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序

地质学报 2024年第08期 2279-2280页

作者：代世峰孙蓓蕾陈同俊中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院太原理工大学矿业工程学院煤科学教育部重点实验室中国矿业大学资源与地球科学学院

关键金属是重要的战略性矿产资源，对国家经济和国防安全至关重要。传统关键矿产资源的储备日趋紧缺但其需求日益增加，寻找新型关键矿产资源对保障国家资源安全具有重要意义。在特定地质条件下，含煤岩系在其形成过程（包括沉积物堆积...

关键金属是重要的战略性矿产资源，对国家经济和国防安全至关重要。传统关键矿产资源的储备日趋紧缺但其需求日益增加，寻找新型关键矿产资源对保障国家资源安全具有重要意义。在特定地质条件下，含煤岩系在其形成过程（包括沉积物堆积、泥炭形成与聚积、压实成岩、后期改造等）可以富集战略性关键金属，规模上可以形成大型或者超大型金属矿床，即“煤系关键金属矿床”，它是传统金属矿产的重要补充。

关键词：

煤系中关键金属元素的成矿作用研究进展与展望

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矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 49-63页

作者：代世峰赵蕾王宁魏强刘晶晶中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

煤系中关键金属元素的赋存状态、分布规律、成矿机制以及有效提取和综合利用的研究是近10年来煤地质学等相关领域的研究前沿和热点问题,国内外学者在煤系中关键金属矿床的发现,关键金属元素赋存状态,成矿物质来源、迁移、富集和保存,开... 详细信息

煤系中关键金属元素的赋存状态、分布规律、成矿机制以及有效提取和综合利用的研究是近10年来煤地质学等相关领域的研究前沿和热点问题,国内外学者在煤系中关键金属矿床的发现,关键金属元素赋存状态,成矿物质来源、迁移、富集和保存,开发利用潜力评价,精细勘查技术研发,关键元素的分离提取等方面取得了重要研究进展,为煤系关键金属矿产资源的开发利用奠定了坚实的理论和技术基础,同时在揭示与煤系关键金属相关重大地球科学问题方面取得了长足进展。本文结合国内外近些年来的进展,对煤系中关键金属元素(主要是锗、镓、锂、铌、锆等)的成矿作用进行了总结和凝练,指出了存在的问题及其解决方案和思路。

关键词：煤煤系关键金属赋存状态分布规律成矿机制

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煤系关键金属矿产:来自乌金的馈赠

矿物岩石地球化学通报 2024年第1期43卷 267-270页

作者：冯佳伟滕凯炎刘晶晶代世峰王宁贾荣坤煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 山西工程技术学院地球科学与工程系山西阳泉045000

煤炭是我国的主导能源,也是重要的工业原料,纵观当今全球石油、天然气和新能源的战略格局,能源发展正处于油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源的双重更替期,新能源和可再生能源对化石能源,特别是对煤炭的增量替代效应明显。虽然如此,... 详细信息

煤炭是我国的主导能源,也是重要的工业原料,纵观当今全球石油、天然气和新能源的战略格局,能源发展正处于油气替代煤炭、非化石能源替代化石能源的双重更替期,新能源和可再生能源对化石能源,特别是对煤炭的增量替代效应明显。虽然如此,但煤炭在我国经济发展中的战略地位依旧不可动摇。基于我国“富煤、贫油、少气”的能源禀赋特征,在可预见的未来,以煤炭为主体的能源结构将保持不变。然而,随着人类环保意识的日渐增强以及对新能源的开发和利用,煤炭被归于陈旧的、低效率的、对环境有污染的能源,煤炭产业迫切需要转型来适应经济社会发展的需求。而同时,随着科学家对煤地质学以及煤炭物质组成认识的不断深入,“煤系关键金属矿产”这一重要研究方向应运而生,对激发煤炭新的生命活力和开启关键金属“黑金时代”具有重要的科学价值和社会意义。

关键词：替代效应我国经济发展人类环保意识金属矿产煤炭产业非化石能源煤地质学能源结构

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煤系中的锂矿产:赋存分布、成矿与资源潜力

煤炭学报 2022年第5期47卷 1750-1760页

作者：赵蕾王西勃代世峰中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

锂作为一种重要的战略性金属矿产,成为近些年来矿产资源勘探领域的热点。锂矿床的类型主要包括卤水型、花岗伟晶岩型和黏土型等。煤和含煤岩系中的战略性金属矿产研究取得了较多的进展,典型的有锗、镓-铝、铀、稀土、铌-锆等煤系共伴生... 详细信息

锂作为一种重要的战略性金属矿产,成为近些年来矿产资源勘探领域的热点。锂矿床的类型主要包括卤水型、花岗伟晶岩型和黏土型等。煤和含煤岩系中的战略性金属矿产研究取得了较多的进展,典型的有锗、镓-铝、铀、稀土、铌-锆等煤系共伴生金属矿产类型。煤中锂在过去相当长的时间内未被当作可从煤中开发利用的金属,仅在2008年后才得到较多关注和研究。煤中锂含量超过一定品位时,可形成与煤共伴生的锂矿床,属于沉积型锂矿床,但由于锂的原子序数低、赋存状态多样,是煤中赋存状态研究难度较大的元素之一。基于前人的研究,并结合煤系金属矿床特点,提出煤系中共伴生锂矿床的边界品位为Li_(2)O含量为0.08%(高温灰基)。我国煤系锂资源主要分布在华北的石炭—二叠系地层,少数分布在南方。迄今发现的品位最高的煤系锂矿床主要有山西晋城地区晚石炭世煤层、内蒙古准格尔官板乌素矿晚石炭世煤层以及重庆草堂矿晚三叠世煤层(Li_(2)O含量均大于0.2%,高温灰基),其中锂最重要的载体均为锂绿泥石或含锂的绿泥石。以上3个煤系锂矿床中Li的异常富集均为热液成因。煤系锂矿床中常还共伴生Ga和REY等战略性金属,有望实现煤系多种战略性金属矿产资源的协同开发和综合利用。

关键词：煤锂战略性金属赋存状态粉煤灰锂绿泥石金属提取

“煤系战略性金属矿产成矿理论与分布规律”专题特邀主编致读者

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煤炭学报 2022年第5期47卷 I0001-I0002页

作者：代世峰王文峰赵蕾不详

战略性金属矿产资源在新材料、新能源、信息技术、航天航空和武器制备等产业领域具有不可替代性,直接关系到国民经济持续健康发展和国防安全。由于它们在自然界的储量相对较少且分布高度不均,存在较高的供应受限风险。因此寻找和研发新... 详细信息

战略性金属矿产资源在新材料、新能源、信息技术、航天航空和武器制备等产业领域具有不可替代性,直接关系到国民经济持续健康发展和国防安全。由于它们在自然界的储量相对较少且分布高度不均,存在较高的供应受限风险。因此寻找和研发新型战略性金属矿产资源对保障国家的资源安全具有重要意义。

关键词：金属矿产资源信息技术成矿理论国防安全新能源持续健康发展不可替代性分布规律

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煤系中战略性金属矿产资源:意义和挑战

煤炭学报 2022年第5期47卷 1743-1749页

作者：代世峰刘池洋赵蕾刘晶晶王西勃任德贻中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 西北大学地学系陕西西安710069 中国矿业大学国际煤地质学研究中心江苏徐州221116

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... 详细信息

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。

关键词：煤煤系战略性金属矿产资源粉煤灰

中国煤型锗矿床中的关键金属和有害元素:赋存特征与富集成因

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煤炭学报 2020年第1期45卷 296-303页

作者：魏强代世峰中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

煤型锗矿床是全球工业用锗的主要来源,其中富集的关键金属和有害元素值得密切关注。论述了我国内蒙古乌兰图嘎和云南临沧煤型锗矿床中富集的关键金属和有害元素的含量、赋存特征和富集成因。乌兰图嘎锗矿床富集的关键金属有Ge,W以及贵... 详细信息

煤型锗矿床是全球工业用锗的主要来源,其中富集的关键金属和有害元素值得密切关注。论述了我国内蒙古乌兰图嘎和云南临沧煤型锗矿床中富集的关键金属和有害元素的含量、赋存特征和富集成因。乌兰图嘎锗矿床富集的关键金属有Ge,W以及贵金属元素Au,Pt和Pd,富集的有害元素包括Be,F,As,Sb,Cs,Hg和Tl。临沧锗矿床富集的关键金属有Ge,W,Nb和U,富集的有害元素包括Be,As,Sb,Cs等。锗矿床中富集的Ge,W和U主要存在于有机质中。乌兰图嘎煤中的有害元素As,Hg,Sb和Tl主要与黄铁矿有关,还有部分As存在于有机质中,Be,F和Cs分别与碳酸盐矿物/黏土矿物、黏土矿物和伊利石有关。临沧煤中的Nb,As和Sb具有有机-无机的混合亲和性,Be存在于有机质和硫酸铍矿物中,Cs的主要载体为伊利石。乌兰图嘎锗矿床中关键金属组合Ge-W和有害元素组合As-Hg-Sb-Tl的富集是不同的热液流体侵入泥炭或煤层造成的,而临沧锗矿床中富集的元素组合Ge-W和Be-Cs-Nb-U为含N 2的碱性热液和含CO 2的火山热液混合后对花岗岩基底强烈淋溶的结果。

关键词：煤型锗矿床关键金属有害元素赋存特征富集成因

煤系火山灰蚀变黏土岩:矿物学和地球化学研究进展

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地学前缘 2016年第3期23卷 103-112页

作者：赵蕾代世峰王西勃中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

含煤地层中广泛分布的火山灰蚀变成因的高岭石黏土岩被称为Tonstein。少数情况下,煤系蚀变火山灰层的黏土矿物以蒙脱石和伊蒙混层矿物为主,则分别称为斑脱岩和钾质斑脱岩。尽管中外学者对煤系火山灰蚀变黏土岩已有大量研究,然而,迄今为... 详细信息

含煤地层中广泛分布的火山灰蚀变成因的高岭石黏土岩被称为Tonstein。少数情况下,煤系蚀变火山灰层的黏土矿物以蒙脱石和伊蒙混层矿物为主,则分别称为斑脱岩和钾质斑脱岩。尽管中外学者对煤系火山灰蚀变黏土岩已有大量研究,然而,迄今为止这几个术语在定义和使用上在国内外科学界仍然存在争议。煤中火山灰的淋滤作用会对煤的地球化学组成产生重要影响。含煤地层中这类岩石因为分布广泛可以被用作等时标志层,提供地层对比的依据,其中的原生矿物还可以提供绝对年龄信息。有的碱性火山灰层具有找矿指示意义。煤中火山灰蚀变黏土岩夹矸中化学性质相对稳定的元素可以用来推断原始火山灰的组成,提供原始岩浆的成分以及区域地质历史演化方面的信息。

关键词：煤 tonstein 斑脱岩钾质斑脱岩矿物元素

内蒙古乌达矿区煤中硫的同位素组成及演化特征

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岩石学报 2000年第2期16卷 269-274页

作者：代世峰艾天杰焦方立马凤学李宝春中国矿业大学北京100083 内蒙古乌达矿务局乌海016040

通过对内蒙古乌达矿区高硫煤 9煤层和低硫煤 13煤层剖面上有机硫和黄铁矿硫同位素的测定 ,结合煤岩学综合分析 ,着重论述了煤中硫同位素的分布特点及成因 ,分析了有机硫同位素和黄铁矿硫同位素之间及其和全硫的关系 ,提出高硫煤硫同位... 详细信息

通过对内蒙古乌达矿区高硫煤 9煤层和低硫煤 13煤层剖面上有机硫和黄铁矿硫同位素的测定 ,结合煤岩学综合分析 ,着重论述了煤中硫同位素的分布特点及成因 ,分析了有机硫同位素和黄铁矿硫同位素之间及其和全硫的关系 ,提出高硫煤硫同位素形成过程中在剖面上具有层次性和时间上具有的相向性 ,层次性表现为随泥炭沼泽深度的增加 ,体系对 SO42 -和 H2 S的开放程度及黄铁矿的形成对 32 SO42 - 的过滤性 ;相向性不仅表现为泥炭聚积初期 ,Fe2 + 和 SO42 - 对高硫煤形成的贡献 ,更重要的是泥炭沼泽形成后期 ,海水的影响及 Fe2 + 供给是乌达矿区高硫煤形成的主要因素。

关键词：有机硫黄铁矿硫同位素乌达矿区煤