煤炭作為我國重要的一次能源,儲量大,其中淮南礦區(qū)煤炭資源豐富。近年來淮南煤田淺部資源隨著開采強度的加強而不斷減少,淮南礦區(qū)已經進入深部A組煤的開采階段。煤中含有多種有害微量元素,煤中元素的地球化學研究對判斷成煤環(huán)境,合理利用煤炭資源和有益伴生礦物的綜合開發(fā)具有重要意義。本次研究以淮南深部A組煤作為研究對象,采用工業(yè)分析儀、自動測硫儀、X射線熒光光譜儀(XRF)、X射線衍射分析儀(XRD)、光學顯微鏡、電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)以及逐級化學提取等方法及手段,結合煤地質學、礦物學、微量元素地球化學以及數(shù)理統(tǒng)計分析相結合,系統(tǒng)研究了淮南深部A組煤中煤質特征、礦物特征以及微量元素的地球化學特征。主要研究結果如下:(1)淮南深部A組煤屬于特低灰、特低全水分、中高揮發(fā)分、低硫煤。A組煤中所含礦物主要包括黏土礦物:高嶺石(Kln)、地開石(Dic);非黏土礦物:石英(Qtz)、方解石(Cal)、黃鐵礦(Py)以及菱鐵礦(Sd)等;通過XRD結合顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)A組煤中分布最多的礦物是黏土礦物高嶺石(Kln)和地開石(Dic),黏土礦物主要以團塊狀分散于有機質中,或充填在諸如絲質體或鏡質體的空腔中;以無規(guī)則形狀存在的石英(Qtz)充填在各種礦物晶體之間;黃鐵礦在煤樣品中分布較少,在頂?shù)装搴蛫A矸中發(fā)現(xiàn)有少量的黃鐵礦,主要以不規(guī)則的結核狀以及團塊狀充填于其他裂隙之間�；茨仙畈緼組煤中常量元素氧化物主要為Si02和Al2O3,其次為Fe203;C值(CaO+MgO+Fe2O3)/(Si02+Al2O3)平均值為0.39,表明A組煤在泥炭聚集過程中主要受海水的影響;Al203/TiO2值范圍為7.89～72.25,其均值為23.08,表明淮南深部A組煤主要是長英質沉積巖。(2)淮南深部A組煤樣中含量最高的元素是Sr,含量最低的元素是有害微量元素Hg;與中國上陸殼中各種微量元素平均含量相比,淮南深部A組煤中B、Hg、Ge、As、Se、Mo、Cd、Sb、Pb的含量較高,富集系數(shù)均大于1;與淮南B組煤相比,B、Ga、U、As、Se、Cd、Mo、Sb、Pb在A組煤中含量較高;與華北煤相比,A組煤中Co、As、Se、Cd、Cu、Sb、Sr、Zn的含量高于華北煤;與中國煤相比,A組煤中B、Ga、Ge、Sb、Sr、As、Se、Cd、Cu、Pb和Hg等元素的含量平均值大于中國煤的平均值。(3)結合相關分析和逐級化學提取實驗結果表明,淮南深部A組煤中微量元素質量分數(shù)最高的賦存形態(tài)為殘渣態(tài),其次是鐵錳氧化物結合態(tài),這兩者質量分數(shù)之和達到55%～98%;Ni、Mo、Cd、Co、Ge、Hg、Cu、Pb和Zn主要賦存于硫化物礦物中,Mn和Sr主要賦存于碳酸鹽礦物中,V、Cr、Se、B、Ga、Ba、Sb、和As主要賦存于硅鋁酸鹽等黏土礦物中,U和Th主要以無機結合態(tài)存在于A組煤中。(4)由環(huán)境敏感性元素示蹤物源及沉積環(huán)境結果顯示,淮南煤田深部A組煤的沉積環(huán)境為弱氧化—還原環(huán)境,氣候條件為溫暖濕潤向干旱演化,水體為海相咸水沉積環(huán)境,穩(wěn)定的咸水沉積環(huán)境以及由于受海水影響等因素使A組煤中的微量元素富集程度不同。
【學位單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ533
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微量元素的含量分布特征
        1.2.2 微量元素的賦存形態(tài)
        1.2.3 微量元素古沉積環(huán)境的研究
    1.3 研究內容
    1.4 技術路線
    1.5 主要工作量
第二章 樣品與方法
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 樣品采集
    2.3 樣品前處理
    2.4 樣品測試
        2.4.1 煤的基本理化性質分析
        2.4.2 微量元素含量的測定
        2.4.3 微量元素賦存形態(tài)分析
第三章 淮南深部A組煤的理化性質
    3.1 煤的工業(yè)分析和硫分分析
    3.2 煤的礦物特征
    3.3 煤中常量元素氧化物分析
    3.4 本章小結
第四章 煤中微量元素的分布與富集特征
    4.1 微量元素的含量分布特征
    4.2 微量元素的富集特征
    4.3 本章小結
第五章 煤中微量元素賦存形態(tài)特征
    5.1 微量元素逐級化學提取實驗結果
    5.2 微量元素含量與其他組分之間的相關性分析
    5.3 本章小結
第六章 淮南深部A組煤沉積環(huán)境特征
    6.1 氧化還原條件
    6.2 古鹽度特征
    6.3 古氣候特征
    6.4 古氣候對古鹽度的影響
    6.5 古氣候和古鹽度對氧化還原條件的影響
    6.6 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 主要結論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及碩士期間主要成果

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