陕西黄陇煤田侏罗纪煤中镓的超常富集机理

镓是一种重要的战略金属，具有极大的民用和军用价值。近期在陕西黄陇煤田侏罗纪煤层中发现大量镓的超常富集样品，其含量远远超过镓的工业品位。据前人研究报道，已经在华北石炭－二叠纪煤层中发现超大型和中型镓矿。相对石炭－二叠纪煤田，侏罗纪煤中镓的研究较少。两者的地质条件和聚煤环境不同，镓的富集机理很可能也不同。镓在侏罗纪煤中的空间分布、赋存状态、来源、富集机理和模式并不完全清楚。据此，本课题拟选择陕西黄陇煤田侏罗纪煤层为研究对象，综合利用地质学、煤岩学、无机和有机地球化学等手段，探讨镓的来源、富集古环境以及地球化学富集机理等，并与已有石炭－二叠纪煤中镓富集成矿模式进行对比。研究结果将有助于完善煤中镓等分散金属的富集成矿理论，有可能在揭示有机与无机、金属与非金属矿产同煤田共存机理等重要科学问题方面取得创新成果。

本项目主要研究了陕西黄陇煤田侏罗纪煤的煤岩学和地球化学特征，重点分析了煤中镓、钡等微量元素的赋存状态和富集成因。. 利用荧光显微镜和扫描电镜等开展煤岩组分和煤中伴生矿物分析。结果表明黄陵矿区的煤变质程度较低，煤岩组分以镜质组和惰质组为主，贫壳质组和无机矿物。煤样的T-D-F煤相图和GI-TPI煤相图表明黄陵矿区2#煤层基本形成于潮湿的森林沼泽环境，且泥炭沼泽环境相对稳定，受外来物质干扰较小。煤样的矿物组分含量整体较低，其中粘土矿物百分比较高，其次为黄铁矿和石英等。煤中的矿物主要包括硅酸盐（高岭石）、碳酸盐（毒重石）、硫酸盐（重晶石、石膏）和硫化物（黄铁矿、白铁矿）矿物等。. 用电感耦合等离子体质谱等测定煤中微量元素的含量，发现Ga和Ba在黄陇煤田侏罗纪煤层中含量普遍偏高，Sr在个别煤矿中出现富集，其他元素基本呈现正常的含量水平。不同元素分布存在差异性，但是主要趋势仍然表现为上下对称分布，整个煤炭形成时期的沉积阶段接受的陆源物质应为单一物源。黄陵矿区2#煤中稀土元素存在三种分布模式，顶底板、夹矸的稀土元素含量相对较高。.用X-射线荧光衍射仪测定了黄陇煤田煤中常量元素的含量，煤灰中Al2O3、SiO2为主要组成成分，CaO的含量也明显偏高。利用常量元素、微量元素彼此的相关性系数，讨论了它们之间的相互联系和分组情况。开展研究区域煤样的有机地球化学特征分析，利用色谱、色谱－质谱等得到可溶有机质中饱和烃和芳香烃组分有机分子组成特征。. 最后分析了富集元素Ga和Ba的赋存状态和地球化学成因。以高岭石族矿物为主的粘土矿物为煤中Ga的重要载体，在富集过程中煤中有机质也应起到了重要作用；Ba的主要载体物质为重晶石和毒重石；陆源碎屑输入应是它们的主要物质来源。. 目前发表标注项目资助的期刊论文共7篇，其中SCI和EI双检索期刊论文5篇，中文核心期刊2篇。另外还有1篇SCI一区（TOP期刊）文章正在小修中；获得实用新型专利1项；培养硕士研究生2名。参加相关国际、国内学术会议多次，作报告3次。作为第二完成人，获得河北省科技进步奖二等奖一项。