贵州煤中某些金属元素异常富集研究进展

摘要

煤层能在特定的地质条件下富集多种关键金属元素,形成具有综合利用价值的“煤型关键金属矿床”,随着煤中共伴生金属元素提取技术日益成熟,研究煤中金属元素的富集与分布特征、查明具有成矿潜力的富集区具有十分重要的资源意义。本研究基于近20年以来前人发表的有关贵州煤地球化学的研究成果及作者自测数据,统计了贵州省23个主要产煤县(市)的1002个样品数据,揭示了贵州煤中Li、Zr、Hf、Nb、Ta、U和稀土元素(REY,即REE+Y)等关键金属元素的总体分布富集特征。研究表明,贵州煤中Li、Zr、Nb、REY等关键金属元素较为富集并具有共伴生成矿潜力的区域为黔北煤田和黔西南兴义煤田两个区域。其中,金沙、桐梓、普安等地煤中Li平均含量换算为灰基Li2O分别为1254μg/g、1214μg/g和724.4μg/g,务川和正安煤种Zr平均含量换算为灰基ZrO2分别为4749μg/g和4168μg/g,务川煤中Nb平均含量换算为灰基Nb2O5为484.4μg/g,金沙、桐梓、务川及凯里煤中REY含量换算为灰基稀土氧化物REO含量分别为2175μg/g、2429μg/g、2875μg/g和2604μg/g,这些含量均超过了相应矿种的最低工业品位或文献建议的可回收利用指标。贵州煤中多种金属元素具有较高的含量背景值,尤其以黔西南兴义煤田和黔北煤田最为显著,作者建议应进一步加强对上述两个区域的煤地球研究,查清煤中微量元素的时空分布与富集规律,为煤型关键金属矿床的找矿勘查提供更可靠科学依据。贵州晚二叠世煤中异常富集的Li、U、Nb、Ta、Zr、Hf和REY等元素的富集主要受峨眉山玄武岩风化产物的供给、同沉积火山灰的混入以及成煤期后低温热液作用的影响。其中REY的富集,不仅与玄武岩风化产物有关,还可能受到长英质—中性物质输入的影响。