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| 2021年“全球高被引科学家” 代世峰教授文章：云南晚二叠世C1煤层矿物质成因和赋存模式 | MDPI Minerals |
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论文标题：Mineral Matter in the Late Permian C1 Coal from Yunnan Province, China, with Emphasis on Its Origins and Modes of Occurrence（云南晚二叠世C1煤层矿物质成因和赋存模式）
期刊：Minerals
作者：Shifeng Dai et al.
发表时间：25 December 2020
DOI：10.3390/min11010019
微信链接：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzEzNjgxMQ==&mid=2650043464&idx=1&sn=
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期刊链接：
https://www.mdpi.com/journal/minerals
祝贺
日前，MDPIMinerals期刊编委、中国矿业大学 (北京) 代世峰教授，因其在煤地质学和煤系战略性金属成矿方向取得的杰出成就，被授予国际有机岩石学会 (The Society of Organic Petrology) 最高奖——John Castaño奖[1]。John Castaño奖也是国际有机岩石学会的终身成就奖，旨在颁发给在有机岩石学领域取得杰出的科研和教育成就、为推动学科发展做出突出贡献的学者。据悉，代世峰教授是历届获奖者中最年轻的科学家。与此同时，科睿唯安 (Clarivate Analytics) 公布了2021年“全球高被引科学家” (Highly Cited Researchers 2021) 榜单，代世峰教授在2019-2020年两次入选后再次上榜[2]，在地球科学领域具有重要的学术影响力。
图为代世峰教授。今年的John Castaño奖由中国矿业大学 (北京) 代世峰教授和西班牙国家煤炭研究所的Isabel Suárez-Ruiz教授共同获得。
在2016年应邀担任Minerals期刊编委以来，代世峰教授先后组织创建“Minerals in Coal”[3]和“Toxic Mineral Matter in Coal and Coal Combustion Products”[4]两个特刊：2016年担任客座编辑的特刊“Minerals in Coal”发文23篇 (相关电子书可线上免费下载阅读)；2018年担任客座编辑的特刊“Toxic Mineral Matter in Coal and Coal Combustion Products”发文16篇，迄今为止已被引用156次。基于以上两个特刊的成功开设，代世峰教授和澳大利亚新南威尔士大学的David French博士于2018年起在Minerals开设专题“Minerals in Coal and Coal Combustion Products”，持续收录相关主题的高质量论文，截至2021年11月26日，该专题已收录25篇论文，为期刊发展做出了重要贡献，欢迎广大学者继续投稿。本篇文章选取代世峰教授团队在该专题新近发表的一篇论文，以飨读者。
图为代世峰、王西勃和赵蕾主持编辑的《煤中矿物质和微量元素》一书，是该专刊在2015-2016期间收录文章的基础上汇著形成，
可于MDPI Books网站在线阅读 (https://www.mdpi.com/books/pdfview/book/486)。
图为代世峰教授和澳大利亚新南威尔士大学的David French博士开设的专题“Minerals in Coal and Coal Combustion Products”。
煤中矿物质是影响煤质的重要成分，其含量、赋存状态和组合类型不仅能够指示泥炭沼泽沉积、煤化作用和区域地质构造过程，还能够辅助评价煤炭开发利用造成的环境和人体健康影响。研究表明，煤中矿物质成因复杂，主要有物源区碎屑输入、生物成因、热液流体和火山灰四种来源类型。其中，煤中的火山灰，作为标志性地层和有效的放射性定年研究对象，不仅能显著降低煤质，碱性的火山灰也会造成煤中铌 (Nd)、钽 (Ta)、锆 (Zr)、铪 (Hf)、钇 (Y) 和稀土元素等关键金属的富集。
中国云南省晚二叠世煤层记录了泥炭沉积和峨眉山地幔柱演化过程。煤层中赋存的高含量纳米级石英颗粒和富铁铝硅酸盐矿物，在后期室内燃烧过程中会大量释放，造成该地区的女性罹患肺癌几率全球最高。近期证据表明，C1煤层中丰富的磁绿泥石/鲕绿泥石层间矿物是致癌过程中激活炎症反应的元凶。因此，查明该煤层火山灰的矿物成分、赋存状态和成因模式，对于煤炭清洁开发和环境友好利用具有重要意义。
基于此，代世峰教授团队联合俄罗斯科学院的Victor P. Nechaev博士和新南威尔士大学的Ian T. Graham博士，对中国滇东地区晚二叠世C1煤层进行系统采样 (图1)，利用X射线荧光光谱、镜质体随机反射率测试、X射线衍射分析和高分辨率扫描电镜等测试技术，对该煤层中矿物质和蚀变火山灰层，特别是磁绿泥石/鲕绿泥石层间矿物展开了精细的煤岩学、煤地球化学和矿物学研究。
图1. 对中国云南晚二叠世C1煤层的系统性采样。
研究内容
研究结果表明，C1煤层为中高灰分、低硫的烟煤，主要矿物组成为石英、层间磁绿泥石/鲕绿泥石矿物，以及高岭石、伊蒙混层、方解石、锐钛矿、黄铁矿、烧石膏、黄铜矿和磷酸盐等矿物 (图2)。低温热液作用是该煤层在成岩阶段矿物成分变化的主要影响因素。泥炭沉积期和压实作用前，富硅热液流体沉淀导致自生石英大量形成。植物胞腔充填的方解石可能由茅口组灰岩淋滤形成。煤中的磁绿泥石/鲕绿泥石层间矿物来源于富铁、镁的热液流体沉淀，很可能在石英形成之后产生。煤层底板的磁绿泥石来源于高岭石与热液流体的相互作用。此外，黄铁矿、石膏、黄铜矿、锐钛矿和磷酸盐矿物，来源于多期次的热液流体。
图2：中国云南晚二叠世C1煤层矿物的扫描电镜特征 (Kao：高岭石，Qtz：石英，Ana：锐钛矿， B/C：磁绿泥石/鲕绿泥石间层矿物，I/S：伊蒙混层，Rha：磷稀土矿，Chal：黄铜矿)。
多期次的火山灰降落也是煤层形成演化的重要地质事件。煤层中4层薄粘土岩 (夹矸)，以隐晶质和蠕虫状的高岭石为主，并含有少量的高温石英、锆石、磷灰石、独居石和锐钛矿。这种夹矸表现出高的Al2O3/TiO2和负铕异常，表明很可能来源于酸性火山灰。
研究意义
基于精细的矿物赋存状态和微量元素研究，本文研究结果表明，C1煤层底板为凝灰质的粘土岩，其主要成分为蚀变后的铁镁质火山灰物质，来源于峨眉山大火成岩省的高Ti玄武岩，而非物源区的碎屑矿物。该研究结果对于指示煤中火山灰来源，丰富煤地球化学研究有重要意义。
参考文献
1. The John Castaño Honorary Membership Award. Available online:https://www.tsop.org/Castano_award.html(accessed on 26 November 2021).
2. Clarivate. Highly Cited Researchers 2021 recipients. Available online:https://recognition.webofscience.com/awards/highly-cited/2021/(accessed on 26 November 2021).
3. Special Issue "Minerals in Coal". Available online:https://www.mdpi.com/journal/minerals/special_issues/minerals_in_coal(accessed on 26 November 2021).
4. Special Issue "Toxic Mineral Matter in Coal and Coal Combustion Products". Available online:https://www.mdpi.com/journal/minerals/special_issues/toxic_mineral_matter(accessed on 26 November 2021).
原文出自Minerals期刊
Li, X.; Dai, S.; Nechaev, V.P.; Graham, I.T.; French, D.; Wang, X.; Zhao, L.; Zhao, J. Mineral Matter in the Late Permian C1 Coal from Yunnan Province, China, with Emphasis on Its Origins and Modes of Occurrence.Minerals2021,11, 19.
期刊简介
主编：Paul Sylvester, Texas Tech University, USA
期刊于2010年创刊，现已被SCIE、Scopus等重要数据库收录，JCR类别排名：地球化学与地球物理学42/88 (Q2)；采矿和选矿9/21 (Q2)；矿物学11/30 (Q2)。其研究范围涵盖矿物学、经济矿物资源、矿物勘探、创新的采矿技术以及矿物加工方面的广泛领域。
2020 Impact Factor: 2.644
2020 CiteScore: 3.10
TFD*: 14.8 Days
MPT*: 40 Days
*TFD: First Decision Time；MPT: Median Publication Time
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