第一作者：王园（博士）

作者单位：中国地质大学构造与油气资源教育部重点实验室

发表期刊：International Journal of Coal Geology

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.coal.2025.104752

研究背景：

研究亮点：

该研究借助XRD、XRF、ICP-MS、SEM-EDS、LA-ICP-MS以及TIMA-X等分析测试方法，对准格尔煤田老三沟外围探区一钻孔的石炭-二叠系煤层进行了系统的矿物学以及地球化学研究，为准格尔煤田石炭-二叠系煤型关键金属的勘探开发提供了进一步的认识。

（SEM-EDS这一测试项目在武汉市新生纪有限公司完成）

主要结论：

研究表明，煤中Al-Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)-REY关键金属组合的富集是由热液与来自沉积源区的碎屑物质以及碱性火山灰相互作用所致。勘探区石炭纪-二叠纪煤层的陆源物质主要来自阴山古陆、华北造山带北部古元古界的花岗岩以及本溪组铝土矿风化壳，这些物质为煤层中关键金属的初始富集提供了基础。此外，富含Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)的中-长英质碱性火山灰是另一种关键金属富集的来源。母源物质与地下水和/或低温热液的相互作用进一步强化了二次富集过程。

• 扫描电镜（SEM）下的矿物形貌

• 高岭石是煤、顶板和底板以及夹层中含量最丰富的矿物，以细长的聚集体或微薄片的形式出现，平行于层理排列，在某些地方呈微角砾状，表明其起源于陆源和自生。
• 勃姆石通常出现在裂缝和孔隙中，表明其表观遗传起源。
• 在某些情况下，勃姆石与高岭石共存，出现在高岭石表面，表明其是由高岭石脱硅形成的。
• 碳酸盐矿物主要是方解石，以脉的形式出现。此外，在扫描电子显微镜下发现了充满细胞的氟铈矿。
• 硫化物矿物主要为裂隙充填和晶胞充填黄铁矿，含少量细粒方铅矿。

• SEM-EDS样品表面元素分析
  

• Svanbergite(硫磷铝锶矿)是goyazite(磷铝钙石)群的一种矿物，填充在煤中的空腔中，主要出现在富含勃姆石的煤层中。
• 锐钛矿以细胞填充物或粘附在高岭石表面的离散颗粒的形式出现。
• 锆石以晶胞填充物或粘附在高岭石表面的离散颗粒的形式存在。

• 准噶尔煤田老三沟勘查区的临界金属富集模型

老三沟勘探区石炭二叠纪煤中Al-Ga-Li-Nb(Ta)-Zr(Hf)的共富集受陆源物质供应、火山碎屑输入和热液侵入的影响。