安徽二叠纪龙潭组煤中潜在毒害元素分布的因子分析研究

运用因子分析法对安徽二叠纪龙潭组煤层中S、Fe、As、CA、Se、Hg、Ti和Zn等的分布规律进行了研究,研究了这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。结果表明:煤层中Pb以方铅矿形式存在于煤中;As、Hg、Sb主要赋存于次生黄铁矿中;Zn和Se主要赋存于闪锌矿中;从元素地球化学性质上讲,Cd应赋存于闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误差较大,从而掩盖了它与Zn之间的相关关系;Ti的赋存状态较为复杂。     

内蒙古黄岗梁铁锡矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成及其指示意义

黄岗梁铁锡矿床位于大兴安岭中南段晚古生代增生造山带。矿区内闪锌矿产于矽卡岩中,可分为浸染状和层纹状闪锌矿。本文对两种闪锌矿进行了高精度LA-ICP-MS元素含量测试,结果表明矿区两种闪锌矿具有相同成因特征,闪锌矿中Mn、Cu、As、In较富集,Ga、Ge、Cd含量较低,而As、Sn、Bi、Pb含量变化较大。Cu、Sn、Bi、Pb等元素在闪锌矿中以独立矿物赋存,Mn、Fe、Ga、Ge、Cd、In、Sb以类质同像形式赋存在闪锌矿晶格中。In/Ga、In/Ge比值较低,Zn/Cd比值为233~250,指示闪锌矿形成于中高温环境。Cd/Fe、Cd/Mn比值分别小于0.1和0.5,指示闪锌矿成因与岩浆活动有关,In Ge特征图解也指示其矽卡岩成因。通过与国内外典型矿床闪锌矿微量元素特征对比,结合矿床地质特征认为黄岗梁铁锡矿床中闪锌矿属于与燕山期岩浆作用有关的中高温矽卡型闪锌矿。     

涡阳花沟西10号煤中微量元素的有机亲和性

为研究淮北矿区涡阳花沟西勘查区10号煤中微量元素的有机亲和性,共采集10个勘探钻孔煤样品,采用电感耦合等离子质谱仪ICP-MS分析了12种微量元素的含量;应用LECO碳硫分析仪测定了煤的总有机碳TOC,并通过两者的相关关系分析了元素的有机亲和性,结合元素的地球化学特征和煤样XRD物相鉴定结果,通过聚类分析进一步推断元素的赋存状态。结果表明:V、Cr、Co、Ni、Mo、Cd、Sb、Pb和Zn元素含量低于全国均值,没有异常富集,Be、Cu和Tl略高于全国均值;Cd具有较强的有机亲和性,Co、Zn、Be和Cr的有机亲和性较弱,V、Ni、Cu、Mo、Sb、Pb和Tl不具有机亲和性;V、Sb、Cu、Cr、Pb、Co和Ni主要以铝硅酸盐吸附态赋存,Cd主要以有机结合态赋存。      

内蒙古拜仁达坝铅锌矿矿集区土壤中成矿元素分布及其赋存形态研究

对拜仁达坝铅锌矿矿集区3个多金属矿区的3个土壤粒级样品中Zn、Pb、Cu、Ag 4种主要成矿元素的7种赋存形式(水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、有机质结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物结合态和残渣态)进行了测定。研究结果表明:1银都矿区土壤中Zn、Pb和Ag浓度最高,而道伦达坝矿区土壤中Cu的浓度最高;2拜仁达坝矿集区土壤中Zn、Pb和Cu主要以残渣态形式赋存,而Ag主要以铁锰氧化物结合态和硫化物结合态形式赋存;3拜仁达坝矿集区Zn、Pb和Cu元素在3个土壤粒级中的各个赋存形式所占的比例略有差别,但总体上大致相同,而Ag元素的赋存状态在3个土壤粒级的差异较大;4 3个矿区土壤中水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态和有机质结合态的Zn和Pb差别不大;铁锰氧化物结合态、硫化物结合态和残渣态的Zn和Pb,以及Cu和Ag的7个赋存状态在3个矿区的差别较大。     

闽中梅仙丁家山铅锌矿床硫化物微量元素地球化学特征及其成矿意义

梅仙丁家山铅锌矿床是闽中新元古代马面山群中多个大中型铅锌多金属矿床的典型代表.本文以丁家山铅锌矿床两类矿石(含磁黄铁矿矿石和含磁铁矿矿石)内的闪锌矿和黄铁矿为研究对象,通过电子探针及LA-ICP-MS微量元素分析技术,揭示二者的微量元素组成和赋存状态,探讨成矿温度及矿床成因方面的重要信息.分析结果显示:闪锌矿内Fe、Mn、Cd、Cu、In、Pb、Bi元素较为富集,两类矿石内的闪锌矿除Fe元素含量相差较大以外(平均值分别为9.3％和1.7％),其他元素含量并无明显差异;电子探针面扫描和LA-ICP-MS剥蚀图像显示元素Mn、Cd、In以类质同象形式存在,而Fe、Cu、Pb、Bi则有类质同象和显微包体2种存在形式.黄铁矿微量元素含量整体较低,元素Co、Ni、Pb、Bi相对富集,Ni、Mn主要以类质同象形式存在,Cu、Co有类质同象替换和显微包体2种形式,Pb、Bi主要以方铅矿包体形式存在.两类矿石中的闪锌矿Zn/Cd比值分别在120～150之间和93～210之间,均指示中温成矿条件.两类闪锌矿内Fe、Cd、Mn元素含量特征与典型矽卡岩型矿床内的闪锌矿相吻合;矿床内硫化物硫同位素组成揭示成矿物质来自于岩浆岩.上述证据共同支持梅仙丁家山铅锌矿矿床属矽卡岩型矿床.     

内蒙古浩布高铅锌矿床闪锌矿微量元素特征及其地质意义

内蒙古浩布高铅锌矿床位于大兴安岭南段黄岗-甘珠尔庙成矿带,该带是我国北方重要的铅锌多金属成矿带之一。目前,浩布高矿床闪锌矿微量元素赋存机制尚不清晰,矿床成因类型亦存在一定的争议。本研究采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)原位微量元素分析手段,结合机器学习方法,对浩布高闪锌矿微量元素组成特征、赋存机制以及矿床成因类型进行了探讨。LA-ICP-MS分析结果表明,浩布高矿床中闪锌矿以富集Fe、Mn、Co、Cu、Se、Ag、Cd、In、Sn等元素,贫Ni、Ga、Ge、As、Mo、Sb、Au、Tl、Pb、Bi等元素为特征。其中,Fe、Mn、In等元素主要以类质同象的方式替代Zn赋存于闪锌矿中,Cu、Ag、Sn等元素含量变化范围较大,可能部分以微粒包裹体的形式存在。In与Cu含量具有一定的正相关,推测In在闪锌矿中富集机理可能为Cu⁺+In■³⁺2Zn²⁺。Cd与Fe含量呈一定的正相关性,而与Zn含量呈负相关性,这可能暗示在闪锌矿中Cd主要以类质同象的方式置换Zn元素而非Fe元素。通过穷举闪锌矿微量元素图解发现,...     

湘西大脑坡超大型铅锌矿床黄铁矿原位微量元素研究

大脑坡铅锌矿床位于鄂西—湘西—黔东铅锌成矿域的中部,是近年来花垣矿田内新发现的又一超大型铅锌矿床。前人对花垣矿田内铅锌矿床的研究获得了较多的认识,但是关于区内铅锌矿床的成因类型一直备受争议。本文以大脑坡铅锌矿床不同标高的成矿期黄铁矿为研究对象,通过LA-ICP-MS原位点测试和元素Mapping分析,旨在揭示黄铁矿中不同微量元素的赋存状态以及为矿床成因提供新的约束。结果表明,该矿床黄铁矿所含微量元素种类较少且含量偏低,指示其形成于相对低温的环境,相较而言,黄铁矿较富集Co、Ni、As、Mn、Cu、Pb和Zn等元素,其中Co、As、Ni、Sb和Ge等元素主要是以类质同象的方式赋存于黄铁矿的晶格之中,大部分的Zn和Pb分别以闪锌矿微米级包裹体和方铅矿微/纳米级包裹体的形式赋存于黄铁矿中,而Cd、Mn和Cu、Ag则以类质同像的方式分别赋存于闪锌矿和方铅矿的晶格中。此外,黄铁矿的Co/Ni(均值1.0),Zn/Ni(均值42.0)和Cu/Ni(均值3.5)比值均指示其为热液型的黄铁矿。总体而言,大脑坡矿床黄铁矿微量元素特征可与典型MVT型铅锌矿床类比,在Co-Ni含量投影图上,样品点与MVT型矿床投影区高度吻合。结合矿床地质地球化学和黄铁矿微量元素特征,我们认为大脑坡矿床属于MVT型铅锌矿床。     

阿尔金喀腊达坂铅锌矿床金属硫化物元素地球化学特征及其对成矿作用的制约

喀腊达坂铅锌矿床是近年来在阿尔金北缘红柳沟-拉配泉金铜铁多金属成矿带内发现的一处大型铅锌矿床(铅锌铜金属资源量82.88万吨,平均品位:Zn 4.14%、Pb2.52%和Cu 1.10%)。相比找矿勘查取得的重大突破,对其成矿作用的研究则显得相对薄弱,目前有关该矿床成因的认识还存在分歧。本文试图通过硫化物电子探针和LA-ICPMS微量元素分析,结合元素Mapping面分析,查明闪锌矿和方铅矿中微量元素的分布特征和赋存状态,以期为理解该矿床成因提供有益信息。分析结果显示:闪锌矿相对富Fe、Mn和Cd等元素,贫In、Sn、Ga、Cr、Ge和Co等元素,Cu和Pb的含量变化大,Fe、Mn、Cd、In、Ga和Cr在闪锌矿中以类质同象形式存在,而Cu和Pb则可能既以类质同象形式又以显微包体形式存在;方铅矿相对富Bi、Sb、Ag和Tl,贫Cd、Cu、Sn和Te为特征,其中前者以类质同象形式赋存于方铅矿中。达坂闪锌矿的颜色以红褐色、灰白色和米黄色为主,其Zn、Fe、Cd、Ga和In含量及Zn/Cd、Zn/Fe和Ga/In比值显示闪锌矿的形成温度为中温。基于闪锌矿-方铅矿共生矿物对Cd地质温度计获得的温度范围为277～321℃,平均值为290℃,亦说明达坂矿床硫化物的形成温度不高。与全球不同成因铅锌矿床的微量元素及相关比值相比,达坂铅锌矿床硫化物的微量元素组成特征与VMS型矿床(如Marketorp、Eskay Creek、澜沧老厂等)更为类似,但达坂矿床的闪锌矿中黄铜矿"病毒"结构十分发育,加之矿体变质变形特征明显。因此,本文认为达坂铅锌矿床以VMS型成因为主,但不排除后期热液对其形成有一定程度的影响。     

重庆长河碥煤矿晚三叠世2号煤中微量元素的赋存状态

为了探讨煤中微量元素的赋存状态和地质成因,本文运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线荧光光谱(XRF)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、离子选择性电极法(ISE)、逐级化学提取试验(SCEE)等,研究了重庆长河碥矿晚三叠世须家河组2号煤层中微量元素的含量、赋存特征及其影响因素.发现该煤层中As(12.9 μg/g)、Cu(125 μg/g)、Cr(72 μg/g)、Ni(63 μg/g)、Pb(111 μg/g)等元素富集;逐级化学提取结果显示,煤层中Pb主要赋存在低温热液成因的黄铁矿脉中;Cr主要存在于粘土矿物中,Cr可能与陆源碎屑供给有关;Cu不仅与粘土矿物有关,也与煤中黄铁矿有关.表明低温热液流体和陆源碎屑供给对该煤中主要微量有害元素的含量和赋存特征起了决定作用.     

淮南煤田深部A组煤中有害微量元素地球化学特征

以淮南煤田深部A 组煤为研究对象,全层刻槽采集了煤、夹矸和顶底板岩石样品,采用电感耦合等离子质谱仪 （ICP-MS） 测试分析了样品中13 种有害微量元素的含量,对比研究了其分布特征,结合Tessier 五步形态提取法和相关性分 析探讨了煤中有害微量元素的赋存形态。结果表明：（1） 与中国上陆壳中各种微量元素含量均值相比,淮南深部A 组煤中 B,As,Se,Mo,Cd,Pb,Hg 的富集系数均大于1,在A 组煤中表现为富集;A 组煤中B,As,Se,Cd 的含量均高于淮南煤 田上部B 组煤、华北煤以及中国煤中的含量均值;（2） 相关性分析和逐级提取实验结果表明,A 组煤中微量元素主要以残 渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和达到55%~98%,其中Ni,Mo,Cd,Hg,Cu,Pb 和Zn 主要赋存于硫化物 矿物中,Mn 主要赋存于碳酸盐矿物中,V,Cr,Se,B 和As 主要赋存于硅铝酸盐等黏土矿物中。（3） B 元素示踪物源及沉 积环境结果显示,淮南煤田深部A 组煤成煤环境为海相咸水沉积环境,稳定的咸水沉积环境以及受海水影响等因素导致A 组煤中微量元素出现不同程度的富集。     

电感耦合等离子体发射光谱-逐级化学提取法研究低硫煤矸石中微量元素的赋存状态及其环境效应

煤矸石是我国堆存量最大的工业固体废物,本文应用电感耦合等离子体发射光谱法、逐级化学提取法和相关性分析研究了淮北临涣矿区低硫煤矸石中10种微量元素的含量及赋存状态,并运用风险评价指数法评价其环境效应。结果表明,低硫煤矸石中Ba、Co、Cr、Mn、Ni、Pb、V含量均高于淮北煤和中国煤均值,Mn、V的富集系数大于1,有一定迁移风险。微量元素主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和为68.87%~92.93%,其中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn赋存于硫化物矿物中,V赋存于黏土矿物中,Mn赋存于碳酸盐矿物和硫化物矿物中。10种微量元素对环境的危害性大小为:MnZnNiPbCdCuBaVCrCo,表明低硫煤矸石堆存过程中活性态Mn对生态环境造成危害的可能性最大,由Mn可能引起的煤矸石山周边地区土壤及水体污染应当重视。     

Geochemistry of environmentally sensitive trace elements in Permian coals from the Huainan coalfield, Anhui, China

To study the geochemical characteristics of 11 environmentally sensitive trace elements in the coals of the Permian Period from the Huainan coalfield, Anhui province, China, borehole samples of 336 coals, two partings, and four roof and floor mudstones were collected from mineable coal seams. Major elements and selected trace elements were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), and hydride generation atomic absorption spectrometry (HAAS). The depositional environment, abundances, distribution, and modes of occurrence of trace elements were investigated. Results show that clay and carbonate minerals are the principal inorganic constituents in the coals. A lower deltaic plain, where fluvial channel systems developed successively, was the likely depositional environment of the Permian coals in the Huainan coalfield. All major elements have wider variation ranges than those of Chinese coals except for Mg and Fe. The contents of Cr, Co, Ni, and Se are higher than their averages for Chinese coals and world coals. Vertical variations of trace elements in different formations are not significant except for B and Ba. Certain roof and partings are distinctly higher in trace elements than underlying coal bench samples. The modes of occurrence of trace elements vary in different coal seams as a result of different coal-forming environments. Vanadium, Cr, and Th are associated with aluminosilicate minerals, Ba with carbonate minerals, and Cu, Zn, As, Se, and Pb mainly with sulfide minerals.     

Enrichment characteristics and its geological significance of dispersed elements within sulfide minerals from the VI ore belt in the Maoping Pb-Zn deposit,Yunnan Province,ChinaSCIEI北大核心CSCD

作为华南大面积低温成矿域的重要组成部分,川滇黔铅锌矿集区是我国重要的铅锌银等资源基地之一,同时该矿集区也是Ge、Cd、Ga和In等稀散元素的超常富集区域。毛坪矿床是该矿集区内第二大铅锌矿床,累计探明铅锌金属储量超过3Mt(Pb+Zn平均品位≥18%),锗(Ge)保有储量182t。本文以新发现的Ⅵ矿带(铅锌金属已探明储量≥60万t,Pb+Zn平均品位≥20%)为研究对象,利用LA-ICPMS对主要矿石矿物闪锌矿和黄铁矿进行了微区原位微量元素组成和Mapping分析。研究结果显示Ⅵ矿带闪锌矿普遍富集Ge(最高580×10^(-6),均值81.1×10^(-6))、Cd(最高3486×10^(-6),均值1613×10^(-6))和Ga(最高190×10^(-6),均值44.4×10^(-6));黄铁矿普遍富集Mn、As、Pb、Cu、Ag和Sb。与Ⅰ和Ⅱ号矿带闪锌矿相比,Ⅵ号矿带闪锌矿更富集Ge和Ga。闪锌矿中Fe和Pb以类质同象为主,偶见黄铁矿和方铅矿显微包体;Cu、Ge、Ag和As赋存形式主要为类质同象,替代方式为Ge^(4+)+2(Cu+,Ag+,As+)↔3Zn^(2+);Cd以类质同象方式赋存为主,替代机制为Cd^(2+)↔Zn^(2+);Ga和In可能主要以类质同象方式存在。黄铁矿中Pb和Mn主要以方铅矿和碳酸盐矿物显微包体为主;Cu、As和Sb以类质同象形式存在于黄铁矿中;Ag和Zn可能以独立矿物形式赋存;Co和Ni以类质同象方式替代Fe进入黄铁矿晶格中,替代方式为Ni^(2+)+Co^(2+)↔2Fe^(2+)。毛坪矿床新发现Ⅵ矿带硫化物相比典型MVT矿床硫化物具有不同的In和Ge含量以及Cd/Fe比值,结合矿床地质特征和其他证据,表明毛坪矿床成因类型特殊,有别于经典MVT铅锌矿床,属于川滇黔型铅锌矿床。     

Concentration and association of minor and trace elements in Mukah coal from Sarawak, Malaysia, with emphasis on the potentially hazardous trace elements

The ash yield and concentrations of twenty-four minor and trace elements, including twelve potentially hazardous trace elements were determined in Mukah coal from Sarawak, Malaysia. Comparisons made to the Clarke values show that Mukah coal is depleted in Ag, Ba, Be, Cd, Co, Mn, Ni, Se, U, and V. On the other hand, it is enriched in As, Cr, Cu, Pb, Sb, Th, and Zn. Among the trace elements studied, V and Ba are associated predominantly with the clay minerals. Manganese, Cr, Cu, Th, and Ni are mostly bound within the aluminosilicate, sulphide and/or carbonate minerals in varying proportions, though a portion of these elements are also organically bound. Arsenic, Pb and Sb are mostly organically bound, though some of these elements are also associated with the sulphide minerals. Zinc is associated with both the organic and inorganic contents of the coal. Among the potentially hazardous trace elements, Be, Cd, Co, Mn, Ni, Se, and U may be of little or no health and environmental concerns, whereas As, Cr, Pb, Sb and Th require further examination for their potential health and environmental concerns. Of particular concern are the elements As, Pb and Sb, which are mostly organically bound and hence cannot be removed by physical cleaning technologies. They escape during coal combustion, either released as vapours to the atmosphere or are adsorbed onto the fine fly ash particles.     

The Relationship Between Mineralogical Characteristics and Isotopic Composition of Sphalerite,as Exemplified by the Huxu Deposit,China

The relationship between mineralogical characteristics and isotopic composition of sulfides has not received its proper share of attention from geologists, although many references are available concerning the application of sulfur isotopes to geological problems. Located in the vicinity of the contact region between the Yangtze Platform and the South China Caledonian Folding Zone, the Huxu deposit is hosted in a structural zone in quartz-diorite-porphyrite emplaced in Jurassic volcanic rocks. Sphalerite and galena are the principal ore minerals in the deposit. (1) Sphalerite is highly variable in color and this variation can be related to its chemical composition and sulfur isotopic characters. Dark colored sphalerites are poor in Zn and Ni, rich in Pb, Cu, Fe, Ag and Au and have high δ³⁴S values, while the opposite is true for light-colored ones. (2) δ³⁴S of sphalerite is negatively correlated with the contents of Zn and Ni and positively correlated with the contents of Pb, Cu, Ag and Au, with the absolute values of the correlation coefficients being greater than 0.7. The above two characters suggest that the sulfur isotopic composition of sphalerite is controlled not only by the physicochemical conditions under which the mineral was formed, but also by mineralogical characteristics of the host mineral. (3) Apparent correlations exist among the constituent elements in the sphalerite. For example, Zn is negatively correlated with Cu, Pb, Fe, Ag and Au and positively correlated with Ni. (4) Sphalerites of the same color in the same hand specimen always show similar characters with respect to trace element and sulfur isotopes. (5) Two distinct trends of evolution can be recognized between Zn and Cu, Zn and Pb, Zn and Ag and between these elements on one hand and δ³⁴S on the other, reflecting that the ore-forming solutions may have resulted from mixing of fluids of different origins. (6) Pb is uniformly distributed in sphalerite and shows positive correlations with Cu, Fe, Ag and δ³⁴S, suggesting isomorphic substitution in the sphalerite lattice. This project was financially supported by the Open Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences.     

X射线荧光光谱微区分析在铅锌矿石鉴定上的应用

自然界很多矿物存在类质同象现象,它们在显微镜下特征相似难以区分,对于这类矿物的鉴定,需要借助X射线衍射分析、电子显微镜、电子探针分析和离子探针分析等手段,获取矿物的化学成分和结构,为矿物鉴别提供有用的信息。本文以铅锌矿石中比较典型且易于收集的方铅矿(Pb 86.60%、S 13.40%)和闪锌矿(Zn 67.10%、S 32.90%)为例,借助偏反光显微镜,初步鉴定矿石的矿物特征;再利用X射线荧光光谱仪微区分析功能,对铅锌矿石标本进行定性和定量鉴定,对矿石所表现的各种特征做矿物学解释。实验结果表明,铅锌矿石标本中存在S、Pb、Zn、Cd等异常元素,并对闪锌矿标本中Zn、S、Fe、Cd等异常元素进行分布分析,绘制组分的二维或三维分布图显示各元素分布的异常区域高度一致;在电荷耦合器的实时监控下,对铅锌矿石标本靶区进行定点定量测定,根据所测组分含量,并结合矿物化学成分理论值定名为方铅矿和闪锌矿。本方法测定闪锌矿标本各组分的相对标准偏差(RSD,n=11)均小于4%,测定结果与电子探针测定结果吻合。本方法只要将矿石制成光片,无需喷碳处理,即可对铅锌矿石中主次量元素进行原位微区定性和定量分析,测定速度快且不破坏矿石标本,解决了类质同象矿物(如方铅矿和硒铅矿、闪锌矿和含铁闪锌矿等)在光学显微镜下鉴定困难的问题,提高了铅锌矿石定名的准确性,为岩矿鉴定工作提供一种新的技术手段。     

煤中潜在毒害元素分布的多元分析及其地球化学意义

在对贵州省二叠纪龙潭组煤 Ｓ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｚｎ分布规律进行讨论的基础上,作者运用多元分析方法这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。煤怪中Ａｓ、Ｈｇ、Ｓｂ主要赋存地交内铁矿中：Ｚｎ、Ｓｅ主要赋存于闪锌：Ｐｂ以方 铅矿形式存在于煤中,从元素地球化学性质上讲Ｃｄ应赋存地闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误