安徽省淮南煤田是华东最重要的能源基地,煤田北部受到不同程度的岩浆侵入影响。岩浆侵入煤层不仅对煤矿安全生产和煤炭资源利用不利,还可导致热变质煤中部分有害微量元素富集,因此,研究煤地球化学对岩浆侵入的响应特征具有十分重要的理论和现实意义。本文以受岩浆侵入影响的淮南煤田潘三矿4-2煤层为例,系统采集了某典型剖面上顶底板泥岩、热变质煤和侵入岩样品,同时一并采取了淮南煤田7个煤矿同一煤层未受岩浆侵入影响的煤样进行对比分析。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜能谱分析了岩石样品的矿物组成,进而采用X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、带碰撞/反应池电感耦合等离子体质谱仪、高温水解离子选择性电极和DMA-80汞分析仪等仪器分别测定了样品中主微量元素的含量。基于矿物学及元素地球化学等基础理论,分析了煤在岩浆侵入热变质过程中矿物组成、主微量元素和稀土元素含量的变化特征,揭示了潘三矿4-2煤层煤地球化学对岩浆侵入的响应特点,主要结论如下:(1)热液活动导致侵入岩蚀变,出现热液成因菱铁矿和热液蚀变成因高岭石。煤层受岩浆侵入作用,煤中矿物种类增加,出现后生矿物如斜绿泥石、镍绿泥石和镁绿泥石等。高岭石和石英是热变质煤中的主要矿物,其中,石英以脉状、网状和囊泡充填为主,表明其后生热液成因。脉状和分散颗粒状的黄铁矿亦为后生热液成因矿物。热变质煤与侵入岩接触带中以热液成因石英和黄铁矿为主。(2)与中国煤相比,淮南煤田未受岩浆侵入影响的4-2煤中仅Cr(34.5 mg/kg)、Se(4.99 mg/kg)和W(2.89 mg/kg)稍富集;然而,与中国煤相比,淮南煤田潘三矿热变质煤中的F(326 mg/kg)和V(105 mg/kg)稍富集,而Co(1.77 mg/kg)、Ni(5.06 mg/kg)、Zn(7.67mg/kg)、Sb(0.33 mg/kg)、W(0.52 mg/kg)和 Hg(0.010 mg/kg)等亏损。(3)潘三矿4-2煤层的岩浆侵入体厚度虽达1.97m,但对陆源供应元素影响有限,包括 Li、F、Sr、Sn、V、Cr、Co、Ni、Cs、Sc、Ga、Rb、Zr、Nb、Ag、Cd、In、Ba、Hf、Ta、W、Th、U和REY等;接触热变质作用导致煤中有机质脱挥发分和热解碳沉积,导致侵入体附近热变质煤中Be和Ge的含量增加;Cu、As、Sb、T1和Bi由于岩浆侵入发生迁移,并在热变质煤中再次沉积;岩浆侵入的高温导致煤中的Zn、Se、Mo、Pb和Hg完全挥发损失。图[15]表[7]参[157]