任家庄井田晚古生代煤系战略性金属元素富集特征

煤系是战略性金属矿产增储的重要来源。宁东煤田煤炭资源丰富,部分地区煤中富集战略性金属。以宁东煤田任家庄井田煤系为研究对象,系统采集主煤层剖面煤样、夹矸及顶(底)板样,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱(XRF)和X射线衍射(XRD)进行了系统的矿物学和地球化学测试分析,查明常量元素和微量元素分布及富集情况,讨论战略性金属元素富集成因并进行物源分析。结果表明,任家庄井田石炭-二叠纪煤系富集战略性金属矿产,太原组和山西组煤中战略性金属元素整体含量水平较高,以Li-Ga-Zr(Hf)-Nb(Ta)-Th(U)-Pb及REY共富集为特征,且顶底板及夹矸更为富集。其中:5号煤层Li、Ba高度富集,Rb、Zr富集;9号煤层Li高度富集,Zr、Hf、Th富集;9~上煤层微量元素含量整体相对较低,Cr富集。5号煤层和9号煤层战略性金属元素富集程度较9~上煤层更好。5号煤层和9号煤层灰基Li、Ga均达到了开发利用品位,5号煤层灰基REY也达到了开发利用品位,具有良好开发利用前景。基于元素赋存特征、沉积环境、构造演化的综合分析,认为任家庄井田战略性金属元素富集主要受陆源碎屑供给影响,由鄂尔多斯盆地西缘北部阴山古陆与西北部阿拉善地块蚀源区的长英质-中性岩碎屑物质经古水流搬运进入泥炭沼泽,在特定沉积环境及地球化学环境下通过有机质与无机质相互作用而富集,并经多期次构造演化控制形成现今赋存分布状态及富集特征。