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。     

邯邢矿区承压水上充填采煤底板渗流规律研究

为了掌握开采参数和充填参数对承压水上采煤工作面底板渗透破坏的影响机制,针对邯邢矿区承压水上安全采煤问题开展研究,基于典型矿井煤层地质赋存特征,建立了承压水上开采水岩耦合概化地质模型,分析了承压水上采场底板力学行为。根据半无限板集中荷载和均布条形荷载传播的求解方法及弹性力学叠加原理,获得了采动与水压共同作用下底板应力分布表达式。进而借助MATLAB计算程序,以邯邢矿区开采条件及实测数据为例,得到了有无水压条件下底板应力分布规律,采动应力等值线与奥灰水压力等值线相互交织、互相影响,加剧了对底板变形破坏的影响。进一步计算出了水岩共同作用下底板应力分布和主应力差分布,揭示了承压水上采场底板破坏与充填控制机理。通过散体矸石固体改性试验,得出了掺入自主研发的胶结料后改性充填材料力学性质,其弹性模量范围为30～50 MPa。岩石破裂数值模拟结果显示,当充填体弹性模量增加至50 MPa时声发射事件和累积释放能量明显减少,且采煤工作面底板仅出现少量裂隙并最终被控制在局部范围,不会出现失稳性扩展,充填体的抑制作用与承压水的破坏作用达到平衡状态。研究结果为邯邢矿区准备开展的30 m以内隔水层间距煤层开采提供...     

邯邢煤田构造演化多期性特征及其资源勘查意义

采用野外宏观观察和室内显微变形研究方法,对邯邢煤田构造演化特征进行了深入研究;煤田构造演化同样经历了板块形成、稳定发展和变形三大阶段;从煤田构造间的组合切割、断裂产状及角砾形态、脆性变形构造特征等全方位印证了构造演化的多期性和复杂性;煤炭资源勘查应重视不同期次的断裂构造之间的组合关系,寻找最佳找煤构造单元。     

山西阳泉岩样稀土元素特征及其地质意义研究

采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测试了山西阳泉不同沉积环境下形成的泥岩中的稀土元素的含量,并分析了它们的稀土元素地球化学特征。研究表明,泥岩中的稀土元素含量及分配模式与沉积环境和物源有很大的相关性,具有良好的指相意义。     

淮北煤田宿州矿区山西组泥质岩地球化学特征及地质意义

为研究淮北煤田宿州矿区山西组泥质岩地球化学特征及地质意义,通过X射线荧光光谱仪和电感耦合等离子质谱仪等分析测试手段,对研究区山西组泥质岩主微量元素进行了测试并进行分析。结果表明,研究区泥质岩中SiO₂、Al₂O₃质量分数较高,均值分别为62.67%、21.36%。山西组泥质岩中Sc、V、Cr、Ni、Zr、Th等元素相对后太古宙澳大利亚页岩富集,Ba、Ta、Rb、Sr、Nb等元素亏损。泥质岩中稀土元素富集,质量分数为242.4×10^-6～302.9×10^-6,LREE/HREE为8.87～10.01,轻重稀土分异程度大,δEu为0.44～0.72,具有明显的负异常,δCe为0.96～1.14,显示为无异常;稀土元素配分曲线整体模式呈右倾型,相似于后太古宙澳大利亚页岩元素曲线,反映研究区泥质岩主要来源于上地壳。研究区泥质岩m（Al₂O₃）/m（TiO₂）为22.77～29.47,m（Cr）/m（Zr）为0.22～0....     

阳泉矿区泥岩地球化学特征及地质意义

为研究阳泉矿区太原组、山西组的沉积环境、物源及源区构造背景,对该区泥岩微量及稀土元素进行分析,结果表明:该区亲石元素较为富集,高场强元素Ti、Zr、Hf、Th丰度高于上地壳,Rb、Sr、Nb、Ta等元素有所亏损;稀土元素总量较高,轻重稀土元素比值及(La/Yb)N比值显示轻、重稀土分异明显,表现为轻稀土富集、重稀土相对亏损、Eu明显负异常、Ce微弱负异常的分布模式.对Sr/Cu、V/(V+Ni)、Sr/Ba、δCe和Ceanom等特征参数的分析,显示该矿区泥岩属于过渡相-陆相沉积,处于还原、厌氧、半咸水沉积环境.据泥岩微量、稀土元素组合及其判别图解,该矿区源岩以长英质岩石为主,与太原组相比,山西组物源明显受花岗岩的影响,物源区构造背景为大陆岛弧和活动大陆边缘.     

江西上饶某稀土矿地质及稀土元素地球化学特征

为了研究工作区稀土矿分布规律,在系统的野外地质调查基础上,根据江西某区稀土矿的形成过程将其划分为4层,分别为基岩层、半风化层、全风化层下段、全风化层上段.借助电感耦合等离子体质谱研究手段对该区稀土矿开展了元素地球化学研究.结果表明:该稀土矿主要富集轻稀土元素,且稀土元素主要在全风化层上段富集;对比各层位的稀土元素总量发...     

区域超前探查治理技术在邯邢矿区深部采煤底板水害防治中的应用

针对超前区域探查治理技术在探查治理设计、注浆改造工艺、治理效果评价方面存在的问题,通过分析邯邢矿区水文地质条件及邢东矿、辛安矿水害防治工程实例,对超前区域探查治理技术在深煤层底板高承压水害防治中的应用进行研究。研究得出：注浆治理目的层应综合分析研究区水文地质条件、突(涌)水方式,选择离煤层最近、厚度适中、可注性较好的含水层进行注浆改造|水平孔布设距离应考虑研究区水文地质类型、地质构造复杂程度及发育程度确定孔间距,并设计机动孔|水平孔布置方式应考虑工程目的|治理应按“探、注、验一体化”的思路,对钻进过程中遇到的地质现象实施注浆治理并检验|治理效果应利用突水系数、含水层涌水量、矿井涌水量、构造发现率、初始奥陶系岩溶水压等指标,通过迭代指数法组合量化后,重新评价。     

土耳其乌古鲁卡锑矿区地质与地球化学特征及其成因

土耳其乌古鲁卡锑矿区出露一套浅变质的碳酸盐岩及中-酸性火成岩,矿体产出于两者接触带内,矿床主要产出于这两种岩石类型之间的断裂耦合部位,矿石矿物以辉锑矿(Sb2S3)、锑华(Sb2O3)和黄锑矿(Sb2O4)为主.乌古鲁卡矿床成矿类型为浅成中低温热液充填成矿后经变质改造类型,成矿热液主要来源为变质前的沉积阶段.     

离子吸附型稀土矿成矿特点及元素赋存形式

离子吸附型稀土矿是世界中重稀土的主要来源,广泛分布于我国南方的江西、广东、福建、湖南、广西、云南等地,而在世界其他地区鲜少见到。离子吸附型稀土矿床的矿体赋存于母岩形成的风化壳中,大多数情况下,风化壳的稀土元素模式由母岩继承而来,母岩特征因此对成矿有着重要的控制作用;此外,外生条件如亚热带气候、低洼缓坡地形、充足的降雨量和地下水等也对成矿性有着重要影响。自风化壳上部向下,随着土壤水pH的增加和氧化还原条件的改变,稀土元素在全风化层下部和半风化层中被黏土矿物固定,此过程中,物质（主要元素）的移除和淋溶-沉积动力学是风化壳中稀土元素富集的主要机制。一般认为离子吸附型矿石中的稀土主要存在于高岭石等黏土矿物中,而稀土元素在单个矿物中的赋存形式不清楚。近年来有同步辐射实验表明,稀土元素在高岭石中既以8或9配位的水合自由离子形式作为外层络合物吸附于高岭石表面,也可以内层络合物形式与黏土矿物表面Al-O、Si-O键结合或与黏土矿物边缘位置结合。对离子吸附型稀土矿成矿特点和稀土元素的赋存形式的研究是指导找矿与进一步高效、环保的资源利用的基础,于世界尖端科技产业发展而言至关重要。     

贵州织金某红土型钛矿矿物学、稀土、微量元素地球化学特征分析

针对贵州织金地区的红土型钛矿资源特征,为查明该钛矿的矿物学性质和稀土、微量元素的地球化学特征内容,以贵州织金某红土型钛矿资源为研究对象,通过XRD、XRF、光学显微镜、扫描电子显微镜等研究手段,知钛元素的主要载体为锐钛矿,TiO2品位在5.02％～8.59％.分析稀土元素特征,知该地区钛矿属于LREE富集,HREE亏损...     

安哥拉Bonga矿区双稀矿床特征分析

通过对安哥拉Bonga铌矿勘查总结的成矿地质背景,运用大陆动力学结合“螺旋构造”观点,分析了全球主要的铌矿床特点得出:矿区分为原生矿和风化砂矿,原生矿为早白垩系碳酸岩以中心式侵入元古代基底中富铌和稀土元素的双稀矿床;矿区碳酸岩在崩落堆积与残坡积后,经后期风化迁出易迁移元素,形成风化砂矿,使赋铌的矿物烧绿石和稀土等元素富集后成为超大型规模的双稀矿床。中生代构造运动和“南非螺旋”作用下,形成了NE向Huombo-Sourimo断裂及中生代Lucapa裂谷系统,产生的早白垩世NE向串珠状,环带式或中心式侵入元古代基底中的多个幔源型碳酸岩—碱性岩,是中生代中晚期地球内部演化过程因重力分异作用下产生的碳酸杂岩—碱性岩富亲石元素组合的熔体—流体,与全球性多地主要的稀有、稀土矿床对应,具全球性重要的成矿专属性:中生代中晚期碳酸岩—碱性岩中稀有、稀土矿床,对区域上NE向中生代裂谷系统分布的多个碳酸岩—碱性岩中寻找双稀矿床具重要指示意义。区域上从前寒武到中生代多期岩浆活动,带来的丰富成矿物质,与区域上已知有色、黑色、贵金属及双稀等多种深源性高密度元素相关的矿床对应,显示了较高找矿远景。     

鄂尔多斯盆地东缘柳林地区上古生界暗色泥页岩稀土元素地球化学特征

鄂尔多斯盆地东缘晚古生代含煤地层中暗色泥页岩广泛发育,通过系统采集柳林地区上古生界太原组和山西组暗色泥页岩岩芯样品,借助电感耦合等离子质谱方法开展了稀土元素与微量元素测试。研究表明,柳林地区暗色泥页岩中稀土元素含量较高,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损且平稳,配分曲线相互平行且右倾,可见微弱的Ce负异常和中等Eu负异常,指示稳定的上地壳物源注入。结合δCe与δE、ΣREE和w(La)N/w(Sm)N较差的相关性,以及w(U)/w(Th)<1可排除泥页岩中REE的非源岩影响因素,REE指标的源岩及环境指示意义可靠。综合δCe,Ceanom以及氧化还原敏感元素指标(w(V)/w(Cr),w(Ni)/w(Co),w(V)/w(V+Ni),w(U)/w(Th)和δU)表明山西组与太原组泥页岩沉积环境整体为弱还原-弱氧化环境,且山西组沉积期氧化程度更强。δCe、ΣREE和部分微量元素指标(w(Ba),w(Sr)/w(Ba),w(Ba)/w(Ga))的差异特征和变化规律在层序地层格架内指相意义明显,显示从SQ2到SQ3期,研究区具有从海相、过渡相到陆相的变化趋势。研究区物源来自盆地北部的阴山古陆,以长英质源岩为主,源区构造背景与大陆边缘环境相关。     

伊敏褐煤和腐殖酸中稀土元素的地球化学特征差异分析

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法,对伊敏褐煤稀土元素含量等地球化学特征进行了分析,认为伊敏褐煤稀土元素主要赋存在黏土矿物和含钛矿物中,而黄铁矿、碳酸盐、硫酸盐等矿物中稀土元素含量低,具有稀释效应。稀土元素在脱灰煤提取腐殖酸和脱灰煤提取腐殖酸残煤中的赋存有一定的互补性,稀土元素在脱灰煤提取腐殖酸中相对富集程度为轻稀土<中稀土<重稀土,稀土元素在脱灰煤提取腐殖酸残煤中的相对富集程度为轻稀土>中稀土>重稀土,表明稀土元素在有机质中的分布具有重稀土主要赋存在腐殖酸中、轻稀土主要赋存在煤主体有机结构中的配分特征。     

离子型稀土矿区土壤中高岭土对氨氮的吸附研究

我国南方离子型稀土矿区土壤氨氮污染严重,高岭土是矿区土壤的主要黏土成分之一。本文对高岭土黏土矿物与氨氮污染间的吸附特点及吸附动力学等进行了研究。结果表明:随着氨氮初始浓度、温度的升高,高岭土对氨氮的吸附量与吸附速率均提高;pH9.2时,高岭土对氨氮的吸附量随pH值增大而增大;pH9.2时,二者间的吸附量随pH值增大急剧降低;高岭土对氨氮的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程;对于实际的我国南方的离子型稀土开采矿区,在矿区土壤的温度存在主要区间(298~310K)、pH值存在范围(3.0~6.0)内,随原地浸矿时温度、浸矿液浓度或pH值的升高,矿区土壤中氨氮的吸附残留量均会增大;可通过使用较低浓度的原地浸矿液、控制较低的土壤pH值和温度,加强对矿区污染土壤中氨氮的去除。     

皖北任楼煤矿深层地下水稀土元素地球化学特征

为深入理解深层地下水稀土元素特征及水岩相互作用机制,对皖北任楼煤矿深部3个含水层（四含、煤系和太灰水）的稀土元素组成进行了测试,结果表明:任楼煤矿3个含水层均以轻稀土亏损、重稀土富集为特征,且均具有明显的Eu正异常以及普遍的负Ce异常,但三者在稀土分异、Eu和Ce异常程度上存在区别。其中,Ce异常主要与氧化还原程度有关,正Eu异常除与测试中BaO的干扰有关外,还原环境下Eu2+和Sr2+之间的交换、氧化状态下Eu3+的存在形态可能分别对太灰水和四含水存在影响,但煤系水中最高的正Eu异常可能主要与斜长石的溶解有关。除围岩成分、温度及酸碱度之外,稀土元素无机形态可能对地下水稀土分异程度存在重要影响。含水层之间稀土元素特征的差异为水源识别提供了可行性,但仍需进一步的研究以待证实。     

大同煤田8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素地球化学特征

运用电感耦合等离子质谱、XRD、XRF等技术手段测试了大同煤田太原组8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素含量,分析了常量元素和稀土元素在原煤及风化煤中的地球化学特性、赋存特征和指相意义。结果表明,太原组8号煤风化后,Fe2O3受后生黄铁矿影响含量明显增高;煤层风化过程中释放的部分Si离子以及大量不稳定物质的流失造成SiO2含量相对增大;Ca,Mg离子则被迁移至夹矸和顶底板中导致含量明显降低;除个别分层中出现明显镧系收缩效应,稀土元素含量明显增高;稀土元素赋存状态由碳酸盐及有机结合态转为铝硅酸盐矿物结合态、水合磷酸盐结合态和硫化物结合态,重稀土在煤层风化前后始终表现出与碳酸盐矿物的强烈亲和性;稀土元素与铝硅酸盐矿物的相关性可能与矿物的种类有关;常量元素灰成分参数和铈异常参数值在煤层风化后对原始沉积环境的指相意义不再明确;铕异常参数值不易受风化作用影响,仍可反映煤层的原始沉积环境。     

马兰2号煤层夹矸微量与稀土元素地球化学特征及其地质意义

运用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)对西山煤田马兰矿区2号煤层不同粒径夹矸的矿物组成、微量元素、稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析,结合元素与矿物间关联性分析对有害微量元素的地质成因过程进行了探讨。结果表明：夹矸中矿物主要由粗粒级石英、结晶度高的高岭石、细粒级黄铁矿及锐钛矿组成,不同粒径样品中矿物组成不同;物源主要为华北二叠纪聚煤盆地北部的花岗岩,并受华北板块北缘晚古生代火山活动的影响;有害微量元素Cr,Ni和Cu受高岭石和石英控制,Zn和U分别与黄铁矿和锐钛矿关系密切。