نشریه علوم زمین خوارزمی

نشریه علوم زمین خوارزمی

غلظت عناصر کمیاب در معدن زغال‌سنگ تخت، مینودشت، استان گلستان

نویسندگان
فاطمه اسفندیاری فر
بهنام شفیعی بافتی
مصطفی رقیمی
دانشگاه گلستان، دانشکدۀ علوم، گروه زمین شناسی
چکیده
معدن زغال تخت قرار گرفته در ناودیس بزرگ زغالدار قشلاق در دامنه شمالی سلسله جبال البرز در شرق استان گلستان برای ارزیابی غلظت عناصر کمیابی مانند گالیوم (Ga)، ژرمانیوم (Ge)، وانادیوم (V)، اسکاندیوم (Sc)، اورانیوم (U)، لانتانیوم (La) و سریوم (Ce) مورد پژوهش قرار گرفته است. نمونه­های زغالی مورد بررسی در این پژوهش بر پایه آنالیز شیمی عناصر اصلی سازنده زغالسنگ (CHNS wt%) در رده­های بیتومینه، نیمه بیتومین-لیگنیت، لیگنیت و تورب گروه­بندی شدند. آنالیز ICP-MS نمونه­های زغالی نشان داد که عمده عناصر کمیاب در زغال­های معدن تخت از غلظت بسیار پایین همانند زغال­های سخت و قهوه­ای از دیگر مناطق جهان برخوردارند لیکن از V (تاppm 88)، Zr (تاppm 96) و Sc (تا ppm16) اندکی غنی­شدگی نسبت به میانگین جهانی غلظت این عناصر در زغالسنگها نشان دادند. فقیر بودن زغال­های معدن تخت از عناصر کمیاب را می­توان به فقر ذاتی حوضه رسوبگذاری رسوبات گروه شمشک از عناصر مذکور نسبت داد که ناشی از نبود منابع سنگی عناصر کمیاب (مانند گرانیتها، کربناتیتها، پگماتیتها، پریدوتیتها) بعنوان سنگ منشاء رسوبات گروه شمشک در منطقه مورد مطالعه بوده است. بنابراین، به نظر می­رسد تشکیل و تکامل گروه شمشک در یک حوضه رسوبی با غلظت معمولی از عناصر کمیاب رخ داده باشد که نتیجه آن شکل­گیری زغالسنگ­های فقیر از عناصر کمیاب بوده است.
کلیدواژه‌ها
زغال‌سنگ
عناصر کمیاب
معدن تخت
استان گلستان

عنوان مقاله English

Evaluation of trace elements concentration in Takht coal mine, MinooDasht, Golestan Province, NE of Iran

نویسندگان English

Fatemeh Esfandiarifar
Behnam shafieibafti
Mostafa Raghimi
Golestan University
چکیده English

Takht coal mine located in the Gheshlagh coal-bearing large synclinorium in northern flank of the Alborz Mountains in East of Golestan province has been investigated for evaluation of concentration of trace elements such as gallium (Ga), germanium (Ge), vanadium (V), scandium (Sc), uranium (U), lanthanum (La) and cerium (Ce). Coal samples studied in this research were categorized into bituminous, sub-bituminous-lignite, lignite and peat types according to chemical analysis of major element (CHNS wt%) constructing the coals. ICP-MS analysis of coal samples show that most of trace elements in Takht coal mine have very low concentrations to those of hard and brown coals around the world, however they displayed slightly enrichment in V (up to 88 ppm), Zr (up to 96 ppm) and Sc (up to 16) compared to global average concentration in coals. Low concentration of trace elements in the Takht coal mine could be attributed to inherent poverty of the Shemshak sedimentary basin of such elements. It could be related to the absence of trace elements-bearing source rocks (e.g., granitoids, carbonatites, pegmatites and periodotites) as source rocks of Shemshak Group sediments in the study area. Therefore, it seems that formation and evolution of the Shemshak Group is occurred in a sedimentary basin with normal concentrations of the trace elements that led to formation of a trace element-poor coals.

کلیدواژه‌ها English

Coal
Trace elements
Takht mine
Golestan Province
Aftabi A., Shojaei S.V., KazeraniNezhad R., “Geochemical and environmental baseline of major and trace elements in Zarand coals, southeastern Iran”, Environmental Earth Sciences,73 (2015) 7457–7476.
Burnet G., “Newer technologies for resource recovery from coal combustion solid wastes”, Energy 11 (1986) 1363–1375.
Finkelman R.B., “Trace and minor elements in coal”, In: Engel M.H., Masko S.A. (Eds.), “Organic Geochemistry”, Plenum Press, New York, (1993) 593–607.
Dai S., Finkelman R.B., “Coal as a promising source of critical elements: Progress and future Prospects”, International Journal of Coal Geology, 186 (2018) 155-164.
Finkelman R.B., Brown Jr. R.D., “Coal as host and as an indicator of mineral resources”, In: Peters D.C. (Ed.), “Geology in Coal Resource Utilization”, Fairfax, Techbooks, Virginia, (1991) 471–481.
Fursich F.T., Wilmsen M., Seyed-Emami K., and MajidifardM.R., “Lithostratigraphy of the Upper Triassic–Middle Jurassic Shemshak Group ofNorthern Iran”, In: Brunet M.F., Wilmsen M. andGranth J.W. (eds) “South Caspian to Central Iran Basins. Geological Society”, London, Special Publication, 312 (2009) 129–160.
Goodarzi F., Sanei H., Stasiuk L., Bagheri-Sadeghi Reyes H.J., “A preliminary study of mineralogy and geochemistry of four coal samples from Northern Iran”, International Journal of Coal Geology, 65 (2006) 35–50.
Höll R., Kling M., Schroll E., “Metallogenesis of germanium — a review”. Ore Geology Reviews 30 (2007)145–180.
Hower J.C., Granite E.J., Mayfield D.B., Lewis A.S., Finkelman R.B., “Notes on contributions to the science of rare earth element enrichment in coal and coal combustion by-products”, Minerals 6, 32 (2016) 1-9.
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,39 (1999) 141–153.
Jandova J., Vu, H., “Processing of germanium-bearing fly ash”, Metallurgy, Refractory and environment, (2001) 107–112.
Jenney W.P., “The chemistry of ore deposition”, American Institute of Mineral Engineering Transactions, 33 (1903) 445–498.
Levinson A.A., “Introduction to exploration geochemistry’’, Applied Publishing Ltd., Calgary, Canada (1980).
Massari S., Ruberti M., “Rare earth elements as critical raw materials: focus on international markets and future strategies”, Resource Policy, 38 (2013) 36–43.
Moore F, Esmaeili A., “Mineralogy and geochemistry of the coals from the Karmozd and Kiasar coal mines, Mazandaran province, Iran”, International Journal of Coal Geology, 96 (2012):9–21.
Seredin V.V., Finkelman R.B., “Metalliferous coals: A review of the main genetic and geochemical types”, International Journal of Coal Geology 76 (2008) 253–289.
Stone R.W., “Coal near the Black Hills Wyoming-South Dakota”, United State Geological Survey Bulletin, 499 (1912) 1–66.
Swaine D.J., “Trace Elements in Coal”, Butterworths, London. (1990)278 p
Yazdi M., “Geological and geochemical features of Alborz basin coal deposits, Iran”, Journal of Sciences Islamic Republic of Iran 23(2012)163–169.
Yazdi M., Esmaeilnia S.A., “Geochemical properties of coals in the Lushan coalfield of Iran”, International journal of Coal Geology 60 (2004)73–79.