華北煤中金屬礦產(chǎn)的種類和分布特征

華」北煤中金屬礦產(chǎn)的種類和分布特征朱華雄;陳寒勇;章偉;寧樹正;韓亮【摘要】華北賦煤區(qū)煤中廣泛存在與煤炭成因有緊密聯(lián)系的多種金屬礦產(chǎn),通過煤系礦產(chǎn)的調(diào)查研究，筆者討論了華北煤中金屬礦產(chǎn)的種類和分布特征結(jié)果表明:①煤中金屬礦產(chǎn)是一種新型的金屬礦產(chǎn)類型,具有分布穩(wěn)定，資源儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，往往能形成大型或超大型金屬礦床.根據(jù)這類礦產(chǎn)的賦存特征、品位含量等因素，以及與煤系的共伴生關(guān)系，將礦床類型劃分為煤型大宗金屬礦床、煤型稀有金屬礦床和煤型放射性礦床3種礦床類型.②華北地區(qū)煤中金屬成礦有其特定的時(shí)空分布，成礦期也僅限于石炭二疊紀(jì)成煤期，在其他成煤期僅呈現(xiàn)金屬元素異常而未能形成礦床.煤中鋰僅在準(zhǔn)格爾煤田黑岱溝、管板烏素6號(hào)煤層及平朔安太堡礦區(qū)石炭二疊紀(jì)煤中含量達(dá)到工業(yè)品位.煤中鎵異常富集到成礦床規(guī)模的也僅在鄂爾多斯盆地東側(cè)大同、平朔、西山、柳林、陽泉等地的石炭二疊紀(jì)煤層中.高鋁煤主要分布在內(nèi)蒙古、山西等地的石炭二疊紀(jì)煤層煤中，在平面上煤灰中Al2O3的含量總體呈北高南低趨勢(shì),可能與北部陰山物源區(qū)的搬運(yùn)距離有關(guān).煤中鐵分布在桌子山煤田西南部(西來峰斷裂以西)的個(gè)別煤礦區(qū)，含煤沉積與“西北型”的羊虎溝群相當(dāng),分布范圍局限，資源儲(chǔ)量也很有限，但它代表的是一種新的煤中金屬類型.【期刊名稱】《煤炭學(xué)報(bào)》【年(卷)，期】2016(041)002【總頁數(shù)】7頁(P303-309)【關(guān)鍵詞】華北煤;金屬礦產(chǎn);種類;分布特征【作者】朱華雄;陳寒勇漳偉;寧樹正;韓亮【作者單位】中國(guó)煤炭地質(zhì)總局浙江煤炭地質(zhì)局，浙江杭州310021；中國(guó)煤炭地質(zhì)總局浙江煤炭地質(zhì)局，浙江杭州310021;中國(guó)煤炭地質(zhì)總局浙江煤炭地質(zhì)局，浙江杭州I310021；中國(guó)煤炭地質(zhì)總局，北京100038；中國(guó)煤炭地質(zhì)總局第一勘探局，河北邯鄲056004【正文語種】中文【中圖分類】P618.11近年來煤炭地質(zhì)勘查和研究中不斷在煤層中發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)利用價(jià)值的錯(cuò)、鋰、鎵、鈾、鋁、鐵等大宗和新興戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，這部分資源一方面國(guó)內(nèi)較為緊缺，對(duì)外依存度較高。另一方面這部分金屬元素與煤伴生在一起,可以在煤炭資源的開發(fā)利用過程中加以綜合利用［1］。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)煤中微量元素的富集機(jī)理及其環(huán)境影響進(jìn)行了大量的深入研究。在煤中金屬元素成礦研究和利用方面，錯(cuò)是開發(fā)利用最好的元素，并在云南、內(nèi)蒙古陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)大型和超大型煤錯(cuò)礦床。2009年代世峰等在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田發(fā)現(xiàn)了與煤件生的超大型鎵礦床，煤中超常富集的勃姆石是鎵的主要載體［2］。衣姝和王金喜通過實(shí)驗(yàn)分析研究寧武煤田安家?guī)X煤礦9號(hào)煤層中鋰的賦存狀態(tài)及富集規(guī)律［3］。王文峰等基于大量煤田地質(zhì)勘探期的鉆孔資料，結(jié)合黑岱溝礦區(qū)實(shí)采煤層剖面樣品及其選煤廠系列樣品的分析研究,進(jìn)一步討論準(zhǔn)格爾煤田各煤層中鎵的分布、賦存特征，揭示煤中鎵的富集成因、探討自然界同類礦化中的成礦作用［4］。筆者基于華北賦煤區(qū)煤系礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目，系統(tǒng)收集、梳理煤系礦產(chǎn)資源方面的研究成果，結(jié)合項(xiàng)目在內(nèi)蒙古煤礦區(qū)采樣測(cè)試成果的分析研究，重點(diǎn)研究以煤層為載體的金屬礦床類型，論述華北賦煤區(qū)煤中金屬礦產(chǎn)的種類和分布特征。華北地臺(tái)為一大型的克拉通盆地。地臺(tái)北緣在早寒武世早期開始形成統(tǒng)一發(fā)展的華北地臺(tái)。下古生界為陸表海沉積環(huán)境,由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的抬升，缺失了晚奧陶世到早石炭世的沉積。華北地臺(tái)自中石炭世開始沉降，海侵由東北部向地臺(tái)內(nèi)部推進(jìn)，聚煤作用廣泛發(fā)生，形成了統(tǒng)一的華北聚煤盆地。區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育石炭一二疊紀(jì)煤系，和北部、西部的早中侏羅世煤系，以及東部沿海的古近紀(jì)煤系。按照區(qū)域構(gòu)造形態(tài)及含煤盆地的分布，華北賦煤區(qū)大致可分為華北北部（1區(qū)）、華北西部（2區(qū)）、華北東部（3區(qū)）和華北南部（4區(qū)）4個(gè)賦煤構(gòu)造亞區(qū)［5］（圖1）。目前除了華北南部賦煤構(gòu)造亞區(qū)煤中金屬異常不明顯外，其他3個(gè)賦煤構(gòu)造亞區(qū)均有不同程度的發(fā)育，尤以華北西區(qū)最為發(fā)育。煤系金屬礦產(chǎn)的賦存主要有2種形式:一種是以相對(duì)獨(dú)立成礦賦存于含煤地層中，如華北早石炭的煤下鋁土（G層鋁土）、鐵礦層（山西式鐵礦）等;另一種是有機(jī)或無機(jī)結(jié)合方式以礦物形式賦存于煤層之中，即金屬礦產(chǎn)直接賦存于煤層之中，煤層作為金屬礦床的載體，如煤中鋰、煤中鎵、煤中錯(cuò)、煤中鋁、煤中鐵等。這些金屬元素在煤中的含量品位方面有較為明顯的區(qū)別，一類是煤中伴生的微量金屬元素，如錯(cuò)、鋰、鎵等，這些金屬元素的地殼背景值是很低的，通常在煤中僅含數(shù)個(gè)ppm,但在華北局部特定的地質(zhì)條件下也會(huì)在煤中富集成礦，形成有益的煤中伴生金屬礦產(chǎn)。另一類是鋁、鐵等金屬元素，其地殼背景值相對(duì)較高,在原煤中的含量通常大多在10%以下,在特定的成煤環(huán)境中形成金屬礦床,屬大宗金屬礦產(chǎn)類型，具有資源儲(chǔ)量大的特點(diǎn)。這類礦產(chǎn)的共同特征是親有機(jī)性，在成煤沉積環(huán)境中彼此有機(jī)結(jié)合，與物源區(qū)的供給和泥炭沼澤的吸附作用等密切相關(guān)。目前我國(guó)煤中金屬礦產(chǎn)開發(fā)處于一種工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵時(shí)時(shí)刻面臨著重大突破和工業(yè)化前奏的時(shí)刻。另外，我國(guó)大多數(shù)煤中有益礦產(chǎn)是從煤燃燒后的粉煤灰中提取的，這部分金屬礦產(chǎn)可以在煤炭開發(fā)過程中共同勘查，共同開采，并加以綜合利用具有資源的循環(huán)利用，改善環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展的特性。根據(jù)《礦產(chǎn)資源綜合勘查評(píng)價(jià)規(guī)范》GB/T25283—2010,共伴生礦產(chǎn)是指與主礦產(chǎn)一起產(chǎn)出的礦石礦產(chǎn)，或在主要礦產(chǎn)的圍巖或剝離層內(nèi)形成的獨(dú)立礦產(chǎn)。共生礦產(chǎn)指在同一礦床或礦區(qū)內(nèi)存在2種或2種以上有用組分,分別達(dá)到工業(yè)品位，或雖未達(dá)到工業(yè)品位，但已達(dá)到邊界品位以上。伴生礦產(chǎn)指在主礦產(chǎn)礦體中賦存的未達(dá)到工業(yè)品位，但已達(dá)到綜合評(píng)價(jià)參考指標(biāo)，可以在加工選冶過程中單獨(dú)出產(chǎn)品，或可在主礦產(chǎn)的精礦及某一產(chǎn)品中富集且達(dá)到計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),通過開采主礦產(chǎn)可綜合回收利用的其他有用組分礦產(chǎn)。由于煤中金屬礦產(chǎn)的共伴生關(guān)系決定了煤與金屬礦產(chǎn)的開發(fā)方式，所以共伴生關(guān)系起著相當(dāng)重要的作用。富錯(cuò)煤是煤中共生礦產(chǎn)中的典型的例子在富錯(cuò)煤礦區(qū)，煤炭、錯(cuò)的品位和規(guī)模均已經(jīng)達(dá)到獨(dú)立成礦的標(biāo)準(zhǔn),一般富錯(cuò)煤的分布范圍較小，這部分煤炭資源量并不大，而對(duì)錯(cuò)金屬礦來說，國(guó)內(nèi)的富錯(cuò)煤礦區(qū)，錯(cuò)的金屬量已經(jīng)達(dá)到大型礦床的規(guī)模，從礦產(chǎn)價(jià)值上比較，金屬錯(cuò)的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過于煤炭本身，從經(jīng)濟(jì)意義上可以說錯(cuò)是主礦體，煤成為共生關(guān)系中的副礦體。煤中鋁是煤中伴生礦產(chǎn)的另一個(gè)典型，在煤中鋁分布范圍的煤層中,原煤狀態(tài)中的AI2O3一般含量為10%~15%,含量未達(dá)到原生鋁土礦的邊界品位（沉積型鋁土礦的邊界品位為3240%）。而華北石炭二疊紀(jì)煤燃燒后的粉煤灰中AI2O3的含量一般可達(dá)40%~50%。煤正常燃燒后AI2O3的二次富集使粉煤灰中提取AI2O3成為可能。這類煤中伴生礦產(chǎn)，如煤中鋁、煤中鎵、煤中鋰等。煤系金屬礦產(chǎn)的共、伴生關(guān)系決定了這部分礦產(chǎn)資源的開發(fā)方式。煤共生礦產(chǎn)需比較哪一類礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)意義更大,工作過程中應(yīng)確定有利于主礦產(chǎn)的開發(fā)，工作方式、工作重點(diǎn)側(cè)重于主礦產(chǎn)一方，在勘查發(fā)現(xiàn)后即要明確其資源用途,統(tǒng)籌規(guī)劃利用;而煤伴生礦產(chǎn)，則一般是在煤正常燃燒后的粉煤灰中加以綜合提取利用，屬于過程控制范疇，可以在煤炭正常利用的前提下，兼顧開發(fā)利用伴生礦產(chǎn)。根據(jù)我國(guó)這類金屬礦產(chǎn)的賦存特征、品位含量等因素,筆者將這部分煤系金屬礦產(chǎn)劃分為L(zhǎng)H,B類礦床，并根據(jù)其共、伴生關(guān)系將其進(jìn)一步分為6個(gè)子類型（表1）。賦存于煤層中的這部分金屬礦產(chǎn)，是煤系金屬礦產(chǎn)中的一種。它賦存于煤層中,主要以伴生形式存在，共生形式相對(duì)少見，這是一種新型的金屬礦產(chǎn)類型,為了區(qū)別與其他成因的金屬礦產(chǎn)，突出以煤作為載體的金屬礦產(chǎn)，這類礦產(chǎn)稱之為煤型金屬礦產(chǎn)，與斑巖型金屬礦床相類似，一般有以下特征:①金屬礦產(chǎn)資源賦存于煤層之中，它跟隨泥炭沼澤共同發(fā)育，由于煤炭?jī)?chǔ)量巨大，煤中金屬分布范圍大且品位相對(duì)穩(wěn)定，往往能形成大型或超大型的金屬礦床;②在以往工作中，由于對(duì)這類金屬礦產(chǎn)的認(rèn)識(shí)和重視程度不夠,對(duì)其綜合開發(fā)利用程度較低、起步較晚，總體來說這部分礦產(chǎn)資源還處于待開發(fā)狀態(tài)，潛力頗大;③這部分金屬礦產(chǎn)是我國(guó)緊缺的大宗礦產(chǎn)(如鐵、鋁等)和戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源(如鋰、錯(cuò)、鎵、鈾等)相對(duì)于獨(dú)立礦種來說，伴隨著煤炭開發(fā)共同產(chǎn)出，其開發(fā)成本大為降低，可以在煤炭資源的開發(fā)過程中加以綜合利用。由于煤系金屬礦產(chǎn)資源種類較多,筆者重點(diǎn)論述的是煤型金屬礦產(chǎn)。2.1煤中鋰目前，對(duì)于煤中鋰的賦存狀態(tài)研究資料甚少。Finklman(1981)根據(jù)鋰的地球化學(xué)特征，推測(cè)煤中黏土礦物是鋰的主要載體，部分鋰也可賦存于云母、電氣石中。nobapehhblx(1995)根據(jù)煤中鋰與灰云母正相關(guān)關(guān)系和鋰在密度大的級(jí)別中富集的特點(diǎn)，認(rèn)為鋰賦存在礦物里。而衣姝等(2014)通過對(duì)安家?guī)X煤礦9號(hào)煤層中鋰的研究認(rèn)為安家?guī)X地區(qū)煤中鋰富集與無機(jī)物質(zhì)有密切聯(lián)系,特別是硅酸鹽，而和有機(jī)物質(zhì)密切程度較低［3］。2.2煤中鈾20世紀(jì)50年代，美國(guó)首次在其西部的褐煤中發(fā)現(xiàn)了共伴生鈾礦床。此后在中亞、中國(guó)、俄羅斯、法國(guó)等國(guó)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了煤中鈾礦床。其中，中亞是世界上富鈾煤最為富集的地方。煤中鈾礦床的鈾以有機(jī)態(tài)為主，其形成主要與盆地的富鈾地下水有關(guān)［6］。大型的煤中鈾礦床的富集起始于煤化作用階段,屬于后生成因。而小型煤中鈾礦床的富集則始于泥炭堆積和早期成巖階段。2.3煤中鎵鎵是典型的分散元素，基本不獨(dú)立成礦。鎵在無機(jī)物和有機(jī)物中均有賦存［7］。由于鎵的親鋁性，鎵能通過類質(zhì)同象的形式，替代黏土礦物中的鋁從而存在于無機(jī)礦物中。同時(shí)，鎵也能與凝膠化作用形成的鏡質(zhì)組分相結(jié)合,而以有機(jī)態(tài)的的形式存在。鎵在氧化條件下與鋁的性質(zhì)相似，具有較強(qiáng)的親石（親氧）性，這是鎵與其他分散元素明顯不同的特點(diǎn)，這也是鎵能更廣泛地參與到各種地質(zhì)作用中去的原因。它與鋁土資源有著密切的成因聯(lián)系，往往Al2O3含量高的地區(qū)，鎵元素的富集程度也較高，兩者的含量呈正相關(guān)關(guān)系（圖2）。所以鎵是煤中稀有金屬成礦分布最為廣泛的一種。鎵的富集成因主要與物源區(qū)母巖的成分、沉積環(huán)境和古氣候條件有關(guān)，后生淋濾作用和地下水的活動(dòng)也是造成鎵富集的另一因素［8］。另外冰動(dòng)力條件,酸堿程度也是控制煤中鎵富集的關(guān)鍵地質(zhì)-地球化學(xué)因素［9］。2.4煤中錯(cuò)錯(cuò)也是自然界中的分散元素,在特定的地質(zhì)、地化條件下，可以富集成礦［10］。自然界中錯(cuò)礦物通常以伴生狀態(tài)存在于閃鋅礦等硫化物中,部分以氧化物或有機(jī)物吸附的形式存在，也有少量以硅酸鹽礦物形式賦存［11］。杜剛等對(duì)內(nèi)蒙古勝利煤田煤中錯(cuò)礦床的研究認(rèn)為,煤中錯(cuò)主要與有機(jī)質(zhì)形成牢固化學(xué)結(jié)合的腐植酸錯(cuò)絡(luò)合物和錯(cuò)有機(jī)化合物,只有極少部分的錯(cuò)以類質(zhì)同像形式存在于硅酸鹽等礦物晶格中［12］。自然界所有煤中都含有錯(cuò),絕大多數(shù)煤中的錯(cuò)含量很低［13］。只有在特殊地質(zhì)條件下鍺才有可能富集于煤里，達(dá)到可被回收利用的品位。一般煤中錯(cuò)的成礦分布在斷裂構(gòu)造附近、沉積盆地邊緣等區(qū)域，成礦范圍的局限性較大。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為錯(cuò)是在煤層成巖作用或之后通過擴(kuò)散作用或滲透作用進(jìn)入煤層中的［11］,導(dǎo)致錯(cuò)在煤層中分布不均勻，一般比較富集于頂?shù)撞考皩娱g與夾砰接觸帶之中,尤其是煤層底部富集的現(xiàn)象更為普遍［14］。2.5煤中鋁近年來,在內(nèi)蒙、山西等地的發(fā)電廠發(fā)現(xiàn)，燃煤后產(chǎn)生的粉煤灰其高鋁特征明顯，我們將其稱之為〃煤中鋁”。代世峰等2013年在〃內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田煤中鋁、鎵伴生礦產(chǎn)賦存規(guī)律及開發(fā)利用評(píng)價(jià)”專題研究中表明，表明內(nèi)蒙、山西等地石炭一二疊紀(jì)煤層中的礦物組成以高嶺石、勃姆石為主。根據(jù)神華（國(guó)華）發(fā)電廠爐前煤樣（黑岱溝6號(hào)煤下分層），低溫灰化（170。0后進(jìn)行XRD分析,煤中礦物單調(diào)，高嶺石含量71%、勃姆石21%、石英2%,少量的方解石、石膏等。煤中豐富的高嶺石、勃姆石為粉煤灰中高AI2O3含量提供了重要的物質(zhì)來源。在提取發(fā)電廠粉煤灰測(cè)試分析:其高鋁、低硅特征明顯,AI2O3高達(dá)52.72%,SiO2含量35.04%,AI2O3/SiO2質(zhì)量比1.5,是常規(guī)粉煤灰的3倍（圖3）。2.6煤中鐵這是一種較為少見的煤中金屬礦床類型,華北地臺(tái)中奧陶世灰?guī)r頂面，由于構(gòu)造抬升，存在范圍廣泛的風(fēng)化殼沉積，下部一般為鐵質(zhì)層（稱之為山西式鐵礦）,中部為G層鋁土，上部過渡到薄煤層（劣質(zhì)煤層）和黏土，這一沉積結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，分布也十分廣泛。筆者在桌子山煤田雙清煤礦發(fā)現(xiàn),這套地層相當(dāng)于本溪組沉積,雙清煤礦22,24號(hào)煤層煤灰中的Fe2O3平均含量分別達(dá)到37.37%,36.97%,按鐵礦石的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，煤灰中含鐵量按赤鐵礦Fe2O3（含鐵70%計(jì)）,換算后含量25.2%-25.9%,達(dá)到鐵礦石的邊界品位。煤型金屬礦產(chǎn)資源一般分布在特定的含煤巖系中，在異常區(qū)的某一區(qū)域內(nèi)富集成礦，其時(shí)空分布明顯受到物源成分、構(gòu)造因素和沉積背景條件的控制和影響。3.1煤中鋰、錯(cuò)的空間分布不同的煤中金屬有其特定的分布空間,煤中鋰、錯(cuò)一般分布空間范圍比較局限，呈零星點(diǎn)狀分布,往往在個(gè)別煤礦區(qū)或偏于礦區(qū)的一隅分布，達(dá)到礦床規(guī)模的較為少見，且礦床分布較為局限,含礦面積一般不大,僅數(shù)平方公里，區(qū)域成礦現(xiàn)象不明顯。（1）目前發(fā)現(xiàn)的煤中鋰礦床極為有限,以往資料顯示僅準(zhǔn)格爾煤田黑岱溝（6號(hào)煤部分）、管板烏素煤礦（6號(hào)煤層煤灰中平均含量達(dá)2085x10-6）、平朔安太堡礦區(qū)石炭二疊紀(jì)煤中含量達(dá)到工業(yè)品位。另外，根據(jù)目前地勘基金正在勘探的準(zhǔn)格爾煤田中部地區(qū)的部分鉆孔資料顯示，局部區(qū)域（如西黑岱溝、布爾陶亥勘查區(qū)等）在6號(hào)煤層及頂、底板巖石中Li2O含量0.240%~0.594%,達(dá)工業(yè)品位。（2）我國(guó)煤中錯(cuò)的〃異常區(qū)”主要分布在2個(gè)不同區(qū)域:一個(gè)在我國(guó)西南瀾滄江縫合帶以西的滇西臨滄、保山一帶，這里有眾多的新生代含煤小盆地，一般都存在著煤中錯(cuò)異常;另一個(gè)在我國(guó)東北部地區(qū)。如內(nèi)蒙的二連盆地、海拉爾盆地及黑龍江地區(qū)，直至中俄邊境的俄羅斯濱海邊疆區(qū),這一區(qū)域以中、新生代含煤沉積為主，煤中錯(cuò)異常分布較為廣泛和明顯，局部在褐煤中形成錯(cuò)礦床，如內(nèi)蒙烏蘭圖嘎、五牧場(chǎng)錯(cuò)礦。華北地區(qū)僅有部分煤中存在錯(cuò)異常,目前尚未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)礦床。3.2煤中鎵的空間分布煤中鎵異常普遍分布，在各煤系地層中均有存在。在鄂爾多斯盆地周邊、山西、河北、河南、山東等地，鎵的異常分布范圍廣泛。但鎵的異常富集到成礦床規(guī)模的也僅是在鄂爾多斯盆地東側(cè)準(zhǔn)格爾地區(qū)、陜西渭北、山西省的北部地區(qū)（大同、平朔、西山、柳林、陽泉）等地的石炭、二疊紀(jì)煤層中。這一區(qū)域的含煤沉積基底總體呈現(xiàn)北高南低態(tài)勢(shì)，沉積物源主要來自于北方的陰山山脈石炭二疊紀(jì)成煤期地殼抬升速率加快，除了陰山古陸之外，華北平原上普遍分布的風(fēng)化殼鋁土巖（尤其是盆地北部邊緣地區(qū)）在這一時(shí)期可能抬升暴露,鋁土巖遭受風(fēng)化剝蝕，鎵隨著高含量的鋁土物質(zhì)一起被搬運(yùn)到含煤盆地中，導(dǎo)致鎵在煤中富集成礦。內(nèi)蒙古黑岱溝露天煤礦發(fā)現(xiàn)超大型的煤中鎵礦床[2],煤中鎵平均含量為44.8pg/g,并且資源量巨大，其保有資源量達(dá)到了6.34x104t。3.3煤中鋁的空間分布鋁屬于常量元素中的一種，其地殼背景值相對(duì)較高,表現(xiàn)在華北石炭二疊紀(jì)含煤沉積中,由于北方大量含鋁碎屑物源的供給，形成了煤中高含量的鋁土物質(zhì),一般原煤中的A12O3含量大多在15%左右，遠(yuǎn)高于其他地區(qū)普通煤。華北石炭二疊紀(jì)成煤環(huán)境的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,致使煤中鋁的分布在垂向上、平面上都比較穩(wěn)定。目前資料反映內(nèi)蒙古、山西等地的石炭二疊紀(jì)煤層煤灰中Al2O3含量大多超過30%,均屬高鋁煤（圖4）,在平面上煤中Al2O3的含量總體呈北高南低趨勢(shì)，北部的內(nèi)蒙桌子山、準(zhǔn)格爾煤田和山西的大同、寧武煤田煤層煤灰中A12O3含量相對(duì)較高，一般在35%~45%；而往南向盆地中心的河?xùn)|煤田（南部）,西山煤田、霍西煤田、陽泉煤田、沁水煤田等，這些地區(qū)煤灰中A12O3的含量隨著物源碎屑搬運(yùn)距離的增加逐漸減少至30%~35%。根據(jù)2012年準(zhǔn)格爾專題研究，僅準(zhǔn)格爾煤田東部地區(qū)（煤層埋深-600m以淺區(qū)域），估算煤灰中的A12O3資源即達(dá)到31.5億t,如此巨大的A12O3資源量幾乎與我國(guó)數(shù)十年來地質(zhì)勘探所獲得的原生鋁土礦資源總量所持平（圖3）。3.4煤中鈾的空間分布煤巖型鈾礦床是產(chǎn)于含煤巖系中以褐煤為主的鈾礦床,礦床規(guī)模一般中小型。我國(guó)煤巖型鈾礦主要分布在云南臨滄、新疆吐哈、庫(kù)車、伊犁等地，主要賦存在侏羅系紀(jì)及第三紀(jì)低煤化程度的褐煤中，因?yàn)檫@類煤富含腐植酸，能較好地吸附和絡(luò)合鈾元素。隨著煤化程度加深，煤質(zhì)炭化,鈾的吸附能力降低。目前華北賦煤區(qū)煤巖型鈾礦資源較少見，主要為煤系中的砂巖型鈾礦。3.5煤中鐵的空間分布2014年研究工作發(fā)現(xiàn)，桌子山煤田雙清煤礦主采本溪組22,24號(hào)煤，其煤灰中的Fe2O3平均含量達(dá)到了鐵礦石的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這種類型的金屬礦產(chǎn),主要分布在桌子山煤田西南部（西來峰斷裂以西）的個(gè)別煤礦區(qū)，含煤沉積與“西北型”的羊虎溝群相當(dāng)，煤中鐵的分布范圍局限，資源儲(chǔ)量也很有限，但它代表的是一種新的煤中金屬類型。（1）華北地區(qū)煤中金屬元素富集主要集中在陰山山脈以南、太行山山脈以西的石炭二疊系含煤區(qū)。華北地區(qū)煤中金屬元素富集主要集中在陰山山脈以南、太行山山脈以西的石炭二疊系含煤區(qū),并靠近華北盆地的北緣地區(qū)，包含了鄂爾多斯盆地、山西省、河北省等地區(qū)。這一區(qū)域豐富的煤中共伴生金屬礦產(chǎn)與陰山物源區(qū)有著密切的成因關(guān)系，其中石炭、二疊系的高鋁煤、高鎵煤(包括鋰、錯(cuò)、稀土等),已富集成礦，并有一定的區(qū)域分布性。這些區(qū)域煤中稀散金屬元素的賦存狀態(tài)、含量變化、尤其是稀土的配分模式等均顯示了與陰山物源區(qū)、石炭系底部風(fēng)化殼鋁土泥巖有著對(duì)應(yīng)的繼承關(guān)系。(2)煤中金屬礦床的顯著特征和3種礦床類型。這些親有機(jī)性的金屬元素，是伴隨著泥炭沼澤共同沉積和發(fā)育的，由于華北盆地石炭、二疊紀(jì)特有的沉積背景條件，致使煤中金屬往往形成大型或超大型的金屬礦床。為了區(qū)別于其他成因的金屬礦產(chǎn)資源,筆者將賦存于煤中的金屬礦產(chǎn)資源，稱之為煤型金屬礦產(chǎn)。根據(jù)其賦存狀態(tài)、含量品位及與煤炭的共、伴生關(guān)系，可大致分為3種類型:煤型大宗金屬礦床(煤中鐵、鋁)、煤型稀有金屬礦床(煤中錯(cuò)、鎵、鋰等)、煤型放射型礦床(煤中鈾)?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】孫升林，吳國(guó)強(qiáng),曹代勇，等.煤系礦產(chǎn)資源及其發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)煤炭地質(zhì),2014,26(11):1-11.SunShenglin,WuGuoqiang,CaoDaiyong,etal.Mineralresourcesincoalmeasuresanddevelopmenttrend[J].CoalGeologyofChina2014,26(11):1-11.代世峰，任德貽,李生盛.內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾超大型鎵礦床的發(fā)現(xiàn)[J].科學(xué)通報(bào),2006,51(2):177-185.DaiShifeng,RenDeyi,LiShengsheng.DiscoveryofthesuperGalliumdepositinZhungeer,InnerMongolia[J].ScientificBulletin,2006,51(2):177-185.衣姝,王金喜.安家?guī)X礦9號(hào)煤中鋰的賦存狀態(tài)和富集因素分析[J].煤炭與化工,2014,37(9):7-10.YiShu,WangJinxi.LithiumoccurrencesandenrichmentfactorlawinNo.9coalseamofAnjialingMine[J].CoalandChemicalIndustry,2014,37(9):7-10.王文峰，秦勇，劉新花，等.內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田煤中鎵的分布賦存與富集成因[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2011,41(2):181-196.WangWF,QinY,LiuXH,etal.Distribution,occurrenceandenrichmentcausesofgalliumincoalsfromtheJungarCoalfield,InnerMongolia[J].Sci.ChinaEarthSci.,2011,doi:10.1007/s11430-010-4147-0.寧樹正.中國(guó)賦煤構(gòu)造單元與控煤特征[D].北京:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京),2013.任德貽，趙峰華,代世峰，等?煤的微量元素地球化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2006.RenDeyi,ZhaoFenghua,DaiShifeng,etal.Thegeochemistryoftraceelementsincoal[M].Beijing:SciencePress,2006.唐修義,黃文輝.中國(guó)煤中微量元素[M].北京:商務(wù)印刷館,2004.吳國(guó)代，王文峰，秦勇，等.準(zhǔn)格爾煤中鎵的分布特征和富集機(jī)理分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)2009,37(4):117-120.WuGuodai,WangWenfeng,QinYong,etal.AnalyssisondistributioncharacteristicandenrichmentmechanismofelementsGainJungercoalfield[J].CoalScienceandTechnology,2009,37(4):117-120.易同生，秦勇，吳艷艷，等.黔東凱里梁山組煤層及其底板中鎵的富集與地質(zhì)成因[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,36(3):330-334.YiTongsheng,QinYong,WuYanyan,etal.GalliumaccumulationandgeologicalcontrolsincoalseamanditsfloorfromLiangshanFormation,Kaili,EasternGuizhou,China[J].JournalofChinaUniversityofMining&Technolog