甘肃阿干煤矸石的矿物组成与演变

煤矸石因对环境污染受到人们的关注.选择甘肃阿干煤矿煤矸石作为研究对象,运用X射线粉晶衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)及电感耦合等离子质谱(ICPMS)等现代测试技术和地球化学理论,结果发现:样品表面与内部矿物种类有一定差别.新鲜部分含有铜镍硫化物矿物(铜蓝、黑硫铜镍矿、锑镍铜矿等);表面风化部位则多见斜蓝铜矿、高岭石和利蛇纹石等次生矿物.表明煤矸石在表生条件下一些组成矿物发生风化淋滤演变.化学分析结果发现:新鲜样品具有含量较高的w(SiO2) (22.51％),w(Al2O3) (9.40％),w(Cr) (385.95×10-6),w(Th) (38.27×10-6),w(U) (12.74×10-6)和较低含量w(MgO) (2.49％),w(CaO) (5.28％),w(Sr) (220.44×10-6),w(Ba) (531.76×10-6).其中Cr,Cs元素为地壳丰度值的10倍,Co,Ni,Pb,Th,U和REE等达3倍～5倍.风化样品则贫w(SiO2) (6.75％),w(Al2O3) (1.16％)和w(Cr) (160.71×10-6),w(Th) (13.21×10-6),w(U) (5.10×10-6),富w(MgO) (7.70％),w(CaO) (23.04％)和w(Sr) (814.72×10-6),w(Ba)(1 067.37×10-6),Pb元素亏损至地壳平均值的1/10.表明经过风化淋滤,除Mg,Ca相对富集外,Al,Na,K,Fe,Ti和P均有不同程度的流失,Cu,Fe,Zn,Cr,Ni,Rb,Th,U和REE等微量元素也出现不同程度亏损.流失和亏损的元素往往随降水进入地表水和地下水中,对环境或生态系统造成不同程度的危害.研究结果对于抑制有害元素淋滤富集,环境污染有效预防、治理修复及稀土资源的综合利用等具有理论和现实意义.