鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素异常原因及其地质意义

杨 毅，吕大炜，张建强，吴 盾

鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素异常原因及其地质意义

杨 毅1,2，吕大炜1，张建强3，吴 盾4

(1. 山东科技大学 山东省沉积成矿与沉积矿产重点实验室，山东 青岛 266590；2. 安徽省核工业勘查技术总院，安徽 芜湖 241003；3. 中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京 100039；4. 中国科学技术大学地球与空间科学学院，安徽 合肥 230026)

鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素的异常原因一直存在着争议，以2号煤发育较完整的榆林大海则煤矿为例，运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、扫描电子显微镜(SEM)等方法，分析煤及夹矸中稀土元素(REE)含量及其矿物学特征，并揭示稀土元素异常原因。结果显示：煤中总稀土元素(∑REE)含量为3.71~46.21 μg/g，轻稀土元素(LREE，La—Eu)比重稀土元素(HREE，Gd—Lu)更富集；稀土元素标准化配分模式图显示少数样品为Eu正异常；稀土元素含量较高的样品和拥有Eu正异常的样品主要分布在与夹矸距离较近的煤层中，表明煤中稀土元素分布受到了夹矸的影响；在夹矸中发现很多晶型较好的锆石、磷灰石、透长石及锐钛矿，这些矿物是在聚煤过程中接受火山物质的直接证据。综合认为，鄂尔多斯盆地延安组2号煤沉积期，盆地周缘存在一次火山活动，火山灰降落覆盖在泥炭沼泽之上，影响了聚煤作用，致使煤中稀土元素分布异常。研究结果解释了鄂尔多斯盆地北缘的煤中稀土元素异常原因，为研究区煤的加工利用方式提供参考。

稀土元素(REE)；矿物学；Eu异常；火山活动；鄂尔多斯盆地

鄂尔多斯盆地早–中侏罗世延安组是重要的含煤地层，延安组成煤期也一直被认为是盆地内部的稳定期[1]。但近几年来，部分学者发现延安组成煤期可能受到盆地北缘火山活动影响，但是对于盆地周边地质活动仅仅是依据物源区岩性特征而提出有火山活动的迹象，如王双明[2]指出延安组沉积后期，盆地内部沉积可能受到了周边火山活动的影响；黄迪颖[3]通过分析鄂尔多斯盆地北缘和东缘物源区岩性特征指出，延安组沉积末期频发小规模火山活动。

煤中稀土元素能够反映沉积岩形成时期的地质特征。虽然成煤植物本身可以携带稀土元素一同沉积[4]，但煤层中的稀土元素富集主要与无机组分有关[5-6]。一般认为煤中稀土元素富集的成因类型有4种：①陆源型，稀土元素通过地表水输入到沉积盆地中；②凝灰岩型，酸性或碱性火山灰的降落和淋滤；③大气型降水和地下水驱动及渗透；④热液型，与含矿热液流体的上升有关[7]。因此，煤中稀土元素富集特征及类型可以提供聚煤环境、沉积物源、同步火山活动及表生条件等方面的信息[8-9]。

鄂尔多斯盆地北缘2号煤层是重要的主采煤层，位于延安组地层上部，接近直罗组。前人对鄂尔多斯盆地延安组煤层的地球化学研究主要集中于2号煤层，其稀土异常原因存在着争议：Wang Xiaomei等[10]发现2号煤的H型稀土元素模式是由风化作用造成的；Zhao Cunliang等[11]研究得出2号煤中Eu正异常是由热液引起的。但Wang Xibo[12]则认为，2号煤中Eu富集归因于物源供给。因此，研究2号煤具有两层意义：第一，生产角度上，研究鄂尔多斯盆地北缘主采煤层稀土元素的特征及主控因素，为有效指导煤中伴生元素的选炼提供依据；第二，科学意义上，能够在一定程度上消除稀土元素异常成因的争议，为今后研究中生代早–中侏罗世深时古气候提供数据支撑和理论依据。另外，在以往的研究工作中，关于2号煤稀土元素研究并没有结合煤层中夹矸的特征，可能是由于煤层夹矸分布不均匀导致的，例如东胜煤田2号煤夹矸相对较薄(厚度仅为0.5~1.0 cm)，不容易引起注意；而榆林大海则煤矿其2号煤较厚(最大采高7.23 m)，且夹矸也较厚(3.7~8.0 cm)，具有良好的采样地质条件(斜井开采)，因此，以大海则煤矿2号煤为对象，通过研究煤层与夹矸的地球化学和矿物学特征，探讨煤中稀土元素异常原因，力求还原延安期末地质特征，并为2号煤层后期加工利用提供借鉴。

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地位于华北克拉通西部[13]，形成于中–晚三叠世[14]，其面积约25万km2，是一个集煤炭、石油和天然气资源为一体的大型陆相能源盆地[15-16]。鄂尔多斯盆地划分为6个构造单元[17]：伊盟隆起、渭北隆起、西缘逆冲带、晋西挠褶带、天环坳陷和伊陕斜坡(图1)。

大海则煤矿(38°8′2″N，109°32′10″E)位于陕西省榆林市西北方向22 km，位于整个盆地的中东部。钻井资料显示，延安组地层厚度为180~200 m，主要由粉砂岩、泥岩、砂岩和煤组成，整体颜色多为灰色—灰白色。根据煤层分布，延安组自下而上依次划分为5段[18]，2号煤位于第四段内(图1)，煤层平均厚度为7.23 m，内含一层厚度为3.7~8.0 cm的灰白色夹矸。

2 样品采集与测试方法

在大海则煤矿工作面从上至下按0.5 m的间距采取了12个煤样，依次编号为D-1—D-12；采取一个夹矸样品，编号为J-1(图2)。夹矸距煤层顶部2.3 m，厚度在3.7~8.0 cm，具沉凝灰结构，块状构造，颗粒大小为0.1~0.2 mm，磨圆度较差，为次棱角状，质软多孔且富含黏土，遇水膨胀，胶结物为泥质，根据这些特征可以判别夹矸为灰白色凝灰质细砂岩。所有样品全部用塑料自封袋密封包装。

所有样品粉碎至200目(74 μm)以下，用电热鼓风干燥箱85℃烘干6 h，采用刘颖等[19]推荐的样品消解方法，分析用水为超纯水，制备设备为Mili-Q，电阻率小于18 MΩ。运用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS，thermo element 2)测试所有样品中稀土元素丰度；为控制测试准确度，添加标准样品(GSS-16，珠江三角洲土壤)测试项作为参考。

图1 鄂尔多斯盆地岩性柱状图与区域构造单元划分

图2 采样层位示意

为了准确定性样品表面矿物并观察其形态，采用扫描电子显微镜(SEM-EDS，Phenom ProX)对样品进行观测，样品表面镀钯，真空范围为50~70 Pa，加速电压为15 kV，光斑尺寸为5.0~6.0 nm。

3 测试结果

3.1 煤样稀土元素特征

大海则煤矿延安组2号煤及夹矸样品中稀土元素含量见表1。煤样中稀土元素总含量(∑REE)为3.71~46.21 μg/g。其中，总含量较高的样品D-1、D-2、D-3、D-4、D-5都出现在夹矸附近(图2)，说明夹矸的发育对煤中稀土元素的影响很大。所有样品的LREE/HREE均大于1，意味着轻稀土元素较重稀土元素更富集。

代世峰等[20]提出：煤中稀土元素标准化更适合用上地壳稀土元素标准化值(UCC)[21]。基于此，将2号煤样品稀土元素含量用UCC标准化后绘制出稀土元素配分模式图(图3)，由图中可以看出，少数样品(D-2、D-4、D-5、D-6)表现出Eu的正异常，这些样品同样位于夹矸附近。所有样品的稀土元素总量都低于上地壳的平均含量146.37 μg/g[21]，也低于世界硬煤中的平均含量60.21 μg/g[22]；出现Eu正异常的样品，其Eu的标准化值也低于1(图3)，因此，大海则矿2号煤中的稀土元素不具备工业价值。

表1 榆林大海则煤矿2号煤与夹矸中稀土元素含量

注：L/H为轻稀土元素与重稀土元素含量之比，即LREE/HREE；Eu=2Eu/(Sm+Gd)，为元素含量，单位μg/g。

图3 榆林大海则矿2号煤样的稀土元素配分模式

3.2 夹矸的矿物学特征

通过扫描电子显微镜对夹矸进行观察，发现夹矸主要由石英、透长石和高岭石组成，副矿物有锆石、磷灰石、锐钛矿、黄铁矿、石膏等(图4)。其中，石膏和黄铁矿伴生产出，胶体脱水收缩导致黄铁矿表面产生裂缝(图4a)；高岭石赋存在其他矿物中，如透长石颗粒之间，以基质的形式出现(图4b)，一些高岭石集合体呈球状、团状且相互叠置(图4c)。锆石晶体形态发育良好，呈长条状或柱状，两端呈锥状，均匀地散布于样品中(图4d)。磷灰石以细长的六边形柱状产出，可能由于上覆岩层的压力而使磷灰石晶体发生断裂和破碎(图4e)。锐钛矿都是以集合体的形式产出，单个晶体颗粒细小，为自生成因(图4f)。

3.3 煤样的矿物学特征

利用扫描电子显微镜对煤样进行观察可以发现，2号煤中主要矿物有：石英、高岭石、黄铁矿和方解石。其中高岭石呈手风琴状(图5a)，显然是自生的，方解石和黄铁矿充填在煤的孔隙或裂隙中(图5b，图5c)。石英多为陆源性，赋存在有机质中(图5d)，样品D-4中还发现有晶型较好的磷灰石，磷灰石表面的裂纹和破碎的断口表明晶体在沉积后期由于上覆岩层的压力而发生断裂，这与图4e表现一致。

4 讨论

4.1 夹矸中矿物的指示意义

扫描电镜发现，夹矸中可见诸如透长石、锆石、磷灰石、锐钛矿等矿物。虽然锆石和磷灰石一般在碎屑岩中也有存在，但是火山成因与陆源碎屑成因有着明显区别：陆源碎屑岩中的磷灰石通常作为其他矿物之间的充填物，没有较好晶型[23]，火山成因的锆石具有原始晶型，多面体清晰可见，棱角明显，发育成群[24]，本次研究中所发现的锆石都具有此特征，呈细长柱状，并有六边形断面，未见陆源搬运的痕迹。锐钛矿在火山灰中通常是自生成因，锐钛矿取代火山玻璃质或浮石碎屑，或以胶体的形式作为充填物精细散布[25]。透长石在火山灰中通常比较丰富，由于比较容易遭受风化，因此，在一般的陆源碎屑岩中很难发现完整晶型的透长石[26]。本次研究中的透长石晶型保存完好，显示出风化程度较低或未经长距离搬运的原始状态。高岭石集合体在火山灰中通常会呈现隐晶质基质、球团状和蠕虫状[25]，本次研究所发现的高岭石都为前两者，参差不齐相互叠置的晶体显示出弱搬运的迹象。因此，研究区夹矸中发现的矿物都是典型的火山成因而非陆源碎屑成因，夹矸的岩性应为沉积凝灰岩。

图4 扫描电镜下夹矸样品(J-1)中矿物

图5 扫描电镜下煤样中矿物

由于鄂尔多斯盆地的结晶基底是太古代至元古代的变质岩[26]，盆地主体具克拉通内盆地特征；自侏罗纪以来，盆地内部就保持稳定的构造特征[14]。因此，本次研究发现的火山物质是同期火山活动的产物。

4.2 稀土元素异常原因

夹矸附近的煤层存在Eu正异常，稀土元素总量(∑REE)相对较高，并且在样品D-4中出现了与夹矸中相同的火山特征矿物磷灰石，表明这些煤样受到了夹矸沉积发育的影响。而Eu的正异常可能与物源区岩石性质、地下热液流体或煤炭沼泽加入了同生火山碎屑物等相关[27]。由于Eu2+离子半径与Ba2+离子半径相似，在诸如重晶石、毒重石这些矿物中，Eu可以通过同构置换Ba，因此，高含量的Ba可能也会干扰Eu和其他稀土元素的评价[28]。

基于前人的研究，在鄂尔多斯盆地北缘马家塔煤矿和裕民煤矿3号煤(对应本文研究的榆林地区2号煤)中也出现Eu正异常；而其余煤层如补连塔煤矿2号煤(对应榆林地区1号煤)，长罕沟煤矿、纳林沟煤矿及罕台川煤矿的4号煤[9](对应榆林地区3号煤)，神府煤田5号煤[29](对应榆林地区4号煤)中也出现Eu正异常现象。在矿物特征方面，鄂尔多斯盆地北缘未受火山影响的沉积岩以含砂砾岩、粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主，显微镜下未见典型的火山碎屑物或火山特征矿物[30]。

综上可知，本次研究发现再次证实火山活动是2号煤稀土元素异常原因，即鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤沉积期，盆地周缘存在一次火山活动，火山灰降落并覆盖在泥炭沼泽之上，导致煤中稀土元素的异常分布。

5 结论

a. 鄂尔多斯盆地榆林大海则矿延安组2号煤层夹矸中发现的矿物有高岭石、透长石、锆石、磷灰石、锐钛矿等，这些矿物都显示火山成因而非陆源碎屑成因，夹矸的岩性应为沉积凝灰岩。

b. 研究区2号煤中稀土元素配分模式存在异常，夹矸附近或靠上部的煤层存在Eu正异常，并且稀土元素总量(∑REE)较高，显示煤层中稀土元素异常与夹矸存在联系。

c. 依据煤层和夹矸中稀土元素含量及形貌特征，认为鄂尔多斯盆地延安组2号煤沉积期，盆地北缘存在火山活动，火山灰降落并覆盖在泥炭沼泽之上，影响了聚煤作用和煤中稀土元素的异常分布。

d. 本次研究解释了2号煤中稀土元素异常原因，为2号煤加工利用方式提供一定的参考，也为研究早–中侏罗世深时古气候提供一定的依据。

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] 王东东，邵龙义，李智学，等. 鄂尔多斯盆地延安组层序地层格架与煤层形成[J]. 吉林大学学报(地球科学版)，2013，43(6)：1726–1739. WANG Dongdong，SHAO Longyi，LI Zhixue，et al. Sequence stratigraphic framework and coal formation of Yan’an Formation in Ordos basin[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition)，2013，43(6)：1726–1739.

[2] 王双明. 鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价[M]. 北京：煤炭工业出版社，1996：436–437. WANG Shuangming. Coal accumulation law and coal resource evaluation in Ordos basin[M]. Beijing：Coal Industry Press，1996：436–437.

[3] 黄迪颖. 中国侏罗纪综合地层和时间框架[J]. 中国科学：地球科学，2019，49(1)：227–256. HUANG Diying. Jurassic integrated stratigraphy and time frame in China[J]. Science China：Earth Science，49(1)：227–256.

[4] 邵靖邦，曾凡桂，王宇林，等. 平庄煤田煤中稀土元素地球化学特征[J]. 煤田地质与勘探，1997，25(4)：13–16. SHAO Jingbang，ZENG Fangui，WANG Yulin，et al. The geochemistry of rare earth element in brown coal of Pingzhuang coalfield，Inner Monglia[J]. Coal Geology & Exploration，1997，25(4)：13–16.

[5] DAI Shifeng，LI Dan，CHOU Chenlin，et al. Mineralogy and geochemistry of boehmite-rich coals：New insights from the Haerwusu surface mine，Jungar coalfield，Inner Mongolia，China[J]. International Journal of Coal Geology，2008，74(3/4)：185–202.

[6] FINKELMAN R B. Modes of occurrence of environmentally sensitive trace elements in coal[J]. Fuel and Energy Abstracts，1997，38(3)：135.

[7] HOWER J C，EBLE C F，DAI Shifeng，et al. Distribution of rare earth elements in eastern Kentucky coals：Indicators of multiple modes of enrichment[J]. International Journal of Coal Geology，2016，160/161：73–81.

[8] 刘东娜，周安朝，刘建权. 东胜煤田侏罗系延安组煤中稀土元素地球化学特征[J]. 中国煤田地质，2007，19(2)：20–22. LIU Dongna，ZHOU Anchao，LIU Jianquan. Geochemical characteristics of rare earth elements in Yan’an Formation，Jurassic system，Dongsheng coalfield[J]. Coal Geology of China，2007，19(2)：20–22.

[9] ZHAO Fenghua，CONG Zhiyuan，PENG Suping，et al. Geochemical characteristics of REE in Jurassic coal of Yan’an Formation from Dongsheng coalfield[J]. Journal of China University of Mining & Technology(English Edition)，2002，12(2)：138–142.

[10] WANG Xiaomei，JIAO Yangquan，WU Liqun，et al. Rare earth element geochemistry and fractionation in Jurassic coal from Dongsheng-Shenmu area，Ordos basin[J]. Fuel，2014，136：233–239.

[11] ZHAO Cunliang，DUAN Dujuan，LI Yanheng，et al. Rare earth elements in No.2 coal of Huangling mine，Huanglong coalfield，China[J]. Energy Exploration & Exploitation，2012，30(5)：803–818.

[12] WANG Xibo. Petrology and geochemistry of the Jurassic coals in southwestern Ordos basin，China[J]. Energy Exploration & Exploitation，2010，28(6)：513–530.

[13] 张泓，何宗莲，晋香兰，等. 鄂尔多斯盆地构造演化与成煤作用：1∶500 000鄂尔多斯煤盆地地质构造图简要说明[M]. 北京：地质出版社，2005：49–53. ZHANG Hong，HE Zonglian，JIN Xianglan，et al. Tectonic evolution and coal accumulation of the Ordos basin：A brief explanation of the geological tectonic map of the Ordos coal basin(with scale of 1∶50 000)[M]. Beijing：Geological Publish House，2005：49–53.

[14] 刘池洋，赵红格，桂小军，等. 鄂尔多斯盆地演化：改造的时空坐标及其成藏(矿)响应[J]. 地质学报，2006，80(5)：617–637. LIU Chiyang，ZHAO Hongge，GUI Xiaojun，et al. Space-time coordinate of the ecolution and reformation and mineralization response in Ordos basin[J]. Acta Geologica Sinica，2006，80(5)：617–638.

[15] ZHANG Chuang，YI Chao，DONG Qian，et al. Geological and geochronological evidence for the effect of Paleogene and Miocene uplift of the northern Ordos basin on the formation of the Dongsheng uranium district，China[J]. Journal of Geodynamics，2018，114：1–18.

[16] 葛道凯，杨起，付泽明，等. 陕西榆林侏罗纪煤系基底古侵蚀面的地貌特征及其对富县组沉积作用的控制[J]. 沉积学报，1991，9(3)：65–73. GE Daokai，YANG Qi，FU Zeming，et al. The geomorphologic features of basement of Jurassic coal measures and its control on the sedimentation of Fuxian Formation in Yulin，Shaanxi Province[J]. Acta Sedimentologica Sinica，1991，9(3)：65–73.

[17] 张天福，孙立新，张云，等. 鄂尔多斯盆地北缘侏罗纪延安组、直罗组泥岩微量、稀土元素地球化学特征及其古沉积环境意义[J]. 地质学报，2016，90(12)：3454–3472. ZHANG Tianfu，SUN Lixin，ZHANG Yun，et al. Geochemical characteristics of trace elements and rare earth elements in the Jurassic Yan’an Formation and Zhiluo Formation in the northern margin of the Ordos basin and their paleoenvironmental significance[J]. Acta Geologica Sinica，2016，90(12)：3454–3472.

[18] YANG Renchao，HAN Zuozhen，LI Zengxue，et al. Base-level cycles and Episodic coal accumulation：Case study of Dongsheng coalfield in Ordos basin[J]. Journal of China University of Mining & Technology(English Edition)，2006，16(4)：439–442.

[19] 刘颖，刘海臣，李献华. 用ICP-MS准确测定岩石样品中的40余种微量元素[J]. 地球化学，1996，25(6)：552–558. LIU Ying，LIU Haichen，LI Xianhua. Accurate determination of more than 40 trace elements in rock samples by ICP-MS[J]. Geochimica，1996，25(6)：552–558.

[20] 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.

[21] Taylor S R，McLennan S M. The continental crust：Its composition and evolution[M]. London：Blackwel，1985：312.

[22] Ketris M P，Yudovich Y E. Estimations of clarkes for Carbonaceous biolithes：World averages for trace element contents in black shales and coals[J]. International Journal of Coal Geology，2009，78(2)：135–148.

[23] SPEARS D A. The origin of tonsteins，an overview，and links with seatearths，fireclays and fragmental clay rocks[J]. International Journal of Coal Geology，2012，94：22–31.

[24] DAI Shifeng，LUO Yangbin，SEREDIN V V，et al. Revisiting the Late Permian coal from the Huayingshan，Sichuan，southwestern China：Enrichment and occurrence modes of minerals and trace elements[J]. International Journal of Coal Geology，2014，122：110–128.

[25] DAI Shifeng，WARD C R，GRAHAM I T. et al. Altered volcanic ashes in coal and coal-bearing sequences：A review of their nature and significance[J]. Earth Science Reviews，2017，175：44–74.

[26] 郑翻身，康屹青，康红在，等. 鄂尔多斯古陆核内部中生代晚期火山岩的发现及其地质意义[J]. 地质力学学报，2009，15(1)：69–76.Zheng Fanshen，Kang Yiqing，Kang Hongzai，et al. Discovery and geological significance of late Mesozoic volcanic rocks in the ancient continental core of Ordos[J]. Journal of Geomechanics，2009，15(1)：69–76.

[27] 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.

[28] 伊海生，林金辉，赵西西，等. 西藏高原沱沱河盆地渐新世—中新世湖相碳酸盐岩稀土元素地球化学特征与正铕异常成因初探[J]. 沉积学报，2008，26(1)：1–10. YIN Haisheng，LIN Jinhui，ZHAO Xixi，et al. Geochemistry of rare earth elements and origin of positive europium anomaly in Miocene-Oligocene lacustrine carbonates from Tuotuohe basin of Tibetan plateau[J]. Acta Sedimentologica Sinica，2008，26(1)：1–10.

[29] 杜芳鹏. 鄂尔多斯盆地延安组煤岩学及煤元素地球化学特征[D]. 西安：西北大学，2019. DU Fangpeng. Petrological and element geochemical characteristics of the Yan’an coals in Ordos basin[D]. Xi’an：Northwest University，2019.

[30] 吴斌. 鄂尔多斯盆地东北部中侏罗世古环境古气候研究[D]. 成都：成都理工大学，2018. WU Bin. Paleoenvoironment and paleoclimate of the Middle Jurassic in northeastern of Ordos basin[D]. Chengdu：Chengdu University of Technology，2018.

Causes of anomaly of rare earth elements of seam 2 of Yan’an Formation in the northern margin of Ordos basin and its geological significance

YANG Yi1,2, LYU Dawei1, ZHANG Jianqiang3, WU Dun4

(1. Shandong Key Laboratory of Depositional Mineralization and Sedimentary Minerals, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China; 2. Anhui Nuclear Exploration Technology Central Institute, Wuhu 241003, China; 3. General Prospecting Institute, China National Administration of Coal Geology, Beijing 100039, China; 4. School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)

The cause of rare earth elements(REE) anomalies in No.2 coal seam of the Yan’an Formation in the northern margin of the Ordos basin has been controversial. This paper takes Dahaize coal mine, Yulin area with well developed No.2 coal as an example to analyze REE, mineralogical characteristics of coal and partings, and to reveal the causes of anomaly of REE by Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometry(ICP-MS) and Scanning Electron Microscopy(SEM). The results show that the total rare earth element(∑REE) concentration in the coal samples ranges from 3.71 to 46.21 μg/g. Light rare earths elements(LREE, La-Eu) are more abundant than heavy rare earth elements(HREE, Gd-Lu). The distribution patterns of their normalization show that a few of samples have positive anomalies. Samples with high REE content and samples with positive Eu anomalies mainly appeared in the analyzed coal seam close to the partings. It is indicated that the distribution of REE in coal is affected by its partings. There are many zircons, apatites, sanidines and anatase with better crystal form found in the partings, which are direct evidence of the volcanic activity during the peat formation. This suggests that there was a volcanic activity during the No.2 peat formation of the Yan’an Formation in Ordos basin. The volcanic ash fallen over and covered the swamp and affected the coal accumulation and the abnormal distribution of REE in the coal. The results explain the reason of REE anomaly in the coal and provide data support or theoretical basis for the future industrial use of REE in the coal in this area.

rare earth elements; mineralogy; Eu abnormity; volcanic activity; Ordos basin

P595；P618.7

A

10.3969/j.issn.1001-1986.2020.02.013

1001-1986(2020)02-0078-07

2019-11-21；

2020-01-16

国家重点研发计划课题(2017YFC0601405)；中国地质调查局地质调查二级项目(DD20160187)

National Key R&D Program of China(2017YFC0601405)；Geological Survey Project of China Geological Survey(DD20160187)

杨毅，1994年生，男，安徽芜湖人，硕士，从事地球化学勘查和研究工作. E-mail：973423253@qq.com

吕大炜，1980年生，男，山东牟平人，教授，从事沉积学及能源地质学教学科研工作. E-mail：lvdawei95@163.com

杨毅，吕大炜，张建强，等.鄂尔多斯盆地北缘延安组2号煤层稀土元素异常原因及其地质意义[J]. 煤田地质与勘探，2020，48(2)：78–84.

YANG Yi，LYU Dawei，ZHANG Jianqiang，et al. Causes of anomaly of rare earth elements of seam 2 of Yan’an Formation in the northern margin of Ordos basin and its geological significance[J]. Coal Geology & Exploration，2020，48(2)：78–84.

(责任编辑 范章群)