邢台煤田邢北勘查区煤层中微量元素
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇邢台煤田邢北勘查区煤层中微量元素范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘要]通过对邢台煤田邢北勘查区煤层中微量元素的分析发现，Ga、U、Th含量高于华北晚古生代煤中微量元素含量；Ga、U、Th、As含量明高于中国煤中微量元素含量均值；与地壳中元素含量均值相比，Ga、U、Th、Ti、As表现为明显富集。由于煤质和成煤环境的差异，Ga、U、Th、Ti、As在太原组中含量高于山西组。相关性分析结果表明，Ga与Ti，U与Th、V高度正相关；Ge与As，Th与V中度正相关，说明这些元素赋存与富集存在一定的联系。
[关键词]邢北勘查区 微量元素 相关性
[中图分类号] P641.4+61 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-35-2
煤炭的形成是一种特殊的地球化学过程，由于环境和体检的差异使得煤层中富集了多种微量元素，伴随着煤炭的开采，燃烧等，这些微量元素将会发生转化和迁移，并进入大气环境，进而影响人类的健康。我国是煤炭消耗大国，长期以来煤炭一直是我国的主要一次性能源。因此，对煤中微量元素的研究具有非常重要的意义。
河北省煤炭资源丰富，尤其是邢台地区是我省主要的煤炭输出地区，因此本文对邢北勘查区9、8、7、6下、6、5、5上、3上、2下、2、1号煤层中7种微量元素进行了分析。
1研究区概况
邢北勘查区煤系为古生代的石炭二叠系含煤岩系，主要含煤地层为太原组和山西组。晚石炭世地壳间歇性升降，海进与海退相互交替，多次形成泻湖相及泥炭沼泽相，故太原组聚煤层数较多，含煤8-12层，自下而上为9下、9、8、7、7上、6下、6、5、5上、4下、3、3上，煤层平均总厚度约13.04m，其中可采煤层有6、7、8、9号煤层。从早二叠世起，随着海水的进一步退移，形成以陆相三角洲平原沉积为主的山西组含煤地层，含煤3-6层，自下而上为2下、2、1下、1、1上号煤层，煤层平均总厚约5.52m，可采及局部可采煤层为2及2下煤层，两层总厚约5.23m。
2样品的采集及试验
勘查过程中，采取了各煤层煤芯样，共采集样品165个。将样品在实验室自然条件晾干后机械粉碎至200目，然后置于80℃烘箱中干燥8h，再将样品移至聚四氟乙烯坩埚中，加入1mlHF，在电热板上低温溶解，烘干；加入6mlHClO4，烘干；加入1ml浓HNO3和少量的去离子水加热提取；再转移至25ml容量瓶中，加In内标，以扣除基体效应和仪器漂移带来的测试误差，然后置于电感耦合等离子质谱（ICP-MS）下进行测定。
3结果分析与讨论
3.1煤中的微量元素的含量及分布
表1中列出了邢北勘查区煤中微量元素的含量算数平均值，并分别与华北晚古生代煤中微量元素含量均值、中国煤中微量元素含量均值及地壳中元素含量均值做了对比。
煤中微量元素的富集受多种因素和多期作用控制，是多因素叠加的结果[2]，其聚集和分布受多种因素控制，如泥炭化作用、煤化作用及风氧化作用等[3，4]，任德贻等研究发现在成煤泥炭化作用阶段，陆源区母岩性质、成煤植物类型、沉积环境、微生物作用、气候以及水文地质条件直接影响着元素的富集；在煤化作用阶段，煤层顶板沉积成岩作用、构造、微生物、地下水和岩浆热液对微量元素的富集起主要的控制作用；到了含煤盆地经过后期改造时期，煤层进入表生作用阶段时，风氧化作用影响着煤中的微量元素的富集或淋失[2]。本次对山西组和太原组中煤中微量元素做了对比分析，为便于作图，V的单位为10μg/g，如图1。
由图1可以看出，两组煤中Ge和V含量比较接近，Ga、U、Th、Ti、As在太原组中含量较高。造成这种差异的原因可能为煤质或者成煤环境。
3.2各元素间相关性分析
在煤中，地球化学性质相似的元素的赋存状态具有相应的一致性，或者是由于成煤过程中和成煤后期受同期地质作用等因素的影响，其赋存模式也具有相似性。本次研究是利用excel对微量元素原始数据求取对数，再通过数据分析求取相关系数，得出相关系数矩阵，如表2。
从表2中可以看出：
4结论
（1）与华北晚古生代煤中微量元素含量均值相比，Ga、U、Th、含量较高；Ga、U、Th、As含量明显高于中国煤中微量元素含量均值；与地壳中元素含量均值相比， Ga、U、Th、 Ti、 As表现为明显富集，Ge与地壳中元素含量均值接近，V表现为亏损。
（2）由于煤质及成煤环境的差异，使得微量元素在垂向分布上产生了明显的不同，Ga、U、Th、Ti、As在太原组中含量高于山西组。
（3）相关性分析结果表明，Ga与Ti，U与Th、V高度正相关；Ge与As，Th与V中度正相关，说明这些元素赋存与富集存在一定的联系。
参考文献
[1]代世峰.煤中伴生元素的地质地球化学习性与富集模式[D].北京，中同矿业大学，2002.
[2]任德贻，赵峰华.煤中有害微量元素富集的成因类型初探[J].地学前缘，1999，6（5）5：17～22.
[3]Ren D，Zhao F，Wang Yetal.Distribution of minor and trace elements in Chinese coals[J].Int.J.Coal Gelo，1999，57：187～196.
[4]Sun Y Z，Mingyue Lin，Peng Qin et al.Geochemistry of the barkinite liptobiolith （Late Permian） from the Jinshan Mine，Anhui Province， China[J].Environmental Geochemistry and Health，2007，29（1）：33～44.