平顶山煤田岩溶地热水中稀土元素的分布特征及其影响因素

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 44; no. 1; pp. 88 - 99
• Main Authors: 李延河, 武占辉, 李洁祥, 于振子, 张波, 王心义
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南理工大学 矿业研究院,河南 焦作 454000%平顶山天安煤业股份有限公司,河南 平顶山 467099 2025; 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000; 中国平煤神马集团 炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南 平顶山 467099; 平顶山天安煤业股份有限公司,河南 平顶山 467099%河南理工大学 资源环境学院,河南 焦作 454000%河南理工大学 资源环境学院,河南 焦作 454000
• Subjects: 岩溶地热水; 水化学; hydrochemistry; 平顶山煤田; Pingdingshan Coalfield; rare earth elements(REEs); 稀土元素; karst geothermal waters
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2023010018

P641; 目的 为了探究华北型煤田深部岩溶地热水中稀土元素地球化学行为的指示意义,方法 以平顶山煤田为例,通过野外调查取样,室内测试,再结合稀土元素配分模式分析和赋存形态模拟等手段,探究深层岩溶地热水中稀土元素(rare earth elements,REEs)的分布特征与迁移规律.结果 结果表明,寒武系灰岩含水层中REEs质量浓度较低(0.054～0.244 μg/L),沿径流路径呈下降趋势;稀土元素(post-archean Australian shale,PAAS)标准化配分模式表现为MREEs和HREEs相对富集,LREEs相对亏损,并且具有明显的Eu正异常和程度不一的Ce负异常,且Ce负异常程度和Eu正异常程度从补给区到排泄区呈降低趋势;水化学平衡软件MINTEQ 3.1模拟结果表明,地热水中REEs以Ln(CO3)2-和LnCO3+络合态为主,随原子序数增大或pH升高,Ln(CO3)2-摩尔分数明显增大,而LnCO3+摩尔分数依次递减,另外,地热水中还存在少量LnSO4+,Ln3+,LnHCO32+,LnF2+和Ln(SO4)2-,其摩尔分数随原子序数增大依次减小,同时受地热水pH和HCO3-,SO42-,F-浓度共同控制;此外,岩溶地热水中还表现出明显的Y正异常和高ρ(Y)/ρ(Ho),可能与地热水富集Ca2+有关.结论 研究结果拓展了稀土元素在煤田水文地球化学研究中的应用,可为揭示矿区深部岩溶地热水补径排过程提供重要依据.