Question

构造地球化学条件

Answer 1

煤中微量元素的空间分布一般受大地构造和古地理环境等因素控制。构造运动的形式包括岩浆活动、断裂作用、褶皱作用等。岩浆热液作用对煤中微量元素的影响表现为三种形式：一是岩浆热作用使煤经受热解造成煤中与有机质结合的元素散逸（如Cl，Br），同时使煤中矿物质含量相对增加，因此与矿物质结合的元素含量增加；二是岩浆作用所带来的挥发分及被其活化的元素一起进入煤层，使这些元素含量增加；三是岩浆作用晚期热液活动造成许多热液脉侵入煤系地层，使与热液活动有关的元素增加（赵峰华，1997）。山西古交矿区附近狐偃山有燕山期碱性、偏碱性侵入岩，造成矿区山西组煤中Cl，Br等挥发性较强元素的含量增高，Cl，Br的含量分别为790×10^-6、34×10^-6，比沉积环境相同的阳泉和晋城矿区山西组煤高。其中，东塔矿区有岩体侵入煤层，在离岩体5000 m的煤层中Cl含量高达1856×10^-6。王运泉等（1994）研究了湘南受骑田岭花岗岩侵入体影响的梅田矿区煤中微量元素，发现煤中Hg，Cd，Mo，Cu等元素含量与岩体侵入距离成反比，表明岩浆作用晚期挥发分及其携带元素进入了煤层。

富锗煤层常常分布在古老地块边缘活动的地带，并且与含锗母岩和古水文网的分布有着较为密切的关系。云南第三纪部分盆地煤中锗的含量达（30.5～2107.7）×10^-6，这些盆地全部位于扬子地台边缘的三江褶皱系内，陆源区母岩皆为含锗丰富的花岗岩、花岗片麻岩和石英片岩。砷的空间分布受大地构造控制特征明显。如云南的大地构造分属于上扬子地台、三江褶皱系和华南褶皱系三大构造单元，第三纪褐煤中砷含量较低的盆地（As₂O₃＜10×10^-6）分别位于上扬子地台中心地区，如金所、先锋和保朗等盆地，砷含量较高的盆地（20×10^-6＜As₂O₃＜50×10^-6）位于三江褶皱系或华南褶皱系，如保山、昌宁和蒙自等地；砷含量最高的盆地（As₂O₃＞50×10^-6）位于红河大断裂附近，如密祉、漾田和永平等盆地。

构造活动越是强烈的地区，煤中砷的含量越高，这种特征是由砷的富集机制所决定的。砷在煤中的富集作用，一方面取决于母岩中砷的背景含量，另一方面取决于是否有丰富的水介质将砷从母岩中迁至沉积盆地。构造活动强烈的地区，地下水（特别是地下热液）和地表水流动通畅，使母岩中砷能充分迁移至煤盆地，从而使砷在适当的条件下发生富集作用。

铀在一定的程度上也受地质构造控制，晚第三纪含铀褐煤矿床多产于盆地基底不整合面上，早中侏罗世含铀煤矿床多见于沉积建造内不整合面下，早第三纪含铀褐煤一般位于含煤岩系内。

煤中的汞的含量与煤层所处的地质环境有关，例如：陕西神木北部侏罗纪煤田未受到岩浆活动的影响，各煤层中汞的含量为（0.01～0.1）×10^-6，河北临城距离主要侵入岩体约50Km，煤中汞含量为0.108×10^-6。而曾遭受过岩浆热液作用的煤层，煤中往往充填着含汞的热液矿脉，汞含量达（0.01～10）×10^-6。有些煤层中发育热液成因的石英脉，脉中黄铁矿的汞含量可超过10×10^-6，而同生黄铁矿结核中汞含量一般只有（0.01～0.1）×10^-6。因此，当煤中汞含量高于0.1×10^-6时，即有可能是受到后期岩浆作用叠加的影响。此外，若含煤盆地毗邻汞矿化区，则煤中汞含量可达（1～10）×10^-6。周义平（1994）在研究滇东老厂矿区煤中汞的成因类型和赋存状态时，根据煤中黄铁矿、汞、砷含量的显著区别，将煤中汞的分布划分为陆源沉积型和后期热液矿化型两种成因类型，前者黄铁矿中汞主要是沉积期浓聚的，汞、砷含量低；而后期热液矿化形成的黄铁矿经浓聚作用后，其中汞、砷的含量较高。