鄂尔多斯盆地西缘煤中稀土元素特征

煤中稀土元素是煤地质领域研究源岩和沉积环境的良好地球化学指示剂,也是一种重要的矿产资源。运用ELEMENT XR等离子体质谱分析仪对鄂尔多斯盆地西缘石炭-二叠系和侏罗系延安组煤样中稀土元素进行测试,计算了多种化学参数并绘制了稀土元素分布类型曲线。在对稀土元素（REY）的地球化学特征分析的基础上,探讨了其物质来源。结果表明,石炭-二叠系煤中REY含量明显高于中国和世界煤中的均值,也高于上地壳值,呈铕（Eu）负异常,铈（Ce）负异常,这可能因为石炭-二叠系处于海陆交互相,与其处于强的还原环境有关;而侏罗系煤中REY含量却低于中国和世界煤中的均值,也低于上地壳值,呈轻微Eu负异常,轻微Ce正异常,侏罗系延安组主要为氧化的陆相环境,所以δCe在煤中的不亏损才会普遍存在。通过煤中稀土元素的分配模式、平面展布与其构造环境的综合分析,推测石炭-二叠系的物源为研究区西北部的阿拉善地块和北部的阴山古陆,南部的秦-祁造山带为侏罗系煤中稀土元素提供了主要的物质来源。      

准格尔煤田西南部煤层夹矸及顶底板稀土元素地球化学特征及地质意义

准格尔煤田含煤岩系高岭岩资源丰富,高铝矿物来源备受关注。采用高分辨率电感耦合等离子质谱等技术对石炭-二叠系太原组6号和山西组4号煤夹矸及顶底板中的稀土元素进行分析,并探讨了其物质来源。结果表明,6号煤夹矸及顶底板中稀土元素总量（ΣREY）均值为167.69μg/g,接近上地壳ΣREY值（168.4μg/g）;4号煤夹矸及顶底板中ΣREY均值为210.22μg/g,高于上地壳的ΣREY值。4号煤夹矸及顶底板中轻稀土含量均值与6号煤相当,中稀土和重稀土含量均值为6号煤两倍以上。6号煤夹矸及顶底板分层样中δCe为0.82～0.94,δEu为0.53～0.87;4号煤中δCe为0.88～0.98,δEu为0.74～0.97;均为Ce、Eu负异常。6号煤层夹矸及顶底板稀土元素主要来源于盆地北西侧阴山地区元古界花岗岩和北东侧下古生界沉积岩。4号煤层夹矸及顶底板稀土元素物源主要为盆地北侧阴山地区下古生界和元古界的沉积岩和火成岩系。     

云南省临沧市勐托新近系褐煤的微量元素地球化学特征

为研究云南临沧勐托新近系褐煤的微量元素地球化学特征,共采集了11个褐煤样品,采用ICP MS和ICP CCT MS(As和Se)对煤中微量元素进行了测试。结果表明：与中国煤相比,勐托褐煤中Rb(96.1 mg/kg)、Sb(15.3 mg/kg)和Cs(25.9 mg/kg)显著富集,W(10.6 mg/kg)和U(20.2 mg/kg)富集,Be(7.84 mg/kg)、Ga(16.1 mg/kg)、As(11.6 mg/kg)、Cd(0.67 mg/kg)、Sn(6.66 mg/kg)、Pb(34.6 mg/kg)、Bi(3.86 mg/kg)和Th(28.2 mg/kg)稍富集,微量元素组成与大寨富锗煤不同,与酸性花岗岩物源供应有关。勐托褐煤中REY含量范围为121~420 mg/kg,平均251 mg/kg,均较大寨富锗褐煤高,且以Ce显著正异常和Eu显著负异常为特征,明显区别于大寨褐煤,Eu负异常和上陆壳标准化的REY分配模式均表明勐托褐煤中稀土元素受盆地周边花岗岩风化陆源碎屑供应影响。     

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。     

渭北煤田下峪口矿二叠纪煤中稀土元素地球化学研究

运用电感耦合等离子体质谱（ICP MS）对渭北煤田韩城下峪口矿二叠纪主采煤层及其顶底板中的稀土元素进行了测定。在此基础上,全面分析了稀土元素的含量特征和分布模式,探讨渭北煤田二叠纪煤中稀土元素的主要来源及赋存状态。结果表明：与华北和中国煤均值相比,本区煤层中稀土元素相对不富集,∑REY平均含量为87.70 μg/g;剖面上,2号煤中稀土含量稍高于3号煤,3号煤层中自上而下,稀土元素含量呈降低的趋势,在顶底板中出现富集。研究区煤层中轻稀土元素相对于重稀土元素明显富集,Ce呈微弱正异常,成煤沼泽受海水的影响程度较小。Eu明显负异常,且∑REY含量与CaO含量呈负相关关系,说明当时的成煤环境为酸性还原环境。煤层与其顶底板样品中稀土元素分布模式相似,成煤期间物质来源基本一致,陆源物质供应相对稳定。煤中稀土元素含量与灰分呈不太显著的正相关关系（R=0.216）,表明煤中稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存。     

淮南深部山西组煤中稀土元素地球化学特征

为探究淮南深部山西组煤中稀土元素来源及地球化学特征,采集淮南煤田深部山西组煤煤样、夹矸、顶板和底板共20个样品,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试样品中稀土元素含量及伴生元素含量,探讨了研究区深部山西组煤中稀土元素地球化学特征。研究结果表明:淮南深部山西组煤中稀土元素含量平均值为40.85 mg/kg,低于中国煤中稀土元素含量平均值;煤中稀土元素配分模式主要是H型配分模式;Eu元素明显负异常,表明煤中稀土元素沉积环境为还原环境;Ce元素呈微弱正异常,表明成煤沼泽环境中海水的影响并未造成Ce的严重亏损;相关性分析结果显示,山西组煤中稀土元素与灰分呈正相关(R2=0.55),与陆源碎屑元素Al、Cr和Th等呈显著正相关,且与海相特征元素(B、Sr和Ca)相关性不明显。     

内蒙古胜利煤田0-1孔煤中微量元素地球化学特征

运用电感耦合等离子体质谱和煤质分析等技术方法,对内蒙古胜利煤田0-1号钻孔揭露的早白垩世1、2和4号煤层(共20个煤分层,1个夹矸)进行了研究。结果显示,1、2号煤层的挥发分产率大于44%,透光率小于50%,煤类为褐煤;4号煤层挥发分产率42%,透光率53%,煤类为次烟煤(长焰煤);1、2号煤层灰分和硫含量较高,4号煤层灰分和硫含量较低。与世界煤微量元素含量平均值相比,1、2和4号煤层中Sb富集,V、Zr、Nb、Hf、W等元素轻微富集,其它微量元素的含量接近或低于世界煤含量的平均值。1、2和4号煤层中稀土元素和钇(REY)含量较低,根据上地壳标准值(La/Lu)N比值,所有煤分层均显示重稀土富集类型特征,而煤中泥岩夹矸则显示轻稀土富集类型特征。     

淮南采煤沉陷区表层沉积物稀土元素地球化学特征

稀土元素由于其独特的化学特征被广泛应用于环境地球化学分析过程研究。以淮南采煤沉陷区表层沉积物中稀土元素(REEs)为研究对象,采集研究区潘一、顾桥、谢桥沉陷区的表层沉积物样品共12个,采用ICP-MS对样品的稀土元素含量进行测试分析,探讨了表层沉积物中稀土元素的含量分布特征、控制因素及其物质来源。结果表明:研究区表层沉积物中稀土元素含量为54.63~130.45 μg/g,平均102.60 μg/g;LREE/HREE比值为11.89~20.55,平均14.29,轻稀土呈现明显富集现象;相关性分析结果显示,REEs趋向于黏土组分中富集;研究区养殖和捕捞活动导致表层沉积物中稀土元素含量的降低;球粒陨石标准化结果表明,研究区稀土元素呈现不同程度的La和Gd正异常,其中,Gd正异常主要是受到燃煤的影响,而La正异常主要与燃煤和化肥有关。结合Pearson相关性、球粒陨石标准化和(La/Yb)_N-(La/Sm)_N-(Gd/Yb)_N三元图判别,认为研究区水体表层沉积物中稀土元素与人类活动(燃煤和化肥)有关,研究认识为污染物的源头控制和煤矿区环境的生态治理提供参考依据。      

鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组物源方向分析与三角洲沉积体系

首次利用稀土元素和微量化学元素,分析鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组母岩类型和物源方向。研究表明盆地中部延长组砂岩和泥岩的稀土元素地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解相同,表现为轻稀土富集,重稀土亏损,铕、铈元素亏损;REE分配模式均呈“右倾斜、LREE富集、HREE平坦”型;微量化学元素蜘蛛图解具“四峰三谷一平台”型,曲线呈阶梯状分布;砂岩和泥岩的地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解与盆地东北缘的太古代、元古代变质岩相一致,而与火成岩的重稀土富集、轻稀土亏损、“V”字型REE分配模式和“三峰两谷”型、曲线呈“W”字型分布的蜘蛛图解的特征有显著的差别。说明延长组母岩是盆地东北缘的太古代、元古代变质岩,主要物源方向为北东向。依据物源方向、沉积环境、砂岩岩石学特征、砂岩稀土元素和微量化学元素的地球化学特征,将鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组沉积划分为两大三角洲沉积体系,即北东向的安塞三角洲沉积体系、志靖三角洲沉积体系、安边三角洲沉积体系和北西向的盐定三角洲沉积体系。在三角洲沉积体系划分的基础上,详细阐述了不同三角洲沉积体系的岩石学特征、稀土元素和微量化学元素的地球化学特征及延长组长6-长2期三角洲沉积体系的演化过程。     

山东即墨地区下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境分析

为研究山东即墨周戈庄剖面下白垩统灰岩地球化学特征及沉积环境,对周戈庄剖面灰岩进行了系统的沉积学和元素地球化学测试.研究结果显示,周戈庄剖面灰岩样品中SiO₂和CaO含量较高,其平均含量分别为17.18%和39.10%,且SiO₂、Al₂O₃与CaO的值呈现负相关,表明灰岩沉积时期受陆源影响较大.微量元素中,Zr含量较低,Ti含量远大于碳酸盐岩中平均含量,表明其沉积作用主要受陆源影响.稀土总量丰富,重稀土富集,Gd和Eu显示轻微正异常,Ce轻微负异常,且Ce/Ce^*与Eu/Eu^*、ΣREE呈明显的相关性.MgO/Al₂O₃为0.33～0.74,Sr/Ba值为0.10～0.94,反映了陆相沉积环境.V/Cr值为1.64～1.92,Ni/Co值为1.83～2.45, U/Th值为0.48～0.84,反映了氧化沉积特征.MgO/CaO的值为0.03～0.14,Sr/Cu值为16.46～20.45,指示了干旱炎热的气候条件,表明周戈庄剖面灰岩沉积环境为炎热干旱的氧化陆相沉积环境.对周戈庄地区沉积环境的研究可以用来重建古气候、恢复古环境.     

Rare Earth Elements and Yttrium (REY) Geochemistry of Reefal Limestones in the Ordovician,Tarim Basin,NW China and their Paleoenvironment Implications

This study examines the rare earth elements and yttrium (REY) concentrations of twenty-five samples from the reef outcrop exposed along the Lianglitage Mountain in the Ordovician, Tarim Basin in China. The concentration analysis provides constraints on the paleoenvironment during reef deposition. Based on the detailed sedimentology and petrographic work, we divide the reef facies into four sub-facies: the base facies, reef-core facies, reef-flank facies, and sealing facies. The geochemical data (such as major and trace elements, carbon and oxygen isotopes, and REYs) are further used to study the coeval seawater characteristics as well as potential diagenesis overprints. The result indicated that the diagenesis has little effect on the REY patterns of the reefal limestones. The REY concentrations of the reefal limestones are overall low (ranging from 3.69 to 19.60 ppm, arithmetic mean=10.22 ppm, SD=5.4). The PAAS-normalized REY patterns are consistently flat compared to the typical well-oxidized, shallow marine water patterns. However, the light REE (LREE) depletions, positive La anomalies, negative Ce anomalies and positive Y anomalies, suggest that these reefal limestones are likely an indicative of contemporaneous seawater REY signals. The seawater-like Y/Ho ratios (average at 37.51) further support that REY signals in these limestones are likely a reflection of seawater with little diagenetic modifications. The low Y/Ho ratios presented only in the reef-flank facies and sealing facies are likely a suggestion of detrital contamination. Hence, this study confirms that REY patterns of the limestones at the base facies and reef-core facies can record ancient seawater information, and reefs can be used as a potential geochemical proxy for paleoenvironment studies throughout the Earth’s history.     

淄博煤田煤的稀土元素地球化学特征

应用电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）对淄博煤田煤（35个样品,其中12个顶底板样品及1个夹矸样品）的稀土元素进行测试,并测定了灰分及相关的伴生元素含量。全面分析了稀土元素、地球化学参数、空间分布规律及分布模式,探讨了淄博煤田石炭—二叠纪煤中稀土元素的特征及来源。研究表明:与国内外其他地区相比,淄博地区煤中稀土元素相对富集;太原组煤中的稀土元素高于山西组,在同一煤层中自顶部到底部呈现增高趋势,并在顶底板和夹矸中明显富集;Eu存在明显的负异常,而Ce值基本正常,表明成煤环境可能为浅海或封闭海域,不同煤层稀土元素分布模式基本一致,稀土元素与灰分正相关,与反映陆源的元素相关性较好,而与反映海相的元素相关性较差。     

重庆龙潭组煤中稀土元素地球化学及地质成因分析

运用电感耦合等离子体质谱(ICP MS)、X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)等方法对重庆龙潭组煤中稀土元素的地球化学特征进行研究。结果表明,各煤样稀土元素分布模式相似,总体呈左高右低的宽缓的“V”型曲线,轻稀土曲线段“右倾”,重稀土曲线段较为“平坦”,成煤沼泽受陆源碎屑影响较大。南桐5#煤稀土元素含量高,接近全国平均值的2倍,受汉南古陆、大巴山古陆和龙门山岛屿控制,少量陆源碎屑物来自康滇古陆。东林6#煤中的稀土元素含量低于全国平均值水平,海水作用明显,煤样中稀土元素含量未受碱性火山灰的影响,但其底板受碱性火山灰影响强烈。根据煤层稀土元素含量及其比值分析,研究区龙潭组为海湾/潟湖潮坪及浅海碳酸盐沉积的沉积环境。     

Mineralogical and elemental variation of coal from Alberta, Canada: an example from the No. 2 seam, Genesee Mine

Mineralogy and elemental contents were determined on 18 samples from a vertical profile of the No. 2 seam, Genesee mine, AB. The samples analyzed consist of coal, coaly shale, shaly coal, carbonaceous shale, shale, mudstone and siltstone. Proximate analysis was determined on all samples. Elemental analyses were determined by instrumental neutron activation analysis (INAA) for all elements except As, B, Cd, Hg, Mo, Pb, Se (Atomic Absorption) and B, Ba, Be, Co, Cr, Cu, Li, Mn, Nb, Sr and V (inductively coupled plasma-emission spectroscopy, ICP-ES). Samples were low temperature ashed (LTA), X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) were used to determine quantitative major mineralogy. Accessory mineralogy was determined with Scannining Electron microscope/energy dispersive X-ray analyzer (SEM/EDX) on four samples. In general, the coals in the Genesee mine are within the low end of the range for trace element contents given by Swaine [Swaine, D.J., 1990. Trace Elements in Coal. Butterworths, London, 278 pp.] for most coals. High contents of Cr (9–2620 ppm) and Ni (1–1440 ppm) can be related to an increased amount of a Cr–Ni–Fe oxide (chromite–magnetite?) likely derived from ultrabasic diatremes in the Golden-Columbia Icefields, BC area. The No. 2 seam of the Genesee mine can be divided into two geochemical cycles on the basis of mineralogy, trace element contents and rare earth element (REE) behavior. Cycle I consists of quartz, calcite and kaolinite, lower trace element contents, REE slightly enriched in high rare earth elements (HREE), and thick coal with few partings. Cycle II consists of quartz, calcite, kaolinite, illite, mixed layer and/or expandable lattice clays, feldspar, gypsum, calcium aluminum sulfate hydrate, clinoptilolite, calcite and diopside, higher trace element contents, REE slightly enriched in light rare earth elements (LREE) and thin coal with a greater frequency of partings. The differences between the two geochemical cycles can be accounted for by a decreasing stability of the peat-forming environment resulting from an increasing fluvial influence and volcanogenic input.     

贵阳花溪燕楼剖面下三叠统大冶组地球化学特征与沉积环境分析*

贵阳花溪燕楼剖面下三叠统大冶组微量元素及稀土元素地球化学特征分析表明: U、V、Mo的含量及U/Th、V/Th、Mo/Th的比值,大于澳大利亚后太古代页岩(PAAS)的含量和比值。V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、V/Sc以及Mo_EF/U_EF等氧化还原敏感元素的参数特征及其含量显示,大冶组一段处于缺氧-贫氧环境,大冶组二段处于贫氧—氧化环境。研究区经PAAS标准化的稀土配分模式比较平坦,根据大冶组的δCe及Ce/La的参数特征,认为早三叠世整体处于海洋环境;大冶组底部呈现明显Eu正异常,表明受火山热液作用影响明显;可见早三叠世贫氧环境可能与火山作用频发有关。大冶组上部表现微弱Eu正异常,说明火山作用的影响减弱。基于双壳类化石的结构及生活方式分析认为Claraia营外栖足丝固着的生活方式,属于贫氧生物,壳类化石结构只表现棱柱状外壳层和复杂交错纹层状珍珠层,其生活环境应为水动力条件较弱的浅水区。     

古泥炭沉积环境及其对微量元素的控制:以宁武煤田东露天煤矿11#煤层为例*

古泥炭形成时期沉积环境对煤中微量元素的富集具有重要的影响,而煤相和相关地球化学参数是指示古泥炭沉积环境的重要标志。以宁武煤田平朔矿区东露天煤矿11#煤层为例,利用煤相参数、地球化学参数和矿物学特征对东露天11#煤层的古泥炭沉积环境进行了重建,并探讨了沉积环境对微量元素富集的影响。结果表明: (1)东露天煤矿11#煤层煤相类型包括障壁岛潟湖低位沼泽相、下三角洲平原低位沼泽相和上三角洲平原低位沼泽相3种类型,受海侵影响,沼泽水体pH、古盐度、氧化还原状态和水动力条件呈现动荡变化; (2)11#煤层中元素Li(平均133.50 μg/g)、Zr(平均198.12 μg/g)和Pb(平均60.76 μg/g)含量远高于世界硬煤; (3)微量元素在11#煤层剖面中表现为2种不同的组合,即Li-Zr-Nb-Ta-Hf组合和Pb-Cu-Ga-Ge-Tl-REY组合,前者主要在DLT-11-2、DLT-11-6和DLT-11-10这3个层位富集,这些层位具有相似的沉积环境,为海水(咸水)、酸性、缺氧—还原、水动力较强、硫含量相对较低的障壁岛—潟湖低位沼泽相,而后者主要在DLT-11-0、DLT-11-4和DLT-11-8这3个层位富集,沉积环境也相似,为海水(咸水)、碱性、氧化或缺氧、水动力较弱、硫含量相对较高的下三角洲平原低位沼泽相。该成果将为含煤盆地关键金属矿产资源的勘探开发和煤炭资源的清洁利用提供理论依据。     

Anomalous Concentrations of Rare Metal Elements, Rare-scattered (Dispersed) Elements and Rare Earth Elements in the Coal from Iqe Coalfield, Qinghai Province, China

Total of 23 bench samples were taken from the No. 7 Coal of Iqe Coalfield, Qinghai Province, China, following Chinese Standard Method GB/T 482-2008 (2008). These samples were analyzed by powder X-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and X-ray fluorescence (XRF). The results indicate that the No. 7 Coal belongs to a low rank (Ro,ran =0.659%) and high-ash coal (40.54%). Compared to common Chinese and world low-rank coals, the Iqe coal contains anomalous concentrations of rare metal elements, rare-scattered (dispersed) elements and rare earth elements. The highest contents of Rb, Cs, Ga and REY reach to 180, 26, 37, and 397 ppm, respectively. Their average contents of these elements are 10.9, 15, 4.8 and 3.5 times higher than those of world coals, respectively. Minerals in the coal include kaolinite, quartz, muscovite, siderite, and traces of rutile, and brookite. Kaolinite could be main host minerals of Rb, Cs, Ga and REY. The anomalous rare element Rb and Cs accumulation in the Iqe coal is related to both organic and inorganic matter. The REY concentrations may be related to circulation of thermal solutions, contained or sorbed by clayey particles, and organic matter as well.     

大兴安岭北部斯木科地区晚侏罗世斑状正长花岗岩年代学、地球化学特征及其成因

对斯木科斑状花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及岩石地球化学特征研究。测年结果显示,该岩体年龄为(144±0.85)Ma,为晚侏罗世。岩石地球化学分析表明,斯木科斑状正长花岗岩为准铝质-过铝质岩石,属于高钾钙碱性系列;稀土元素丰度总量较高,轻稀土富集且轻重稀土分馏较明显[(La_N/Yb_N=3.15~6.63)],表现为"右倾型"的稀土配分模式,岩石具有轻度的负Eu异常(δEu=0.54~0.66);微量元素以相对富集Rb、K等大离子亲石元素,而相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素为特征。斯木科斑状正长花岗岩具有高分异I型花岗岩的特征,来源于地壳中火山岩的部分熔融。对Nb-Y构造环境判别图解及构造环境讨论,结合其所具有的I型花岗岩的特征,斯木科斑状正长花岗岩应为伸展构造体制下的产物,形成于造山后伸展构造环境。     

塔里木盆地西北缘苏盖特布拉克组沉积环境及构造背景研究

本文以塔里木盆地西北缘苏盖特布拉克组泥质岩为对象,对其进行了主微量元素和稀土元素地球化学分析测试,并据此探讨苏盖特布拉克组的古沉积环境、物源属性及古构造背景。结果表明,泥岩中的Al、Fe、K、Ti、Li、Sc、Th、U、Ga、Cu元素明显富集;轻稀土元素富集且分馏程度强烈,重稀土相对亏损,且具明显的Eu负异常;泥岩的化学蚀变指数为60~80,多数样品的成分变异指数大于1.0。研究表明,研究区泥质岩形成于温暖湿润的浅海氧化环境,水体盐度较低;泥质岩为初次旋回沉积物,经历了中-低程度的化学风化作用,其母岩主要为上地壳长英质岩石,并混入了少量的基性岩、碱性岩与古老沉积物;源区构造背景以大陆岛弧环境为主,兼有活动大陆边缘特征。     

长江口东南泥质区百年来稀土元素的组成及控制因素

在210pb定年的基础上,分析了长江口外东南泥质区柱样沉积物稀土元素含量、特征参数分布特征及其与粒径、常量元素等的相关性,探讨了150 a以来稀土元素的来源、制约因素及对沉积环境的响应.结果表明,柱样稀土元素总量(ΣREE)变化范围不大,分布范围为158.38～197.87 μg/g,平均值为183.49μg/g,总体...