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煤中微量元素的研究,对煤炭的综合利用和污染防治具有重要的意义。研究发现黄陵矿区2#煤中富集大量的Ga和Ba。本文通过电感耦合等离子质谱、X射线衍射、煤岩显微观测和色质联用等技术,对研究区样品的地球化学、矿物学、煤岩学和有机地球化学特征进行分析研究,以查明部分元素的富集机理、赋存状态和载体物质。黄陵矿区2#煤中的微量元素含量分布差异较大,但各元素间的相关性良好,表明微量元素来自均一、稳定的物源。Ga和Ba在矿区各矿井中普遍富集,同时Ba-Ga-Sr为本区特殊元素组,三种元素具有不同的赋存状态和载体物质。本区煤中含有大量粘土矿物,主要为高岭石类矿物;同时富含碳酸盐矿物,包括方解石、白云石、毒重石等。Ga具有无机结合态和有机结合态两种赋存形式,载体物质主要为粘土矿物和凝胶化作用形成的镜质体组分;Ba多以无机结合态的形式赋存,主要载体物质为重晶石(BaSO4)和毒重石(BaCO3);Sr多以无机结合态的形式赋存,主要载体物质为菱锶矿(SrCO3)和混染的重晶石。煤中粘土矿物含量和碳酸盐矿物含量呈负相关,该现象由沼泽微环境的变化以及后生成岩过程中矿物生成导致。煤岩显微观测显示本区镜质组含量最高,其次为惰质组。成煤过程中泥炭沼泽由封闭沼泽过渡到开放沼泽,这一变化对常量元素和微量元素分布具有重要影响;Ga在覆水相对较深的层位优先聚积;煤中各类元素主要靠流水携带进入沼泽区域,后生作用引入的物质相对较少;HL2剖面更接近沼泽边缘位置。煤中有机地球化学研究表明,本区主要成煤植物为高等裸子植物。作为一种烃源岩,研究区煤质具有较高的成熟度并处于生油的有利阶段。可溶有机质的物质成分和演化趋势表明该区受到过酸性条件下,粘土矿物参与的催化反应:沼泽内碳酸盐的含量较高,使部分参数指向性发生变化;可溶有机质中具有高含量的姥鲛烷,与煤成烃的自身演化过程有密切关系。