内蒙古准格尔超大型镓矿床的发现

运用仪器中子活化分析、电离耦合等离子体质谱、X射线荧光光谱、带能谱仪的扫描电子显微镜等方法对内蒙古准格尔煤田主采6号煤层的矿物学和地球化学进行了研究. 结果表明, 镓在全层煤样中的含量均值为44.8 μg·g^-1; 镓在主采分层(亦是镓富集的分层)中的含量为30.1~76.0 μg·g^-1, 均值为51.9 μg·g^-1, 远超出煤中镓的工业品位(30 μg·g^-1), 这些分层的厚度占整个煤层厚度的81.9%. 煤的高温 (550℃)灰化产物中镓亦显著富集, 主采分层灰化产物中镓的含量为62.2~178 μg·g^-1, 均值为89.2 μg·g^-1. 煤中超常富集的勃姆石是镓的主要载体, 镓在勃姆石中的含量均值为0.09%, 勃姆石在全层煤样中的含量为6.1%, 在主采分层中的含量均值为7.5%. 勃姆石是泥炭聚积期间盆地北部隆起的本溪组风化壳铝土矿的三水铝石胶体溶液被短距离带入泥炭沼泽中, 在泥炭聚积阶段和成岩作用早期经压实脱水凝聚而形成. 初步估算表明, 该镓矿床镓的保有储量为6.3×10⁴ t, 预测储量为8.57×10⁵ t, 为超大型镓矿床. 准格尔煤田所处的特殊的古地理位置和煤中镓的特殊地质载体, 决定了该矿床是目前为止世界上独特的镓矿床类型. 与镓共伴生的稀土元素在主采分层及其灰化产物中的含量均值分别为255和830.36 μg·g^-1. 由于勃姆石的主要组成为Al, 因此铝和稀土元素亦是可资利用资源.     

煤中微量元素和矿物富集的同沉积火山灰与海底喷流复合成因

煤中常量、微量元素和矿物的富集往往是多种地质因素共同作用的结果. 运用低温灰化、X射线衍射分析、带能谱仪的扫描电子显微镜、逐级化学提取、电离耦合等离子体质谱等方法对云南砚山晚二叠世煤的矿物学和地球化学特征进行了研究, 提出了煤中微量元素和矿物富集的同沉积火山灰与海底喷流复合模式(或成因类型). 研究发现, 砚山矿区M9煤层硫分含量很高(S_t,d = 10.65%), 属于超高有机硫煤(S_o,d = 9.51%). 矿物组成主要有b-石英副像、透长石、钠长石、白云母、伊利石、黄铁矿以及少量的高岭石、斜长石、钙镁黄长石、金红石和片钠铝石. 煤中高度富集的微量元素有F(841 μg/g), V(567 μg/g), Cr(329 μg/g), Ni(74 μg/g), Mo(204 μg/g)和U(153 μg/g). 该煤中的矿物质主要有3个来源: (1) 高温石英、透长石、白云母和伊利石等是泥炭聚积期间酸性火山灰降落到泥炭沼泽后的产物; (2) 钠长石和片钠铝石以及以上超常富集的微量元素是在泥炭聚积期间, 基性-超基性海底喷流侵入到闭塞缺氧的泥炭沼泽中所致; (3) 稀土元素, Nb, Y, Zr和TiO₂等亲石元素来源于盆地南部的越北古陆. 除了物源供给以外, 砚山矿区煤的矿物学和地球化学异常是同沉积酸性火山灰和基性-超基性海底喷流共同作用的结果.