Rare-earth elements (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) in the coals of the North Asia (Siberia, Russian Far East, North China, Mongolia, Kazakhstan) | Geosphere Research. 2017. № 4. DOI: 10.17223/25421379/5/1

Rare-earth elements (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) in the coals of the North Asia (Siberia, Russian Far East, North China, Mongolia, Kazakhstan)

7182 coal samples from coal deposits and basins of North Asia were analyzed for rare-earth elements (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu). The coals of Northern Asia are characterized by elevated REE concentrations compared with the mean concentrations in coals of the world. Main regularities of distribution and conditions of REE accumulation in the coal deposits and basins were studied. The accumulation of REE in the coal seams is caused by peculiarities of the source area composition in the ancient peat accumulation basin, subsynchronous volcanism during peat accumulation, epigenetic processes and features of the regional hydrogeochemistry. The formation of anomalies and complex rare metal ores is caused by the presence of REE-enriched rock massifs in the basement and surrounding rocks of the coal-bearing depressions, or by sub-synchronous volcanism of alkaline or acidic composition. The transformation of ashes in the aggressive peat bog environment leads to the removal and redeposition of REE near tonsteins forming contrast anomalies in the coal seams. Sometimes these complex anomalies may be of industrial interest. The modes of REE occurrence change over the coalification process. In brown coals of low extent of coalification, organic forms of REE predominate, while autogennic mineral forms prevail in the hard coals and anthracites.

Download file

Counter downloads: 404

Keywords

уголь, Северная Азия, редкоземельные элементы, закономерности распределения, условия накопления, формы нахождения, Coals, North Asia, rare earth elements, average content, distribution patterns, accumulation conditions, modes of occurrence

Authors

Name	Organization	E-mail
Arbuzov Sergey I.	Tomsk Polytechnic University	siarbuzov@mail.ru
Chekryzhov Igor Yu.	Laboratory of Geochemistry, Far East Geological Institute FEB RAS	chekr2004@mail.ru
Sun Yuzhuang	Hebei University of Engineering	sun_yz@hotmail.com
Zhao Cunliang	Hebei University of Engineering	cunliang909@163.com
Mashenkin Valery S.	Chingis Khaan Bank	mashenikin@mail.ru
Ilenok Sergey S.	Tomsk Polytechnic University	ilenokss@rambler.ru
Ivanov Vladimir V.	Far East Geological Institute FEB RAS	d159327@yandex.ru
Blokhin Maksim G.	Far East Geological Institute FEB RAS	blokhin@fegi.ru
Zarubina Natalya V.	Far East Geological Institute FEB RAS	zarubina@fegi.ru

Всего: 9

References

Арбузов С.И., Ершов В.В., Поцелуев А.А., Рихванов Л.П., Советов В.М. Редкоземельные элементы и скандий в углях Кузбасса // Литология и полезные ископаемые. 1997. № 3. С. 315-326

Арбузов С.И., Ершов В.В., Поцелуев А.А., Рихванов Л.П. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна. Кемерово : Изд-во КПК, 2000. 246 с

Арбузов С.И., Ершов В.В., Рихванов Л.П., Усова Т.Ю., Кяргин В.В., Булатов А. А., Дубовик Н.Е. Редкометалльный потенциал углей Минусинского бассейна. Новосибирск : Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. 347 с

Арбузов С.И., Ершов В.В. Геохимия редких элементов в углях Сибири. Томск : Д-Принт, 2007. 468 c

Арбузов С.И., Машенькин В.С. Зона окисления угольных месторождений - перспективный источник благородных и редких металлов (на примере месторождений Центральной Азии) // Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевой базы и предприятий ТЭК Сибири : материалы межрегион. науч.-практ. конф. Томск : Изд-во ТПУ, 2007. С. 26-31

Арбузов С.И., Волостнов А.В., Ершов В.В., Рихванов Л.П., Миронов В. С., Машенькин В.С. Геохимия и металлонос-ность углей Красноярского края. Томск : STT, 2008. 300 с

Арбузов С.И., Кикина Е.В., Чекрыжов И.Ю., Блохин М.Г., Иванов В.В. Вулканогенный пирокластический материал -источник редких металлов в углях Возновского буроугольного месторождения, Приморский край, Россия // Материалы Всероссийской конференции «Комплексное использование потенциала каменных и бурых углей и создание комбинированных экологически безопасных технологий их освоения» 20-22 сентября 2017 г., г. Благовещенск. Благовещенск, 2017. C. 95-99

Баранов Ю.Е. Редкие элементы в угленосных формациях // Геохимия, минералогия и генетические типы месторождений редких элементов. Т. 3: Генетические типы месторождений редких элементов. М. : Наука, 1966. С. 736-754

Гольшмидт В.М., Петерс К. О накоплении редких элементов в каменных углях // Сборник статей по геохимии редких элементов: пер. с нем. М. : Ред. горно-топливной и геолого-разведочной литературы, 1938. С. 41-53

Горький Ю.И. Основные закономерности распространения германия в ископаемых углях (на примере Минусинского бассейна) : дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Минск, 1972. 184 с

Ильенок С. С., Арбузов С.И. Минеральные формы редких элементов в углях и золах углей Азейского месторождения Иркутского угольного бассейна // Известия Томского политехнического университета. 2016. Т. 327, № 2. С. 6-20

Кизильштейн Л.Я. Экогеохимия элементов-примесей в углях. Ростов н/Д : Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. 296 с

Костерин А.В., Королев Д.Ф., Кизюра В.Е. Редкие земли в Чехезском буроугольном месторождении // Геохимия. 1963. № 7. С. 694-695

Кузеванова Е.В. Металлоносность углей кайнозойских буроугольных месторождений Приморья : дис. ... канд. геол.-минерал. наук. СПб., 2014. 134 с

Павлов А.В. Вещественный состав золы углей некоторых районов Западного Шпицбергена // Ученые записки некоторых районов НИИГА. Региональная геология. 1966. Вып. 8. С. 128-136

Рихванов Л.П., Арбузов С.И., Бат-Улзий Д., Гэрэл О., Гарамжав Д. Радиогеохимические особенности щелочных грани-тоидов Хан-Богдинского типа Монголии и их редкометалльное оруденение //Современные проблемы геологии и разведки полезных ископаемых: Международная конференция, посвященная 80-летию основания в Томском политехническом университете первой в азиатской части России кафедры «Разведочное дело» : материалы науч. конф. Томск, НИ ТПУ, 5-8 октября 2010 г. Томск : Изд-во ТПУ, 2010. C. 85-91

Рыбалко В.И., Арбузов С.И. Прогнозно-геохимическая оценка металлоносности углей Ирана // Вестник науки Сибири. 2011. № 1. С. 19-22

Рыбалко В.И., Арбузов С.И., Волостнов А.В. Металлоносность углей Ирана // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 322, № 1. С. 83-90

Рыбалко В.И., Арбузов С.И. Влияние угольного метаморфизма на поведение Sc, REE, Th, U в углях Табасского бассейна, Иран // Геохимия литогенеза : материалы Российского совещания с международным участием (Сыктывкар, Республика Коми: 17-19 марта 2014 г.). Сыктывкар : Геопринт, 2014. С. 221-222

Середин В.В. О новом типе редкоземельного орудения кайназойских угленосных впадин // Доклады Академии наук СССР. 1991. Т. 320, вып. 6. С. 1446-1450

Середин В.В., Магазина Л. О. Минералогия и геохимия ископаемой древесины Павловского буроугольного месторождения (Приморье) // Литология и полезные ископаемые. 1999. № 3. С. 281-286

Середин В.В., Шпирт М.Я. Редкоземельные элементы в гуминовом веществе металлоносных углей // Литология и полезные ископаемые. 1999. № 3. С. 281-286

Середин В.В. Основные закономерности распределения редкоземельных элементов в углях // Доклады Академии наук. 2001. Т. 377, № 2. С. 239-243

Середин В.В. Металлоносность углей: условия формирования и перспективы освоения // Угольная база России. Т. VI (Сводный, заключительный): Основные закономерности углеобразования и размещения угленосности на территории России. М. : Геоинформ-марк, 2004. 779 с

Середин В.В. Редкоземельные элементы в германиеносных пластах месторождения «Спецугли», Приморье // Геология рудных месторождений. 2005. № 3. С. 265-283

Середин В.В., Кременецкий А. А., Копнева Л. А. Новый тип гидротермальной иттриевоземельной минерализации в кайнозойских рифтогенных структурах Приморья // Прикладная геохимия. Вып. 7: Минералогия, геохимия и генетические типы месторождений. Кн. 1: Минералогия и геохимия. М.: ИМГРЭ, 2005. С. 57-77

Середин В.В., Чекрыжов И.Ю. Рудоносность Ванчинского грабена (Приморье) // Геология рудных месторождений. 2011. Т. 53, № 3. С. 230-249

Тимофеев П.П. Юрская угленосная формация Южной Сибири и условия ее формирования // Труды ГИН АН СССР. М. : Наука, 1970. Вып. 198. 208 с

Чекрыжов И.Ю., Середин В.В., Арбузов С.И. Редкоземельные элементы и уран в углях Раковской впадины, Южного Приморья // Материалы V Международной конференции: Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека. г. Томск, 13-16 сентября 2016 г. Томск : STT, 2016а. С. 703-706

Чекрыжов И.Ю., Трач Г.Н., Нечаев В.П., Высоцкий С.В., Трач Д.А. Редкоземельное оруденение в угленосных районах Южного Приморья // Материалы третьей Всероссийской научной конференции с международным участием: Геологические процессы в обстановках субдукции, коллизии и скольжения литосферных плит. г. Владивосток, 20-22 сентября 2016 г. Владивосток : ДВГИ, 2016б. С. 381-383

Чекрыжов И.Ю., Трач Г.Н., Нечаев В.П., Высоцкий С.В., Тарасенко И. А. Редкоземельные угли Приморья // Материалы Всероссийской конференции «Комплексное использование потенциала каменных и бурых углей и создание комбинированных экологически безопасных технологий их освоения» 20-22 сентября 2017 г., г. Благовещенск. Благовещенск, 2017. С. 113-115

Шишов Е.П., Чернышев А. А. Металлоносность бурых углей Средне-Амурской угленосной площади // Региональная геология и металлогения. 2017. № 69. С. 96-106

Шпирт М.Я., Середин В.В., Горюнова Н.П. Формы соединений редкоземельных элементов в углях // Химия твердого топлива. 1999. № 3. С. 91-99

Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Неорганическое вещество углей. Екатеринбург : НИСО УрО РАН, 2002. 420 с

Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Ценные элементы-примеси в углях. Екатеринбург : Изд-во УрО РАН, 2006. 538 с

Arbuzov S.I., Volostnov A.V., Mezhibor A.M., Rybalko V.I., Ilenok S.S. Scandium (Sc) geochemistry of coals (Siberia, Russian Far East, Mongolia, Kazakhstan, and Iran) // International Journal of Coal Geology. 2014. V. 125. P. 22-35

Arbuzov S.I., Mezhibor A.M., Spears D.A., Ilenok S.S., Shaldybin M.V., Belaya E.V. Nature of Tonsteins in the Azeisk Deposit of the Irkutsk Coal Basin (Siberia, Russia) // International Journal of Coal Geology. 2016a. V. 152. P. 99-111. doi: 10.1016/j.coal.2015.12.001

Arbuzov S.I., Ilenok S.S., Mashenkin V.S., Sun Yuzhuang, Zhao Cunliang, Blokhin M.G., Ivanov V.V., Zarubina N.V. Rare Earth Elements in the late Paleozoic coals of Northern Asia (Siberia, Northern China, Mongolia, Kazakhstan) // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering. 2016b. V. 327, № 8. P. 74-88

Arbuzov S.I., Maslov S.G., Finkelman R.B., Mezhibor A.M., Ilenok S.S., Blokhin M.G., Peregudina E.V. Modes of occurrence of Rare earth elements in peat from Western Siberia // Journal of Geochemical Exploration. 2018. V. 184. P. 40-48. doi: 10.1016/j.gexplo.2017.10.012

Chen J., Liu G., Li H., Wu B. Mineralogical and geochemical responses of coal to igneous intrusion in the Pansan Coal Mine of the Huainan coalfield, Anhui, China // International Journal of Coal Geology. 2014. V. 124. P. 11-35

Crowley S.S., Stanton R.W., Ryer T.A. The effects of volcanic ash on the maceral and chemical composition of the C coal bed, Emery Coal Field, Utah // Organic Geochemistry. 1989. V. 14. P. 315-331

Dai S., Zhou Y., Ren D., Wang X., Li D., Zhao L. Geochemistry and mineralogy of the Late Permian coals from the Songzao Coalfield, Chongqing, southwestern China // Science in China Series D: Earth Science. 2007. № 50. P. 678-688

Dai S., Li D., Chou C.-L., Zhao L., Zhang Y., Ren D., Ma Y., Sun Y. Mineralogy and geochemistry of boehmite-rich coals: new insights from the Haerwusu Surface Mine, Jungar Coalfield, Inner Mongolia, China // International Journal of Coal Geology. 2008. V. 74. P. 185-202

Dai S., Zhou Y., Zhang M., Wang X., Wang J., Song X., Jiang Y., Luo Y., Song Z., Yang Z., Ren D. A new type of Nb (Ta)-Zr(Hf)-REE-Ga polymetallic deposit in the late Permian coal-bearing strata, eastern Yunnan, southwestern China: possible economic significance and genetic implications // International Journal of Coal Geology. 2010. V. 83. P. 55-63

Dai S., Wang, X., Zhou Y., Hower J.C., Li D., Chen W., Zhu X. Chemical and mineralogical compositions of silicic, mafic, and alkali tonsteins in the late Permian coals from the Songzao Coalfield, Chongqing, Southwest China // Chemical Geology. 2011. V. 282. P. 29-44

Dai S., Ren D., Chou C.-L., Finkelman R.B., Seredin V.V., Zhou Y. Geochemistry of trace elements in Chinese coals: a review of abundances, genetic types, impacts on human health, and industrial utilization // International Journal of Coal Geology. 2012. V. 94. P. 3-21

Dai S., Li T., Seredin V.V., Ward C.R., Hower J.C., Zhou Y., Zhang M., Song X., Song W., Zhao C. Origin of minerals and elements in the Late Permian coals, tonsteins, and host rocks of the Xinde Mine, Xuanwei, eastern Yunnan, China // International Journal of Coal Geology. 2014a. V. 121. P. 53-78

Dai S., Luo Y., Seredin V.V., Ward C.R., Hower J.C., Zhao L., Liu S., Zhao C., Tian H., Zou J. Revisiting the late Permian coal from the Huayingshan, Sichuan, southwestern China: Enrichment and occurrence modes of minerals and trace elements // International Journal of Coal Geology. 2014b. V. 122. P. 110-128

Dai S., Chekryzhov I.Y., Seredin V.V., Nechaev V.P., Graham I.T., Hower J.C., Ward C.R., Ren D., Wang X. Metalliferous coal deposits in East Asia (Primorye of Russia and South China): a review of geodynamic controls and styles of mineralization // Gond-wana Research. 2016a. V. 29. P. 60-82. doi:10.1016/j.gr.2015.07.001

Dai S., Yan X., Ward C.R., Hower J.C., Zhao L., Wang X., Zhao L., Ren D., Finkelman R.B. Valuable elements in Chinese coals: a review // International Geology Review. 2016b. P.1-31. doi.:10.1080/00206814.2016.1197802

Dai S., Grahamc I.T., Ward C.R. A review of anomalous rare earth elements and yttrium in coal // International Journal of Coal Geology. 2016c. V. 159. P. 82-95

Finkelman R.B. Trace and minor elements in coal // Organic Geochemistry / eds. by M.H. Engel, S. Macko. New York : Plenum, 1993. P. 593-607

Hower J.C., Ruppert L.F., Eble C.F. Lanthanide, yttrium, and zirconium anomalies in the Fire Clay coal bed, Eastern Kentucky // International Journal of Coal Geology. 1999. V. 39. P. 141-153

Hower J.C., Eble C.F., Dai S., Belkin H.E. Distribution of rare earth elements in eastern Kentucky coals: Indicators of multiple modes of enrichment? // International Journal of Coal Geology. 2016. V. 160-161. P. 73-81

Huang W., Yang Q., Tang D., Tang X., Zhao Z. Rare earth element geochemistry of Late Paleozoic coals in North China // Acta Geologica Sinica. 2000. V. 74 (1). P. 74-83

Ketris M.P., Yudovich Ya.E. Estimations of Clarkes for carbonaceous biolithes: world average for trace element contents in black shales and coals // International Journal of Coal Geology. 2009. V.78. P. 135-148

Mardon S.M., Hower J.C. Impact of coal properties on coal combustion by-product quality: examples from a Kentucky power plant // International Journal of Coal Geology. 2004. V. 59. P. 153-169

Seredin V.V. Rare earth element-bearing coals from the Russian Far East deposits // International Journal of Coal Geology. 1996. V. 30. P. 101-129

Seredin V.V., Finkelman R.B. Metalliferous coals: a review of the main genetic and geochemical types // International Journal of Coal Geology. 2008. V. 76. P. 253-289

Seredin V.V., Dai S. Coal deposits as potential alternative sources for lanthanides and yttrium // International Journal of Coal Geology. 2012. V. 94. P. 67-93

Seredin V.V., Dai S., Sun Y., Chekryzhov I.Yu. Coal deposits as promising sources of rare metals for alternative power and energy-efficient technologies // Applied Geochemistry. 2013. V. 31. P. 1-11

Yliruokanen I., Lehto S. The occurrence of rare earth elements in some Finnish mires // Bull. Geol. Soc. Finland. 1995. V. 67. P. 27-38

Zielinski R.A. Element mobility during alteration of silicic ash to kaolinite - a study of tonstein // Sedimentology. 1985. V. 32. P. 567-579