首页

科研动态

稳定汞同位素能够有效示踪热液“富汞煤”中汞的地质来源

2018-01-22 1098

 煤炭是一种特殊的天然有机沉积岩,其汞来源的研究对于理解沉积盆地的自然汞循环和沉积盆地的地质演化具有重要的意义。一般煤炭中的汞含量介于0.01-1.0 ppm,但一些特殊地质环境下(如岩浆活动活跃区)赋存的煤炭能够极度富集汞,达到几十至几百ppm。

 孙若愚课题组通过研究我国安徽淮北煤田的岩浆侵蚀煤和内蒙古胜利煤田“富锗热液煤”的汞同位素组成,发现岩浆侵入煤系地层所造成的的温压梯度能够促成低温热液的产生。形成的低温热液能够淋滤煤田周围的基岩,富集一些较易迁移的元素如汞,进而通过断层和裂隙进入到煤层中,造成汞的异常富集。正常形成的煤由于继承了植物的汞同位素特征,具有显著偏负的奇数同位素的非质量分馏特征;而热液成因煤却具有显著偏正的奇数同位素的非质量分馏特征。该研究认为热液成因煤的汞主要来自于两个途径:1)大气降水(低汞,具有正的奇数同位素非质量分馏)同时代岩浆加热形成低温热液喷出岩淋滤(富集汞,无奇数同位素非质量分馏)地表迁移循环(光降解产生奇数同位素非质量分馏)沿断层/裂隙进入煤层(图A);2)大气降水(低汞,具有正的奇数同位素非质量分馏)地下水封存于含水层后期岩浆加热地下水形成低温热液(富集汞,继承大气降水的同位素组成)沿断层/裂隙进入煤层(图B)。途径1形成的汞来自于大气降水和基岩淋滤,而途径2形成的汞主要来自于大气降水。因此,以途径1为主形成的煤(富锗热液煤)中汞含量要远远大于以途径2形成的煤(岩浆侵蚀煤)中含量。

 该研究主要受到国家自然科学基金(41602167; 41773104)的资助. 文章信息如下:Zheng, L.#; [Sun, R.#,*]; Hintelmann, H.; Zhu, J.; Wang, R.; Sonke, J. E., Mercury stable isotope compositions in magmatic-affected coal deposits: New insights to mercury sources, migration and enrichment. Chemical Geology, doi.org/10.1016/j.chemgeo.2017.12.032

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254117307143.

 1.jpg