淮北煤田孟庄煤矿煤中微量元素赋存状态及环境效应

运用数理统计思想,利用聚类分析和因子分析方法,研究淮北煤田孟庄煤矿煤中10种微量元素的丰度特征、赋存状态及环境效应。结果表明,孟庄煤矿煤中微量元素丰度变化范围较大,但基本处于正常范围。煤中Cr、U、V、As、Th、Ba和Mo属于黏土矿物吸附类;Mn和Cu属于硫化物矿物类;Sb属于有机结合类。Cr在煤灰分中富集程度高,在煤中含量高,可以通过洗选脱除来减小危害;Sb属于易挥发元素,但是在煤中含量低,危害小。     

桂中晚二叠世碳酸盐岩型煤系高有机硫煤的矿物学和地球化学研究

应用带能谱的扫描电镜（SEM-EDX）、X射线衍射（XRD）、X射线荧光（XRF）等方法研究了桂中合山煤田合山组灰分小于50%的煤层样品矿物组成、常量和微量元素的地球化学特征.结果表明：合山煤中全硫含量在5.3%~11.6%之间，与惰质组相比，有机硫更易在镜质组中富集；合山煤中的矿物有石英、方解石、白云石等，并有少量的白铁矿、伊/蒙混层黏土矿物、红磷铁矿等，结合电镜观察，认为这些矿物主要形成于泥炭堆积压实前的同生作用；同世界煤相比，W，U，Mo，Cr，V，Zr明显富集.根据微量元素同常量元素、灰分和硫分的相关性，将微量元素分为5种结合态：铝硅酸盐结合态（Ga， Sc， Bi， Pb ， REE和Ge）、磷酸盐结合态（Mn）、硫化物结合态（Ni， Tl， Cr， V， As和Mo）、碳酸盐结合态（Zn， Cd， Mo及REE等）和可能的硫酸盐结合态（Ba）     

霍西煤田不同密度煤中常微量元素地球化学特征

以霍西煤田灵石矿区10号煤不同密度煤样为研究对象,采用原子荧光光谱法(AFS),X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等方法测定样品的常、微量元素质量分数;运用数理统计方法分析了煤中常微量元素在不同密度煤中的分布规律,并探讨了不同密度煤中微量元素的赋存特征。研究结果表明,霍西煤田10号煤为中-高硫煤,有机硫含量较高。煤中Mo,Cd,Sb,U和As属超富集元素;Li,W,Pb和Bi为富集元素。微量元素Li,Bi,Tl,Sb,As,Mo,Pb,Cd,U,Th和Hf的含量随样品密度的增大均呈现不同程度的递增趋势;Be变化平稳,W表现为先递增后降低的分布特征。元素Mo,U,Sb,Cd和Bi主要以硅酸盐(黏土)矿物吸附态存在;Pb和As与硫化物矿物有关;Si,Ti,Li和Th具有磷酸盐和铝硅酸盐亲和性;Sr和Y偏于碳酸盐亲和性和硅酸盐亲和性;Hf和Zr主要赋存于矿物中;Be和W具有较强的有机亲和性。     

云南干河特高有机硫煤中铼的地球化学特征及富集成因探讨

利用高分辨率电感耦合等离子质谱(ICP-MS)结合微量元素地球化学指标参数和带能谱的场发射扫描电镜(SEM-EDS)对云南干河上二叠统吴家坪组3,4号特高有机硫煤(Sod=9.03%)中铼元素(Re)的地球化学特征和富集成因进行了探讨,结果表明:Re在干河煤中高度富集,平均含量为229.14 ng/g,与世界硬煤中1 ng/g的平均含量相比,其富集系数达229.14。Re含量与灰分产率及常量元素含量的相关分析表明,3号煤层Re主要赋存于有机质中,而4号煤层除赋存在有机质中外,还存在于黏土矿物中。Sr/Ba,U/Th,Ni/Co和Vi/Ni+V地球化学指标参数表明,3,4号煤形成于受海水影响的强还原环境泥炭沼泽。干河煤中Re的富集可能更多的来自于后生阶段的热液流体,随海水入侵至煤层后被有机质还原,迁移能力减弱从而主要被有机质吸附、络合。3号煤中Re异常高富集煤分层(GH12-3,1 150 ng/g)同时也富集Co,Ni,Cu,Zn和Cd,这可能与该煤层的成煤环境和海洋微生物相关。     

神府煤矿物组合特性及微量元素分布特性定量研究

为了定量研究煤中微量元素与煤中矿物亲和关系,通过利用低温灰化联合三溴甲烷浮沉方法对神府煤进行了重矿物分离研究,并结合场发射扫描电镜结合X射线能谱仪（FSEM-EDX）,X射线衍射仪（XRD）,电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等方法定量揭示了神府煤中矿物组合特性及微量元素分布特性。结果表明：神府煤低温灰和轻灰矿物组分基本相同,主要包括石英、方解石、烧石膏、同时也存在少量的高岭石和堇青石;重灰中以含铁和含钙矿物为主,包括黄铁矿、菱铁矿、方解石、石膏、石英和针绿矾。ICP-MS测试结果表明,煤中矿物是微量元素的宿主,神府煤轻灰中富集的微量元素包括Li,Be,Sc,Ga,Rb,Sr,Y,Ce,Pr,Nd,Sm,Th,Zr,Hf;重灰中富集的微量元素包括V,Cr,Ni,Cu,Zn,Mo,Cd,Sb,Re,Pb,U,Sn和As。     

基于数理统计分析的淮南煤中微量元素的研究

采用高分辨率电感耦合等离子质谱仪测定了淮南矿区煤中10种微量元素含量。结果表明:淮南煤中Co、Ni、Th、Zn和Cd低于全国均值,没有异常富集;Mo、Sb、U略高于全国均值,Ba和Cr平均含量明显高于中国煤中均值,可能有异常富集。运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法,对淮南矿区微量元素与灰分的相关性及赋存状态进行了分析。结果表明:元素Cr、Ni、U、Th和Ba与灰分线性正相关,其中Th和Ba与灰分高度正相关,其他元素与灰分无法建立线性关系;煤中Th、Ba、Ni、Cr、U和Co可能主要以无机态赋存于煤中;Zn和Cd可能以闪锌矿等硫化物微粒的形式赋存于有机质中;Mo和Sb赋存状态较为复杂,尚需进一步研究。     

西山煤田马兰矿区8号煤及其夹矸的微量与稀土元素地球化学特征

运用X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法对马兰8号煤顶板、煤样、夹矸及黄铁矿结核中的矿物组成、微量与稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析。结果表明,与美国大部分煤、中国大部分煤及华北石炭二叠纪煤对比：煤样中富集Li、Zn、Ga、Sr、Hf、U、Zr、W、Sn和REEs等元素;顶板样品中富集V、Cr、Zn、Rb、Cs、Sr、Hf、U、Zr、W、Tl、Pb、Ni和REEs等元素;夹矸中富集Li、V、Cu、Ga、Sr、Ba、Hf、Th、U、Zr、Sn、W、Pb和REEs等元素;黄铁矿结核中富集Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、W、Tl和Pb等元素,其中有害微量元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ba、Th、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb主要分布在黄铁矿结核、顶板及夹矸中。稀土元素分布模式表明,煤层稀土元素主要来源于陆源碎屑,同时受海水的影响,不同分层受海水影响程度不同。稀土元素含量与灰分产率的相关性分析,以及与Al和Si等造岩元素含量的聚类分析表明,马兰8号煤层稀土元素主要赋存于黏土矿物之中。     

内蒙古阿刀亥矿晚古生代煤的微量元素和稀土元素 地球化学特征

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、工业分析等方法对内蒙古阿刀亥矿煤的微量元素和稀土元素地球化学特征进行了研究,并根据某些微量元素的含量及比值探讨了研究区的成煤环境。研究发现,与中国上陆壳相比阿刀亥矿煤中比较富集Cl,Sc,Ge,Se,Zr,Mo,Cd,In,Sb,Te,Hf,Hg,Pb,Bi和REE。稀土元素分布模式表明LREE明显富集,HREE相对亏损,Eu负异常明显,且轻稀土元素之间的分馏程度较高,重稀土元素之间的分馏程度较低,稀土元素可能主要赋存于黏土矿物中。δEu,Sr/Ba,V/（V+Ni）,V/Ni,Ni/Co值及S的含量总体上反映出阿刀亥矿泥炭的沉积环境为内陆淡水还原环境,间或受到海水的影响。     

大同煤田七峰山矿2号煤层若干微量元素地球化学特征

为查明大同煤田七峰山2号煤中微量元素的地球化学特征,应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法测定煤中15种微量元素的含量;采用光学显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成特征,运用数理统计方法分析煤中微量元素的有机亲和性、赋存特征等问题。研究表明：形成于陆相环境的七峰山2号煤,微量元素含量相对较低,其质量分数普遍低于相应元素在华北或中国煤中的质量分数,只有As,Re,Mo,Se的富集系数高于6,属富集元素。2号煤中Mo为强亲有机元素,Be,W,Tl,Co为亲有机元素,As,Th,Se,Sb,Ni,Li和Bi为无机-有机元素,Pb,Re,Sc不具有机亲和性。元素在煤中的赋存状态主要以铝硅酸盐结合态、有机结合态、碳酸盐和无机化合物形式为主。     

元素锗镓铀在大同煤田北部煤中的赋存特征

根据大量勘探期钻孔地质资料,分析了大同煤田北部石炭二叠纪煤中锗(Ge)、镓(Ga)、铀(U)等元素的分布赋存特征。结果显示研究区煤中Ge,Ga,U平均含量分别为2.01,18.3,31.4μg/g,与国内其他矿区煤中对应元素含量平均值相比,Ge相对分散、Ga较富集、U特别富集,并且山西组煤中Ga,Ge含量大于太原组煤。研究区煤中Ge,Ga,U总体上表现为矿物亲和性,其中Ga主要存在于黏土矿物中、受陆源碎屑控制;Ge主要存在于硅酸盐矿物中;U多赋存在含Ca,F的矿物中,但分布很不均匀,通常在同一钻孔的不同煤层中富集,可能与垂向裂隙中的富U流体有关,并且山西组4号煤层(山4)中U的富集可能与黏土矿物的吸附有关,而频繁的海水淋漓作用可能是太原组8号煤层中U特别富集的原因之一。     

开滦矿区煤中微量元素的分布特征

运用高分辨率电离耦合等离子体质谱（HR ICP-MS）、电离耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、冷原子吸收光谱（CV-AAS）、原子荧光光谱（AFS）、离子选择性电极法（ISE）等方法测试了开滦矿区晚古生代47个煤样中的微量元素；采用储量权衡的方法，计算了开滦矿区煤中微量元素的均值，并与地壳克拉克值、华北地台晚古生代煤中均值、全国煤中均值进行了对比.研究发现，开滦矿区晚古生代煤中As（6.61 μg/g）、Cd（0.2 μg/g）、Cr（29.91 μg/g）、Cu（34.98 μg/g）、Ni（15.44 μg/g）和Zn（67.89 μg/g）等潜在的微量有害元素偏高，值得关注；并在我国煤中检测出了Re元素.     

滇东地区中-高硫煤中放射性元素铀的地球化学特征

以滇东部分地区中-高硫煤为研究对象，利用高分辨率电感耦合等离子质谱(HR ICP-MS)对煤中铀进行测试，采用逐级提取实验分析了其中铀的赋存状态，研究了铀与形态硫、灰分、挥发分等煤质参数之间的相关性,探讨了煤中铀的分布规律与赋存状态并分析了其富集成因。结果表明：滇东地区中-高硫煤中铀均值为4.47 μg/g，高硫煤中铀的含量要高于中硫煤，用浓集系数判别大部分煤样都属于铀富集型。煤中铀多以有机结合态为主。煤中铀的相对富集是成煤时期沉积环境的氧化环境以及部分煤样发生的铀矿化和海水的影响、沉积火山灰共同作用的结果。     

北查尔斯王子山贝恩梅达特煤系煤层的煤岩学与煤化学特征

贝恩梅达特煤系是南极北查尔斯王子山地区发育的一套二叠纪含煤地层。在中国31次南极考察期间,从该地层单元的格洛索普特里斯冲沟段和麦金农段共采集了11件煤样品。为了了解这些煤的基本特征,开展了煤的煤岩学分析、工业分析和元素分析。煤的煤岩组分结果表明,两地层的煤均以有机组分为主(格洛索普特里斯冲沟段和麦金农段有机总量平均值分别为85.5%和91.1%),且镜质组和惰性组占主要比例;无机组分含量在两地层单元的煤中均较低且以黏土和氧化物(石英)为主,硫化物只出现在麦金农段局部煤中;两地层单元煤的最大反射率基本一致,平均值均为0.64%;工业分析结果表明麦金农段的煤具有特低-高灰分(9.85%~84.16%)、低-特低全水分(2.38%~6.18%)、高-特高挥发分(38.98%~66.76%)、低-特低硫(0.23%~0.68%)和中等-特低固定碳(5.26%~55.01%)特征;格洛索普特里斯冲沟段的煤具有中灰分(21.05%~29.40%)、低-中等全水分(7.44%~9.94%)、高挥发分(40.99%~43.67%)、特低硫(0.38%~0.44%)和低-特低固定碳(39.77%~46.59%)特征。两地层单元煤的焦渣特征为2。元素分析结果表明,麦金农段的煤属于低-特低磷(0.005%~0.019%)、低-高氟(108~829 μg/g)、特低-高氯(0.017%~0.535%)和一级含砷(0~7 μg/g)煤;格洛索普特里斯冲沟段的煤属于低-特低磷(0.006%~0.024%)、高氟(260~478 μg/g)、中氯(0.007%~0.208%)和一级含砷(1~6 μg/g)煤;格洛索普特里斯冲沟段煤属于褐煤,而麦金农段煤类型复杂,泥煤和烟煤均发育,类似于印度默哈讷迪盆地的煤。     

三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩微量元素和稀土元素地球化学特征

三塘湖盆地二叠系芦草沟组油页岩发育于石头梅凸起附近,位于三塘湖盆地西南缘。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对油页岩中微量元素和稀土元素地球化学特征进行研究。研究表明:和中国煤相比研究区油页岩中比较富集V,Cr,Ni,Cu,Ge,As,Se,Rb,Sr,Mo,Cd,Sb,有毒元素、致癌元素Cd,Ni,As,Cd等含量明显高于地壳和中国煤中平均含量;REE富集情况低于北美页岩水平,稀土元素分布模式表明LREE明显富集,HREE相对亏损,Eu随深度正负异常变化频繁。ΔCe,ΔEu,Sr/Ca,Sr/Ba,V/(V+Ni)及V/Cr的值总体上反映出该区油页岩形成于贫氧-缺氧,水体盐度咸水-淡水的较深水环境     

燃煤细颗粒物排放实验及形成机理

为了研究不同变质程度煤粉燃烧后细颗粒物排放特性及生成机理,选取4种不同变质程度的煤,在实验室滴管炉（DTF）上开展了燃煤细颗粒物排放的实验研究,阐述了煤燃烧过程颗粒物形成机理,分析了煤中外在矿物和内在矿物对细颗粒物生成的贡献。实验结果表明煤燃烧颗粒物排放呈三模态分布,峰值分别0.05,0.5和5 μm左右;煤的变质程度和温度对于颗粒物的三模态分布几乎没有影响;温度促进细模态颗粒物的生成;难熔元素,如Al和Si在粗颗粒中明显富集;易挥发元素如S在超细模态颗粒物中明显富集;燃煤粗颗粒主要由煤中内、外在矿物的熔融聚合形成,黏附在煤胞壁上的内在矿物在煤焦破碎过程中熔融聚合可能是形成中间模态中不规则形貌颗粒物的原因之一。     

贵州晚二叠世高硫煤中黄铁矿的赋存特征及其地质成因

采用光学显微镜、XRD,SEM-EDX等方法,研究了贵州晚二叠世5号,7号,16号,32号高硫煤层的矿物学特征和12种有害微量元素的含量特征,重点探讨了黄铁矿的赋存特征以及控制黄铁矿形成的地质因素。结果表明:贵州高硫煤中矿物主要为高岭石、黄铁矿、石英;与中国煤及贵州煤相比,高硫煤中有害微量元素含量较低,仅Cr和Zn富集,其中水城大河边5号煤中富集Hg,Cd,Cr,Cu,Mn,Sr和Zn;高硫煤中黄铁矿赋存形态多样,包括莓球状、自形晶体状、块状、胶状、充填状、结核状;黄铁矿常与高岭石和石英互相伴生,水城大河边5号煤中高岭石发生绿泥石化,并且黄铁矿部分交代菱铁矿;高硫煤中黄铁矿成因复杂,经历多个期次形成,海水入侵与玄武岩陆源碎屑输入为高硫煤的形成提供了稳定的物源供给,同时后生黄铁矿的发育,表明多层高硫煤均受到后期热液的叠加作用。