胜利煤田胜利组褐煤地球化学特征及古环境地质意义

摘要

早白垩世胜利组是内蒙古东部胜利煤田的主要含煤地层,为了查明胜利组煤层煤岩元素特征及沉积环境,为煤炭开采提供地质依据,系统地采集胜利组煤岩样品开展了煤岩物理化学、元素含量等的测试分析,基于元素地球化学等理论方法,对胜利组沉积时的沉积相、古盐度、古气候特征和古生产力条件进行综合研究.研究结果表明:胜利组煤质为褐-黑色的褐煤,以亮煤和暗煤为主,镜煤最大反射率Ro=0.2％～0.5％,各煤层具有中高含水(Mad=12.12％)、低中灰分(Ad=18.34％)、高挥发分(Vdaf=45.55％)、特低固定碳(FCad=24％)、低中硫(St.d=1.39％)、中高热值(Qnet=22.19 MJ/kg)的工艺性能;常量元素成分以Si、Fe、Al为主,少量Ca、Mg等,灰成分指数较低(3.29),反映了胜利煤田成煤期为低位泥炭沼泽环境,还原性较强;MgO/Al2O3比值中等(18.78)和CaO/(MgO×Al2O3)比值较高(0.15),表示古气候较干燥,蒸发量较大,水体含盐度较高,基本属于咸水环境;微量元素V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th、V/Sc等比值分别为0.83、2.14、2.15、0.87、10.06,结合U元素丰度为0.98μg/g,判断该煤田煤层底层水环境以长期缺氧还原条件为主,并伴随着多次短暂的富氧;Sr/Ba和Th/U判断胜利组沉积水体为半咸水—咸水环境,在垂向上,随湖盆的逐渐萎缩和蒸发量变大,向上泥炭沼泽覆水变浅,水体含盐度有所增加;Mo、Ba、Cu、Ni等丰度无明显的富集现象,推测当时古生产力中等,表现为中位泥炭沼泽,为有利的成煤和聚煤沉积环境.