黔西北毕节煤田晚二叠世煤中关键金属富集特征及成因——以黔金煤矿为例Enrichment Characteristics and Genesis of Critical Metals in Late Permian Coals of the Bijie Coalfield,Northwestern Guizhou: A Case Study of Qianjin Coal Mine
苏鹤松,金超,刘浪涛,王冬利,应晶晶,魏英豪,刘书嵘,王韬
摘要(Abstract):
煤在特定的地质条件下可以富集关键金属元素甚至成矿,在当今能源资源紧缺的时代背景下,研究煤中关键金属元素的富集特征及成因对新一轮战略找矿具有重要意义。本文对黔西北毕节煤田黔金矿上二叠统龙潭组C15煤层进行系统采样,采用X射线荧光光谱仪和电感耦合等离子质谱仪测试12个煤和夹矸样品中常量元素和关键金属元素。结果表明,C15煤层富集In、Ge、Cu、Zn、Ga、As等关键金属元素,其中In的含量约为世界煤中均值的53倍。Al_2O_3/TiO_2比值表明C15煤层的主要物源区为沉积盆地西边的康滇古陆的中酸性岩浆岩。稀土配分模式以中稀土富集型为主,夹矸下伏的煤样中,中、重稀土元素含量逐渐升高,高于夹矸之上的煤样。黔金矿C15煤层关键金属的富集是物源区和热液活动共同作用的结果。
关键词(KeyWords): 晚二叠世;关键金属;富集特征及成因;毕节煤田
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金重大研究计划培育项目(92162105);; 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022130)
作者(Author): 苏鹤松,金超,刘浪涛,王冬利,应晶晶,魏英豪,刘书嵘,王韬
参考文献(References):
- [1]代世峰,赵蕾,魏强,等.中国煤系中关键金属资源:富集类型与分布[J].科学通报,2020,65(33):3715-3729.
- [2]王佩佩.滇东黔西晚二叠世煤中矿物及微量元素富集分异机理[D].北京:中国矿业大学(北京),2017.
- [3]张莉,张德高,林中月,等.广西上林二叠系含锂岩系的地球化学特征与锂富集成因探讨[J].中国煤炭地质,2024,36(6):39-44.
- [4]毛景文,袁顺达,谢桂青,等. 21世纪以来中国关键金属矿产找矿勘查与研究新进展[J].矿床地质,2019,38(5):935-969.
- [5]胡瑞忠,温汉捷,叶霖,等.扬子地块西南部关键金属元素成矿作用[J].科学通报,2020,65(33):3700-3714.
- [6]胡琳,杜伟,杨明鹏.滇东黔西晚二叠世煤中伴生元素的富集特征[J].云南地质,2024,43(S1):37-43.
- [7]邹银洪,丁允龙,刘静,等.六盘水煤田阿戛矿区煤层地球化学特征及成煤环境[J].中国煤炭地质,2024,36(5):21-28.
- [8]刘晶晶,韩秋婵,赵书茂,等.贵州西部晚二叠世煤中关键金属异常富集的物质来源[J].煤炭学报,2022,47(5):1782-1794.
- [9]LIU J, SONG H, DAI S, et al. Mineralization of REE-Y-Nb-TaZr-Hf in Wuchiapingian coals from the Liupanshui Coalfield, Guizhou,southwestern China:Geochemical evidence for terrigenous input[J].Ore Geology Reviews, 2019,115.
- [10]谭梅.贵州大方地区早三叠世地层划分对比及沉积相分析[D].四川成都:成都理工大学,2017.
- [11]寻知锋,姚秋卉,廖磊,等.贵州省黔西县金家寨煤矿勘探成果评价与研究[J].内蒙古煤炭经济,2023(3):190-192.
- [12]徐伟钧,黄波,范中学.贵州省大地构造特征分析[J].有色金属(矿山部分),2018,70(6):79-82.
- [13]黄波,杨涛,马力克,等.再论贵州省大地构造特征(四)[J].有色金属(矿山部分),2021,73(5):89-96.
- [14]刘玲.黔西县晚二叠世主采煤层煤的地球化学特征初步研究[D].贵州贵阳:贵州大学,2009.
- [15]王利选.贵州黔西定新勘查区构造特征及其演化[J].中国煤炭地质,2017,29(6):25-31.
- [16]徐大杰,方生红,张博,等.贵州省黔西县太来矿区构造特征与控矿作用[J].世界有色金属,2017(12):147-149.
- [17]郑雪.滇东晚二叠世煤中矿物质组成及其对区域地质演化的响应[D].北京:中国矿业大学(北京),2018.
- [18]周汝贤,段桂菊,廖国丽.金沙县云盘山晚二叠世含煤岩系沉积环境分析[J].山东煤炭科技,2023,41(3):154-156.
- [19]陈华强.贵州黔西谷里矿区龙潭组主采煤层测井曲线对比探讨[J].企业技术开发,2010,29(1):140-142.
- [20]赵凌云,吴章利,钟毅,等.黔西六盘水煤田大河边向斜龙潭组煤系页岩微观孔隙特征及其影响因素[J].天然气地球科学,2024,35(7):1236-1248.
- [21]邓恩德,颜智华,姜秉仁,等.黔西地区上二叠统龙潭组海陆交互相页岩气储层特征[J].石油实验地质,2020,42(3):467-476.
- [22]金军,徐宏杰,桑树勋,等.贵州省黔北煤田含煤地层特征分析[J].中国煤炭地质,2015,27(6):1-7.
- [23]周汝贤,庞宇,马遨.黔西龙场井田含煤岩系沉积环境及聚煤规律[J].山东煤炭科技,2024,42(3):134-137.
- [24]雒洋冰.川东川南晚二叠世煤及凝灰岩中微量元素地球化学研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2014.
- [25]LIU L, JIN C, ZHANG B, et al. Geochemical Anomalies of the Late Permian Coal in the Guishan Coalfield, Eastern Yunnan, China[J]. Minerals, 2023,13(2):195.
- [26]DAI S, XIE P, JIA S, et al. Enrichment of U-Re-V-Cr-Se and rare earth elements in the Late Permian coals of the Moxinpo Coalfield,Chongqing, China:Genetic implications from geochemical and mineralogical data[J]. Ore Geology Reviews, 2017,80:1-17.
- [27]DAI S, REN D, CHOU C, et al. Geochemistry of trace elements in Chinese coals:A review of abundances, genetic types, impacts on human health, and industrial utilization[J]. International Journal of Coal Geology, 2012,94:3-12.
- [28]GRIGORIEV N. Chemical element distribution in the Upper Continental Crust[J]. UBRAS, Ekaterinburg, 2009,382.
- [29]WANG X, DAI S, CHOU C, et al. Mineralogy and geochemistry of Late Permian coals from the Taoshuping Mine, Yunnan Province,China:Evidences for the sources of minerals[J]. International Journal of Coal Geology, 2012,96-97:49-59.
- [30]DAI S, LIU J, WARD C R, et al. Mineralogical and geochemical compositions of Late Permian coals and host rocks from the Guxu Coalfield,Sichuan Province, China, with emphasis on enrichment of rare metals[J]. International Journal of Coal Geology, 2016,166:71-95.
- [31]DAI S, GRAHAM I T, WARD C R. A review of anomalous rare earth elements and yttrium in coal[J]. International Journal of Coal Geology, 2016:15982-15995.
- [32]蔡佳丽.黔西滇东地区不同煤变质作用对煤储层物性的控制[D].北京:中国地质大学(北京),2012.
- [33]陈义林,秦勇,李壮福,等.织纳煤田龙潭组煤的岩浆热变质成因[J].中国矿业大学学报,2012,41(3):406-414.
- [34]代世峰,任德贻,李丹,等.贵州大方煤田主采煤层的矿物学异常及其对元素地球化学的影响[J].地质学报,2006(4):589-597.
- [35]周铭轩.四川盆地东北部煤中关键金属元素富集机理研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2022.
- [36]解盼盼.黔西桂中晚二叠世煤中矿物质赋存分布与富集机理[D].北京:中国矿业大学(北京),2019.
- [37]黄少青,张建强,张恒利.东北赋煤区煤中锗元素分布特征及富集控制因素[J].煤田地质与勘探,2018,46(3):6-10.
- [38]梁刚,熊树斌,杨春鹏,等.云南临沧市临翔区大田河锗矿成因探讨[J].云南地质,2022,41(1):87-92.