煤炭学报

作者：吕大炜, 韩岱庭, 郑雪, 陈文韬, 王东东, 张之辉, 贾海波, 梁太涛, 王志明,

关键词：济宁煤田, 煤系, 关键金属, 物源区, 泥炭沉积环境,

关键金属是重要的战略资源，在新能源、高新技术等领域具有不可替代的作用。随着我国经济和科技的快速发展，煤系关键金属的富集成因研究成为缓解资源短缺的重要方向。研究以山东省济宁煤田运河煤矿3号煤层为对象，旨在揭示该煤层中关键金属的富集规律及其控制因素。通过分层刻槽采样法系统采集煤及顶底板样品共计12件，采用X射线荧光光谱仪(XRF)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等仪器，对所采样品进行主微量元素含量测试，结合主微量元素分析、稀土元素地球化学特征及物源示踪等分析方法对研究区关键金属富集机制进行研究。结果表明：运河煤矿3号煤层中锂的质量分数均值为26.7 μg/g，富集系数为2.23；钍的质量分数均值为6.72 μg/g，富集系数为2.04，二者均达到轻度富集水平，说明具有一定的开发利用潜力；通过w (Al2O3)/ w (TiO2)分析发现，研究区物源以长英质岩为主；同时，根据稀土元素配分模式对比方法并结合地质背景综合分析，表明煤层中物源可能来自于阴山古陆新太古代花岗岩和秦岭造山带新元古代花岗岩。结合沉积环境、地下水与下渗海水的相互作用分析，明确样品YH3-6和YH3-7中Li和Th含量较高，是由于在还原性的泥炭沉积环境中酸性地下水与下渗海水相互作用形成地球化学屏障所致。综上所述，通过系统的地化分析，揭示了运河煤矿煤系关键金属的富集机制，为山东地区关键金属富集和勘探提供了一定的帮助。

来源：2025年第11期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2025年第11期