煤中锰、镉、铅的分布

1、煤中锰一、锰的基本地球化学特征Mn是生物必需的微量元素，它对于豆科植物的固氮作用有重要影响；但 Mn含量过多则损害植物的生长。Mn的毒性在于其对人类的呼吸器官和神经系 统有影响。rogoBHH等(1985)认为，当大气中MnO2含量超过0.3mg/m3时有毒。 但由于燃烧时，煤中Mn大部分集中在炉渣中，因此排入大气的MnO2 一般不会 造成毒害。许琪(1988)的研究表明，由于Mn的熔点为1260。在灰化过程中极 易形成MnO2等氧化物而保留在灰渣中。王运泉(1994)、徐文东(2004)研究成果 也得出了相同的结论。Mn是煤中常见的元素，研究煤中Mn有助于了解煤的形成与地球化学演化 特征。M

2、n是自然界比较丰富的第四周期VIIB元素，有一个稳定间位素55Mn。 Mn是变价比较复杂的元素，在自然界可呈现+2、+3、+4、+6和+7等化合价， 其中二价Mn盐易溶，高价Mn化合物则多为沉淀。矿物中二价Mn易与Fe2+、 Mg2+、Zn2+、Ca2+进行类质同象替代，三价Mn易与Fe3+、Al3+和Cr3+类质同象 替代。Mn属于强亲氧元素，在自然界主要形成氧化物、氢氧化物、碳酸盐矿物 和硅酸盐矿物，Mn的硫化物罕见。自然界Mn的独立矿物有方锰矿(MnO)、软 锰矿(MnO2)、硬锰矿(BaMn2+ Mn94+O20 - 3H2O)、水锰矿MnO(OH)、方铁锰矿 或褐锰矿(Mn，Fe)2

3、O3、黑锰矿(Mn3O4)、锰磁铁矿(MnFe2O4)、钨锰矿(MnWO4)、 菱锰矿(MnCO3)、氯锰矿(MnCl2)、斜煌岩(Mn2Al2Si3O12)、锰铁橄榄石(MnFeSiO4)、 锰三斜辉石MnFe(SiO3)2、锰钙辉 石 CaMn(SiO3)2、钙蔷薇辉石CaMn(SiO3)2、 钙锰橄榄石(CaMnSiO4)、蔷薇辉石(MnSiO3)、锰橄榄石(Mn2SiO4)、锰印度石 Mn Al (AlSLO8)尖品石(MnAlQ) 红钛锰矿(MnTiO) 硫锰矿(MnS)、方 235182 43硫锰矿或褐硫锰矿(MnS2)。地壳中Mn丰度小于地幔，陆壳中Mn含量小于洋壳。在岩浆岩中，

4、从超基 性岩到酸性岩，Mn含量逐渐减小。在岩浆作用过程中，Mn主要以二价的形式 存在于硅酸盐矿物中，氧化物矿物和磷酸盐矿物中也含Mn；在富Mn的岩浆中， Mn可形成锰橄榄石、锰铁橄榄石和蔷薇辉石等Mn独立矿物。在岩浆演化的伟 品岩和汽水热液阶段，Mn可富集形成红钛锰矿等矿物。在富含Mn的热液作用 中，可形成钨锰矿；热液作用中形成的磷灰石富集大量Mn；随着热液温度的降 低，热液中硫逸度增加使得闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿和毒砂等热液硫 化物矿物中的Mn含量增加，甚至形成硫锰矿和褐硫锰矿。沉积岩中页岩的Mn含量为852 pg/g，碳酸盐岩为1100 pg/g，黏土中为6700 pg/g (刘英

5、俊、曹励明，1987)。在表生作用中，岩浆岩中的二价Mn被氧化为高 价Mn化合物而残留在原地形成残积型Mn矿。在酸性介质中，Mn则以碳酸盐、 重碳酸盐、硫酸盐或者以胶体的形式在溶液中迁移，当pH值升高时沉淀。因 Mn与O的亲和力较铁弱，Mn的二价氧化物较铁的二价氧化物稳定存在的范围 大，所以在随溶液迁移的过程中Fe早于Mn沉淀，Fe多沉淀在浅海区，而Mn 则沉淀在深海区。有机质的存在对于溶液中Mn的稳定存在具有重要作用，甚至 在碱性介质中Mn也不沉淀，因此Mn生物聚积作用具有重要意义。二、煤中锰的分布(一)世界煤中锰的分布我们根据美国联邦地质调查局煤质数据库(1998)和Chou(1997a)

6、的伊利诺伊 州资料统计了 7565个美国煤中Mn的含量范围为0.262500 pg/g，算术均值为 41.67pg/g；美国各州和不同时代煤中 Mn的含量如表5.7.1和表5.7.2。此外 Finkelman (1993a)统计美国7796个煤样品中Mn含量算术均值为43pg/g,几何均 值为19pg/g。澳大利亚维多利亚地区褐煤中Mn的含量范围为0.45 200pg/g(Swaine,1990)；澳大利亚新南威尔士和昆士兰大多数煤中Mn含量为3 110pg/g,平均 30pg/g (Dale and Lavrencic91993)。ggoBuu 和 KeTpuc(2005)统计 世界烟煤和无

7、烟煤中Mn含量均值为706pg/g，其煤灰中Mn含量为480土 30pg/g。俄罗斯坎斯克一阿钦斯克褐煤的Mn含量为200pg/g(Knepgp., 1988), 俄罗斯顿巴斯东部无烟煤的Mn含量为162.4pg/g(TapaHy页肥，2003)。加拿大烟 煤为2600pg/g(Goodarzi, 1995)。南非威特班克和海维尔特煤田煤为110pg/g 和 99pg/g (Wagner and Hlatshwayo, 2005),德国烟煤为 55pg/g 和 68pg/g，英国 烟煤中Mn含量为1600pg/g(Swaine, 1990)。Valkovic(1983)等统计世界烟煤中 Mn含

8、量均值为50pg/g。WgoBHH和Kempuc(2005)统计世界褐煤中Mn含量均值为1005pg/g，其煤 灰中Mn含量均值为52030pg/g。Bouska和Pesek(1999b)统计地界3856褐煤样 品中Mn的算术均值为72.9pg/g，几何均值为47.06pg/g，中间值为9.07244.06 pg/g，极大值为 940pg/g。表5.7.1美国不同时代煤中锰含量统计结果据美国联邦地质局煤质数据库(1998)和(1997a)的伊利诺伊州的数据计算Table 5.7.1 Content of Mn coals of different coal-formingperiod USAC

9、alculation from coal database of USGS(1998)and data of Chou(1997a)序号时代最小值/(pg/g)最大值/(pg/g)算术均值/(pg/g)样品数/个最大值样品的产地(州)1E-N1.494073.61350亚拉巴马2K-E2311066.52华盛顿3K0.3110032934科罗拉多4P1420172俄亥俄5C-P1114030.935宾夕法尼亚6C20.7250035.85232亚拉巴马7G4.811040.410弗吉尼亚8C(C1+C2)0.7250035.85242亚拉巴马表5.7.2美国各州煤中锰含量统计结果据美国联邦地质

10、局煤质数据库(1998)计算，并据Chou(1997a)资料补充了伊利诺伊州的数据Table 5.7.2 Content of Mn in coals of USACalculation from coal database of USGS(1998) complement data for coals of Illinois States based on the data of Chou(1997a)序号产地(州)最小值/(pg/g)最大值/(pg/g)算术均值/(pg/g)样品数/ 个样品时 代1亚拉巴马10094038611E1.4250035.4940C22阿拉斯加2.5520121

11、116E-N6789101112131415161718192021222324252627282930313233亚利桑那阿肯色克拉罗多佐治亚爱达荷伊利诺伊印第安纳艾奥瓦堪萨斯肯塔基路易斯安那马里马萨诸塞密歇根密西西比密苏里蒙大拿内华达内布拉斯加新墨西哥北达科他俄亥俄俄克拉何马宾夕法尼亚罗得岛田纳西得克萨州犹他弗吉尼亚华盛顿西弗吉尼亚1.3114.47.45.45.30.51.9256321211.12501.1853.21185.24.44704.88.53.30.3117.3142.56150.91802.8190.90.88.82.523111203020390230450110052

12、01503232309804606602509048018470630650894704.8721990011670206904301405604607055059026011090110262520.510.812039.856.432.929.910564.429.622113222.6 250 17.9 3498.412190.84524.64704.8267.349.31184.41730.997.232.825.5 269 14.2 14323.520.751.130.166.515.84821148245132137322815710028903147439913517116101

13、801205265856317749587217348571224K互KEEKEC2C2C2C2乌C2C2C2C2马EKE互EKEPC-PC2C2EKEK-EK-P0.7140025.2613C21.447059.5470E2.026025.4194K34 怀俄明(二)中国煤中锰的分布唐修义炭和黄文辉等(2004)统计中国1187个煤样中多数煤样的Mn含量范围 为4100pg/g,平均值为47pg/g，少数煤样的高值为115758pg/g，异常高值为 861叩 g/g。我们在充分考虑采样点的分布特点的基础上，采用“储量权值”的概念计算 出中国1269个煤样品所代表的煤储量中Mn的算术均值为11

14、7.5g/g，按照各聚 煤时代煤占全国煤储量权值计算出中国煤总资源量中Mn的平均值为125嗯/g。 由此可知，中国煤中Mn的算术均值显著高于美国煤。从表5.7.3至表5.7.9可知，我国晚侏罗世一早白垩世煤中Mn含量(180.6pg/g)、早、中侏罗世煤中Mn含量(171.4pg/g)和晚二叠世煤中Mn含 量(164.2pg/g)明显高于全国均值。而晚三叠世煤中Mn (77.1曜/g)、石炭一二 叠纪煤中的Mn含量(56.8pg/g)以及古近纪和新近纪煤中Mn (42.7曜/g)明显 低于全国均值。对于南方晚二叠世煤，Mn含量较低(65pg/g)的地区为江西乐平、浙江长 广、湖北大冶、重庆中梁

15、山和贵州贵定。早、中侏罗世煤中Mn含量较低(65pg/g) 的地区为青海鱼卡、青海默勒、青海江仓、新疆艾维尔沟和山西大同。表5.7.3中国煤中锰含量Table 5.7.3 Abundance of Mn in Chinese coals时代样品 数/个含量范围/(Pg/g)参与计算储量权值计算值算术均值/(Pg/g)该时代煤在全国储量中 占的比例煤中兀素含量分值/(Pg/g)C-P2730.2270.921.4011216.01456.820.38121.648P2163440213.504575.368164.200.07512.315T31782240.30823.73477.060.00

16、40.308A7950.27262219.0963273.28171.410.39667.878J3-K1955.186192.365427.036180.570.12121.849E-N1271910.42418.10342.700.0230.982全国12690.2861947.0985527.721117.49*1.000124.98*目前所采样品覆盖的煤储量的Mn的含量；*中国全部煤储量的Mn含量表5.7.4中国石炭一二叠纪煤中锰的含量Table 5.7.4 Content of Mn in Chinese Permo-Carboniferous coals样品产地样品数/个含量范围/

17、(Pg/g)算术均 值/(Pg/g)保有储量权值计算值资料来源山西平朔安太堡612.853.440.00.44117.640赵峰华(1997)，张振桴等(1991)， 白向飞(2003)，宋党育(2003)山西平朔勘探新区570.270.517.681.80031.824张旺(2002，资料)山西河东292.522546.622.09097.436李盛生(2005)，赵峰华(1997)山西汾西318.139.226.30.57014.991张振桴等(1991)山西西山136.914539.973.290131.512张振桴等(1991)，葛银堂(1996， 资料)，赵峰华(1997)山西阳泉5

18、14.222554.021.873101.188赵峰华(1997)，张振桴等(1991)， 葛银堂(1996，资料)，山西晋城935.121563.161.42990.256王云泉(1994)，葛银堂(2004,煤 样)，山西潞安常村122.622.60.77717.560白向飞(2003)山西浑源215.735.625.650.0370.949张振桴等(1991)，赵峰华(1997)山西左权119.119.10.0500.955张振桴等(1991)河北开滦2920560111.03.835425.685唐跃刚、代世峰(2003，资料)河北临城139.539.50.1465.767袁三畏(19

19、99)河北葛泉127.527.50.1574.318袁三畏(1999)山东巨野328.8239.5103.80.71073.698赵峰华(1999，资料)山东肥城298741.140.1265.184曾荣树等(2000)山东兖州12122120.07616.112白向飞(2003)山东滕州192920.15121.895唐修义等(2002)山东新汶551138103.820.17317.961曾荣树等(2000)山东陶枣117170.0090.153唐修义等(2002)江苏徐州23.918895.950.12712.186唐修义等(2002)安徽淮北157.33518.241.20321.94

20、0唐修义等(2002)，杨荫玥等(2004)内蒙古乌达312.721.818.770.1152.159代世峰(1997)内蒙古准格尔240.946.345.051.41663.791李盛生(2005)，白向飞(2003)宁夏石炭井137.75123.821.150.4148.757代世峰(2002)，宋党育(2003)宁夏石嘴山87.75333146.650.13820.238代世峰(2002)，宋党育(2003)宁夏太阳城37.7523.2412.90.0200.258代世峰(2002)宁夏碱沟山111.811.80.0500.590任德贻(1994，资料)吉林通化563.3270.961.

21、860.17811.011武子玉等(2004)总汇2730.2270.956.8221.4011216.014煤中镉一、镉的研究意义及基本地球化学特征Cd是剧毒元素，20世纪60年代发生在日本神道川的由采矿引起的镉污染所 造成“痛痛病(Itai-itai disease)事件，使科学界认识到Cd对环境污染的严重性。 Cd主要积累在人的肾、肝和骨骼内，长期摄入会导致肾功能不良；积累在体内 的Cd能破坏人体内的Ca,使受害者骨头变形，导致“骨痛病” Cd还会通过替 换Zn而破坏了锌酶的作用，引起血压变化和心血管疾病。Cd也是煤中的有毒微 量元素之一，研究煤中的Cd对于预防煤中Cd的潜在环境危害具有

22、重要意义。Cd是典型的亲硫元素，也具有相当的亲氧性，是自然界很稀少的分散元素 之一。Cd的化学价为+2价，因具有较高的电离势而不易被氧化，极化能力强。 在自然界，Cd和Zn的地球化学行为极其相似，但其亲硫性较Zn强。Cd2+和Zn2+ 的离子半径不同，它们的氧化物和硫化物的晶体化学性质不同，它们的硫化物均 为4配位，但Cd的氧化物CdO为6配位，Zn的氧化物ZnO仍为4配位，因此 在硫化物中它们共生，而在氧化物中它们分离。Cd是分散元素，很少形成独立矿物。自然界Cd的主要独立矿物为硫镉矿 (CdS)、菱镉矿(CdCO3)、方镉矿(CdO)和硒镉矿(CdSe)。但这些矿物没有工业意 义，在大多数

23、情况下，Cd以类质同象的方式置换其他相应离子而存在于闪锌矿、 菱锌矿和纤锌矿中各种含Cd的矿物中，其中热液成因的闪锌矿是Cd的工业矿 物。此外，黄铁矿和方铅矿中也含少量的Cd。地球中Cd极其分散且丰度很低，不同学者计算出的地壳中Cd的丰度还不 一致。最新报道的陆壳中Cd的丰度为0.l00pg/g (Wedepohl,1995)。据Merian等 (2004)报道，Cd在玄武岩和辉长岩中含量为0.l0|ig/g，在花岗岩类中为0.09|ig/g； 岩浆岩中的Cd主要分散于含Ca的矿物中;沉积岩中页岩的Cd含量为0.13g/g， 杂砂岩为0.09g/g，石灰岩为0.16g/g，片麻岩和云母片岩中C

24、d含量为0.l0|ig/g。天然水中Cd的含量为0.lpg/L (0.013pg/L)，海水中的Cd含量为0.11 g/L (从小于0.1pg/L至9.4pg/L)(Bowen，1979)。Cd在人体内的含量为50mg。海洋 浮游植物的Cd含量(干物质)为0.42.3pg/g，海洋绿藻为2.5pg/g，海洋红藻 及褐藻为0.31.3pg/g。蕨类植物含Cd为0.13g/g，木本裸子植物为0.10.9pg/g， 木本被子植物为0.022.4/g，草本植物为0.050.9|ig/g (牟保磊，1999)。岩浆作用过程中，Cd除分散于含Ca矿物、(长石、辉石和磷灰石)中之外， 大部分集中于后期的富含

25、硫化物的热水溶液中，并随硫化物的结品而进入以闪锌 矿为主的硫化物中。热液作用中，Cd主要存在于闪锌矿中，其他的硫化物矿物 也含有少量Cd。表生氧化作用中，闪锌矿的Cd以CdS的形式残留，或者形成 次生CdS；在氧化作用下，可形成CdO、CdCO3和CdSO4，其中CdCO3为沉淀， CdSO4则可长距离迁移。在还原环境下，Cd随硫化物而沉淀。二、煤中镉的分布(一)世界煤中镉的分布我们根据美国联邦地质调查局煤质数据库(1998)和伊利诺伊州的资料(Chou， 1997a)统计了 7481个美国煤中Cd的含量范围，为0.002160pg/g，算术均值为 0.45g/g；美国各州煤和不同成煤期煤中C

26、d的含量如表5.17.1和表5.17.2。此外， Finkelman(1993a)统计美国6150个煤样品中Cd含量算术均值为0.47pg/g，几何 均值为0.2pg/g。澳大利亚新南威尔士和昆士兰大多数煤中Cd含墨为小于 0.05g/g 至 0.22pg/g，平均 0.09pg/g (Dale and Lavrenclc91993)。俄罗斯顿涅茨煤 田东部煤的Cd含量为0.75pg/g(Ku3u典页Te湖u %phukob,1999)。南非威特班克 和海维尔特田烟煤为 0.25g/g 和 0.24pg/g (Wagner and Hlatshwayo， 2005)。英国 24个煤样中Cd含量

27、范围为00.l0pg/g，平均0.02pg/g (Zheng,1997)；德国烟煤 为0.0221pg/g(Swaine，1990)。Valkovic(1983)等统计世界烟煤中Cd的含量为 0.3pg/g； Clarke 和 Sloss(1992)统计世界煤中 Cd 含量为 0.5pg/g。QgoBUT 和Kempuc(2005)统计世界烟煤和无烟煤中Cd的克拉克值为0.20.05pg/g。Bouska 和Pesek(1999b)统计世界2457个褐煤样品中Cd的算术均值为5.53pg/g，几何均 值为0.20pg/g，中间值为0.012.98pg/g，最高值为152pg/g。(二)中国煤中

28、镉的分布唐修义和黄文辉等（2004）统计中国1307个煤样中多数煤样的Cd含量范围为 0.13pg/g,平均值为0珈g/g，少数煤样的高值为l0pg/g。白向飞（2003）统计中 国煤种资源数据库中1018个煤样品中Cd的含量范围为015pg/g，按聚煤期煤 炭资源量加权后，算术均值为0.91川g/g （采用原子吸收光度法）。我们在充分考 虑采样点分布特点的基础上，采用“储量权值的概念计算出中国1317个煤样 品所代表的煤储量中Cd的含量范围为低于检测限至 5.4嗯/g，算术均值为 0.25pg/g，按照各聚煤时代煤占全国煤储量权值计算出中国煤总资源量中Cd的 平均值为0.24曜/g。由此可知

29、，中国煤中Cd的算术均值明显低于美国煤的均值。从表5.17.3可知，我国晚三叠世煤、晚二叠世煤、古近纪和新近纪煤中的 Cd平均含量明显高于全国所有时代煤的均值;石炭一二叠纪煤中Cd的平均含量 略高于全国所有时代煤的均值；早、中侏罗世和晚侏罗世一早白垩世煤中Cd平 均含量明显低于全国所有时代煤的均值。5.17.3中国煤中镉的丰度Table 5.17.3 Content of Cd in Chinese coals时代样品 数/个含量范围/（Pg/g）参与计算储量权值计算值算术均 值/（Pg/g）该时代煤在全国储量中占的比例煤中元素含量分值/（Pg/g）C-P264bdl3.219.4465.83

30、130.300.3810.1143P22110.015.44.5942.83530.620.0750.0465T3490.103.90.4690.46210.990.0040.0040J7430.011.519.8712.49380.130.3960.0515250.020.345.0150.62930.1250.1210.0151E-N250.031.60.7780.33990.440.0230.0101总汇1317bdl 5.450.17312.59170.25*1.0000.2415*目前所采样品覆盖的煤储量的Cd的含量；*中国全部煤储量的Cd含量；bdl低于检出限表5.17.4刭表5.

31、17.9为中国主要成煤期不同矿区煤中Cd含量和储量加权计 算结果。从这些表可知，除山西省的石炭一二叠纪煤中Cd含量（0.41pg/g，118 个样品）高于全国均值外，其他地区石炭一二叠纪煤中Cd均低于全国均值。四川和重庆（1.73pg/g，26个样品）、湖南（0.90pg/g，11个样品）、云南 （0.59曜/g，42个样品）等省的晚二叠世煤中Cd含量明显高于全国均值，贵州 晚二叠世煤中Cd含量（0.29pg/g，113个样品）略高于全国均值。江西（0.20pg/g， 7个样品）、福建（0.19|ig/g，5个样品）和广东（0.15嗯伺，1个样品）煤中Cd低 于全国均值。宁夏（0.66pg/g

32、，3个样品）、河南（0.71pg/g，3个样品）、山西（0.36嗯伺，11个 样品）等省区早、中侏罗世煤中的Cd含量高于全国的均值，辽宁（0.28曜/g，3个 样品）的接近全国均值，而新疆（0.06曜/g，5个样品）、甘肃（0.08pg/g，1个样品）、 神府东胜矿区（0.06pg/g，713个样品）、青海（0.02嗯伺，4个样品）等地区煤中的 Cd含量则明显低于全国均值。煤中铅一、铅的研究意义和基本地球化学特征Pb的环境污染随着人类活劫以及工业的发展而日趋加重。Pb是煤中常见的微量元素之一，燃煤产生的工业废气是大气中铅污染的重要来源之一。煤燃烧排 放的Pb要占大气Pb总量的6%还多(Valk

33、ovic,1983)； Nriagu和Pacyna(1988)基于 1983年世界燃煤大气Pb排放量数据的分析认为，电力工业排放7754650 t,居 民及其他工业为9909900t。徐文东(2004)对华北某大型燃煤电厂研究表明，煤 中78%Pb聚集在除尘器飞灰中，底灰中Pb仅占3%,烟道飞灰中占0.66%，有 18.27%的Pb呈气态排入大气，对环境造成影响。燃煤排放到大气中的Pb通过 人体呼吸系统进入血液从而对人体健康产生严重后果，如原捷克斯洛伐克燃煤电 厂排放的Pb已经造成附近儿童骨骼生长的延缓。Pb对人体神经系统有毒害作用。 大多数国家规定饮用水中Pb含量不能超过0.050.l0mg

34、/L。因此研究煤中Pb的 分布特征和赋存规律具有重要意义。Pb属于第IV主族，其稳定性氧化态为+2价，因此自然界以+2价Pb为主， PbO2和Pb2O3只有在极强的氧化环境中才可能存在。自然界中Pb表现为亲硫性 和亲氧性双重属性，主要以硫化物和氧化物的形式有在。自然界Pb的独立矿物 约240多种，包括硫化物、硫酸盐、磷酸盐、神酸盐、铭酸盐和氧化物，主要的 Pb矿物为方铅矿(PbS)、硒方铅矿Pb(S，Se)、硒铅矿(PbSe)、硫锑铅矿 (5PbS 2Sb2S)、白铅矿(PbCO3)、铅矶(PbSO4)和黄硒铅矿(PbSeO4)。由于Pb2+ 的 离子半径(0.1180.132nm)与 K+(

35、0.133nm)、Sr2+(0.1120.127nm)和 Ba2+(0.134 0.143nm)相近，所以上述离子可被Pb2+置换，尤其是大部分Pb2+可集中于钾长石 中；Pb2+也可以部分地置换Ca2+(0.0990.106nm)，因此在磷灰石、单斜辉石及 文石等含钙的矿物中均含有Pb。此外，少量的Pb也可能以方铅矿显微包体或以 自然铅形式存在于硅酸盐矿物中(刘英俊等，1986)。据Wedepohl(1995)报道，陆壳中Pb的丰度为15g/go从超基性岩到酸性岩， Pb含量依次增加，如玄武岩、辉长岩含Pb 3.5g/g，花岗岩类含Pb 32g/g，岩 浆岩中的Pb含量与K和U的含量成正相关

36、关系，而且岩浆岩中除钾长石的Pb 含量高以外，其他造岩矿物中Pb含量较低；钾长石的Pb含量平均为65.4pg/g， 斜长石中为1137pg/g，黑云母为1650pg/g，白云母为12.853pg/g沉积岩中 沥青页岩含Pb为24pg/g，页岩为22pg/g，砂岩为l0pg/g，碳酸盐岩为35pg/g (刘 英俊、曹励明，1987)。黑色页岩中的Pb含量更高些，这主要与黑色页岩中的铁 锰胶体、黏土矿物、有机质的吸附作用以及有机质的还原作用有关。此外，黑色 页岩中Pb含量随着时代的变新而逐渐减少。片麻岩、云母片岩含Pb 16pg/g。世界土壤中Pb含量为2200pg/g，平均20pg/g；我国土壤

37、平均含Pb 25pg/g。 大气中Pb的平均含量为0.0005g/m3，世界卫生组织规定大气的Pb含量标准是 2pg/m3。河水中的Pb含量平均为3pg/L，海水中Pb的平均含量为0.03g/L，饮 用水中Pb浓度的上限限定为100pg/L。海洋藻类的Pb含量为2.940pg/g，木贼 属植物Pb含量为2.4pg/g，蕨类植物为2.3pg/g，木本裸子植物为0. 913pg/g， 木本被子植物为18pg/g (Bowen，1979)。岩浆作用过程中，仅有少量的Pb分散到造岩矿物中，大部分Pb集中到岩浆 期后的气水热液中，并主要形成硫化物。在表生作用中，因Pb的硫酸盐和碳酸 盐的溶解性较小而难以

38、迁移；然而Pb矿床的层控性表明Pb在沉积过程中是可 以富集的，这可能主要通过络合作用(羟基络合物、氯络合物、酸络合物)、吸 附作用和生物作用来完成。WdOBHH等(1985)报道的一系列实验研究表明，泥炭 通过化学吸附？上形成有机一矿物质组合，随后，在成岩阶段当介质中有硫化氢时，Pb的有机一矿物质组合会转变成更为稳定的硫化物态存在。二、煤中铅的分布世界煤中铅的分布Swalne(1990)报道大部分煤的Pb含量范围为280pg/g，澳大利亚、美国和南 非煤中Pb含量的范围为240pg/g，大部分澳大利亚煤和美国煤中Pb的平均值 为1015pg/g，而欧洲煤中Pb的平均含量为3060pg/g。Kn

39、ep等(1988)报道， 俄罗斯的库兹涅茨煤田煤中平均含 Pb 5曜/g，南雅库梯煤田煤中平均含Pb20pg/g，乌克兰和俄罗斯的顿涅茨煤田煤中平均含Pb 10pg/g。Goodarzi和Swalne(1993)报道大部分加拿大西部煤中Pb含量为1.922pg/g，仅少数褐煤可 达155pg/g。南非威特班克和海维尔特煤田煤中Pb含量为8.6pg/g和7.0pg/g。 Finkelman(1993a)统计美国7604个煤样品中Pb的算术均值为11|ig/g，几何均值 为5.0pg/g；我们根据美国联邦地质调查局煤质数据库(1998)和Chou(1997a)的伊 利诺伊州资料，统计了 7604个

40、美国煤样品的Pb含量为0.061900嗯/g，算术均 值为11.72/g；美国不同时代煤和各州煤中Pb含量如表5.21.1和表5.21.2。 WdOBHH和Knep(2005)统计世界烟煤和无烟煤中Pb含量的算术值为9.0土0.9pg/g。Bouska和Pesek(1999b)统计世界4621个褐煤样品中Pb的算术均值为 11.18g/g，几何均值为4.37/g，常见值为0.6031.81嗯伺，最大值为1900|ig/g。中国煤中铅的分布唐修义和黄文辉等(2004)统计中国1369个样品中多数样品Pb的含量为3 60pg/g，算术均值为14pg/g。白向飞(2003)统计中国1018个样品中的

41、Pb含量为 093珈g/g，按照各聚煤区煤炭资源量加权求得的算术均值为17.68嗯/g。我们 引入“储量权值”的概念后，计算出中国1393个煤样品(Pb的含量范围为0.2 790pg/g)中Pb含量的算术均值为16.91pg/g，整个煤资源量中Pb的平均含量为 15.55pg/g。显然，中国煤中Pb的平均含量高于美国煤和世界煤。从成煤时代来看(表5.21.3)，晚二叠世煤(26.95pg/g)、古近纪和新近纪煤 (26.21pg/g)、晚三叠世煤(20.38pg/g)和石炭一二叠纪煤(20.28g/g)中Pb含 量高于全国均值；而晚侏罗世一早白垩世煤(12.29pg/g)和早、中侏罗世煤 (8

42、.76pg/g)中Pb含量低于全国均值(表5.21.4至表5.21.9)。美国煤中Pb含量 的大小顺序为：石炭纪煤白垩纪煤古近纪和新近纪煤。5.21.3中国各聚煤时代煤中铅的含量Table 5.21.3 Content of Pd in coals of different coal-forming period， China时代样品 数/个含量范围/(%/g)参与计算储量权值计算值算术均 值/(%/g)该时代煤在全国储量中占的比例煤中元素含量分值/(%/g)C-P3890.269.730.966640.88020.700.3817.887P21693.84224.758128.21926.9

43、50.0752.021281072.40.4829.82420.380.0040.082J7690.379019.421170.0868.760.3963.469J3-K1105.022.53.88347.72512.290.1211.487E-N280.9982.91.01626.63226.210.0230.603总汇13930.279060.5261023.36616.91*1.00015.549*目前所采样品覆盖的煤储量的Pd的含量；*中国全部煤储量的Pd含量从表5.21.4可知，吉林(30.65pg/g, 56个样品)、内蒙古(30.6pg/g, 5个祥 品)、陕西(26.49pg/g,20个样品)、山西(23.55pg/g,124个样品)、安徽(21.25曜/g， 17个样品)等省的石炭一二叠纪煤中Pb含量高于全国均值，而江苏(14.74pg/g， 5个样品)和宁夏(12.01pg/g，23个样品)的石炭一二叠纪煤中Pb含量较低。从表5.21.5可知，广西(47.09pg/g，5个样品)、