鄂尔多斯盆地南北缘煤中金属异常富集成因对比

鄂尔多斯盆地含煤地层中蕴藏丰富的金属元素,是煤中金属分布规律及成因研究的热点区域,尤以盆地南北缘煤中金属最为富集,且表现出不同的规律和特征.通过对南缘有代表性的渭北、黄陇煤田和北缘准格尔煤田进行采样分析,结合收集已有测试数据,对比南北缘煤中金属富集的种类、丰度、煤岩特征及差异、成煤环境差异、物源特征,分析盆地南北缘煤中金属富集成因差异.结果表明,与世界煤相比,盆地北部准格尔煤田煤中Li,Zr,Hf富集,Be,Ga,Sr,Nb,Pb,Th轻度富集,盆地南部黄陇煤田煤中Sr,Ba轻度富集,渭北煤田煤中Li富集,Ga,Zr,Nb,Cs,Hf,Ta,Pb,Th轻微富集.盆地晚古生代煤显微煤岩组分,南部镜质组含量大于北部,总体上山西组镜质组含量低于太原组,中生代延安组煤镜质组含量最低.煤中矿物以黏土矿物和碳酸盐矿物为主,在盆地南缘煤中发现磷灰石、锐钛矿,还发现有不规则形状的碎屑石英和蠕虫状高岭石,为火山灰输入含煤地层特征;北缘煤中发现丰富的方解石晶体,以裂隙填充及自生形态为主.盆地北部和盆地南部Al2O3/TiO2(含量比)均在8～70,表明源岩为中性-长英质物质,Nb/Y-Zr/TiO2分布表明,中性-长英质火山岩向鄂尔多斯盆地南北部提供了大量的陆源碎屑.盆地北部煤样与阴山古陆钾长花岗岩、本溪组铝土矿配分模式相似,表明其源岩为阴山古陆钾长花岗岩和本溪组铝土矿;盆地南部煤样表现出与秦岭古陆中性-长英质火山岩相似的稀土元素配分模式,均为稀土元素分异不明显,表明其物源来自秦岭古陆.盆地北部煤中Sr/Ba(含量比)为0.07～7.78,均值3.49,表明其主要受海水影响;盆地南部渭北煤中Sr/Ba为0.60～6.25,均值2.77,表明其成煤过程也主要受海水影响.盆地南部黄陇煤田煤中Sr/Ba为0.60～1.17,均值0.78,表明其成煤过程主要受淡水影响.北部准格尔煤田煤的主要物源为阴山古陆中元古代钾长花岗岩和本溪组风化壳铝土矿,由于源岩的碎屑物质供给,煤中元素含量总体偏高,成煤过程受一定程度的海水影响,为阴山古陆陆源碎屑供给-泥炭形成环境复合型成矿模式;南部煤田主要物源为秦岭古陆的中性-长英质火成岩,由于源岩的碎屑物质供给,煤中Ga,Li,Bi,Co等轻度富集,南缘煤的物源主要来自秦岭古陆,基本不受本溪组铝土矿影响,因此该区煤中发现的磷灰石矿物可能与火山成因的物质有关,为秦岭古陆陆源碎屑供给-酸性火山灰复合型成矿模式.