采用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、煤岩鉴定及X-衍射分析等方法分析了河东煤田北部主采8号及13号煤中稀土元素的地球化学特征及矿物组成特征,探讨了煤中稀土元素的赋存状态及主要来源。结果表明:河东煤田北部8号和13号煤中稀土总量(ΣREE)均高于华北晚古生代煤及中国煤中稀土总量平均值,稀土元素相对富集。8号和13号煤具有相似的稀土元素地球化学参数和稀土元素分布模式,且与华北地区的晚古生代煤中稀土元素地球化学特征及分布模式具有很好的相似性。呈左高右低、Eu存在明显负异常的"V"型曲线;LREE明显富集,HREE相对亏损,LREE和HREE出现较强分异;且轻稀土分异较强,而重稀土分异较弱;Ce具有极弱的负异常,基本正常。整个河东煤田北部8号煤和13号煤层形成的过程中,稀土元素的来源基本一致;且成煤时期,泥炭沼泽具有相对稳定的陆源物质供应,成煤环境均为酸性还原环境。8号和13号煤中的稀土元素可能以无机态和有机吸附态共存,且主要赋存在黏土矿物中;物质来源与整个华北地台晚古生代的沉积具有一致性,主要受阴山古陆陆源物质的影响和控制。
【稀土元素在煤炭中的地球化学特征】
稀土元素（Rare Earth Elements, REE）是一类具有特殊性质的化学元素，它们在地壳中的分布并不均匀，但在特定地质环境中，如煤炭中，可以相对富集。河东煤田北部的8号和13号煤层中的稀土元素含量显著高于华北晚古生代的平均水平，这表明该区域的煤炭具有独特的地球化学特性。
通过对这些煤炭样本进行电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、煤岩鉴定及X-衍射分析，研究发现8号和13号煤的稀土总量（ΣREE）高，且稀土元素相对富集。这种富集现象可能是由于地质历史中特定的沉积条件和成煤环境所导致。两者的稀土元素地球化学参数和分布模式极为相似，呈现典型的“V”型曲线，即Eu存在明显的负异常，同时轻稀土（LREE）富集而重稀土（HREE）相对亏损，显示出较强的分异性。
稀土元素在煤中的赋存状态可能包括无机态和有机吸附态两种形式，并且主要存在于黏土矿物中。黏土矿物是煤炭中重要的矿物成分，它们可以有效地吸附和储存稀土元素。此外，研究指出，8号和13号煤在形成过程中，其稀土元素的来源基本一致，反映了成煤时期的陆源物质供应相对稳定，成煤环境为酸性还原环境，这与华北地台晚古生代的沉积环境相吻合。
具体到物质来源，阴山古陆的陆源物质对河东煤田北部的稀土元素分布具有决定性影响。阴山作为地质构造上的一个重要区域，其风化剥蚀产物可能通过河流搬运进入沉积盆地，进而富集在煤炭中。因此，研究这些稀土元素的地球化学特征不仅有助于理解煤炭形成过程，也为矿产资源的勘查和评估提供了重要线索。
河东煤田北部8号和13号煤的稀土元素地球化学特征揭示了该地区煤炭形成的历史环境和地质作用，为煤炭资源的开发利用和环境保护提供了科学依据。同时，这些研究成果也对深入理解晚古生代华北地区的地质演化和区域地球化学背景具有重要意义。
