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煤系中战略性金属矿产资源:意义和挑战 被引量:59
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作者 代世峰 刘池洋 +3 位作者 赵蕾 刘晶晶 王西勃 任德贻 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1743-1749,共7页
战略性金属矿产资源对国民经济发展和国防安全具有重要作用。煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程的特定地质条件下,可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床。由于煤系战略性金属矿床不断被发现,世界各国对煤系战略性... 战略性金属矿产资源对国民经济发展和国防安全具有重要作用。煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程的特定地质条件下,可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床。由于煤系战略性金属矿床不断被发现,世界各国对煤系战略性金属矿产高度重视,使其成为矿产资源勘探的重要领域和重要方向。基于煤系战略性金属矿产的丰度和规模、粉煤灰中金属元素(如锗、镓、铝、铀等)现有提取利用情况和其他金属开发潜力评估,煤系战略性金属矿产的开发利用表现出了良好的前景,将为战略性金属资源增储和环境保护(如燃煤引起的环境污染控制和碳中和目标的实现)发挥重要作用。然而,煤系战略性金属矿产在成矿理论、勘探和提取的理论与技术等方面的研究时间尚短、研究问题复杂和难度大,面临诸多难题或挑战。在成矿理论方面存在的诸多关键科学问题中,核心难题包括:成煤全过程中有机质(矿产)和无机质(矿产)的相互作用及其效应、金属成矿4个过程(物源供给/形成—物质迁移—金属富集—后期改造保存)和盆地演化3个阶段(沉积物充填—成岩作用—改造就位)之间的时空配置规律。在勘查技术方面存在的诸多关键技术问题中,其核心技术难题是煤系中战略性金属元素丰度和组合与地球物理参数的定量表征。煤系战略性金属的类型、赋存环境、组合样式的多样性,造成传统的或单一的勘探技术难以适应煤系中大部分金属矿床的勘探。在提取技术方面存在的挑战是除了个别金属外(如锗、铀、铝等),煤系(或粉煤灰)中大部分战略性金属具有低品位和难提取的特征。正确认识煤系中战略性金属矿产资源现有研究状况、重要的科学和社会意义,以及面临的机遇和挑战,对实现战略性金属矿产的增储、资源评价和推动煤系金属资源的开发利用具有重要作用。 展开更多
关键词 煤系 战略性金属 矿产资源 粉煤灰
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煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅰ:镜质体 被引量:21
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作者 代世峰 唐跃刚 +5 位作者 姜尧发 刘晶晶 任德贻 赵峰华 赵蕾 王西勃 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1821-1832,共12页
煤的显微组分定义与分类的国际标准"ICCP system 1994"是国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)历经26 a(1991-2017)完成,按照显微组分组和发表的时间,该标准共分4个部分,分别是镜质体(1998)、惰质体(2001)、腐质体(2005)和类脂体(2... 煤的显微组分定义与分类的国际标准"ICCP system 1994"是国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)历经26 a(1991-2017)完成,按照显微组分组和发表的时间,该标准共分4个部分,分别是镜质体(1998)、惰质体(2001)、腐质体(2005)和类脂体(2017)。"ICCP system 1994"目前已被国际上从事煤岩学和有机岩石学研究的科研工作者广泛采用。国际煤和有机岩石学委员会在1994年第46届ICCP年会上确定了镜质体显微组分组、亚组和显微组分的定义和分类,并于1998年发表,它是"ICCP system 1994"重要的组成部分。在"ICCP system 1994"镜质体分类方案中,镜质体显微组分组被划分为3个亚组,结构镜质体亚组、碎屑镜质体亚组和凝胶镜质体亚组,它们分别进一步被划分为2个显微组分。其中,划分亚组的主要依据是植物组织的破环(降解)程度,显微组分之间的区分主要依据是凝胶化程度和(或)形貌特征。该分类体系与ICCP腐植体分类体系紧密关联。基于"ICCP system 1994",对镜质体各亚组和各显微组分的定义、光学特征、物理和化学特征、来源以及实际应用等方面进行了解析,对"ICCP system 1994"中镜质体显微组分分类提出了尽可能规范的中文名称。中华人民共和国国家标准《烟煤显微组分分类》(GB/T 15588—2013)和"ICCP system 1994"相比,前者采用了显微组分组、显微组分和显微亚组分的分类方案,将均质镜质体(Telocollinite;即本文中的胶质结构体Collotelinite)和基质镜质体(Desmocollinite;即本文中的胶质碎屑体Collodetrinite)划入无结构的显微亚组分。 展开更多
关键词 镜质体 镜质体显微组分亚组 显微组分 分类 ICCP system 1994
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煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅳ:类脂体 被引量:17
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作者 代世峰 赵蕾 +5 位作者 唐跃刚 任德贻 魏强 姜尧发 刘晶晶 赵峰华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2965-2983,共19页
距国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)讨论制定新的显微组分分类近30 a后,国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)于2017年发表了类脂体新的分类方案“Classification of liptinite-ICCP System 1994”。在此之前,ICCP... 距国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)讨论制定新的显微组分分类近30 a后,国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)于2017年发表了类脂体新的分类方案“Classification of liptinite-ICCP System 1994”。在此之前,ICCP发表了镜质体(ICCP,1998)、惰质体(ICCP,2001)和腐植体(Sykorova等,2005)的分类方案。类脂体新分类方案的发表,标志着ICCP完成了对煤显微组分分类体系的构建。这4个分类方案统称为“ICCP System 1994”。与ICCP的旧分类方案(Stopes Heerlen分类)相比,该类脂体分类适用于所有煤化作用程度的煤和变质程度的沉积岩中的分散有机质。新的类脂体分类方案包括9种显微组分,即角质体、木栓质体、孢子体、树脂体、渗出沥青体、叶绿素体、藻类体、类脂碎屑体、沥青质体。“ICCP system 1994”和中华人民共和国国家标准《烟煤显微组分分类》(GB/T 15588—2013)相比,后者有树皮体和荧光体,并明确地划分出了显微亚组分(即孢粉体分为大孢子体和小孢子体,藻类体分为结构藻类体和层状藻类体)。“ICCP system 1994”有叶绿素体,并将荧光体作为树脂体的一种。其他显微组分在国家标准《烟煤显微组分分类》和“ICCP System 1994”中相互对应。与“ICCP system 1994”的适用范围不同,国家标准《烟煤显微组分分类》适用于中阶煤。 展开更多
关键词 类脂体 显微组分 分类 ICCP system 1994
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煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅲ:腐植体 被引量:8
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作者 代世峰 刘晶晶 +5 位作者 唐跃刚 姜尧发 任德贻 赵峰华 邵龙义 赵蕾 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2623-2636,共14页
国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)在2005年发表了褐煤腐植体显微组分的分类方案。由于我国没有低阶煤中腐植体的显微组分分类方案,因此“ICCP System 1994”中关于腐植体的显微组分的定义和分类方案对我国学者... 国际煤地质学杂志(International Journal of Coal Geology)在2005年发表了褐煤腐植体显微组分的分类方案。由于我国没有低阶煤中腐植体的显微组分分类方案,因此“ICCP System 1994”中关于腐植体的显微组分的定义和分类方案对我国学者更具有特殊的意义。该显微组分分类方案(ICCP system 1994)在原分类方案的基础上,对腐植体显微组分的分类进行了修订,以便能够使其与其他显微组分,特别是镜质体分类中的相关术语更相匹配。该分类方案将腐植体显微组分为3个亚组,分别是结构腐植体亚组、碎屑腐植体亚组、凝胶腐植体亚组;每个显微组分亚组又分为2个显微组分,显微组分可以进一步分为显微亚组分以至显微组分种。虽然本分类方案主要针对的褐煤(指腐植体平均随机反射率低于0.4%的低阶煤,或称之木质褐煤),但适合于褐煤和亚烟煤,主要是因为镜质体和腐植体,以及次级的显微组分亚组之间具有对应的关系,因此,“ICCP system 1994”分类方案的腐植体和镜质体2种分类体系可以并行使用。目前,在显微组分以及细化的分类方面,研究者可根据低阶煤的性质和分析目的,选择腐植体和镜质体2个分类体系中的其中一种使用。这与新的ISO煤的分类方法一致。在ISO分类中,也涵盖了低阶煤,并且提出,对于低阶煤可联合使用腐植体和镜质体2种分类方法。 展开更多
关键词 腐植体 显微组分 分类 结构腐植体 碎屑腐植体 凝胶腐植体 ICCP system 1994
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煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅱ:惰质体 被引量:16
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作者 代世峰 王绍清 +6 位作者 唐跃刚 姜尧发 任德贻 赵蕾 赵峰华 邵龙义 左建平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期2212-2226,共15页
与镜质体和类脂体相比,惰质体具有明显的惰性,特别是在碳化过程中其惰性更为明显。惰质体的定义和分类是“ICCP system 1994”的重要组成部分。在“ICCP system 1994”中,惰质体包含7种显微组分,不包含亚组。这7种显微组分包括丝质体、... 与镜质体和类脂体相比,惰质体具有明显的惰性,特别是在碳化过程中其惰性更为明显。惰质体的定义和分类是“ICCP system 1994”的重要组成部分。在“ICCP system 1994”中,惰质体包含7种显微组分,不包含亚组。这7种显微组分包括丝质体、半丝质体、真菌体、分泌体、粗粒体、微粒体和惰质碎屑体;前3者保存细胞的结构,分泌体、粗粒体、微粒体没有保存植物的细胞结构。对于具有结构的惰质体显微组分,只有那些具有高反射率的组织细胞壁才能鉴定为惰质体的组分。该分类方案有2个突出特点:①真菌体和分泌体替代了旧分类方案中的菌类体;②重新定义了显微组分粗粒体,以便使其与分泌体之间有清晰的分辨界限。真菌体仅包括真菌的遗骸;虽然分泌体和真菌菌核的光学性质近似,但前者实际上是氧化后又经历了煤化作用的植物分泌物。惰质体其他显微组分和旧分类方案(即Stopes Heerlen烟煤显微组分分类方案)没有太大区别。“ICCP system 1994”和国家标准《烟煤显微组分分类》相比,2者之间的显微组分是相互对应的,但是后者多了显微亚组分(即丝质体分为火焚和氧化丝质体;粗粒体分为粗粒体1和粗粒体2)。对煤中丝质体属于火焚成因还是氧化成因或者其他成因,尚存在不同的认识。不同于镜质体的分类适于中阶煤和高阶煤,惰质体的分类适用于从泥炭到变无烟煤整个煤化作用阶段。 展开更多
关键词 惰质体 显微组分 粗粒体 ICCP system 1994
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贵州西部晚二叠世煤中关键金属异常富集的物质来源 被引量:10
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作者 刘晶晶 韩秋婵 +1 位作者 赵书茂 贾荣坤 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1782-1794,共13页
关键金属矿产资源对国民经济发展和国防安全至关重要。煤中关键金属的研究是近年来煤地质学、矿床学和冶金领域研究的前沿问题。贵州西部是我国西南地区重要的产煤区,区内晚二叠世含煤岩系高度富集某些关键金属元素。煤系中这些关键金... 关键金属矿产资源对国民经济发展和国防安全至关重要。煤中关键金属的研究是近年来煤地质学、矿床学和冶金领域研究的前沿问题。贵州西部是我国西南地区重要的产煤区,区内晚二叠世含煤岩系高度富集某些关键金属元素。煤系中这些关键金属元素在一定条件下能够形成具有工业价值的矿床被提取利用,成为传统金属矿床的重要补充,对保障关键金属资源的战略安全具有重要现实意义;同时,该类关键金属记录了能够反映区域地质背景方面的煤的岩石学、矿物学和地球化学等信息,为研究区域构造和复杂地质活动提供依据。为此,以贵州西部主要晚二叠世煤田为研究对象,通过电感耦合等离子体质谱仪,测定了研究区煤中关键金属的浓度,分析了矿区煤系关键金属的分布和富集规律,在综合已有的贵州西部多个矿区晚二叠世煤的矿物学和地球化学特征的基础上,提出贵州西部煤中关键金属的富集主要受蚀源区供给、火山灰降落和热液流体的影响。其中,蚀源区康滇古陆为含煤盆地沉积物的堆积和泥炭中的无机质提供了主要的物质来源,是西南地区晚二叠世煤中关键金属背景值的决定因素,导致煤中Li,Nb,Zr,Ti,Co,Ni,Cu,Zn和稀土元素的富集;碱性火山灰的输入,造成煤中稀土、Nb、Ta、Zr、Hf和Ga的富集。其他影响因素,包括沉积环境、海水影响、地下水、热液流体作用等,对关键金属富集成矿不起决定性作用,但是海水影响的沉积环境可能对某些关键金属(如Mo,U)的保存提供有利条件。 展开更多
关键词 关键金属 异常富集 贵州 晚二叠世
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滇东弥勒盆地褐煤的矿物质特征:内陆盆地泥炭堆积过程中海水输入的新证据 被引量:1
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作者 刘晶晶 代世峰 +2 位作者 SPIRO Baruch F 宋晓林 魏建朋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3948-3961,共14页
运用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)以及Triton Plus质谱分析技术,对云南弥勒内陆盆地中新世褐煤中的矿物和元素组成以及锶同位素进行了分析,发现了在陆相煤盆地泥炭堆积过程中海水入侵的新... 运用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)以及Triton Plus质谱分析技术,对云南弥勒内陆盆地中新世褐煤中的矿物和元素组成以及锶同位素进行了分析,发现了在陆相煤盆地泥炭堆积过程中海水入侵的新证据。除了煤中高度富集的自生石膏的锶同位素比值;Sr/;Sr与同时期海水中的锶同位素比值一致以外,石膏和自生黄铁矿的赋存状态也表明泥炭在堆积过程中受到了海水输入的影响。指示沉积环境的敏感元素对Ca/Mg, Sr/Ba, Th/U,V/Ni的质量分数比,以及P;O;的质量分数、稀土元素La和Gd正异常、Y/Ho质量分数比变化特征,均表明海水的入侵,并且随着泥炭的堆积,海水的影响逐渐减弱,而淡水的影响和陆源碎屑的供给逐渐增强。在泥炭堆积期间,弥勒盆地处于多期活动阶段的断裂带变形区内,该盆地通过哀牢山—红河断裂与特提斯海相连接,为海水输入至陆地泥炭堆积地提供了通道;与此同时,哀牢山—红河断裂带北部区域抬升,使弥勒盆地泥炭堆积时受到的海水影响随之减小。 展开更多
关键词 内陆盆地 褐煤 泥炭堆积 海水影响 断裂带
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