科技信息2010 年第 25 期SCIENCE Hydrothermal circulation; Emeishan basalt; Fracture0引言对高砷煤的研究具有极大的价值尤其对高砷煤区的环境及人体 健康的保护具有很大的价值；再就是属于稀土元素的砷作为成煤矿物 质来源的良好地球化学指示剂，可以通过研究地质体中稀土元素砷的 组成和配分来探讨煤质作用众所周知煤是在各个地质历史时期形成 的复杂的沉积有机岩，对优质煤研究的另一个方面就是对煤中有害元 素的 煤中除去可以利用的有益元素外，还含有许多有害元素，As就 是对人类及环境最有危害的元素之一[1] 煤中的砷是挥发性较强的元 素，高砷煤在燃烧时，无论是无机砷，还是有机砷，几乎都生成剧毒的 三氧化二砷（砒霜）本研究针对黔西南煤中砷的含量高的特征对其形 成原因进行了研究以往学者对高砷煤的形成的研究多列举了很多对 高砷煤形成的因子，譬如一般都是从物源、沉积环境、构造等方面来解 析 其最后的结论都是各个影响高砷煤形成因素的单列 没有主次与 各个因素的联系之分 笔者以为这是研究高砷煤的不足之处 本文把 高砷煤的形成建立在热液循环系统的的基础上，建构起系统的研究基 点。
组成形成高砷煤热液系统的各个因素之间相互影响和作用 煤中 伴生元素砷的富集有多种地质因素 取决于多种地质因素 但在某一 具体成煤环境与后期煤变作用总有一种或几种地质现象起主导作用 Ren[2]等系统总结了煤中微量元素富集的五种成因类型：陆源富集型、 沉积作用富集型、岩浆、热液作用富集型、深大断裂作用富集型和地下 水作用富集型Bougka[3]等把煤中元素的富集分为两类：1)植物(包括部 分动物)的本身的元素；2)在泥炭聚积和成煤演化阶段及各种后生地质 作用等所引起的元素富集低温热液流体对煤的变质作用只在相对局 限的地质环境中，却对煤中稀土元素砷的富集有着重要的作用 根据 流体和热能的来源，可把活动于煤盆地中的热液流体分为深循环热液 和岩浆分异热液[4]它们都可以侵入煤层，在合适的条件下使煤中的伴生元素砷可以得到富集，成为高砷煤成因的主要类型 在形成高砷 煤热液循环系统方面，流体多出现于深大断裂附近的聚煤盆地.煤中 异常高含量的有害元素砷与断裂带中运移的热液流体有关，据代世峰 对贵州织金煤矿区煤地球化学性质变异的研究认为，笔者通过研究也 认为热液流体循环作用而形成的岩脉是黔西南煤中伴生有害元素砷 富集的主要载体。
本文就对黔西南高砷煤形成作用进行热液循环系统 的研究1热液循环系统中的矿物质砷的物质来源分析 1.1根据对贵州西部新鲜未蚀变峨眉山玄武岩中Au、As、Hg、sb等元 素的分析，其平均含量明显高于世界其他地区玄武岩的含量[5]岩浆作用可携带大量的As、Hg、sb等元素 譬如我国腾冲现代热液沉积物 中的，Au、 、Hg、sb等元素含量明显高于克拉克值，因此，可以推测贵 州高砷煤中的As主要来源于晚二叠世峨眉山玄武岩浆喷发作用 把峨眉山玄武岩微量元素与黔西南兴仁潘家庄矿区微量元素的对比分 析表明高砷煤中的稀土元素特点极大地显示了峨眉山玄武岩稀土元 素的特点兴仁潘家庄矿区所处地质环境与黔西南高砷煤的地质环境 相当，都属构造发育的二叠统地层中 这也说明黔西南煤层先期沉积 的煤层接受了来自晚二叠世峨眉山玄武岩成矿热液的改造 表1峨眉山玄武岩微量元素含量表wB/10-6 Table11lle contents of trace dements in the Emeishan basalt注：据涂里干和费德波中国科学院地球化学研究所完成的测试数据(1961)表2兴仁潘家庄矿区煤微量元素分析wB/10-6 Table2Trace element analysis of coal to Pan Jiazhuang Coal Mine in Xin Ren County注：据贵州地质矿产勘探开发局105队化探资料。
1.2稀土元素可指示成矿物质的来源， 对黔西南煤中稀土元素砷的 组成和配分来探讨煤中稀土元素砷的来源和演化据分析表明黔西南 高砷煤分布区二叠世龙潭组煤微量元素与峨眉山玄武岩微量元素，其 稀土砷的丰度无大的差别采样点/样品数Au/×10-9AsHgSbCuPbZnS兴义大地/118.6300.41.045.7217.5293.812000兴仁交乐/119.3410.70.516.3317.80106.482300安龙戈塘/117.4253.13.0427.3813.50113.624300兴仁大丫口/120.0274.22.957.4015.4097.504700晴隆/12200.01134.2125.0黔西南/32546.6110.212.02919其他地区玄武 岩微量元素平 均值4.020.10.2876105300岩样AsS(%)SbFPM1煤层 兴 仁潘家庄102.5831013730M1煤层 兴 仁潘家庄15.63.0740015030M1煤层 兴 仁潘家庄10.82.7834015350M4煤层 兴 仁潘家庄12.92.441381200M4煤层 兴 仁潘家庄18.73.09166○矿业论坛○353科技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010 年第 25 期2热液循环系统的通道2.1大地构造背景 黔西南高砷煤分布于扬子地台西南缘， 该区沉积有上古生界至 中—上三叠统的海相沉积和上三叠统的陆相沉积地层.在扬子地台边 缘发育有从泥盆纪到三叠纪的浅海相碳酸盐沉积。
在晚三叠世，隆起 区接受了大面积的陆相沉积，包括煤系及含煤地层在燕山期，区内地 层普遍经历褶皱及断裂运动 地表出露主要为三叠纪地层，而二叠纪 地层主要出露在背斜的核部，部分在三叠纪时即为地势较高的露头[5] 这说明在地质构造史期，黔西南所出的大环境属于地质活跃区 2.2区域构造条件 黔西南区高砷煤中砷的活化、迁移、富集与地质构造的关系密密 切[6]，高砷煤产出具体位置主要受构造系统控制，特别是与Au、As、Hg、 Sb矿化有关的构造系统[7]典型煤矿地质条件表明构造的控矿作用明显 （见图1）黔西南高砷煤矿床(点)大致都分布于扬子陆块与华南褶 皱右江造山带的过渡带，在晴隆以北地区，广泛发育一系列轴迹近南 北向的褶皱带和与之大体平行的逆冲断层在贞丰以北地区古生界及 中生界岩系组成的构造带近东西向展布，并显出略向北突出的弧形构 造.在册亨以北地区发育有水城-紫云断裂带与滇黔交界的猪场-兴义 变形带 可以看出黔西南地区属于构造区发育区 在表2统计的兴仁 潘家庄高砷煤每个矿床（点）都各具控矿构造特点，但同时这些煤矿床（点）富砷区几乎都与背斜或穹窿上的断裂有关，因此，可以认为黔西 南高砷煤在成煤期后因构造断裂为富含砷的热液体循环至含煤层进 行富集提供了良好的通道。
图1黔西南构造略图 Fig1Geological structure of southwestern Guizhou3热液循环的动力来源3.1黔西南地温梯度分析 从贵州上二叠统煤系地层的埋深厚度情况来看，低砷煤地区一般 在4-6km，中砷煤区大多集中在黔北在4.5-5km范围，黔西南为埋深 最大地区，高砷煤区的普片埋深在5 km以上，埋深最大为黔西南兴仁 龙头山，为6375 m其他地区则为低砷煤区见图2）根据地温梯度增 温规律，在黔西南区每千米增温20℃左右，从图2可以看出在黔西南 地区的高砷煤段大约只因上覆地层引起的地温增温梯度平均在100- 120℃之间[8]（据中石化在中国南方地温增温测试中对贵州区的测点资 料）图2贵州省黔西南区高砷煤上覆地层等厚线图 Fig2Southwestern Guizhou Province on the overlyingstrata of high arsenic coal isopach map3.2峨眉山玄武岩热力分析峨眉山玄武岩区域岩浆活动的总体演化由基性到酸性，由喷发到 侵入，由海相到陆相.裂谷作用由泥盆纪至三叠纪 早晚二叠纪之间大 规模峨眉山玄武岩浆喷发.峨眉山玄武岩在贵州西部广泛分布，其分 布形态呈向东凸的舌形，西厚东薄.在西北部的威宁、盘县一带形成巨 厚的峨眉山玄武岩，黔西南区峨眉山玄武岩厚度中等。
黔西-安顺一线 以东厚仅数十米，且多不连续，在瓮安至福泉一带附近尖灭.贵州省内 岩浆岩出露面积不大，自早古生代以来，以晚古生代（二叠纪）峨眉山 玄武岩活动最为强烈，其余均为零星分布[9]从图3可以看出，峨眉山玄.武岩在研究区由西至东成楔状分布， 而岩浆活动产生的热量是造 成热液循环的一重要因素.在黔西南高砷煤研究区，峨眉山玄武岩的 厚度属于中等厚度，这就使得该研究区最大的煤系埋深所产生的地温 梯度增温与中等厚度岩浆所引起的地温的叠加构成了黔西南高砷煤 区含砷热液循环的主要热动力来源图3峨眉山玄武岩等厚线分布图 Fig3Emeishan basalt isopach4热循环系统的综合因素砷的后期富集 在黔西南高砷煤区，从前面的分析知道，峨眉山玄武岩中砷的含 量远远高于其他地区 黔西南区属于峨眉山玄武岩区，煤中砷的含量 与峨眉山玄武岩中砷的含量差别不大 因此，认为黔西南高砷煤中砷 的矿物来源于峨眉山玄武岩在黔西南成煤以前的地史时期地质活动 活跃在该研究区形成了很多深大断裂并且在研究区断裂密度较大 为大气降水下渗到地层深部提供了有利条件，下渗水体与周围围岩发 生物质交换，温度也逐渐升高而成为易于活化峨眉山玄武岩中砷物质 的中低温热液体。
黔西南煤中的热液黄铁矿、方解石发育包裹体测温 确定的形成温度为160～200℃[4] 前面提及黔西南上覆地层引起的地 温梯度增温是100-120℃，加之侵入岩体的增温是可以达到砷物质中 低温热液体的160－200 ℃范围的 这样断裂为富集成高砷煤的热液循 环系统提供了富砷热液循环通道在黔西南高砷煤研究区上覆煤系厚 大的地层为产生的地温梯度增温提供了主要热动力来源，还有就是峨 眉山玄武岩的中等厚度所产生的地温增加也是该研究区高砷煤热液 循环的动力来源综合热液循环的几大因素可作高砷煤的热液循环系 统模式图41白云岩2炭质页岩3粉砂岩4白云质灰岩5砂岩6细晶白云岩 7灰岩8高砷含煤层①深大断裂②主导液构造③次导液构造 图4黔西南高砷煤热液循环系统模式图 Fig4Hydrothermal circulation of arsenic in southwestern Guizhou Province, Schematic（下转第336页）○矿业论坛○354科技信息SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION2010 年第 25 期●科服务 3.1矿石质量管理 矿石质量管理属于矿山企业全面质量管理的重要组成部分，是为 了充分合理地利用矿山宝贵的矿产资源， 减少损失并保证矿产品质 量，满足使用单位（选、冶、用部门）对矿石质量的要求而开展的一项经 常性工作。
要搞好矿石质量管理，就必须按照矿石质量指标要求，编制 完善的矿石质量计划，进行矿石质量预测，加强采矿贫化与损失的管 理，搞好矿石质量均衡工作，并加强生产现场全过程的矿石质量检查 与管理，以减少输出矿石质量的波动，保证矿山按计划、持续、稳定、均 衡地生产，提高矿山企业生产的总体效益 编制月旬各台阶地质资料及矿石质量品位综合图是编制矿石质 量计划的关键，矿石质量计划是衡量计划期内将生产的矿石能否达到 规定的矿石质量指标要求，以便及时发现问题，预先采取措施，调整生 产计划； 可以有目标、 按计划地指导矿石质量均衡工作； 保证采、选（冶）均衡生产，有助于提高矿山生产效率和资源回收率 3.2采剥生产地质指导 矿山采剥生产是按计划和设计进行的，同样离不开生产的地质图 件指导月旬各台阶地质资料及矿石质量品位综合图是矿山地质人员 在矿山生产过程中，根据矿床地质情况和设计的任务要求，对生产进 行现场施工的指导工作它对生产起。