Химический и минеральный состав измененного вулканического пепла в углях Харанорского месторождения, Восточная Сибирь

Abstract

Актуальность. Обусловлена необходимостью оценки роли измененного вулканического пепла на формирование минеральных и геохимических характеристик угленосных отложений. Следы вулканического материала в углях диагностируются преимущественно в виде глинистых горизонтов - тонштейнов. Изучение химического и минерального состава глинистых туфогенных горизонтов и вмещающих углей позволяет ответить на ряд вопросов, касающихся влияния вулканогенного материала на процесс угленакопления. Тонштейны известны в палеозойских, мезозойских и кайнозойских угленосных отложениях. Находки мезозойских тонштейнов имеют сравнительно малую распространенность. В связи с этим Харанорское буроугольное месторождение является уникальным объектом для исследования измененных слоев вулканического пепла в угленосных отложениях мелового возраста. Цель. Комплексное изучение измененного вулканического пепла в углях мелового возраста Забайкальского края. Методы. Полевые исследования; минеральный состав изучен методами оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии; химический состав определен методами массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой, атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, инструментальным нейтронно-активационным анализом. Результаты и выводы. Представлены данные о минеральном и химическом составе тонштейна в пласте угля Новый-1а раннемелового возраста Харанорского месторождения, расположенного на юго-востоке Восточной Сибири (Россия). Минеральный состав тонштейна представлен каолинитом, кварцем, КПШ. Акцессорные минералы представлены цирконом, ильменитом, монацитом-(Ce), ксенотимом-(Y). Тонштейн характеризуется высокими концентрациями Ga, Nb, Hf, Ta, Hg, Th и U. Наиболее высокие содержания редких элементов-примесей в угле и золе угля пласта Новый-1а приурочены к участкам контакта тонштейна и угля. Самое значительное обогащение данной зоны характерно для РЗЭ, Y, Zr, Hf, Nb, Ta, Th и U. Минералогические и геохимические особенности изученного тонштейна свидетельствуют о его образовании из вулканического пепла щелочного состава

Relevance. The necessity to assess the role of altered volcanic ash on the formation of mineral and geochemical characteristics of coal-bearing deposits. Traces of volcanic material in coals are diagnosed mainly in the form of clay horizons - tonsteins. The study of the chemical and mineral composition of clay tuffaceous horizons and the host coals allows us to answer a number of questions concerning volcanic material impact on coal accumulation. Tonsteins are known in Paleozoic, Mesozoic and Cenozoic coal-bearing deposits. Finds of Mesozoic tonsteins are relatively rare. In this regard, the Kharanorskoe brown coal deposit is a unique object for the study of altered layers of volcanic ash in Cretaceous coal-bearing deposits. Aim. Comprehensive study of altered volcanic ash in Cretaceous coals of the Zabaikalsky Krai. Methods. Field studies; the mineral composition was studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffractometry; chemical composition was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, and instrumental neutron activation analysis. Results and conclusions. The paper presents the data on the mineral and chemical composition of tonstein in the Early Cretaceous Novy-1a coal seam of the Kharanorskoe deposit located in the southeast of the Eastern Siberia (Russia). The mineral composition of the tonstein is represented by kaolinite, quartz, and feldspar. Accessory minerals are zircon, ilmenite, monazite-(Ce), and xenotime-(Y). The tonstein is characterized by high concentrations of Ga, Nb, Hf, Ta, Hg, Th and U. The highest concentrations of rare trace elements in the coal, and especially in the coal ash of the Novy-1a seam, are localized in the areas of contact between the tonstein and the coal. The enrichment with REE, Zr, Nb, Y, Ta, Hf, Th and U is the most significant. Mineralogical and geochemical characteristics of the studied tonstein indicate its formation from volcanic ash of alkaline composition