《含煤岩系矿产资源》聚焦于含煤岩系矿产资源的勘查与开发,从含煤岩系形成和演化的角度,按照沉积成因、形成时序及后生叠加改造作用等关键控矿要素,将含煤岩系矿产资源分为同沉积型、不整合型、成岩变质型3种成因类型,系统总结和阐述了与含煤岩系相关的24种矿产(元素组合)形成发育的普遍地质特征、成因机理和分布规律。
《含煤岩系矿产资源》供资源勘查工程专业本科生教学使用,同时适宜于从事煤地质学、沉积学、沉积矿产研究,以及相关领域的研究生、工程师、教师和科学家参阅。
含煤岩系以其重要的煤炭资源而受到人们的广泛重视,由于其自身的富有机质特性、较强的还原吸附能力,以及含煤岩系沉积环境演化和后生成岩-构造-岩浆-变质作用的叠加影响等,围绕含煤岩系形成富集了多种其他的矿产资源。这些共生或伴生矿产资源的形成发育,大大地增加了含煤岩系的经济附加值,其中一些矿产资源的经济价值甚至大大超过了煤炭资源本身。因此,深入了解和科学利用含煤岩系矿产资源,就成为新时代资源勘查工程专业人才培养的重要组成部分。在中国地质大学,煤地质学是一个传统的优势学科。随着本科专业建设的需要,于2008年开设了“含煤岩系共伴生矿产”专业主干课。10年来,经过教学团队的不断努力和教学方案的逐渐优化,该课程已经成为一门具有严谨知识体系、相对成熟的专业主干必修课。
该课程设置并出版教材的最初动机,是基于新时代人们对“多矿种共伴生”资源的日益重视,以及对“协同勘查”理念达成的共识。其中,最为突出的实例是鄂尔多斯盆地,2003年科技部设立了“多种能源矿产共存成藏(矿)机理与富集分布规律”国家“973”项目(刘池洋,2005;杨明慧和刘池洋,2006;刘池洋和吴柏林,2016),2011年国土资源部中央地质勘查基金管理中心组织实施大营铀矿“煤铀兼探”会战并获得了重大找矿突破(程利伟等,2012;焦养泉等,2012;彭云彪等,2019)。在鄂尔多斯盆地,存在三套不同时代的含煤岩系,同时具有丰富的石油和天然气藏资源,以及目前我国最大的砂岩型铀矿田,其沉积矿产种类多达十几种。上述两个项目的实施,让人们认识到了多种能源矿产的同盆共存富集具有普遍性,协同勘查成为业界的共识并引领了地勘行业,鄂尔多斯盆地成为率先实践多矿产同盆共存富集研究与协调勘查的典型代表。煤地质界所熟知的抚顺煤田是另外一个典型实例。在抚顺煤田,人们甚至在6800年前就开始利用了煤精等宝石资源,煤中的琥珀、煤层瓦斯(煤层气)、煤矸石以及油页岩等均为宝贵的矿产资源。其实,类似的实例在我国不胜枚举,只是矿种组合随地质背景不同而有所区别。调研发现,进入新世纪特别是最近10年以来,随着2014年中国地质大调查“煤系矿产资源综合调查与评价计划项目”的实施,国内外涉及共伴生矿产研究的学术论文呈现爆发式的刊出,这说明含煤岩系矿产资源已经成为沉积学、煤地质学和矿床学研究的一个热点领域。有研究表明,目前国际上高度关注的大多数关键矿产(金属)以共伴生矿产的形式产出(毛景文等,2019),而煤中金属有望成为我国“三稀”战略性矿产资源的重要来源(宁树正等,2017)。以煤中锗和镓为例,俄罗斯远东地区巴甫洛夫与中国云南临沧、内蒙古乌兰图噶提供了全球工业用锗的50%(Seredin et al,2013),我国云南临沧和内蒙古乌兰图噶是目前煤灰中稀有金属商业开发的典范。内蒙古准格尔煤田中异常分布的铝和镓,被认为是继从粉煤灰中提取铀和锗之后的第三次成功范例(代世峰等,2006)。相信,随着国家自然科学基金重大研究计划“战略性关键金属超常富集成矿动力学”项目的启动,该领域必将成为地球科学研究的前沿和热点。
第一章 绪论
第一节 基本概念
第二节 含煤岩系矿产资源分类系统
第三节 建设内容和目标任务
第四节 煤系矿产资源基本特点与研究意义
第一篇 含煤岩系同沉积型矿产资源
第二章 石煤
第一节 石煤及其物质成分和性质
第二节 石煤的分布规律和形成条件
第三节 石煤的伴生矿产资源
第三章 琥珀和煤精
第一节 琥珀
第二节 煤精
第四章 硅藻土和膨润土
第一节 硅藻土
第二节 膨润土
第五章 油页岩
第一节 油页岩基本地质特征
第二节 油页岩与煤共生规律
第六章 煤中有益金属元素
第一节 煤中锗
第二节 煤中镓
第三节 煤中锂
第四节 煤中铀
第五节 煤中稀土元素
第六节 煤中其他稀有元素
第七章 泥岩型铀矿
第一节 铀矿基本特征与关键控矿要素
第二节 泥岩型铀矿床典型实例
第三节 成因上与之相关的其他铀矿
第八章 碳硅泥岩型铀矿
第一节 基本地质特征
第二节 成矿机理与铀循环
第三节 典型铀矿实例
第九章 石英砾岩型铀矿和冰碛岩型铀矿
第一节 石英砾岩型铀矿
第二节 冰碛岩型铀矿
第二篇 含煤岩系不整合型矿产资源
第十章 石英砂矿
第一节 沉积间断地球动力学背景
第二节 富县组石英砂矿床
第三节 延安组石英砂岩河道及矿床
第四节 物源区石英砂岩矿床及研究启示
第十一章 高岭土矿
第一节 基本特征
第二节 关键成矿要素与矿床成因分类
第三节 典型矿床分析
第十二章 铝土矿
第一节 矿床类型
第二节 我国铝土矿时空分布规律
第三节 铝土矿的矿物组成
第四节 铝土矿的结构和自然类型
第五节 典型矿床实例
第十三章 含铁矿床
第一节 铁矿
第二节 硫铁矿
第十四章 不整合型金-银矿床
第一节 盆地演化与地层格架
第二节 矿床地质特征
第三节 关键控矿因素
第四节 成矿模式
第十五章 不整合面型铀矿
第一节 矿床分布及特点
第二节 成矿地质条件
第三节 典型矿床分析
第三篇 含煤岩系成岩变质型矿产资源
第十六章 煤成油气
第一节 煤系气
第二节 富油煤与煤成(制)油
第三节 煤型天然气
第十七章 砂岩型铀矿
第一节 基本概念及地质特征
第二节 中国砂岩型铀矿的有利成矿条件
第三节 典型矿床分析
第十八章 石墨
第一节 石墨基本特征
第二节 矿床成因与分类
第三节 典型矿床分析
主要参考文献