霍西煤田灵石矿区石炭-二叠纪主采煤层煤岩学及地球化学特征

摘要

霍西煤田灵石矿区含煤岩系主要为石炭-二叠系太原组与山西组，矿区内可采煤层埋藏浅、煤质优良，是山西省主要的炼焦煤产地。前人曾对霍西煤田石炭-二叠系的沉积、构造特征进行过深入研究，但对其煤岩学、煤地球化学特征研究甚少。本文以煤田地质学、煤岩学、煤化学和煤地球化学等专业理论知识为基础，采用宏观与显微煤岩学观测、X射线衍射、电感耦合等离子质谱等方法，通过煤岩组分分析，结合工业分析参数和相关测试结果，探讨煤中常量元素和微量元素地球化学特征，揭示煤中常量和微量元素的赋存状态，进而为了解含煤岩系伴生元素富集特征、矿区内煤炭高效开发利用提供科学理论依据。得出以下认识：
　　1、灵石矿区1号煤为高粘结性煤，低水份、低中灰分、中挥发分、特低-低硫分煤焦煤；9、10号煤均为中粘结性煤，其中9号煤为低水分、特低灰-低灰、中挥发分、高硫分焦煤；10号煤为低水分、低灰-中灰、中挥发分、高硫分焦煤。
　　2、灵石矿区1号煤宏观煤岩类型为光亮型煤，9号和10号煤的宏观煤岩类型均为半亮型煤。1号、9号和10号煤的有机显微煤岩组分均以镜质组为主，惰质体次之，壳质体较少；无机显微组分主要为粘土矿物和黄铁矿。1号煤的原始成煤沼泽环境为滞留潮湿一覆水森林沼泽相，9号煤为滞留强覆水森林沼泽相和流动潮坪一泻湖沼泽相，10号煤为流动潮坪一泻湖沼泽相和滞留潮坪一泻湖沼泽相。
　　3、灵石矿区1、9、10号煤中Si02和A h03的赋存状态多为硅铝酸盐矿物结合态；1号煤中C a0和P205的赋存状态应该与碳酸盐矿物或磷酸盐矿物有关；9、10号煤Fe元素多以黄铁矿形式赋存，是频繁海进海退成煤环境的产物。
　　4、灵石矿区1号煤中Sb、Li元素，9号煤中Mo、Bi元素，10号煤中的Mo、As、Bi、Sb、W、U、Li元素富集系数均大于6，为煤中富集元素；1号煤中Sb元素主要赋存状态与黄铁矿、硫化物等有关；L i元素主要赋存于粘土矿物中，如高岭土等。9号煤中Mo元素的赋存形式与黄铁矿有关；Bi元素赋存形式与硅酸盐矿物、硫化物等有关；10号煤中M o、Sb、As和B i元素可能赋存于黄铁矿中；Li和U元素赋存于硅铝酸盐矿物中；W元素的赋存状态则可能与碳酸盐矿物有关。

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第一章 绪论

1 .1研究目的及意义

1 .2国内外研究现状

1 .3研究内容与研究方案

1 .4主要工作量

第二章 区域地质概况

2 .1 矿区地理

2 .2 矿区地层

2 .3 区域构造

第三章 煤岩学特征

3 .1煤质特征

3 .2宏观煤岩特征及其沉积环境

3 .3显微煤岩特征

3 .4煤相分析

3 .5煤相类型

第四章 煤中常量元素地球化学特征

4 .1常量元素分布特征

4 .2常量元素赋存状态

4 .3煤中常量及微量元素与煤相的关系

第五章 煤中微量元素地球化学特征

5 .1微量元素测试方法

5 .2微量元素分布特征

5.3 微量元素赋存状态

第六章 结论

6 .1煤岩特征

6 .2煤质特征

6 .3常量元素地球化学特征

6 .4微量元素地球化学特征

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文