普阳煤矿新近纪M3煤层中钨的赋存状态与富集成因

作     者：郭星星 汪小妹 程海见 杨浩然 潘思东 

作者机构：中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：自然科学基金(42372190、42172194) 新疆维吾尔自治区重大科技专项项目(2022A03014-2) 

主　　题：钨 赋存状态 物源区 流体作用 新近系煤 普阳矿区 

摘      要：煤中战略性金属资源越来越受到人们的关注。随着传统钨矿储量的减少，煤中富集的钨极有可能成为一种新型的钨矿来源。沉积源区物质的输入和流体作用是煤中战略性金属元素富集的重要影响因素。在云南普阳煤矿新近纪M3煤层中发现了钨(W)的异常，但是缺乏对异常的成因以及元素赋存状态的研究。运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等技术对普阳煤矿新近纪M3煤层样品进行了矿物学和元素地球化学特征研究，通过逐级化学提取对W的赋存状态进行了研究，并通过碱萃取实验对比腐植酸、原煤中W元素的含量，来探究W与有机质(腐植酸)的结合能力。并探讨了物源区供给和流体作用对M3煤中战略性金属钨(W)的控制作用。结果表明：(1)普阳M3煤属于低-中灰分、中高-高挥发分褐煤；(2)M3煤的主要组成矿物包括石英、黄铁矿、方解石，以及少量的高岭石、伊利石、菱铁矿；(3)M3煤中常量元素以Al2O3和SiO2为主；与世界低阶煤相比，M3煤中高度富集W元素(富集系数CC=59)，钨平均含量为70μg/g(最高达到325μg/g)，在煤灰中含量平均可达359.76μg/g(最高达到1432.35μg/g)。(4)逐级提取实验以及相关性分析表明，M3煤中W可能主要赋存在有机质中，其次为硅酸盐和铝硅酸盐，少量的W可能赋存在黄铁矿中，还有一小部分W可能赋存在不溶性矿物或被有机质包裹的矿物中；通过碱萃取实验发现，腐植酸中W的含量范围在58.8-123μg/g，平均含量为86.4μg/g，是原煤中W含量的1.37倍，表明M3煤中W与有机质(腐植酸)的结合能力较强。(5)普阳M3煤主要物源为文山地区酸性花岗岩，由于源岩的碎屑物质供给与流体作用，M3煤中W元素高度富集。