宁东煤田横城矿区太原组煤中关键金属的物质来源和富集机理

学术精汇

作者：

黄鹏程1 2 郭雅杰3 史禹韬3 曹佳亮3 李宝庆*3 田继军3 姬晓燕2 上官云飞3 庄新国3 马少东2

作者单位：

1. 中国地质大学(武汉)地质调查研究院2. 宁夏回族自治区煤炭地质局3. 中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室

摘要：

对宁东煤田横城矿区太原组9号煤层进行了矿物学和地球化学研究，以便查明煤中关键金属的分布、赋存和富集特征，并评价其综合利用前景。研究结果表明：①横城矿区9号煤以高的镜质组含量、特低—低灰分产率和中—高硫含量为特征。②煤中矿物主要由高岭石组成，以细胞充填状、透镜状和薄层状等形式存在。煤层底板中矿物主要由石英、高岭石和白云母组成，其主要为碎屑成因。③煤层中常量元素主要由SiO₂和Al₂O₃组成，煤中Li、Zr、Nb、Hf、Pb和Th的含量达到轻度富集—富集程度，其中Li、Pb和Th主要赋存于高岭石，Zr和Hf赋存于锆石，Nb赋存于高岭石和锐钛矿。矿区9号煤层形成于受海水影响的潮坪-潟湖环境，煤层下部形成于铁源供给不足的低位沼泽环境，煤层上部形成于铁源严重不足的高位沼泽环境，故下部煤层中硫以黄铁矿硫为主而上部以有机硫为主。煤中碎屑物质主要来源于阴山古陆和阿拉善地块，阴山古陆主要提供了元古宙的陆源碎屑物质，阿拉善地块主要供给了早石炭世的碎屑物质，此外也有少量的火山灰和奥陶系灰岩风化残积物进入到含煤盆地。煤中的Li、Zr、Nb等关键金属的富集主要受控于长英质的碱性—过碱性物质输入量的多少，同时水/岩作用过程也导致了关键金属的活化、迁移和重新分配。煤灰中Li₂O含量超过其边界品位，REO、Ga、Zr和REY接近相应边界品位，故可考虑Li-Ga-Zr-REY等的综合开发利用。

关键词：

关键金属赋存状态富集机理宁东煤田太原组

刊期：

2024，8（98）

所属栏目：

富集机理

基金资助：

国家重点研发计划项目(2021YFC2902005),国家自然科学基金项目(42272207),宁夏地质事业发展专项(640000233000000011005)

分类号：

P618.11;P618.2

DOI：

10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2024198

页数：

页码：

2336-2350

来源期刊

地质学报

Acta Geologica Sinica