本文選題：特高有機(jī)硫煤　切入點(diǎn)：微量元素　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：微量元素在煤中的富集及其存在形態(tài)是當(dāng)前煤地質(zhì)學(xué)、煤地球化學(xué)的前沿課題之一,其目的在于了解煤系金屬礦床的成因機(jī)制及一些潛在有害元素在煤開(kāi)采利用過(guò)程中的遷移轉(zhuǎn)化行為。在我國(guó)西南部地區(qū)廣泛發(fā)育的晚二疊世特高有機(jī)硫(SHOS)煤,由于其多種金屬元素的富集成礦和環(huán)境敏感元素的廣泛存在,而引起了國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的極大興趣。因此本文以我國(guó)云南干河晚二疊世吳家坪組3、4號(hào)煤層為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用煤田地質(zhì)學(xué)、煤巖學(xué)、礦物學(xué)、元素地球化學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)等理論方法,采用工業(yè)分析、元素分析、顯微煤巖組分定量分析、X射線熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子質(zhì)譜(ICP-MS)、X射線衍射(XRD)、帶能譜的掃描電鏡(SEM-EDS)、帶能譜的高分辨率透射電鏡(TEM-EDS)結(jié)合選取電子衍射(SAED)和傅立葉變換(FFT)等手段,對(duì)干河煤中富集微量元素的賦存狀態(tài)、納米礦物特征及部分微量元素的納米礦物賦存形態(tài)進(jìn)行了研究,研究結(jié)果如下:(1)干河煤為特高有機(jī)硫中灰低揮發(fā)分煙煤(貧煤),平均灰分產(chǎn)率(A_d)為28.1%,揮發(fā)分產(chǎn)率(V_(daf))為12.9%。全硫含量(S_(td))為9.02-12.4%,有機(jī)硫(S_(od))含量高達(dá)7.41-10.5%,而硫鐵礦硫(S_(pd))和硫酸鹽硫(S_(sd))平均含量均較低,分別為1.41%和0.07%。(2)由干河煤的常量元素、xrd和sem-eds分析可知,干河煤中主要礦物為云母、伊利石、珍珠陶土、石膏、黃鐵礦、白鐵礦、石英、白云石等。3號(hào)煤中出現(xiàn)低溫?zé)嵋旱V物或壓力指示礦物珍珠陶土,4號(hào)煤中sio_2和fe_2o_3含量較高,主要來(lái)自于長(zhǎng)石類礦物(透長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石)和硫鐵礦。(3)運(yùn)用元素地球化學(xué)、礦物學(xué)和煤巖學(xué)等理論及方法對(duì)干河煤形成的沉積環(huán)境進(jìn)行研究,結(jié)果表明:干河煤整體形成于受海水影響強(qiáng)烈的偏堿性強(qiáng)還原環(huán)境。3、4號(hào)煤的成煤環(huán)境存在一定差異,兩者的差異主要在于4號(hào)煤中ad、spd和fe2o3含量均高于3號(hào)煤,而cao、灰成分指數(shù)(k值)和u/th、ni/co、v/ni+v比值均低于3號(hào)煤,且通過(guò)xrd和sem-eds,在4號(hào)煤中發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)石類礦物、白鐵礦-黃鐵礦共生,表明4號(hào)煤(相比3號(hào)煤)受地下水的影響較大,并且還原環(huán)境較弱,形成溫度較高(可能在240-380℃之間),水溶液ph值相對(duì)較高,可能受到酸性火山灰沉積和基性-超基性巖漿噴發(fā)的影響。(4)與世界煤和中國(guó)煤的平均微量元素含量相比,干河煤中異常和顯著富集的微量元素為re、mo、u、cr、v、cd(富集系數(shù)(cc)10),且在3號(hào)煤層中更加富集�？刂七@些微量元素富集的主要因素為有機(jī)質(zhì)含量、還原環(huán)境和形成溫度。依據(jù)干河煤的灰成分三元圖,可將干河各煤分層劃分為四種類型:偏陸源控制型(gh42、gh41-2)、偏還原控制型(gh32-1、gh31-1、gh41-1和gh45-2)、偏海水控制型(gh33、gh31-1和gh41-1)、綜合控制型(其余煤分層)。在3號(hào)煤層中u的最高值位于gh32-1,屬于偏還原控制型,re、cr、cd的最高值位于gh33,屬于偏海水控制型,mo和v的最高值位于gh32-2,屬于綜合控制型;4號(hào)煤中re的最高值位于gh41-2,屬于偏陸源控制型,cr、v、cd的最高值位于gh41-1,mo和u位于gh45-2,均為還原控制型。由此可知3號(hào)煤微量元素富集的控制類型多樣,但不存在陸源控制類型,而4號(hào)煤中微量元素的富集主要受控于還原環(huán)境。(5)re、mo、u、cr、v、cd與ad的相關(guān)性系數(shù)分別為-0.27、-0.79、-0.88、-0.73、-0.76和-0.46,均與ad呈負(fù)相關(guān),表明這些元素具有一定的有機(jī)親和性。但這些元素之間仍存在一定差異,依據(jù)其與有機(jī)質(zhì)的親和強(qiáng)度,可將re和cd劃分為弱有機(jī)親和性元素,但相比之下cd與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系更為密切;cr和v劃分為中等有機(jī)親和性元素,兩者均主要賦存在有機(jī)質(zhì)中;mo和u劃分為強(qiáng)有機(jī)親和性元素,兩者均主要賦存于有機(jī)質(zhì)中,且傾向于與有機(jī)元素產(chǎn)生較強(qiáng)的結(jié)合,mo具有親硫性,主要與有機(jī)硫關(guān)系密切。其中re、u和v為典型的變價(jià)態(tài)元素,與煤的氧化還原環(huán)境存在密切關(guān)系。re、cd、cr和v均有可能與有機(jī)質(zhì)中的微細(xì)粒礦物和納米礦物有關(guān)。(6)運(yùn)用tem/stem-eds結(jié)合saed和fft對(duì)干河煤鏡質(zhì)組中的超細(xì)顆粒和納米礦物進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)了:al-si(伊利石、云母和葉蠟石)、fe(黃鐵礦、黃鉀鐵礬、fe-s-cr顆粒、fe-cr-au顆粒)、ti(ti的氧化物)、ca(含fe的白云石和可能的石灰)、獨(dú)居石和mg-al-ca-f納米礦物。同時(shí)這些納米礦物也可以作為富集微量元素的載體:cr賦存于納米伊利石、云母、黃鐵礦、黃鉀鐵礬、fe-s-cr礦物、fe-cr-au礦物、cao礦物;v賦存于納米葉蠟石;cr和v均賦存于納米ti的氧化物中,且cr和v含量最高(相比二者在其余已發(fā)現(xiàn)的納米礦物中的含量);f賦存于納米mg-al-ca-f礦物;ba賦存于納米獨(dú)居石。同時(shí)可知,雖然cr與v在干河煤中表現(xiàn)出中等強(qiáng)度的有機(jī)親和性,但其仍然可能賦存于與有機(jī)質(zhì)緊密結(jié)合的納米礦物中,普通的化學(xué)和物理方法均無(wú)法將有機(jī)質(zhì)中的納米礦物完全脫除,從而使得一些本來(lái)賦存于納米礦物中的微量元素,顯示出了一定程度的有機(jī)親和性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P618.11

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本文編號(hào)：1567001