤水的直接补给,从而形成含锂云母的高品位的富锂黏土岩。