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user: 4. 煤层中稀土元素分布特征 通过对黔西地区主采煤层的稀土元素含量测试，获得黔西地区主采煤层的稀土含量情况(表1，表2)，从表1可知，黔西矿区煤中ΣREE含量为50.020~558.835 μg/g，平均为128.792 μg/g，远高于Valcovic (1983)计算的世界煤中ΣREE的平均值46.3 μg/g和Finkelman (1993)提供的美国煤中ΣREE的平均值62.1 μg/g [ 4 ] [ 5 ] ，可见稀土元素在黔西矿区煤中明显富集。由表2可知，在黔西矿区南部ΣREE含量最高，平均含量为187.8751 μg/g，中部为151.76 μg/g，西北部为121.042 μg/g，东部最低仅为77.967 μg/g。 图1. 大方、黔西矿区晚二叠世龙潭组含煤地层综合柱状图(据贵州地质矿产局，2003，略有修改) Table 1 Content of REE in coals from the Qianxi coalfield (μg/g 样品号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu LREE HREE ΣREE LREE/HREE M4-1 73.30 154.00 19.90 75.50 14.30 3.16 13.10 1.81 8.22 1.39 3.48 0.51 3.01 0.41 340.160 31.930 372.090 10.653 M4-2 14.80 27.50 3.33 11.70 2.4 0.4 2.34 0.4 2.22 0.42 1.12 0.19 1.02 0.15 60.130 7.860 67.990 7.650 M4-3 18.80 35.80 4.52 15.60 2.91 0.43 2.85 0.48 2.6 0.5 1.33 0.23 1.43 0.19 78.060 9.610 87.670 8.123 M4-4 14.80 28.60 3.03 11.00 2.07 0.34 1.50 0.29 1.52 0.31 0.79 0.11 0.74 0.11 59.843 5.372 65.215 11.140 M4-5 22.20 39.10 4.12 14.30 2.76 0.54 2.15 0.41 2.38 0.53 1.37 0.18 1.17 0.18 83.018 8.372 91.391 9.916 M5 12.80 24.10 2.87 10.00 1.92 0.37 1.86 0.29 1.6 0.31 0.83 0.15 0.83 0.12 52.060 5.990 58.050 8.691 M6 18.80 32.80 4.00 13.90 2.56 0.47 2.37 0.33 1.69 0.31 0.86 0.15 0.92 0.13 72.530 6.760 79.290 10.729 M7-1 14.50 25.10 2.97 10.00 1.82 0.33 1.72 0.28 1.51 0.3 0.81 0.15 0.86 0.12 54.720 5.750 60.470 9.517 M7-2 30.90 60.00 7.45 26.40 4.92 0.6 4.27 0.64 3.19 0.6 1.63 0.28 1.77 0.24 130.270 12.620 142.890 10.323 M9-1 17.00 29.80 3.58 12.40 2.26 0.39 2.15 0.34 1.88 0.36 0.98 0.17 1.01 0.14 65.430 7.030 72.460 9.307 M9-2 16.50 32.00 3.02 10.50 1.89 0.27 1.30 0.24 1.22 0.26 0.70 0.10 0.62 0.09 64.177 4.540 68.716 14.137 M9-3 25.20 40.90 3.74 12.30 1.93 0.23 1.39 0.24 1.34 0.27 0.71 0.09 0.56 0.08 84.301 4.688 88.989 17.982 M9-4 12.30 20.50 2.33 8.21 1.51 0.26 1.19 0.24 1.42 0.30 0.83 0.12 0.72 0.10 45.110 4.910 50.020 9.187 M9-5 11.90 21.60 2.38 8.93 1.83 0.36 1.49 0.29 1.86 0.43 1.16 0.16 1.10 0.16 47.001 6.654 53.656 7.063 M9-6 128.00 212.00 27.30 102.00 18.90 1.65 16.20 3.13 18.70 4.34 12.10 1.72 11.20 1.60 489.848 68.988 558.835 7.101 M9-7 35.40 69.80 8.75 31.20 5.49 0.54 5.28 0.81 4.32 0.82 2.28 0.4 2.54 0.36 151.180 16.810 167.990 8.993 M9-8 22.90 43.90 4.82 16.90 3.33 0.30 2.59 0.53 3.21 0.71 2.00 0.31 1.96 0.28 92.148 11.596 103.744 7.947 表1. 黔西矿区煤中稀土元素含量(单位：μg/g) 注：M4-1，M4-2，M4-3，M5，M6，M7-1，M7-2，M9-1，M9-7数据在宜昌地矿所采用ICP-MS测试；数据在宜昌地矿所采用ICP-MS测试；M 4-4，M 4-5，M9-2，M9-3，M9-4，M9-5，M9-6，M9-8数据在中国科学院贵阳地球化学所采用ICP-MS测试。LREE = La + Ce + Pr + Nd + Sm + Eu，HREE = Gd + Tb + Dy + Ho + Er + Tm + Yb + Lu；ΣREE = LREE + HREE。 Table 2 Geochemical paraments of REE in coal of different coal filed (μg/g 稀土参数 地区 LREE HREE ΣREE LREE/HREE (La/Yb) N δCe δEu 威宁 33.531 3.780 37.311 8.870 8.744 0.919 0.493 赫章 49.246 5.448 54.695 9.039 8.641 0.949 0.418 织金 79.753 6.310 86.063 12.640 11.843 0.926 0.529 纳雍 136.412 14.600 151.012 9.343 10.736 0.759 0.485 大方 127.826 16.857 144.683 7.583 6.153 0.808 0.402 黔西 115.882 12.911 128.792 9.909 10.981 0.833 0.575 龙里 233.114 25.397 258.511 9.179 10.637 0.742 0.659 天柱 40.709 16.317 57.026 2.495 1.479 0.967 0.792 表2. 贵州不同区域煤中稀土元素的地球化学参数(单位：μg/g) 注：LREE = La + Ce + Pr + Nd + Sm + Eu，HREE = Gd + Tb + Dy + Ho + Er + Tm + Yb + Lu；∑REE = LREE+ HREE；(La/Yb) N 个为元素球粒陨石标准化值的比值；δEu = Em N /(Sm N × Gd N ) 1/2 ( Sm N ，Gd N 均为元素球粒陨石标准化值)；δCe = Ce N /(La N ×Pm N ) 1/2 (Ce N ，La N ，Pm N ，Sm N 为元素球粒陨石标准化值)。 在黔西矿区中部、西北部、南部及东部，δCe在0.748~0.945之间，均小于1，表现为微弱负异常，δEu在黔西矿区南部、中部及东部在0.6左右，在西北部为0.481。Eu的负异常与成煤环境的氧化–还原性有关，氧化性越强的环境，Eu的负异常越大，黔西矿区西北部煤比其他地区煤的Eu负异常明显，说明黔西矿区西北部地区煤的形成环境更趋于还原环境，沉积环境以三角洲沉积为主；南部及中部则为潮坪成煤环境。黔西南部由于后期热液活动的改造，富集大量有害元素，ΣREE含量南部最高。 通过对黔西矿区4、5、6、7、9号煤层煤中稀土元素研究，发现煤层中稀土元素含量平均为128.7921 μg/g，稀土元素在黔西矿区煤中明显富集；各煤层稀土元素的分布趋势基本一致，各样品δCe变化在0.748~0.945之间，平均0.833，具微弱负异常；δEu介于0.32~0.788之间，平均0.575，具有明显负异常，(La/Yb)N含量为6.423~26.671，平均含量为10.981，轻稀土富集，重稀土亏损。煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑，与峨眉山玄武岩有关[ 6 ] 。 天柱、龙里、大方、纳雍、织金、威宁、赫章一带煤层稀土元素研究表明(表2)，龙里煤层ΣREE含量最高，为258.511 μg/g；纳雍、大方、黔西分别为151.012 μg/g、144.683 μg/g、128 μg/g；织金、天柱、赫章、威宁ΣREE含量较小，分别为86.063、57.026 μg/g、54.695 μg/g、37.311 μg/g。(LREE/HREE)为2.495~12.640，表明不同区域煤中LREE相对富集，HREE相对亏损。各区域δCe为0.742~0.967，Ce具有微弱的负异常。δEu为0.402~0.792，存在明显的负异常，LREE相对富集，HREE相对亏损。 贵州不同地区煤层稀土元素的分布模式都呈“V”字型，各地区煤层的稀土配分基本类似，只是天柱明显不同于其他区域(图2)。说明天柱地区物源不同于其他地区，事实也是天柱物源属于雪峰古陆，陆源物质主要是新元古代下江群变质岩，下江群变质岩中稀土含量低[ 7 ] ，而且成煤沼泽受海水影响，稀土含量较低。而龙里、黔西、纳雍、织金、赫章、威宁、大方则属于康滇古陆的峨眉山玄武岩。龙里煤层稀土含量较高，可能与其受后期热液改造有关[ 6 ] 。威宁、赫章离物源区近，但研究煤层以潮坪沉积为主，由于受到海水作用较强，其稀土含量很低。织金、纳雍、大方和黔西地区为三角洲沉积环境，峨眉山玄武岩风化碎屑供给量大，大陆的高稀土含量玄武岩(毛德明等，1992)陆源碎屑加入成煤环境[ 8 ] ，导致煤层中稀土含量较高。