中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景

宁树正，黄少青，张 莉, 黄文辉，曹代勇，袁建江,4，张建强，朱士飞，闫德宇，刘 亢

煤炭、煤层气及其共伴生矿产资源共同赋存于含煤岩系中，煤系矿产资源综合勘查与评价是煤系矿产资源安全高效清洁绿色开发的迫切需要。近年来，中国煤炭地质总局等单位依托中国地质调查局地质调查二级项目(DD20160187)，在全国开展了煤系矿产资源综合评价与煤炭清洁利用地质评价工作，并取得了系列研究成果。为了促进该研究领域的学术交流，分享最新研究成果，本刊设立专题，选登以上相关成果论文6篇，重点关注煤系综合矿产和特殊用煤资源的测试技术、评价方法、赋存状态与分布规律等地质理论和技术，以期加速推进煤系矿产资源综合评价及清洁高效利用工作。

中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景

宁树正1，黄少青1，张 莉1, 黄文辉2，曹代勇3，袁建江1,4，张建强1，朱士飞5，闫德宇2，刘 亢1

(1. 中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039；2. 中国地质大学(北京) 能源学院，北京 100083；3. 中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院，北京 100083；4.自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室，湖北武汉 430034；5.江苏矿产地质设计研究院，江苏徐州 221006)

在特定环境下，煤中能够富集锗、镓、锂、稀土等金属元素。我国北方煤炭资源丰富，已发现大量的煤–金属矿点(床)，并且这些矿点(床)的分布展现出一定的时空特征：石炭–二叠纪煤中金属主要以镓、锂富集矿点为主，主要分布在华北赋煤区北部煤田及山西平朔、晋城等矿区；早–中侏罗世煤，以镓富集为主，主要集中在新疆准东、吐哈盆地，青海木里等煤田，二连盆地早侏罗世煤发现煤–稀土异常，是很好的找矿线索；早白垩世煤主要以二连盆地、海拉尔盆地煤中锗矿点为主。我国北方聚煤期时间跨度大，聚煤环境多样，含煤盆地类型多样，聚煤期和成煤后北方频繁剧烈的大地构造演化过程、多样的煤岩类型，能为煤中不同微量元素的富集提供物质来源、迁移条件与通道和沉积聚集条件，具有良好的煤中金属资源前景。建议进一步加强煤中，尤其是煤矸石、粉煤灰中金属矿点(床)资源的调查研究工作，为煤中金属资源赋存与预测提供参考，并加强金属的提取利用技术研究，同时通过制定资源保护政策，加强对煤中金属资源的保护。

煤中金属矿点(床)；成煤时代；时空分布；资源前景；中国北方

随着我国战略性新兴产业发展，以稀有元素、稀散元素、稀土元素(“三稀”金属)和稀贵金属为主体的关键矿产资源，已成为我国产业升级换代不可替代的动力之源[1]。煤是具有还原障和吸附障作用的有机岩体，在特定的地质作用下，含煤岩系(煤层、围岩、夹矸)中能够高度富集锗、镓、锂、稀土、铂族等金属元素[2]。国内外已经发现一些煤中金属矿床，例如，云南临沧、内蒙古胜利、伊敏及俄罗斯巴浦洛夫含煤盆地中煤中锗矿床，其中已工业利用的云南临沧、胜利乌兰图嘎及俄罗斯巴浦洛夫占世界工业锗储量的50%以上；内蒙古准格尔煤田煤中镓矿床不仅资源量大，而且伴生锂、稀土等多种金属资源，具有较高开采价值；山西平朔矿区发现的煤中锂矿床对提升我国金属锂资源的保障有重要战略意义。近年来，我国煤中又陆续发现众多高度富集的镓、锂、稀土元素、铌、铼、钪、锆以及银、金、铂、钯等贵金属元素[3]，这些煤中高度富集的金属元素，是潜在重要的金属来源。

我国煤炭资源主要分布在昆仑—秦岭—大别山一线以北的广大地区(本文称之为北方地区)，石炭–二叠纪、早–中侏罗世和晚侏罗—早白垩世是北方地区主要的聚煤时期。从构造演化的角度上看，印支—燕山期活跃的构造活动塑造了北方地区聚煤盆地的形貌，同时也为金属成矿提供了充足的物质条件和动力学基础，形成了众多金属矿床[4]；北方的含煤盆地中也发现丰富的煤中金属矿床(点)[3,5]。基于笔者多年来在相关领域的研究积累及认识，结合前人对煤中金属元素的研究成果，分析我国北方地区煤中锗、镓、锂、稀土等金属分布、富集特征及规律，探讨资源前景，旨在为寻找新的战略性金属矿床提供一定参考。

1 北方煤中金属矿点(床)分布特征

我国北方地区主要有3个聚煤期，其中，石炭–二叠纪煤主要分布在华北赋煤区，早–中侏罗世煤主要分布在西北赋煤区新疆、青海木里，华北赋煤区鄂尔多斯盆地，东北赋煤区二连盆地也有零星早–中侏罗世煤炭资源；早白垩世煤主要分布在东北赋煤区。煤中金属矿床中，一些金属元素的丰度比其背景值大几十、几百甚至上千倍，这样的高度聚集是聚煤作用和煤炭演化，含煤盆地及其构造背景演化，地质事件等作用耦合的结果，而不同聚煤期古植物、古气候，盆地构造及演化特征，地质事件等差异巨大，因此，各聚煤期煤中金属分布及资源特征具有明显差异(图1)。

1.1 石炭–二叠纪

我国北方石炭–二叠纪煤主要分布在华北赋煤区，区域经历了中奥陶世—早石炭世长期隆起剥蚀之后，并逐渐发育为统一坳陷盆地，在晚石炭—早二叠世接受了稳定的晚古生代海陆交互相含煤沉积[6]，并在主要含煤地层下部本溪组形成高铝、含镓和锂的黏土岩，在斜坡沉积构造作用下[7]，这些黏土岩作为近源物质进入太原组、山西组含煤岩系并沉积(图2)，印支期、燕山期区域活跃的岩浆及流体可能为煤中镓、锂、稀土等元素的进一步富集提供动力。

北方石炭–二叠纪煤中主要以镓、锂等亲铝元素异常及少量轻稀土异常为主，其中镓富集主要分布在辽宁红阳、南票煤田，内蒙古准格尔煤田，山西北部平朔矿区，陕西澄合矿区，宁夏石炭井矿区；锂富集主要分布在内蒙古准格尔煤田，山西北部平朔矿区、南部晋城煤田；煤中稀土异常点分布在准格尔煤田[8-13,3]。

图2 准格尔煤田煤中镓沉积构造背景示意(摘自文献[7])

区域典型的准格尔煤田煤中镓含量明显高于中国煤中镓平均值，但分布很不均匀，达到工业品位的煤中镓，主要分布在准格尔煤田东北部靠近物源区的一些井田及中部构造发育的黑岱沟矿区[14]，不同煤层煤中镓含量也有所差别，太原组底部和山西组煤中镓含量较高，同一煤层靠近顶底板分层煤中镓含量较高；煤中镓与铝表现出明显的相关性，主要赋存于含铝矿物中，此外对于风化煤中镓含量的研究表明，腐殖酸对镓也有一定的吸附作用[15]；准格尔煤田煤中锂平均含量达到了141 μg/g[14]，远大于中国煤平均值，但其分布也是很不均匀，且其富集与煤中铝、镓并没有表现出一致性，煤中锂在煤田西北部唐公塔煤矿、官板乌素煤矿含量最高(403 μg/g)，而在铝、镓含量都很高的黑岱沟、哈尔乌素矿区，煤中锂含量却很低，只有80 μg/g左右，其原因有待进一步研究。对平朔矿区富锂煤的研究表明，煤中锂最初可能来自阴山古陆，而后被本溪组铝土矿所吸附，最后迁移进入泥炭沼泽中沉淀下来，本溪组铝土矿可能是锂的直接来源。煤中锂的含量与硅、铝的相关系数都在0.7以上，推测煤中黏土矿物可能是煤中锂的主要载体[13]，化学提取结果显示[14]：准格尔煤田煤中锂主要存在于无机矿物中，锂在有机质中含量很少。

1.2 早–中侏罗世

北方早–中侏罗世煤主要分布在华北赋煤区鄂尔多斯盆地，西北赋煤区，华北赋煤区义马煤田、大同煤田及东北赋煤区二连盆地等也有少量分布。鄂尔多斯盆地在早–中侏罗世构造活动趋于缓和，主要发育了中侏罗统延安组煤层，期间盆地总体构造较稳定，火山活动微弱，对煤中微量元素的汇入和聚集不利；西北赋煤区煤主要分布在新疆、青海、甘肃等地，区内含煤盆地多镶嵌于造山带之间或者内部，其煤中元素汇入、聚集受控于造山带活动控制[6]。

鄂尔多斯盆地目前只在盆地南部区域构造相对活跃的黄陇煤田等区发现镓、钡等元素异常[14,16]；西北赋煤区目前发现的煤中金属异常主要以镓为主，分布在新疆准东、准南、吐哈等煤田[3,17-18]及青海木里煤田[19]。近年来，东北赋煤区二连盆地早–中侏罗世煤中部分煤矿发现稀土元素明显富集(图3)，阿木古楞煤矿煤中稀土平均值达到632.7 μg/g，超常富集，煤层中稀土含量大于顶底板及夹矸值，且配分模式表现为中、重稀土富集[20]。

新疆主要含煤盆地煤中镓富集，一方面含煤盆地周边岩体相对富镓，为其提供了良好的物源条件，另一方面，聚煤期富氧、潮湿的气候为物源区的风化、淋滤等创造了良好的条件，有利于富镓物质进入煤盆，进一步聚集[17]；木里煤田煤中镓富集与祁连山富镓岩体有关，而成煤期富氧、潮湿且频繁的火山热液活动为该区域煤中镓富集的另一个重要原因[19]。

1.3 早白垩世

北方早白垩世煤主要分布在东北赋煤区。晚侏罗世—早白垩世由于蒙古—鄂霍次克洋的闭合，对古太平洋板块向欧亚大陆的俯冲产生了阻挡作用，造成地幔物质上涌，使东北地区地壳发生大规模裂陷，并伴随大规模岩浆侵入和喷发。这些多期次的构造运动引起古地形的分割和复杂化，使晚侏罗世—早白垩世煤系大多分布在孤立、彼此隔离的小型成煤盆地中，这些盆地边缘常有断裂伴生，且具有同沉积断裂性质[6,21]。晚侏罗—早白垩世东北赋煤区的大规模构造运动为煤中微量金属富集提供物源条件、搬运介质及通道，大规模聚煤作用为煤中金属的沉积、富集提供条件。

东北赋煤区目前发现的煤中金属主要以锗异常为主，比较典型的就是胜利煤田乌兰图嘎煤–锗矿床[22-25]和伊敏煤田五牧场煤–锗矿床[24,26](图4)，煤中锗的富集主要分布在盆地边缘断裂附近，且与热液活动有着密切的联系[3,27]。近年来，在二连盆地、海拉尔盆地发现了丰富的煤–锗矿点[24]；另外，Dai Shifeng等[25]在乌兰图嘎煤样中检测到了钨、铂族元素等金属的超常富集，在二连盆地南部部分煤田煤中发现了铀的富集。

图3 二连盆地阿木古楞煤矿煤中稀土配分模式[20]

热液是东北赋煤区煤中锗元素富集的主要控制因素之一，另外，断陷盆地破碎的盆地基底、盆地周边丰富的断裂为元素的迁移提供了通道，褐煤及低变质烟煤为锗提供了富集场所。伊敏五牧场煤由于受到热液作用影响，局部煤质出现明显的变化(图4b)，挥发分平面上表现为以矿区东部为极小点，向外逐渐增大；各煤层中，锗的富集区域均以煤挥发分极小点为中心，呈晕状分布，推测其分布特征原因为游离态锗随热液到达煤层后，在浓度差的驱动下向外扩散，由于锗的亲有机质特性，遇到低变质煤后，被煤中有机质吸附，并在煤层中富集[22]。

2 北方煤中金属资源前景探讨

北方地区是我国主要的煤炭产地，煤炭资源丰富，聚煤期从石炭纪至新近纪均有分布，聚煤环境既有海陆相又有陆相，聚煤期和成煤后北方频繁剧烈的大地构造演化过程、不同的含煤盆地类型、多样的煤岩类型，能为煤中不同微量元素的富集提供物质来源，创造微量元素的迁移条件和通道及沉积聚集条件。

总结目前已发现的煤–锗矿床特征[3,27-29]：①高锗煤主要分布在晚中生代—新生代的小型断陷聚煤盆地，且一般仅富集在很小范围内；②热液作用是高锗煤的典型特征；③一般富集在褐煤或者低变质烟煤中。我国东北地区煤类主要以褐煤和低变质烟煤为主，小型断陷盆地是区域含煤盆地的主要类型，这些都符合已发现的煤–锗矿床的基本赋存特征。近年在二连盆地、海拉尔盆地发现的丰富的煤–锗异常点能为区内煤–锗矿床找矿提供重要线索，具有良好的锗资源前景。

镓、锂元素的富集常和铝有着密切的联系[3,14,28]，沉积型和表生型是其主要的矿床类型，已知的煤–镓、锂矿床多数以风化、沉积、成岩成矿作用机制相关的沉积成因矿床为主，镓、锂的成矿物质需要有稳定物源的供给，特殊的构造地质背景，持续稳定的风化–剥蚀作用和地表水的不断活动过程，造就出分阶段再沉积的古地理环境，使含镓、锂矿物及岩石不断细碎屑化，经多阶段泥化—黏土化和铝土矿化及去硅钾等杂质，各阶段产物分地质时期分解与聚集[3]。华北赋煤区中奥陶世整体隆升，在分化、淋滤作用下，富铝，含镓且锂的黏土岩风化壳，在聚煤期作为近源汇入含煤盆地，并可能在后期地质、构造作用下进一步聚集。新疆准东、吐哈等西北赋煤区煤田，青海木里煤田都在聚煤期之前经历了物源区的抬升、风化、淋滤等过程，导致物源区铝、镓等丰度提升，在聚煤期汇入聚煤盆地后进一步聚集。近年在华北赋煤区准格尔煤田、大青山煤田、南票煤田、红阳煤田、平朔矿区、晋城矿区等发现丰富的镓、锂异常矿点，西北赋煤区新疆准东煤田、吐哈煤田，青海木里煤田等也都发现了丰富的煤中镓异常点，这些区域具有良好的资源前景。

前人总结得出煤中稀土富集主要有3种模式[27-31]：①凝灰质型，该种方式形成于泥炭沼泽阶段，伴随火山的喷发与火山灰在泥炭沼泽的堆积；②热液型，该种类型稀土元素被热液携带，在泥炭期或者成煤作用早期以离子态进入煤层(泥炭沼泽)，该种类型一般在全层煤中均表现为稀土元素富集，且稀土配分模式一般表现为重稀土富集型；③淋滤型，该种方式形成的高稀土煤一般赋存于煤层靠近顶、底板的位置，以轻稀土富集为主。东北赋煤区二连盆地经历了三叠纪抬升风化、早侏罗世伸展成盆、中–晚侏罗世收缩反转、早白垩世伸展成盆的过程，期间岩浆、热液活动频繁，为煤中金属富集创造良好的条件，研究发现二连盆地侏罗纪煤中稀土含量远大于白垩纪煤中稀土含量，已发现部分煤矿稀土含量达到工业品位，二连盆地侏罗纪煤具有较高的稀土资源前景。

3 研究方向

3.1 加强对煤矸石、粉煤灰中金属资源调查

煤矸石和围岩也是一些金属元素(锂、镓、铂族等)赋存的重要层位，而在以往调查中往往以未开采或者正在开采的煤炭资源作为调查对象，却忽略了已经采出的煤矸石中的金属资源；另外，煤在燃烧后其中的金属资源会进一步富集，而在以往工作中却忽视对已有粉煤灰中金属资源的调查研究。所以在金属资源供需矛盾及战略性日益突出的当前，加强煤矸石、粉煤灰中金属资源的调查意义重大。

3.2 加强对煤中金属资源的保护

金属资源具有“细、稀、伴”的特点，不易被发现。煤中金属资源作为煤炭资源的伴生资源，在煤炭开采、利用中如不进行专门的测试，可能造成金属资源的巨大浪费；另一方面，由于很多煤中金属的提取利用技术未取得突破，使煤中金属资源的经济价值无法立即兑现，在煤炭开采、使用过程中，造成已发现的煤中金属资源的浪费，因此，在今后的工作中，一方面应加强煤中金属资源分布、赋存的调查，另一方面，需制定煤中金属资源保护的措施法规，加强对煤中金属资源的保护。

3.3 预测技术

在有些煤中，金属元素含量达到了地壳中平均值的几十、几百甚至上千倍，如此大幅度的超常富集必然是多种条件作用耦合的结果，在其富集过程中很可能也造成了其周围其他地球化学或围岩物理特征的变化，进一步研究煤中金属的超常富集和一些易于探测的参数变化之间的关系，对煤中金属资源的预测、找矿尤为关键。

4 结论

a. 我国北方煤中发现大量的煤–金属矿点(床)。其中，石炭–二叠纪煤中金属以镓、锂富集矿点(床)为主；早–中侏罗世煤中金属元素，除二连盆地煤–稀土异常外，其他煤田主要以镓富集为主；早白垩世煤中金属元素以锗矿点(床)为主。

b. 我国北方聚煤环境多样，含煤盆地类型多样，聚煤期和成煤后，北方频繁剧烈的大地构造演化过程、多样的煤岩类型，为煤中不同金属元素的富集提供物质来源、迁移条件和通道及沉积聚集条件，形成了煤–锗矿床、煤中镓与锂元素的富集，煤中稀土高度富集等不同成煤时代的煤中金属元素矿点(床)，具有良好的金属资源前景。

c. 后续应进一步加强煤、煤矸石和粉煤灰中金属资源分布、赋存的调查研究，加强金属的提取利用技术，并通过制定资源保护政策，加强对煤中金属资源的保护。

请听作者语音介绍创新技术成果等信息，欢迎与作者进行交流

[1] 翟明国，吴福元，胡瑞忠，等. 战略性关键金属矿产资源：现状与问题[J]. 中国科学基金，2019，33(2)：106–111. ZHAI Mingguo，WU Fuyuan，HU Ruizhong，et al. Critical metal mineral resources：Current research status and scientific issues[J]. Bulletin of National Natural Science Foundation of China，2019，33(2)：106–111.

[2] 代世峰，任徳贻，周义平，等. 煤型稀有金属矿床：成因类型、赋存状态和利用评价[J]. 煤炭学报，2014，39(8)：1707–1715. DAI Shifeng，REN Deyi，ZHOU Yiping，et al. Coal-hosted rare metal deposites：Genetic type，modes of occurrence and utilization evaluation[J]. Journal of China Coal Society，2014，39(8)：1707–1715.

[3] 宁树正，黄少青，朱士飞，等. 中国煤中金属元素成矿区带[J]. 科学通报，2019，64(24)：2501–2513. NING Shuzheng，HUANG Shaoqing，ZHU Shifei，et al. Mineralization zoning of coal-metal deposits in China[J]. Chinese Science Bulletin，2019，64(24)：2501–2513.

[4] 毛景文，谢桂青，张作衡，等. 中国北方中生代大规模成矿作用的期次及其地球动力学背景[J]. 岩石学报，2005，21(1)：169–188. MAO Jingwen，XIE Guiqing，ZHANG Zuoheng，et al. Mesozoic large-scale metallogenic pulses in north China and corresponding geodynamic settings[J]. Acta Petrologica Sinica，2005，21(1)：169–188.

[5] 宁树正，邓小利，李聪聪，等. 中国煤中金属元素矿产资源研究现状与展望[J]. 煤炭学报，2017，42(9)：2214–2225. NING Shuzheng，DENG Xiaoli，LI Congcong，et al. Research status and prospect of metal element mineral resources in China[J]. Journal of China Coal Society，2017，42(9)：2214–2225.

[6] 曹代勇，宁树正，郭爱军，等. 中国煤田构造格局与构造控煤作用[M]. 北京：科学出版社，2017. CAO Daiyong，NING Shuzheng，GUO Aijun，et al. Tectonic framework of coalfields and tectonic control of coal seams in China[M]. Beijing：Science Press，2017.

[7] 张复新，王立社. 内蒙古准格尔黑岱沟超大型煤型镓矿床的形成与物质来源[J]. 中国地质，2009，36(2)：417–423. ZHANG Fuxin，WANG Lishe. The formation and material sources of the superlarge Hada Gol Ga-bearing coal deposit in Jungar Banner，Inner Mongolia[J]. Geology in China，2009，36(2)：417−423.

[8] 代世峰，任德贻，李生盛. 内蒙古准格尔超大型镓矿床的发现[J]. 科学通报，2006，51(2)：177–185. DAI Shifeng，REN Deyi，LI Shengsheng. Discovery of the superlarge gallium deposits in Inner Mongolia，Jungar[J]. Chinese Science Bulletin，2006，51(2)：177–185.

[9] DAI Shifeng，JIANG Yaofa，WARD C R，et al. Mineralogical and geochemical compositions of the coal in the Guanbanwusu mine，Inner Mongolia，China：Further evidence for the existence of an Al(Ga and REE) ore deposit in the Jungar coalfield[J]. International Journal of Coal Geology，2012，98：10–40.

[10] SUN Yuzhuang，ZHAO Cunliang，QIN Shenjun，et al. Occurrence of some valuable elements in the unique ‘high-aluminium coals’ from the Jungar coalfield，China[J]. Ore Geology Reviews，2016，72：659–668.

[11] 周建飞，王金喜，白观累，等. 山西平朔矿区11#煤中镓的分布特征及富集因素[J]. 煤炭技术，2014，33(11)：82–84. ZHOU Jianfei，WANG Jinxi，BAI Guanlei，et al. Distribution characteristics and enrichment factor Ga in coal seam 11# from Pingshuo mining in Shanxi[J]. Coal Technology，2014，33(11)：82–84.

[12] 秦勇，王文峰，程爱国，等. 首批煤炭国家规划矿区煤中镓的成矿前景[J]. 中国煤炭地质，2009，21(1)：17–21. QING Yong，WANG Wenfeng，CHENG Aiguo，et al. Study of ore-forming potential of Gallium in coal for the first group of state programmed mining districts[J]. Coal Geology of China，2009，21(1)：17–21.

[13] 刘帮军，林明月. 山西平朔矿区9#煤中锂的富集机理及物源研究[J]. 煤炭技术，2015，34(8)：115–117. LIU Bangjun，LIN Mingyue. Enrichment mechanism and material sources of lithium in Li-bearing coal seam No.9 from Pingshuo mining district of Shanxi Province[J]. Coal Technology，2015，34(8)：115–117.

[14] 赵存良. 鄂尔多斯盆地与煤伴生多金属元素的分布规律和富集机理[D]. 北京：中国矿业大学(北京)，2015. ZHAO Cunliang. Distribution and enrichment mechanism of multi-metallic elements associated with coal in Ordos basin[D]. Beijing：China University of Mining & Technology(Beijing)，Beijing，2015.

[15] 王文峰，秦勇，刘新花，等. 内蒙古准格尔煤田煤中镓的分布赋存与富集成因[J]. 中国科学：地球科学，2011，41(2)：181–196. WANG Wenfeng，QIN Yong，LIU Xinhua，et al. Distribution，occurrence and enrichment causes of gallium in coals from the Jungar coalfield，Inner Mongolia[J]. Science China：Earth Sciences，2011，41(2)：181–196.

[16] 张佳为. 胡家河矿富惰质组煤的成煤环境及地球化学特征[D]. 邯郸：河北工程大学，2018. ZHANG Jiawei. Geochemical characteristics and formation environment of rich inertinite coal in Hujiahe mine[D]. Handan：Hebei University of Engineering，2018.

[17] 陈磊，邵培，熊武候，等. 新疆准东煤田中侏罗统煤系镓元素的分布特征及赋存机理探讨[J]. 地学前缘，2018，25(4)：76–85. CHEN Lei，SHAO Pei，XIONG Wuhou，et al. Discussion on distribution and occurrence mechanism of gallium in the Middle Jurassic coal-bearing strata of the eastern Jungar coalfield，Xinjiang[J]. Earth Science Frontiers，2018，25(4)：76–85.

[18] 宁树正，邓小利，李聪聪，等. 中国煤中金属元素矿产资源[M]. 北京：科学出版社，2019. NING Shuzheng，DENG Xiaoli，LI Congcong，et al. Metal element mineral resources in the coal of China[M]. Beijing：Science Press，2019.

[19] SHAO Pei，WANG Wenfeng，CHEN Lei，et al. Distribution，occurrence and enrichment of gallium in the Middle Jurassic coals of the Muli coalfield，Qinghai，China[J]. Journal of Geochemical Exploration，2018，185：116–129.

[20] 黄少青，张建强，张恒利，等. 内蒙古二连盆地煤中稀土元素特征研究[J/OL].中国地质. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/ 11.1167.P.20191209.1611.008.html.

[21] 杨锋杰. 二连盆地的侏罗系[D]. 上海：同济大学，2003. YANG Fengjie. Jurassic in Erlian basin[D]. Shanghai：Tongji University，2003.

[22] 黄文辉，万欢，杜刚，等. 内蒙古自治区胜利煤田煤–锗矿床元素地球化学性质研究[J]. 地学前缘，2008，15(4)：56–64. HUANG Wenhui，WAN Huan，DU Gang，et al. Research on elemental geochemical characteristics of coal-Ge deposit in Shengli coalfield，Inner Mongolia，China[J]. Earth Science Frontiers，2008，15(4)：56–64.

[23] 王婷灏，黄文辉，闫德宇，等. 中国大型煤–锗矿床成矿模式研究进展：以云南临沧和内蒙古乌兰图嘎煤–锗矿床为例[J]. 地学前缘，2016，23(3)：113–123. WANG Tinghao，HUAG Wenhui，YAN Deyu，et al. Progress of research on mineralization mode of large coal-Ge deposits in China：Coal-Ge deposit in Wulantuga of Inner-Mongolia and Lincang of Yunan[J]. Earth Science Frontiers，2016，23(3)：113–123.

[24] 黄少青，张建强，张恒利. 东北赋煤区煤中锗元素分布特征及富集控制因素[J]. 煤田地质与勘探，2018，46(3)：6–10. HUANG Shaoqing，ZHANG Jianqiang，ZHANG Hengli. Distribution and controlling factors of enrichment of germanium in coal-bearing region of northeast China[J]. Coal Geology & Exploration，2018，46(3)：6–10.

[25] DAI Shifeng，WANG Xibo，SEREDIN V V，et al. Petrology，mineralogy，and geochemistry of the Ge-rich coal from the Wulantuga Ge ore deposit，Inner Mongolia，China：New data and genetic implications[J]. International Journal of Coal Geology，2012，90/91：72–99.

[26] 黄少青，张建强，霍超，等. 热液对五牧场矿区煤中锗富集影响的探讨[J]. 中国煤炭地质，2017，29(4)：12–17. HUANG Shaoqing，ZHANG Jianqiang，HUO Chao，et al. Discussion on germanium enrichment in coal impacted by hydrothermal solution in Wumuchang minefield[J]. Coal Geology of China，2017，29(4)：12–17.

[27] SEREDIN V V，FINKELMAN R B. Metalliferous coals：A review of the main genetic and geochemical types[J]. International Journal of Coal Geology，2008，76：253–289.

[28] DAI Shifeng，REN Deyi，CHOU Chenlin，et al. Geochemistry of trace elements in Chinese coals：A review of abundances，genetic types，impacts on human health，and industrial utilization[J]. International Journal of Coal Geology，2012，94：3–21.

[29] SEREDIN V V，DAI Shifeng. Coal deposits as potential alternative sources for lanthanides and yttrium[J]. International Journal of Coal Geology，2012，94：67–93.

[30] DAI Shifeng，GRAHAM I T，WARD C R. A review of anomalous rare earth elements and yttrium in coal[J]. International Journal of Coal Geology，2016，159：82–95.

[31] SEREDIN V V. Rare earth element-bearing coals from the Russian Far East deposits[J]. International Journal of Coal Geology，1996，30(1)：101–129.

Distribution and resource prospect of metal ore spots(deposits) in coal of different coal-forming ages in northern China

NING Shuzheng1, HUANG Shaoqing1, ZHANG Li1, HUANG Wenhui2, CAO Daiyong3, YUAN Jianjiang1,4, ZHANG Jianqiang1, ZHU Shifei5, YAN Deyu2, LIU Kang1

(1. General Prospecting Institute, China National Administration of Coal Geology, Beijing 100039, China; 2. College of Energy, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China; 3.College of Geoscience and Surveying Engineering,China University of Mining & Technology(Beijing), Beijing 100083, China; 4. Key Laboratory of Rare Mineral, Ministry of Natural Resources, Wuhan 430034, China; 5. Jiangsu Design Institute of Geology for Mineral Resources, Xuzhou 221006, China)

In some cases, metals such as germanium, gallium, lithium and rare earth elements can be enriched in coal, which is an important potential source of these metals. There are abundant coal resources in northern China, and a large number of coal-metal ore spots(deposits) have been found, and the distribution of these ore spots(deposits) shows certain temporal and spatial characteristics: Metals in Permo-Carboniferous coal occur mainly as gallium and lithium-enriched ore spots, mainly are distributed in the northern coalfields of North China coal bearing regions and mining areas such as Pingshuo and Jincheng in Shanxi Province; the metal enrichment in Early-Middle Jurassic coal is mainly concentrated in Zhundong, Tuha in Xinjiang Autonomous Region, Muli coalfield in Qinghai Province, and is mainly gallium-enriched in coal, coal-rare earth elements anomaly has been found in the Early Jurassic coal in Erlian basin, which is a good prospecting clue; the Early Cretaceous coal mainly contains germanium in Erlian basin and Hailar basin. The time span of coal-accumulating period in north China is long, the coal-accumulating environments are diverse, the types of coal-bearing basins are diverse, the frequent and violent tectonic evolution process in north China after coal-accumulating period and coal formation, and the diverse types of coal rocks could provide material source, migration condition, channel and sedimentary accumulation condition for the enrichment of different trace elements in coal, which has a good prospect of metal resources in coal. It is suggested to further enhance the investigation and research work of key metal ore spots(deposits) resources in coal, especially in gangue and fly ash, so as to provide reference for the occurrence and prediction of key metal resources in coal, strengthen the extraction and utilization technology of key metals, and the protection of key metal resources in coal by formulating resource protection policies.

metal ore spots(deposits) in coal; coal-forming ages; spatial-temporal distribution; resources prospect; northern China

P618.11

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.02.008

1001-1986(2020)02-0042-07

2019-11-19；

2020-02-13

中国地质调查局地质调查二级项目(DD20160187)；自然资源部稀土稀有稀散矿产重点实验室开放基金项目(KLRM- KF201803)；国家自然科学基金项目(41972172)

Geological Survey Project of China Geological Survey(DD20160187)；Research Fund Program of Key Laboratory of Rare Mineral，Ministry of Natural Resources(KLRM-KF201803)；National Natural Science Foundation of China(41972172)

宁树正，1977年生，男，山东诸城人，博士，教授级高级工程师，从事煤田地质、煤系矿产研究工作. E-mail：nsz0321@126.com

宁树正，黄少青，张莉，等. 中国北方不同成煤时代煤中金属矿点(床)分布及资源前景[J]. 煤田地质与勘探，2020，48(2)：42–48.

NING Shuzheng，HUANG Shaoqing，ZHANG Li，et al.Distribution and resource prospect of metal ore spots(deposits) in coal of different coal-forming ages in northern China[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(2)：42–48.

(责任编辑 范章群)