华北板块南缘早二叠世煤中微量元素赋存特征及主控机制

煤炭中的关键金属是矿产资源勘探开发的一个新领域。基于X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等分析方法，研究了华北板块南缘早二叠世中煤矿物学和煤地球化学的特征，探讨了煤中微量元素的发生特征和控制因素。结果表明，华北板块南缘早二叠世煤中的矿物主要为高岭石、伊利石、方解石、白云石、黄铁矿和锐钛矿，而主量元素主要为SiO2、Al2O3和Cao。Li元素在煤层样品中相对富集，质量分数为54.510-6~11610-6（平均76.8310-6）。Zr和Th略有富集，质量分数分别为34.1410-6~160.7310-6（平均值73.8110-6）和3.2210-6~17.7910-6（平均值7.8510-6）。其他元素质量分数的硬煤价值接近或低于世界平均水平，包括Co、Zn、Rb、Cd和Cs的硬煤明显枯竭。相关性分析表明，Li元素主要存在于高岭石等粘土矿物中。沉积环境解释和碎屑源分析表明，阴山北部古陆中元的古钾长石花岗岩和石炭纪本溪组的古风化壳铝土矿是主要的物源区，由于华力西的构造运动，物源区被抬升、风化和剥蚀，陆源碎屑的Li矿物被水输送到聚煤沼泽，在咸水和还原性沉积环境的影响下，Li元素被高岭石等粘土矿物吸附和沉积。