煤层中黄铁矿形成的过程-ccc

煤炭自然发火专题论文第一节煤炭自燃发火的条件及过程煤炭自燃是一种自然现象。

早在数百万年之前就已发生，例如大同和陕北的侏罗纪煤层中有早前（距今大约200万年）自燃形成的火烧区，现今新疆的每天仍有煤层在自燃。

我国是煤炭自然发火比较严重的国家，据2002年的统计，我国国有重点煤矿中有自然发火的矿井占51.3%，自然发火占矿井总火灾的90%以上。

自然发火危险矿井几乎在所有矿区都存在，以自燃破坏的煤炭资源，每年造成的经济损失达数亿元，仅1999年全国共有87个大中型矿井，因自然发火封闭火区315处，不但造成了严重的煤炭资源浪费，而且威胁着井下作业人员的人身安全。

自20世纪60年代以来，煤炭自然的相关理论研究、实验和综合防治技术取得了显著成就，注入均压、注浆、阻化剂、凝胶、注氮等防灭火技术已成功地得到了应用，自燃火灾发生率明显下降。

研究和掌握煤炭自然发火的条件、过程和规律，对防治自然发火有着重要的意义。

矿井火灾事故，特别是自然发火事故，对煤矿安全生产的危害在某种意义上说并不亚于瓦斯、煤尘爆炸事故。

煤炭自然发火与外因火灾相比，具有发生、发展缓慢并有规律的演变过程，可在它形成的初期发现。

一、煤炭自燃的条件实践证明，煤炭自燃必须具备以下四个条件：（1）煤有自然倾向性并呈破碎堆积状态存在；（2）适量通风供氧；（3）良好的蓄热环境；上述四个条件却以不可。

煤的自然倾向性取决于煤的物理化学性质，它表示煤与氧的相互作用的能力。

煤破碎以后，大大增加了单位体积内的外在表面积，与氧气的接触面积增大，氧化能力增强；堆积的破碎煤炭（一般认为堆积厚度大于0.4m）氧化产生的热量不容易散失，使煤炭的温度逐渐升高，自燃进程加快。

氧是煤自燃的重要因素，连续的供氧才能使氧化继续进行下去。

当空气中氧含量低于10%时具有窒息性；当空气中氧含量低于15%时，可以预防自然发火。

正是这个原因。

采空区内并不是每个地方都会形成自然发火的。

良好的蓄热环境才能使氧化生热不断积聚。

柴北缘独树沟金矿区黄钾铁矾形成过程及地质意义摘要：柴北缘隶属秦-祁-昆晚加里东造山带，矿产丰富，是我国重要的金成矿带。

黄钾铁矾是黄铁矿氧化形成的硫酸盐产物，在地表-近地表呈现土黄色集合体，在金矿床中是一种重要的找矿标志，位于氧化蚀变带之上。

黄钾铁矾和褐铁矿均属黄铁矿的风化氧化产物，但在表生氧化矿物中褐铁矿含量和出露范围远高于黄钾铁矾，本文以青海省大柴旦镇独树沟金矿区为例，以矿区黄钾铁矾为研究对象，简述其形成所需的物理化学条件和保存状况，恢复风化氧化带形成时期的古气候古地形条件，并结合区域地质格局分析得出氧化带形成时限大概在中三叠世-中侏罗世。

关键词：柴北缘氧化蚀变带黄钾铁矾古气候黄钾铁矾是硫化物矿床中较为常见的一种表生风化矿物，在我国西北干旱-半干旱地区矿化蚀变带出露较多。

黄钾铁矾族矿物化学通式为［AB3(XO4)2(OH)6］，其中A位常被大半径阳离子占据，如K+、Na+、Ag+、Rb+等，B号位较多的被亲铁元素如Fe3+、Al3+、Cr3+取代，X位主要是S元素，值得注意的是，K元素在黄钾铁矾族矿物中含量一般较高（＞1wt%）（陈蕾，2014），这对黄钾铁矾研究K-Ar和40Ar/39Ar地质测年提供较好的条件。

金等其他金属元素在硫化物中的分配系数比在硅酸盐中可高达4个数量级，金等多金属随硫化物一起聚集成矿，关系较为密切，因此黄钾铁矾常常出现在金矿床的氧化带中。

风化呈致密块状及隐晶质的土状、皮壳状集合体产生，黄色至暗褐色，条痕浅黄色。

在柴北缘-祁连山地区发现的较多的金矿床（点）的地表特征出现较多土黄色黄钾铁矾矿物作为找矿标志，本文以青海省大柴旦镇独树沟地区金矿为例，浅析黄钾铁矾形成过程及其地质意义。

独树沟金矿区地质特征独树沟金矿区位于青海省大柴旦镇，大地构造位置隶属秦-祁-昆晚加里东造山带（一级），南阿尔金-柴北缘缝合带（二级），滩间山岛弧带（三级），成矿带属于秦-祁-昆成矿域，金成矿带属青海省柴北缘金成矿带。

第20卷　第4期 岩　石　矿　物　学　杂　志 Vol.20,No.4 2001年12月 AC TA　PETROLOGICA　E T　M INERALOGICA Dec.,2001文章编号:1000-6524(2001)04-0441-04煤中的矿物学研究孔洪亮1,曾荣树1,庄新国2(1.中国科学院地质与地球物理研究所,北京　100029;2.中国地质大学资源学院,湖北武汉　430074)摘　要:阐述了煤中矿物学的研究意义,讨论了煤中常见矿物(粘土类、碳酸盐、石英和硫化物类矿物)的成分、性质特征及其与含煤盆地地质背景、含煤岩系所经历的各种地质过程及煤层的古沉积环境之间的关系,详述了国内外煤中矿物学的研究概况,并对其进行了总结。

关键词:煤;矿物;粘土矿物;硫化物中图分类号:P618.1104 文献标识码:A煤炭是我国的主要燃料。

煤的主要成分是有机质,同时还含有少量的无机成分。

煤中的无机成分对煤的性质有很大的影响,尤其是其中的硫化物在燃烧过程中会产生二氧化硫,形成酸雨,造成对环境的破坏。

同时,煤中的硫还会对锅炉造成危害,甚至发生爆炸。

当然,如果煤中的某种稀有元素或放射性元素含量较高(如锗、铀),达到工业品位时,又可以作为有用成分加以开采利用。

因此,对煤中的无机成分,尤其是矿物成分的研究具有重要意义。

1　煤中的无机成分煤中的无机成分是指煤中的矿物质及与有机质相结合的各种金属、非金属元素和化合物。

煤中的无机成分主要以矿物的形式存在,煤燃烧后,绝大部分矿物质进入煤灰中。

煤中常见的矿物为石英、粘土类、碳酸盐和硫化物类矿物,其中粘土类最为常见。

这些硅酸盐矿物有蒙脱石、伊利石和高岭石,也常见混层矿物,如伊利石-蒙脱石混层矿物,它们常含有Ca2+、N a+、K+等各种阳离子。

常见的碳酸盐矿物包括方解石、白云石、铁白云石和菱铁矿。

在许多情况下,煤中碳酸盐矿物由于固态溶解而形成复杂的混合型矿物。

煤中最常见的无机硫是黄铁矿硫,也有白铁矿,偶尔可见到方铅矿和闪锌矿。

胶状黄铁矿成因类型与鉴别特征张宏睿;杨立强【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2022(41)6【摘要】胶状黄铁矿广泛分布在多种地质体中,对其成分标型进行深入研究可以获得大量成因信息。

通过分析胶状黄铁矿的矿物形态、晶体结构,并利用Fe-S、Co-Ni、S-Se、Se-Te和δ^(34)S图解,对胶状黄铁矿的组成特征进行对比研究,可以有效区分其成因类型。

沉积成因的胶状黄铁矿多呈球形、椭球状和团块状的聚合形态,Co/Ni<l,S/Se>2.5×10^(4),Se/Te<0.45,δ^(34)S值变化范围较宽(-13‰~+13‰),显微镜下常具有鲕粒替代的假象结构。

热液成因的胶状黄铁矿多呈不规则的脉状,微观结构常具有一定的定向性,1<Co/Ni<5,S/Se<2.5×10^(4),Se/Te>0.45,其中岩浆热液成因的胶状黄铁矿Co/Ni、S/Se和Se/Te均高于变质热液成因,δ^(34)S值范围较窄,通常集中于0~5‰。

沉积成因的胶状黄铁矿成核和晚期环带生长的过程主要发生在厌氧的早期成岩阶段,在硫酸盐还原菌的作用下结晶出纳米粒级的微晶黄铁矿,H 2 S存在的厌氧环境中,Cu、Zn、Mo等金属元素以硫化物固溶体的形式进入结晶的纳米级黄铁矿颗粒而富集。

而热液成因的胶状黄铁矿可作为一种载体矿物,Au、As等元素按层状-岛状生长模型赋存在胶状黄铁矿的生长环带中;中低温条件下可相变为磁黄铁矿等矿物,进一步促进Cu等元素沉淀。

【总页数】14页(P1039-1052)【作者】张宏睿;杨立强【作者单位】中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室;自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室/山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室/山东省地质科学研究院【正文语种】中文【中图分类】P578.2【相关文献】1.不同成因类型金矿床成矿期黄铁矿成分成因标型特征2.大西洋中脊胶状黄铁矿的特征及其成因3.铜陵包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿矿物学及成因解析4.个旧锡矿区鲕状黄铁矿和胶状结构黄铁矿中锡的分布及其成因意义5.东昆仑阿斯哈金矿胶状黄铁矿成因及其成矿意义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第一节燃煤烧种硫氧化物得生成机理在第一章中已经述及，煤中的硫可分为四种形态，即黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（CaSO4··2H2O,FeSO4 ·2H2O）、有机硫（C x H y S z）及元素硫.其中，黄铁矿硫喝有机硫及元素硫是可燃硫，可燃硫占煤中硫成分90%以上.硫酸盐硫是不可燃硫，占煤中硫成分的5%~10%，是煤的灰分的组成部分。

煤在燃烧期间，所有的可燃硫都会在受热过程中释放出来，在氧化气氛中，所有的可燃硫均会被氧化而生成SO2,而在炉膛的高温条件下存在氧原子或在受热面上有催化剂时，一部分SO2，会转化成SO3 .通常，生成的SO3只占SO2的0.5%~2%左右，相当于1%~2%的煤中硫成分以SO3的形式排放出来.此外，烟气中的水分会和SO3 反应生成硫酸(H2SO4) 气体.硫酸气体在温度降低时会变成硫酸雾，而硫酸雾凝结在金属表面上会产生强烈的腐蚀作用.排入大气中的SO2,由于大气中金属飘尘的触媒作用而被氧化生成SO3，大气中的SO3遇水就会形成硫酸雾.烟气中的粉尘吸收硫酸而变成酸性尘.硫酸雾或酸性尘被雨水淋落就变成了酸雨.以上煤燃烧过程可能产生的硫氧化物，如SO2 SO3硫酸雾、酸性尘和酸雨等，不仅造成大气污染，而且会引起燃煤设备的腐蚀.燃烧过程中生成的硫氧化物还可能影响氮氧化物的形成.因此，了解煤燃煤过程中硫的氧化及SO x的生成过程，不仅有助于寻求控制SO x排放的方法，而且对了解它们对其他污染物如NO x的生成和控制的影响，以及各种污染物之间生成条件的相互关系也很重要.一、SO2的生成及其排放浓度（一） SO2的生成反应1.黄铁矿硫的氧化在氧化性气氛下，黄铁矿硫（F e S2）直接氧化生成 SO2 :4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2 （4-1）在还原性气氛中，例如在煤粉炉为控制生成而形成的富燃料燃烧区中，将会分解为 FeS:FeS2→FeS+1/2S2（气体）（4-2）FeS2+H2→FeS+H2S （4-3）FeS2+CO→FeS+COS （4-4）FeS的再分解则需要更高的温度：FeS→Fe+1/2S2 （4-5）FeS+H2→Fe+H2S （4-6）FeS+CO→Fe+COS （4-7）此外，在富燃料燃烧时，除SO2外，还会产生一些其它的硫氧化物.例如，一氧化硫SO及二聚物(SO)2，还有少量一氧化物S2O.由于它们的反应能力强，因此仅在各种氧化反应中以中间体形式出现.2.有机硫的氧化有机硫在煤中是均匀分布的，其主要形式是硫茂（噻吩），约占有机硫的60%，它是煤中最普通的含硫有机结构。

煤炭质量指标煤炭质量，是指煤炭产品在自身的形成和开采、加工过程中所具有的、能够满足不同用户需求的特征或特性的总和。

根据煤炭产品质量特性和用途，可用一定的质量指标（或标准）来表示。

如按煤的工业分析，可用煤的固定碳、挥发分、灰分和水分等指标来表示；按煤的元素分析，可用煤中碳（C）、氢（H）、氧(n)、氮(N)、硫(S)、磷(P)及微量元素含量的多少来表示；按煤的工艺性质，煤炭质量又可用煤的发热量(0)、煤的粘结性（R·I）和结焦性（y）、煤的热稳定性(TS)、煤灰的熔融性(DT、ST或FT)、煤的反应性、煤的燃点（T）以及煤的可选性等指标来表示。

一、水分1、外在水分(Wwz)：外在水分是指在煤开采、运输和洗选过程中润湿在煤的外表以及大毛细孔（直径＞10-5厘米）中的水。

它以机械方式与煤相连结着，较易蒸发，其蒸汽压与纯水的蒸汽相等。

在空气中放置时，外在不分不断蒸发，直至煤中水分的蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡时为止，此时失去的水分就是外在水分。

含有外在水分的煤称为应用煤，失去外在水分的煤称为风干煤。

外在水分的多少与煤粒度等有关，而与煤质无直接关系。

2、内在水分(Wnz)：吸附或凝聚在煤粒内部毛细孔（直径〈10-5厘米〉中的水，称为内在水分。

内在水分指将风干煤加热到105～110时所失去的水分，它主要以物理化学方式(吸附等)与煤相连结着，较难蒸发，故其蒸汽压小于纯水的蒸汽压。

失去内在水分的煤称为绝对干燥或干煤。

二、灰分1、灰分的来源和种类：煤灰几呼全部来源于煤中的矿物质，但煤在燃烧时，矿物质大部分被氧化，分解，并失去结晶水，因此，煤灰的组成和含量与煤中矿物质的组成和含量差别很大。

我们一般说的煤的灰分实际上就是煤灰产率，煤中矿物质和灰分的来源，一般可分三种。

(1)原生矿物质：它是原来存在于成煤植物中的矿物质，物质紧密地结合在一起，极难用机械的方法将其分开。

它燃烧后形成母体灰分，这部分数量很小。

(2)次生矿物质：当死亡植质堆积和菌解时，由风和水带来的细粘土，砂粒或由水中钙、镁、铁等离子生成的腐植酸盐及FeS2等混入而成，在煤中成包裹体存在。