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煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型

地质学报 2024年

作者：魏迎春李新曹代勇张昀宁树正徐腾跃中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国矿业大学(北京)煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室中国煤炭地质总局勘查研究总院

战略性金属矿产资源在国民经济发展和国防安全中发挥重要作用。煤系作为一种特殊的含煤沉积岩系,在特定地质环境下可形成大型乃至超大型战略性金属矿床,煤系战略性金属矿产已成为矿产资源勘查的新领域和新方向。本文分析了煤与煤系战略... 详细信息

战略性金属矿产资源在国民经济发展和国防安全中发挥重要作用。煤系作为一种特殊的含煤沉积岩系,在特定地质环境下可形成大型乃至超大型战略性金属矿床,煤系战略性金属矿产已成为矿产资源勘查的新领域和新方向。本文分析了煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,从煤与煤系战略性金属矿产有效的协同勘查技术方法(组合)和协同勘查工程布置方面,构建了地质-地球物理-地球化学-钻探等关键技术的煤与煤系战略性金属矿产协同勘查模型。基于煤与煤系战略性金属矿产的基本特征,确定协同勘查对象包括煤-锂/镓矿床、煤-锗矿床、煤-铌-锆-镓-稀土矿床、煤-铀矿床。在煤炭勘查的技术上,煤-锂/镓矿床协同勘查需加强地震和测井资料的处理分析,增加岩石地球化学勘探技术手段对煤层、煤层顶底板、夹矸的采样测试;煤-锗矿床协同勘查增加岩石地球化学勘探技术手段对煤层的采样测试;煤-铌、锆、镓、稀土矿床协同勘查技术手段要加强测井技术(自然伽马)及岩石地球化学勘探对自然伽马高异常层样品的采集测试;煤-铀矿床协同勘查充分利用煤炭钻孔自然伽马测井、地震勘探、电磁法勘探及磁法勘探资料进行分析,在自然伽马高异常区划定铀潜力资源区,加强自然伽马能谱测井、伽马能谱录井、穿透性地球化学测量及岩石地球化学勘探等技术手段协同运用。基于煤系战略性金属矿产的分布特征和经济性,遵循“全面筛查,分区施策”的原则,依据勘查对象相应的矿产地质勘查规范,确定煤与煤系战略性金属矿产协同勘查类型和协同勘查工程布置方案,包括勘查系统选择、勘查工程布置、勘查施工顺序,探讨了资源量估算方法和估算参数。基于煤与煤系战略性金属矿产的协同勘查技术方法(组合)和协同勘查工程布置,分别构建了煤-锂/镓矿床、煤-锗矿床、煤-铌-锆-镓-稀土矿床、煤-铀矿床的协同勘查模型,为煤与煤系战略性金属矿产协同勘查工作提供理论基础和方法依据。

关键词：煤煤系战略性金属矿产协同勘查技术协同勘查工程协同勘查模型

准东煤田五彩湾矿区八道湾组A煤层煤岩煤质特征及清洁利用方向

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煤炭技术 2024年

作者：徐小涛宁树正徐强孙杰张培新张建强黄少青严晓云周汝贤中国煤炭地质总局勘查研究总院中国煤炭地质总局煤系矿产综合勘查与评价重点实验室河南城建学院市政与环境工程学院贵州工程应用技术学院矿业学院

准东煤田蕴含着丰富的煤炭资源，是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分。本次研究以准东煤田早侏罗世八道湾窑组A2煤层为研究对象，通过对煤岩、煤质以及煤中有害元素进行系统分析，在此基础上，结合煤炭洁净等级划分和煤炭直接液化的... 详细信息

准东煤田蕴含着丰富的煤炭资源，是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分。本次研究以准东煤田早侏罗世八道湾窑组A2煤层为研究对象，通过对煤岩、煤质以及煤中有害元素进行系统分析，在此基础上，结合煤炭洁净等级划分和煤炭直接液化的评价指标体系，综合分析了五彩湾矿区A2煤层的洁净潜势和清洁利用方式。五彩湾矿区A2煤层中硫分、氟元素和砷元素含量均小于洁净等级I级的含量限值，而灰分和氯元素含量在洁净等级II级的含量范围之内，划分结果表明，五彩湾矿区A2煤层原煤和浮煤的洁净等级均为II级，属于较洁净煤。A2煤层的煤类以褐煤为主，显微组分中惰质组含量最低，具有特低-低灰分、高-特高挥发分和高氢碳原子比的特征，原煤符合直接液化用煤的指标要求，适合作为II级直接液化用煤，浮选后，灰分产率明显下降，浮煤达到I级直接液化用煤的标准。研究结果表明，浮煤直接液化利用可作为准东煤田五彩湾矿区煤炭资源清洁高效利用的重要途径之一。

关键词：准东煤田五彩湾矿区八道湾组煤岩煤质清洁利用直接液化

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蒋庄煤矿构造发育规律及其控煤作用研究

能源与环保 2024年第5期46卷 146-152页

作者：周中平王印邓一卓王安民朱利岗曹代勇宁树正黄佳威枣庄矿业(集团)有限责任公司蒋庄煤矿山东枣庄277000 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100038

蒋庄煤矿构造较为复杂,厘清矿区内构造发育规律并揭示其构造控煤作用,有利于该矿的高效和安全生产。利用数理统计方法,对矿井断层及褶皱进行系统分析,并归纳总结了不同构造组合对主采煤层的控制作用。结果发现,矿区内断层与褶皱以NE—S... 详细信息

蒋庄煤矿构造较为复杂,厘清矿区内构造发育规律并揭示其构造控煤作用,有利于该矿的高效和安全生产。利用数理统计方法,对矿井断层及褶皱进行系统分析,并归纳总结了不同构造组合对主采煤层的控制作用。结果发现,矿区内断层与褶皱以NE—SW向为主,普遍发育的正断层以70°~79°的高角度切割褶皱,且断层落差普遍大于20 m,逆断层较少发育。分析发现断层的平面延伸长度越长,其落差越大。矿区中部发育连续宽缓褶皱,褶皱区内断层发育较少,西北部有燕山期闪长玢岩侵入煤层。以研究区构造组合特点,归纳总结出4种构造控煤样式:①地堑、地垒式构造控煤样式;②阶梯式断层构造控煤样式;③断褶型构造控煤样式;④断层与岩浆侵入型构造控煤样式。其共同的最大特点是将煤层切割为走向NE的狭长型断块。

关键词：蒋庄煤矿断层褶皱组合形式控煤作用

广西上林二叠系含锂岩系的地球化学特征与锂富集成因探讨

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中国煤炭地质 2024年第6期36卷 39-44页

作者：张莉张德高林中月宁树正魏云迅孙杰徐惠恒黄少青严晓云范玉须邹卓中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 矿山透明地质与数字孪生技术国家矿山安全监察局重点实验室北京100039 中国煤炭地质总局北京100036 中国煤炭地质总局广西煤炭地质局广西南宁530299

随着新兴产业的高速发展,全球锂金属的需求急剧增加,世界各国正面临日益突出的供需矛盾。煤系锂矿床具有巨大资源潜力和开发利用价值,可为战略性金属矿产的工业化生产需求提供保障。本研究以广西上林县万福矿区作为典型研究区,该区部分... 详细信息

随着新兴产业的高速发展,全球锂金属的需求急剧增加,世界各国正面临日益突出的供需矛盾。煤系锂矿床具有巨大资源潜力和开发利用价值,可为战略性金属矿产的工业化生产需求提供保障。本研究以广西上林县万福矿区作为典型研究区,该区部分煤层中存在锂含量较高的异常富集点,但在平面及纵向分布上存在一定的不均一性,本文围绕万福矿区煤系地层纵向分布的多层赋锂矿层开展成因及物质来源探讨,通过矿物学和地球化学的研究方法,揭示煤系沉积型锂矿的富集规律。研究表明,广西二叠系含锂岩系的形成经历了风化-沉积-成岩三个阶段。中酸性岩浆岩作为主要物质基础,在陆相环境中风化,随着后期地壳下降,海水淹没台地并沉积碳酸盐岩,最终含锂岩系进入压实、成岩阶段。

关键词：煤系沉积型锂矿地球化学特征矿物学煤系沉积型锂矿成因

新疆北部早、中侏罗世富油煤分布规律及控制因素

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煤炭科学技术 2023年

作者：宁树正张莉徐小涛张建强邹卓中国煤炭地质总局勘查研究总院

新疆北部富油煤资源丰富，约占全国富油煤资源的一半左右，本地区富油煤资源的合理开发利用，是我国煤制油气用煤资源的重要补充。以往对本区煤炭资源的研究忽视了其油气资源属性，对其富油煤质特征和成因规律认识不清。本文在系统整理... 详细信息

新疆北部富油煤资源丰富，约占全国富油煤资源的一半左右，本地区富油煤资源的合理开发利用，是我国煤制油气用煤资源的重要补充。以往对本区煤炭资源的研究忽视了其油气资源属性，对其富油煤质特征和成因规律认识不清。本文在系统整理新疆北部6个赋煤带富油煤地质资料的基础上，补充采样测试数据137组，分析早、中侏罗世富油煤的煤岩煤质特征和分布规律，进一步探讨了富油煤形成的控制因素。通过对焦油产率的研究发现，新疆北部地区东北部、西部、中部部分地区焦油产率相对较高，东北部地区八道湾组高油煤呈不连续带状分布。按照煤的焦油产率由高到低依次为巴里坤-三塘湖赋煤带、准南赋煤带、伊犁赋煤带、准北赋煤带、吐哈赋煤带和准东赋煤带。新疆北部地区早、中侏罗世富油煤的形成主要受到成煤沉积环境、煤化程度和煤的显微组分等主要控制因素的影响。覆水还原环境为富油煤的富集提供了良好的条件，富油煤主要形成于相对覆水还原的泥炭沼泽环境，还原性越强，越利于富油煤生成和富集。煤的焦油产率随着镜惰比（V/I）的增加呈现升高的趋势，并且与挥发分和镜质组呈现正相关关系。镜质组最大反射率在生油高峰之前与焦油产率之间存在正相关关性，随着煤化程度的升高，煤的焦油产率逐渐增加。煤的显微组分中含量相对较高的镜质组对焦油产率具有明显的正向促进作用，其中，富氢镜质组为富油煤的发育提供了良好物质基础。

关键词：富油煤焦油产率煤的显微组分煤化程度镜惰比富氢镜质组

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我国煤炭行业绿色发展现状及实现途径探讨

地质论评 2023年第S1期69卷 233-235页

作者：张建强宁树正张莉徐小涛中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039

煤炭是我国的主体能源和重要工业原料,煤炭在次能源消费中仍将长期占主导地位。在未来很长段时间内煤炭依旧是最安全的、保障性最好、供应最稳定的能源,煤炭绿色低碳发展,事关国家能源安全,对促进碳达峰、碳中和目标实现十分重要(张建强... 详细信息

煤炭是我国的主体能源和重要工业原料,煤炭在次能源消费中仍将长期占主导地位。在未来很长段时间内煤炭依旧是最安全的、保障性最好、供应最稳定的能源,煤炭绿色低碳发展,事关国家能源安全,对促进碳达峰、碳中和目标实现十分重要(张建强等,2020)。

关键词：绿色煤炭绿色开采绿色利用

煤系成矿学内涵与发展——兼论煤系成矿系统及其资源环境效应

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中国科学：地球科学 2022年第10期52卷 1948-1965页

作者：李勇潘松圻宁树正邵龙义荆振华王壮森中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国煤炭地质总局北京100039

煤炭、煤系气、煤制油气和煤基新材料是中国能源安全稳定供应和经济社会发展的有力保障.以煤炭为主的资源禀赋和经济社会发展阶段,决定了煤炭资源在中国能源体系中的重要地位.煤系矿产包括有聚集或分散的固态、液态、气态多类型能源、... 详细信息

煤炭、煤系气、煤制油气和煤基新材料是中国能源安全稳定供应和经济社会发展的有力保障.以煤炭为主的资源禀赋和经济社会发展阶段,决定了煤炭资源在中国能源体系中的重要地位.煤系矿产包括有聚集或分散的固态、液态、气态多类型能源、金属和非金属矿产,是地球多圈层相互作用和成矿物质形成、运移和聚集的产物.煤系记录了海陆过渡相和陆相泥炭沼泽丰富的深时地质信息,是揭示表生生态系统演化、巨量有机碳埋存、大气O/CO变化和野火事件的重要载体;煤系演化伴随成岩-变质作用过程中的多种物质迁移、转化,形成差异化的煤岩煤质及赋存其邻近层系的多种矿产;煤系矿产的富集条件、赋存状态和分离潜力,是煤炭分质分级利用和矿产资源高效开发的前提.围绕多种矿产共生机制、共探基础和共采条件,认识成矿物质源-汇体系变化、差异聚碳/富氢效应、有机(煤岩及烃类)-无机(矿产)相互作用,将成矿过程天然富集与选冶过程人工富集有机结合,形成以煤系成矿系统及其资源环境效应为基础的煤系成矿学,对推动煤炭资源由燃料向原料转变、强化煤系矿产资源属性具有重要作用.煤系成矿学是研究煤系矿产资源类型、形成机理、分布特征、富集规律、产出机制、评价方法和发展战略的地质学科,研究煤系地质作用与矿产富集过程、成矿机制与成矿规律、赋存状态与精准开发等关键科学问题,对完善关键矿产成矿理论、揭示深时地球系统变化、实现国家能源转型和高质量发展具有重要意义.

关键词：煤地质学煤系矿产煤型关键金属煤系天然气地球系统

准噶尔盆地东部西山窑组煤地球化学特征及古环境意义

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煤炭科学技术 2023年

作者：徐小涛宁树正孙杰王化耀李保万张建强丁恋中国煤炭地质总局煤系矿产综合勘查与评价重点实验室中国煤炭地质总局勘查研究总院新疆国泰新华五彩湾矿业有限责任公司

准噶尔盆地是我国西北地区重要的含煤盆地，盆地东部煤田是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分，蕴藏着丰富的煤炭资源。本次研究以准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤层为研究对象，选取220个煤样品进行了详细的微量元素测... 详细信息

准噶尔盆地是我国西北地区重要的含煤盆地，盆地东部煤田是我国新疆大型煤炭基地的重要组成部分，蕴藏着丰富的煤炭资源。本次研究以准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤层为研究对象，选取220个煤样品进行了详细的微量元素测定，并对16个煤样品进行了显微组分和镜质组最大反射率测试分析，在此基础上，综合分析了准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组成煤时期泥炭沼泽水体的氧化还原状态、古盐度特征以及成煤时期的古气候和大气氧含量变化特征。与世界低煤阶煤均值相比，准噶尔盆地东部中侏罗世西山窑组B0、B1和B2煤中Sr元素轻微富集，除此之外，B0煤中还存在Co元素轻微富集。Ni/Co-V/Cr和Ni/Co-Mo图解分析表明泥炭沼泽处于氧化和贫氧的状态，由此推断泥炭沼泽中水体的活动性较强，游离态的氧含量较高。煤中B/Ga比值的变化趋势表明，从B0到B1再到B2煤层，泥炭沼泽水体的古盐度逐渐升高，上部B2煤层沉积过程中泥炭沼泽古盐度较高可能是由水体蒸发量增加造成的，同时也表明B2煤层沉积时期的古气候呈现相对干热的特征。通过对B0、B1和B2煤中Sr/Cu比值分析得出，从西山窑组下部的B0煤层到中部的B1煤层再到上部的B2煤层，准噶尔盆地东部西山窑组成煤时期的古气候自下而上经历了由相对温湿逐渐向相对干热转变的过程。B0、B1和B2煤层中惰质组平均含量在40.4～57.2 vol.%之间，平均值为48.5 vol.%，基于惰质组与大气氧含量的关系模型，估算出中侏罗世的大气氧含量约为27.7%，远高于持续燃烧所需的最低大气氧含量水平。

关键词：准噶尔盆地东部煤西山窑组地球化学古气候大气氧含量

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煤系石墨矿产资源评价方法初探

煤田地质与勘探 2023年第4期51卷 1-10页

作者：刘亢宁树正曹代勇吴国强王路林中月王安民中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国煤炭地质总局北京100038 山西能源学院山西晋中030600

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处... 详细信息

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处理,现有煤系石墨查明资源量可能被大大低估,实际上煤系石墨资源量与高煤级煤的资源量有直接关系。因此,在我国无烟煤等高煤级煤勘查区内,开展煤系石墨资源调查评价工作,将会取得较好效果,预期发现一批新的煤系石墨资源潜力区。通过分析我国目前已知的湖南、福建、吉林等地典型煤系石墨资源分布特征,总结了煤系石墨找矿标志,包括层位、矿化、岩体、构造和围岩蚀变等标志。在高煤级煤勘查区内,基于煤田构造、含煤岩系沉积环境、岩浆活动、煤岩煤质特征、煤类分布与变质情况等资料,结合煤系石墨找矿标志,进行煤系石墨资源调查评价。以科学性、系统性和可操作性为评价原则,依据工作程度、地质条件、矿产条件3类参数,采样点密度、构造变形程度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离、初步鉴定、精确鉴定7个指标,初步提出了煤系石墨矿产资源评价方法。将实测数据分别与对应指标的预设值比较,利用平面直线拟合方程计算指数特征值,依据7个评价指标及权重对煤系石墨矿产资源进行评价,以期为我国煤系石墨资源评价工作提供科学依据。以闽西南龙岩−永定煤田漳平可坑矿区为例进行煤系石墨资源评价,其煤系石墨资源评估值为(A1,A2,A3)=(0.735,0.793,0.838),表明本研究区工作程度较好,地质条件较好,开采难度较小,矿产条件为煤系石墨一号,建议进一步加密采样点,布置资源勘查工作。

关键词：石墨矿产煤系石墨隐晶质石墨资源评价评价方法