煤中微量元素综述一，关于煤中微量元素的丰度我国已经监测到得47种元素在多数煤里含量的平均值的分布情况如下：元素含量平均值范围段元素≥100×10 -6 钡、氯、氟、磷、锶、钛≥50×10 -6～＜100×10 -6 硼、锆≥10×10 -6～＜50×10 -6 铬、铜、锂、锰、铌、镍、铅、钒、锌≥1×10 -6～＜10×10 -6 砷、铍、溴、钴、铯、镓、锗、铪、碘、钼、铷、锑、钪硒、锡、钍、铀、钨、钇≥0.1×10 -6～＜1×10 -6 银、铋、镉、汞、钽、铊、钯＜0.1×10 -6 金、碲、铂、铱（注：碘、金、碲、铂、铱5种元素的分析资料太少，数据可信度差）若采用的分析技术适当，从任何煤样中几乎能检测到至今已发现的所有微量元素，但是每个元素在不同样品内的含量悬浮，差异可达1～3个数量级，甚至更多，例如：磷和钛的平均值范围是100×10 -6，然而在相当多的煤里其含量达到或超过n×10-3的数量级；我国煤中砷的一般丰度都低于10×10 -6，而在贵州省西南部兴仁县、兴义县、安龙县的二叠纪煤中检测到的砷的含量高达n×100×10 -6～n×1000×10 -6，从一个样品中检测到砷的最高含量为35037×10 -6等等。
由于微量元素在煤中分布很不均一，不仅在采自不同矿区或同一矿区内的不同煤层的样品里出现差异，即使在同一煤层内的不同分层的样品里，以及用微束分析技术测试同一块样品的不同测点的测试结果都有可能不同。
微量元素在煤中分布不均的根本原因是元素在煤中的赋存状态多种多样。
虽然微量元素在煤中分布不均，但在一个含煤盆地内部，多数煤中某一含量还是处于一定的有限范围之内，少数样品中测量值可能偏高出现异常。
其原因一样品中含有该元素载体的量超过正常值二特殊地质条件形成该元素的富集区。
如：黔西南高砷煤中砷的分布极不均匀，两端相差四个数量级，丁振华等（2000）在同一煤洞里采取6个样品，他们的含量为11479.5×10 -6、13315.3×10 -6、13721.7×10 -6、32316×10 -6、33885×10 -6、35037×10 -6。
煤中砷的富集程度取决于砷的来源，沉积时期由陆源物质带入泥炭沼泽内砷的多少可以影响煤中现有砷的含量，但是富砷煤聚集主要取决于后期热液将砷带入煤层。
在黔西南出现砷含量最高的煤，这些高砷煤的形成与卡林型金矿的成矿过程有一定的联系，它在底层层位、空间分布和元素组合(砷、汞、锑、金)都与区内的卡林型金矿相似。
由于有些微量元素在原煤中浓度太低，而在煤灰里可以得到富集，有时候会采用煤灰作为分析对象，因此下面的技术方法都有用到煤灰作为样品的。
微量元素含量分析技术方法常用的有：化学方法，例如用比色法或容量法分析煤样或灰样中的磷、砷以及锗、镓、铼、氯、铀、钍；原子发射光谱（AES）,对于每个元素所测的谱线必须和标准谱线相比较，才能做出半定量分析，但是当元素浓度大于1%时可能会产生干扰，像Fe,Ti或Zr；原子吸收光谱（AAS）；中子活化分析（INN），这种方法可以直接测固体煤样提供了方便和减弱了样品的污染，它包括仪器中子活化分析（INAA），INAA是应用最多的最广的，可测元素达40种以上只是准确度各不相同、还有超热中子活化（ENAA）,这种方法可提高Mo和Ni的灵敏度、还有放射化学中子活化法（REAA）;X射线荧光光谱（XRF）,这种检测方法对于煤灰更为合适，对于原煤需要做一定的样品预处理—煤样需要碾磨至75um(1～2g样品)，若为45um更好，煤样还需加10%的蜡作为胶结物质，在压力下做成小圆片以备测试，或制成玻璃状溶结片。
但这种方法具有局限性，不能测试元素序数1～9的元素，还有气态元素及元素序数大于92的元素；火花源质谱（SSMS），这种方法具有速度快；测量元素多，如：Friedel(1975)曾用此法测试五种美国煤中的56种元素。
Kronberg(1981)用此法测试了加拿大煤灰中的微量元素达52种，煤灰的测试中需要家纯的石墨以形成电极。
在火花源质谱的基础上发明了同位素稀释火花源质谱法（IDSSMS）,大幅度提高了测试的准确度；可以直接测试原煤，并且对中子活化法不能检测的的Cd,Cu,Hg,Ni,Pb,Zn可以做准确的检测，而且能够测试中子活化法对于As,Co,Cr,Mn,Mo.Se的检测准确度。
电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和质谱（ICP-MS）（预处理？？、）。
其它常用的方法：离子色谱分析（IC）用于分析煤样中的Cl和F;离子选择性电极（ISE）用于分析煤样中的F.上面只是反映当前我们煤中微量元素丰度的认识，今后还有待更多分析数据和监测来完善。
因为第一，统计工作依据的样品数量仍然很少。
第二，采样点分布不均第三，文献提供的资料不齐全第四，文献资料精确度不一Finkelman(1993)报道，从美国煤里还检测到含量甚微的铟（算数平均值＜0.3×10 -6）、铼、锇、钌、铑（这四种元素算数平均值都＜0.001×10 -6），这是在我国文献里尚未分析的五种元素。
Hislop等于1978年发表英国煤中微量元素含量的统计结果，还有Raask(1985),Spears,Zheng(1999)元素含量丰度的概况统计了39种微量元素含量的范围和平均值。
Dale,Lavrencic(1993)发表的澳大利亚出口煤中40种微量元素的检测数据。
这份资料代表澳大利亚多数煤含有微量元素丰度的情况。
通过各国的资料，说明世界各国煤中28种元素（金、铍、镉、氯、钴、铬、铯、铜、镓、锗、锂、钼、磷、铷、锶、钛、钒、硒、锡、钍、铀、钨、钇、钽、锑、铂、铱）丰度平均值都处于同一范围。
另20种元素（银、砷、硼、钡、铋、溴、氟、詥、汞、碘、锰、铌、镍、铅、锑、锶、铊、锌、锆、钯）丰度平均值也只变化于相邻范围之间。
但是砷丰度在世界范围之内变化比较显著。
我国早生古代石煤中的微量元素，含有钒、氟、硒，在1989张维明报道浙江铀，钱塘江石煤铀和镭含量的高于其他的平均值。
二微量元素在煤中的赋存状态知道元素的赋存状态第探讨煤中元素的来源，及其在成煤作用全过程中的地球化学行为至关重要。
元素的赋存状态又决定了元素在表生作用中和加工利用过程中可能的运移和转化，所以了解元素的赋存状态是评价元素的利用价值，评估元素的环境效应的基础。
已有研究成果表明：在一个煤样里任何一种元素均可处于多种赋存状态，若干种元素又可同处同一赋存状态，同一种载体含某一种元素的量还相差挺大。
微量元素在煤中的赋存状态不外乎三种：赋存在矿物里，被有机质束缚，溶于孔隙水里，其中第一种是最主要的。
1.微量元素赋存在煤中矿物由于煤中矿物种类繁多，自然界煤中常见的矿物种类并不多，但少见和偶见的矿物种类却繁多。
但是研究这些少见偶见的矿物十分重要，Gluskoter(1965)把射频低温灰化法应用于灰化煤样，鉴定出鲜为人知的矿物。
在《中国煤中微量元素》这本书里面作者汇集国内外文献得到的矿物名称，记16类201种晶体矿物，蛋白石，玉髓，磷钙土等非晶质矿物，以及火山灰和火山玻璃。
Finkelman 和Stanton(1978)在煤层内层发现来自宇宙的尘埃。
然而，自然界常见的矿物种类却有限，主要有：硅酸盐里的粘土类矿物（高岭石、伊利石、绢云母、蒙脱石等），硫化物利的黄铁矿和较少量的白铁矿，氧化物里的石英，碳酸盐里的方解石和菱铁矿，以及较少量得白云石和铁白云石，还有氢氧化物里的褐铁矿和铝土矿等。
这几种常见的矿物的数量占煤中矿物总量的绝大部分，其中又以粘土类矿物为主。
煤中矿物的产状复杂，分布杂乱，其宏观产状有：分散的晶体颗粒、球粒、结核、透镜体、条带等：其微观产状有：单独的自形晶体、破碎的晶体碎块、显微结核、亚显微晶体集合体等，由于一些亚微米粒径的矿物微粒弥散在有机组分内部，利用电子显微镜可以识别他们的存在但几乎无法准确分析其成分。
煤中矿物具有多种成因和多期生成的特点。
按成因，煤中矿物可分为5类①植物成因的矿物②陆源碎屑成因的矿物③火山成因的矿物④化学成因和生物化学成因的矿物（自生矿物）⑤成岩交代作用形成的矿物。
按矿物形成时期可分为同生和后生两大类，同生是指在成煤作用第一阶段泥炭聚集期和早期成岩作用阶段形成的矿物，后生是指在成煤作用第二阶段煤变质作用阶段形成的矿物还包括多期地下水或热液活动形成的矿物以及在表生作用下的风化产物。
2，微量元素在煤中被有机质束缚Gluskoter(1977)利用浮—沉试验得到的煤可选性曲线计算“有机亲合性指数”，定量表示微量元素的有机亲合性。
Finkelman(1995)论述25种微量元素赋存状态时把浮沉试验结果作为讨论元素是否与有机质缔合的重要依据。
但是浮沉试验方法不可能分离出弥散在有机组分内部的矿物微粒，则探讨元素的有机结合态另一种常用的方法是化学提取，逐级化学提取方法虽然被国内外研究者所利用但此方法的某些结果值得商榷。
下面具体说一下各微量元素的赋存状态。
煤中银的赋存状态，1995，Finkelman总结从1968年起国内外见解后提出，煤中多数银最可能赋存在硫化物的矿物里，还可以成为银的硫化物，闪锌矿，方铅矿或黄铁矿的痕量成份，部分银被有有机质吸附，煤中还有存在自然银，但是这种结论的可信度不过。
煤中砷的赋存状态，煤中金的赋存状态，三研究微量元素在煤中赋存状态的方法四控制煤中微量元素聚集的地质因素煤中微量元素的聚集是多种地质因素以及多期地质作用叠加的综合作用结果。
煤层里的微量元素一直处于动态的运移之中，其中易溶于水的元素的运移性更为明显。
控制煤中微量元素聚集的一般地质因素。
泥炭化阶段影响煤中微量元素聚集的地质因素.在泥炭化阶段植物遗体堆积与转变必定有外来的矿物质参与，包括有水流和风力携入沼泽里的矿物或岩石碎屑、火山灰和以溶液形式进入的矿物质。
在有机质的参与下，沼泽里有些外来矿物会分解，同时又可能产生有新的矿物沉淀。
沼泽水介质中的微量元素包含外来的水流中已溶解的元素，碎屑矿物和火山灰进入沼泽后分解释放出来的元素，植物体腐解释放出来的元素等等。
在泥炭形成的过程中，水介质中的所有微量元素都有可能被腐殖酸束缚（吸附、离子交换或成为配位化合物）。
有机质煤中微量元素在燃烧过程中的迁移和富集在我们对煤样进行检测时候，需要考虑微量元素的挥发性。
实验室灰化过程中微量元素的挥发性，对微量元素分析可能会产生误差，如：因为煤样中各元素的赋存状态可能不完全一样，还有元素的各种载体在不同灰化温度下的分解情况不一，元素的释放机制也各不相同，如：砷从800度到1000度，开始挥发，而1000度到1100度则大量挥发所以砷的挥发转折点是1000度。