煤中微量元素在成煤环境分析中的应用

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为获得煤中微量元素与成煤环境之间的关系,本文以重庆东林、四川大宝鼎和云南勐托3个地区的主采煤层为研究对象,共采集了51个煤和岩石样品(其中煤样47个,岩石样品4个),分别对元素的含量特征及赋存状态进行研究,并结合前人的研究成果,建立了煤中微量元素的地球化学判别指标,讨论了煤中微量元素在成煤环境分析中的应用,为煤炭资源的综合利用和环境保护提供科学依据。  本文根据对样品中主量元素和微量元素(尤其是氧化还原敏感元素)等的分析,选取有利于判别成煤环境的地球化学指标,并结合煤中特征微量元素的赋存状态的探讨,结果表明:1)东林矿、大宝鼎矿以及勐托矿煤中轻重稀土元素分异明显,轻稀土元素相对富集,稀土元素的分配模式特征与大陆上地壳的分配特征基本一致,东林矿4#和6#煤中稀土元素主要是接受陆源碎屑的供应,4#煤顶板中的稀土元素可能部分来源于康滇古陆,6#煤层底板中的稀土元素可能主要受碱性火山灰的供应影响;大宝鼎矿15-3#和18#煤中稀土元素可能主要来源于江南古陆,少量的来源于康滇古陆;勐托矿褐煤中的稀土元素可能受到沉积盆地源区中风化酸性花岗岩的影响。2)由样品中Rb、Sr、Cu、Ba等元素的含量特征、古气候“C”值及MgO/CaO、Al2O3/MgO、Fe/Mn、Sr/Cu等比值可知,重庆东林矿在成煤早期可能主要是温湿的气候环境,在成煤的后期,气候开始逐渐变得干热;四川大宝鼎矿15-3#和18#煤在由温湿向干热过渡的气候条件下形成的;云南勐托褐煤的成煤气候环境比较稳定,主要为温湿的气候条件。3)由样品中Cu/Zn、V/Cr、U/Th、Ni/Co、δCe及δEu等值的大小可知,东林矿4#和6#煤、大宝鼎15-3#和18#煤在成煤初期,沉积水体的介质条件主要是富氧的环境;勐托矿褐煤主要是在富氧的水体介质条件中沉积,期间可能出现过次富氧及厌氧(还原)的环境。4)由样品中Sr元素含量和Sr/Cu值的大小可知,东林矿4#和6#煤在成煤期间,沉积水体咸化,并且这种咸化是由海水入侵造成的;大宝鼎矿15-3#和18#煤以及勐托矿褐煤是在淡水的介质条件中沉积的。
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