准格尔煤田主要煤层泥炭沼泽环境与伴生金属元素富集的关系

准格尔煤田煤中金属锂镓铝的含量很高，均超过了工业品位。但是，这些伴生金属元素不但在不同煤层中富集程度不同，而且在同一煤层的不同地区富集程度也不一样。本课题拟选择准格尔煤田达到开采厚度的煤层为代表，研究准格尔煤田煤中伴生锂镓铝矿的富集与泥炭沼泽环境之间的关系。本课题拟采用煤地质学、煤岩学、矿床学、地球化学等学科的理论和方法，研究可采煤层的宏观和显微煤岩组分、宏观和显微煤岩类型、生标化合物和指相元素特征，根据这些参数划分泥炭沼泽类型，研究其在纵向和横向上的变化规律，从而找出准格尔煤田煤中伴生锂镓铝矿的富集与泥炭沼泽环境之间的关系。此项研究不仅对发现新型的矿床资源具有重要意义，而且对指导能源矿产和伴生金属矿产综合勘探和开发也具有重大经济意义，有可能在伴生矿床成矿模式方面取得创新成果。

选取了哈尔乌素、黒岱沟、管板乌素、串草圪旦（4#和6#煤层）、小鱼沟等矿的6#煤层两个煤层的127个样品进行了分析，其中6#煤层为矿区主要可采煤层。本文运用要运用煤岩学、煤地球化学、矿物学和沉积学等理论知识，利用偏光显微镜、ICP-MS、XRD、XRF、气象色谱-质谱等，对煤中显微煤岩组分、微量元素含量、矿物组分、常量元素含量和有机质进行测定。研究了4#和6#煤中微量元素的分布赋存特征，并通过煤岩组分和有机质对成煤环境进行了探讨。.研究结果表明，4#煤富集的微量元素有Li、Be、Zr、Hf、Pb、Bi、Th和U，其中Li达到了工业品味。6#煤富集的微量元素有Li、Ga、REE、Sr、Cd、Bi等，4#煤中微量元素总体上高于6#煤。重点对煤中微量元素的赋存状态进行了研究，利用相关性分析和R型聚类分析，对微量元素的之间的共生组合关系进行了分析。.煤岩学特征表现为以镜质组为主，其次是惰质组，壳质组较少。矿物组成上，粘土矿物比较富集，其次是碳酸盐矿物，黄铁矿和石英含量较低。研究了微量元素与显微煤岩组分、可溶性有机质、灰分的相关性。.从富集系数可以看出，在干燥森林泥炭沼泽中，Li（2.92）、Ga（0.83）、Cd（0.68）、Pb（1.17）、Bi（1.25）、U（0.71）相对富集。干燥森林泥炭沼泽的物源以陆源碎屑为主，对于亲石性元素来说，当其被粘土矿物吸附后便随陆源碎屑一起搬运到泥炭沼泽中并沉积下来。.在浅覆水森林泥炭沼泽中，Li（3.95）、V（0.77）、Ga（0.77）、Cd（0.85）、In（0.68）、Pb（1.38）、Bi（2.15）、U（0.93）相对富集。此阶段的地下水动力作用要强于干燥森林泥炭沼泽，由流水作用带入的陆源物质也增多，因此，在浅覆水森林泥炭沼泽中Li和V的富集程度出现增高趋势。而此阶段的泥炭沼泽同时也受海水方面的影响，致使Cd、In、Pb、Bi和U这些亲硫性元素富集。.在低位沼泽中，Li（5.73）、V（0.77）、Ga（0.73）、Pb（1.00）、Bi（1.16）、U（0.69）相对富集。这一阶段的煤岩显微组分以镜质体为主，地下水动力作用最强，同时还原性也增强，在低位沼泽中，Li的富集程度达到最大。而与镜质组呈负相关的Pb、Bi、U等元素的富集程度随之降低。