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黔西县晚二叠世主采煤层煤的地球化学特征初步研究

刘玲  
【摘要】: 黔西县煤炭资源丰富,是贵州低硫优质无烟煤的重要产区及“西电东送”的重要供煤基地。随着煤炭资源的大力开发,煤中大量有害元素在燃烧过程中的排放对环境造成了严重的污染。研究黔西县煤中微量元素及稀土元素分布规律,对判断成煤环境和提高煤中有用元素的综合利用及降低有害元素对环境的危害有着重要的现实和理论意义。 本次工作测试对黔西矿区可采煤层17件样品中微量、稀土元素的含量进行了分析,引入“储量权重”的方法计算研究区煤中有用、有害元素的平均含量,并与其他地区煤中微量元素的算术平均含量进行对比。与地壳丰度相比表明,黔西矿区煤中相对富集Se, Tl元素;与中国煤中微量元素平均含量相比,研究区煤中相对富集F、Sc、Tl、V元素。同时,测试研究区周边天柱、龙里、织金、大方等地区18件煤样,将研究区与周边区域煤中微量元素对比,发现研究区煤中Ba、Ga、Sc、Tl、Th、U含量相对富集,且不同沉积环境中,微量元素富集程度不同。通过以上研究,作者选定Tl、B、Th、Pb、Hg、Ge、As、F、Sb、Se、Ga、Sc、V、U共14种元素为重点研究对象,探讨研究区内各煤层微量元素在横向和纵向上的变化规律。同时,运用煤中微量元素的含量及微量元素之间的相关分析和聚类分析,结合微量元素的地球化学性质和前人研究成果,初步探讨研究区煤中部分微量元素的赋存状态。 对黔西矿区煤中稀土元素分布特征进行研究,发现研究区ΣREE含量较世界煤、美国煤、中国煤高,黔西矿区煤中的稀土元素具有轻稀土明显富集,重稀土相对亏损。煤层Eu存在明显的负异常,Ce具有微弱的负异常,根据Eu、Ce异常程度,可判断成煤环境的氧化-还原情况。研究区煤层稀土元素富集主要是峨眉山玄武岩风化形成的陆源物质富集稀土引起。与研究区的周边区域相对比,各区域的稀土配分模式相似,表现出轻稀土明显富集,重稀土相对亏损。研究表明,不同沉积环境其ΣREE含量不同。为进一步研究区可采煤层中稀土元素的来源及控制因素,作者探讨了研究区内各煤层稀土元素含量在横向和纵向上的变化规律。综合研究区和周边区域煤层的微量元素、稀土元素组成特征,提出煤层中微量、稀土元素含量及组成主要受物源区陆源碎屑的微量、稀土元素组成及含量所控制。由于成煤环境受海洋作用或河流作用强度的不同引起微量、稀土元素组成及含量的变化。因此,提出利用微量元素和稀土元素组成特征区分三角洲成煤环境和潮坪成煤环境,这为贵州西部成煤环境判断提供了一种新的、较为精细的解释方法。同时提出后期热液改造往往导致煤层中有害元素富集,对煤层的微量元素和稀土元素含量及组成有很大影响。


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