重庆芦塘矿晚二叠世煤中微量元素和稀土元素的地球化学特征

作者：邹建华; 王冰峰; 王慧; 田和明; 李甜

来源：煤炭学报, 2022, 47(08): 3117-3127.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2021.1396

• 芦塘矿
• 晚二叠世煤
• 微量元素
• 稀土元素
• 地球化学

近年来，由于稀有金属需求的日益增长以及传统矿床的逐渐耗竭，煤和含煤岩系被认为是提取稀有金属的潜在来源。为了解重庆芦塘矿晚二叠世煤中Li, Ga, Nb, Ta, Zr, Hf和稀土元素(REY)的成矿潜力，采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、X射线荧光光谱仪(XRF)和X射线衍射仪(XRD)等方法测试了煤的微量元素、稀土元素和矿物组成。研究发现，芦塘矿晚二叠世煤为高硫中低灰无烟煤，煤中高含量的硫(5.06%)与海相沉积环境有关。煤中矿物主要为伊利石、伊蒙混层、高岭石和黄铁矿，其次为钾长石、方解石、铁白云石、石英、黄钾铁矾和熟石膏。与世界硬煤相比，芦塘煤中富集Li, Be, B,F,V,Cr, Zn, Ga, Ge, Se, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Hf, Ta, Hg, Th, U和REY,其中Li, Ga, Nb, Ta, Zr, Hf和REY的富集系数分别为7.81,2.19～7.99,6.58,8.39,5.82和2.85。从顶至底沿着煤层剖面，Li, Ga, Nb(Ta),Zr(Hf)和REY含量逐渐升高。由于与灰分呈明显的正相关，煤中Li, Ga, Nb(Ta),Zr(Hf)和REY主要赋存于矿物中。芦塘煤中稀土元素以中稀土富集型为主，稀土元素地球化学参数δCe和δEu表明，煤中矿物质不来源于康滇古陆的基性玄武岩。煤中Li, Ga, Nb(Ta),Zr(Hf)和REY富集的主控因素是地下水对煤层下伏凝灰岩的淋滤作用。芦塘矿晚二叠世煤的煤灰中REY可作为提取稀土元素的潜在原料，其伴生的Li, Ga, Nb(Ta),Zr(Hf)等有益金属可共同提取，其工业利用价值值得关注。

• 单位
  土木工程学院; 重庆三峡学院; 重庆地质矿产研究院