窑街矿区海石湾井田油A层腐泥煤有机质成熟度辨析

在石油、天然气、页岩气和煤层气资源勘探开发方面,镜质体反射率指标被公认是唯一可对比的烃源岩有机质成熟度评价指标。为准确测定窑街矿区海石湾井田油A层腐泥煤的有机质成熟度,采集井田钻孔煤岩样品,开展显微镜下显微成分反射光、荧光光学特征观测。测试发现,油A层腐泥煤中存在2种不同特征镜质组,一种为发荧光的镜质组,反射色低、反射率测值低;另一种为不发荧光镜质体,反射色高、反射率测值相对偏高。油A层沉积环境分层明显,上部为腐泥煤,显微成分以藻类体为主,含有大量的黄铁矿,反映深部沼泽强还原环境;下部显微成分以腐泥基质、基质镜质体、角质体为主,相较于上部,藻类体及黄铁矿含量明显降低,反映出其沉积物源发生变化,藻类等低等生物输入比例降低,高等植物物源比例增高,反映为相对较弱的还原环境。根据井田地层沉积环境、油A层腐泥煤显微组成及其与下部煤二层腐植煤的镜质组成熟度对比分析,认为油A层腐泥煤中不发荧光镜质体的反射率能够反映其真实的成熟度,与下部煤二层处于同一变质阶段。研究认识为开展腐泥煤有机质成熟度分析提供了新的方法、思路,当煤岩层中高等植物含量较少,或者与其相邻地层成熟度差异较大时,建议将局部测试结果与整个煤系各煤/岩层进行比对,同时结合其镜质体荧光特征和沉积环境综合判断分析。      

徐州大屯腐泥煤的煤岩煤质和微量元素特征

运用电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、冷蒸汽原子吸收光谱（CV-AAS）、显微镜光度计和煤化学等方法,对江苏徐州大屯矿区张双楼12-1号钻孔腐泥煤（太原组17号煤层）和龙固煤矿腐植煤（太原组21号煤层）的煤岩煤质和微量元素特征进行研究。结果显示,徐州大屯矿区腐泥煤中藻类体含量很高,是典型的藻煤,其挥发份产率和氢含量是腐植煤的1.5倍;腐泥煤的Sr/Ba为1.43,腐植煤为0.48,揭示该腐泥煤是在比较开阔的海水中形成的;腐泥煤和腐植煤中的不相容元素在原始地幔标准化曲线上具有一致的Pb显著富集、Ti显著亏损的分布特征,其稀土元素丰度球粒陨石标准化曲线形态相似,均显示轻稀土富集、重稀土相对亏损的特征;腐泥煤中Ce和Eu元素未发生价态变化,腐植煤中Eu显示负异常。     

利用镜质体芳核C=C键红外吸收波数的变化规律测定煤的变质程度

用ＩＲ－１６００系列傅利叶变换红外线分光光度计对腐植煤系列的褐煤、长焰煤、气煤、工、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤煤样的镜质作了测定，共红外光谱特征反映了它们在变质程度上的区别。得出的镜质体芳核Ｃ＝Ｃ键红外吸收波数随煤级变化曲线，反映腐植煤的芳核Ｃ＝Ｃ键红外吸收波 随煤化程度增加而降低或向低波娄迁移的规律。有理由相信、腐植煤的煤化程度或牌号煤也可以用红我光谱方法精确确定。     

腐泥煤和腐植煤生物标志物色谱对比

从代表低、中、高三个煤化阶段的三对共生样品的可溶组分的色谱质谱(GC/MS)联机分析的结果看,饱和烃和芳烃的组成,在腐泥煤和腐植煤两个变质系列中始终存在明显差异。比如腐泥煤的碳数分布较宽,OEP值始终都低于共生腐植煤;所含的芳烃种类少,数量也少,有些大大低于共生的腐植煤有些腐植煤中的标志物在腐泥煤中找不到。     

淄博煤田共生腐泥煤与腐植煤化学组成对比

为正确区分腐泥煤与腐植煤的地球化学特征，对山东淄博煤田10个地质勘探钻孔中共生的腐温煤与腐植煤样品的水分、硫含量、发热量、灰产率及灰成分、微量元素等进行了分析测试和对比研究，研究表明与共生的腐植煤相比，大部分腐泥煤具有低硫、高灰、高密度、富含微量元素等特点。二者在地球化学特征上的明显差异是因为其成煤物质基础不同。     

腐泥煤变质系列的红外光谱和X衍射特征

对淄博、滕县两煤田不同煤级与腐植煤共生的腐泥煤系列进行了对比研究。红外光谱特征为：反映芳环－Ｃ＝Ｃ－键伸缩和弯曲振动的１６００ｃｍ－１峰的吸收值都小于共生腐植煤；反映芳烃ＣＨ基团面外弯曲振动的８８０ｃｍ－１峰只在腐植煤中出现，而８１０ｃｍ－１峰的吸收值全部高于腐植煤；两次出现了在腐植煤中从未出现过的８１０ｃｍ－１＞７５０ｃｍ－１的情况；芳烃结构指数＞０８，而腐植煤则全部＜０８。Ｘ线衍射结果：ＬＣ都随煤化作用的进行逐渐增大，在Ｃｄａｆ为９２％±达峰值，然后又逐渐变小；两个系列相比，全都是腐泥煤较大；Ｌａ都随煤化作用的进行逐渐增大，大部分腐植煤比腐泥煤的大；ｄ（００２）都随煤化作用的进行逐渐变小，两个系列相比都是腐泥煤的较小。     

中国西北侏罗纪煤系显微组分热解油生物标志物特征及其意义

从西北地区侏罗纪煤中分离出来的不同显微组分热解油生物标志物总体上比较相似,但在一些特殊生物标志物的分布上存在明显差异。藻类体、孢子体、角质体热解油Pr/Ph比值一般在1.5～2.0之间,镜质体和基质镜质体热解油Pr/Ph比值在3～4之间,但均只有相应原煤抽提物Pr/Ph比值的一半。在常规生物标志物甾烷和萜烷组成中,藻类体和孢子体含有相对丰富的C27甾烷,角质体其次,镜质体和基质镜质体C27甾烷含量很低或者基本不含C27甾烷;藻类体和角质体含有较高的伽马蜡烷,而与藻类体来自相同原煤的孢子体伽马蜡烷含量很低;镜质体和基质镜质体基本上不含伽马蜡烷;分离显微组分的原煤伽马蜡烷含量均很低。由此可见,伽马蜡烷的含量不仅与有机质沉积水体的盐度有关,与母源的成分也有关系。显微组分热解油与煤系原油生物标志物组成特征对比表明,煤系原油是藻类体、孢子体、角质体等富氢组分和相对贫氢的镜质组生成产物的混合物。不同油气藏中的原油,每一类显微组分的贡献可能不尽相同,有些原油可能主要来源于藻类体和孢子体等富氢显微组分,而有些原油除了富氢显微组分有贡献外,镜质组对其也有一定的贡献,但富氢显微组分应该是煤系含油气盆地中主要的生油显微组分。     

荧光法判别镜质体类型的研究

镜质组生油中的重要问题之一是如何有效地鉴别富氢镜质体与贫氢镜质体。通过原煤和镜质组样品热模拟液态烃产率与相对荧光强度的相关关系找出与达到生成、排出液态烃产率的要求值相对应的相对荧光强度界限值,并经热解分析的产油指数校验后,作为划分富氢与贫氢镜质体的定量界线和评价腐植煤生烃排烃潜力的另一个煤岩学定量标志。在一定的荧光测试条件下,华北太原组和山西组煤的富氢与贫氢镜质体相对荧光强度的界限值定为I_546nm0.30%;I_650nm0.46%。      

腐泥煤变质系列的煤岩煤质特征

以１９９３年在淄博煤田发现的与腐植煤共生的腐泥煤变质系列为基础，对腐泥煤和腐植煤两个变质系列进行了煤岩，煤质等诸方面的对比研究，获得如下认识，这两个系列不仅在低变质阶段差异显著，由于物源的不同，在中、高变质阶段仍在诸多方面表现出明显的差异。     

煤层中菌藻生物及其成烃能力研究

通过对我国不同时代，不同产地煤层中菌藻生物化石的种类和丰度研究，观察到煤层中的菌藻类生物具形态各异，属种繁多，数量丰富的特征。经热模拟实验证明：菌藻类煤的成烃能力比同煤级的腐植煤高，（甲烷高1－2倍，液态烃高4－5倍），尤其对深水区形成的腐泥煤，是石油的主要母质。因此，今后在寻找煤层气或煤成油的有利区块时，应深入的研究成煤环境和成煤物质。     

Diversities in biomarker compositions of Carboniferous–Permian humic coals in the Ordos Basin,China

The molecular composition of Carboniferous–Permian coals in the maturity range from 0.66 to 1.63% vitrinite reflectance has been analysed using organic geochemistry to investigate the factors influencing the biomarker compositions of humic coals. The Carboniferous–Permian coal has a variable organofacies and is mainly humic-prone. There is a significant difference in the distribution of saturated and aromatic hydrocarbons in these coals, which can be divided into three types. The Group A coals have biomarker compositions typical of humic coal, characterised by high Pr/Ph ratios, a lower abundance of tricyclic terpanes with a decreasing distribution from C₁₉ tricyclic terpane to C₂₄ tricyclic terpane and a high number of terrigenous-related biomarkers, such as C₂₄ tetracyclic terpane and C₂₉ steranes. The biomarker composition of Group B coals, which were deposited in a suboxic environment, have a higher abundance of rearranged hopanes than observed in Group A coals. In contrast, in Group C coals, the Pr/Ph ratio is less than 1.0, and the sterane and terpane distributions are very different from those in groups A and B. Group C coals generally have abnormally abundant tricyclic terpanes with a normal distribution maximising at the C₂₃ peak; C₂₇ steranes predominates in the m/z 217 mass fragmentograms. The relationships between biomarker compositions, thermal maturity, Pr/Ph ratios and depositional environments, indicate that the biomarker compositions of Carboniferous–Permian coals in Ordos Basin are mainly related to their depositional environment. This leads to the conclusion that the biomarker compositions of groups A and B coals collected from Shanxi and Taiyuan formations in the northern Ordos Basin are mainly related to their marine–terrigenous transitional environment, whereas the biomarker compositions for the Group C coals from Carboniferous strata and Shanxi Formation in the eastern Ordos Basin are associated with marine incursions.     

Geochemistry of Sulfur and Hazardous Elements in Late Paleozoic Coals and Partings from Taozao Coalfield, Shandong Province, China

Intermsoftheharmfulmattersincoalandcoalminingwastes,thefirstisabouthazardouselements ,theotherin cludessulfurandhazardousorganicmatter.Muchresearchontracetoxicelementsandtheirimpactsonenvironmenthasbeeninvestigatedinmanycountries (Goodarzi,1995 ;Finkelman ,1994 ;Chouetal.,1982 ) .Althoughthere searchconcerningthisaspectwasstartedmuchlaterinChi na ,manystudieshavebeenstrengthenedsince 1980 ,andmuchprogresshasbeenmade ,alargenumberofdatahavebeencollected ,andthecomparisonshavebeenmadeforthedata…     

Structural investigations of Australian coals—III. A 13C-NMR study on the effects of variation in rank on coal humic acids

A quantitative ¹³C-NMR technique was applied to humic acids, isolated from total solvent extracts obtained from coals, varying in rank from lignite to medium volatile bituminous. The results from elemental analysis and ¹³C-NMR structural ratios are interpreted in the form of three distinct structural phases in the maturation of coal humic acids. These phases reflect the rank of the parent coals. A decrease in polar functional group content and corresponding increase in aromaticity is observed with increasing maturation of humic acid chemical structure. Limits are postulated for the oxygen content and level of aromaticity for humic acids derived from higher rank coals.     

河南省平顶山煤田晚石炭世太原组沉积环境和聚煤沉积特征

平顶山煤田的太原组属于混合型的碳酸盐浅海和陆源碎屑海岸沉积。下部和上部灰岩段主要形成于滨海潮间带和浅海中,并在其中发育行风暴浊流沉积。中部碎屑岩段为障壁岛-泻湖-潮坪体系沉积。太原组煤的显微组分为微镜惰煤,煤质属于低灰高硫煤。     

晋东南沁水盆地石炭纪和二叠纪岩相古地理及聚煤作用研究

晋东南沁水盆地是目前我国进行煤层气勘探开发的主要地区之一，煤层气储层主要分布在石炭系和二叠系，其厚度明显受沉积古地理控制。本文通过对露头及钻井剖面的岩石学和沉积相研究,对该区主要含煤岩系-山西组和太原组进行了岩相古地理和煤储层聚集控制因素分析。太原组以石灰岩、铝土质泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及砂岩为主，厚度44.90～193.48 m，含多层可采煤层，总厚度0～16.89 m，平均7.19 m。在太原组沉积期，研究区北部发育下三角洲平原相，煤层相对较厚，中部和南部为泻湖相，煤层相对较薄，东南角主要为滨外碳酸盐陆棚相，在晋城一带障壁砂坝相分布区，煤层亦较厚；山西组以砂岩、粉砂岩、泥岩为主，石灰岩仅在局部地区见到，该组厚18.60～213.25 m，含可采煤层1～2层，总厚度0～10.0 m，平均4.20 m，在山西组沉积期，北部以下三角洲平原分流河道相为主，中部和南部以分流间湾相为主，东南部则以河口砂坝相为主，厚煤带都位于中部和南部的三角洲分流间湾地区。总之，太原组富煤地带多与砂岩富集带相吻合，位于北部下三角洲平原和南部障壁砂坝地区，而山西组厚煤带大都位于南部三角洲分流间湾地区。     

Germanium speciation in lignite from a germanium-bearing deposit in Primorye

We studied a number of chemical characteristics in the coals of the Spetsugli germanium-bearing area of the Pavlovskoe coalfield in southern Primorye. It was found that the coals show variable contents of ash, extractable organic matter (OM), and germanium. No less than 60% germanium in the coals are bound to mobile OM, including 25–60% in complex compounds of humic acids and 8–39% in the low-molecular-weight fraction of OM not precipitated by acids. It was shown that germanium can be partly accumulated in coals as organic compounds owing to the dissolution of the mineral forms of germanium by humic acids.     

Composition and quality of coals in the Huaibei Coalfield, Anhui, China

The Huaibei Coalfield, Anhui Province, China, is one of the largest coalfields in China. The coals of Permian age are used mainly for power generation. Coal compositions and 47 trace elements of the No. 10 Coal of the Shanxi Formation, the No. 7, 5, and 4 Coals of the Lower Shihezi Formation, and the No. 3 Coal of the Upper Shihezi Formation from the Huaibei Coalfield were studied. The results indicate that the Huaibei coals have low ash, moisture, and sulfur contents, but high volatile matter and calorific value. The ash yield increases stratigraphically upwards, but the volatile matter and total sulfur contents show a slight decrease from the lower to upper seams. Magmatic intrusion into the No. 5 Coal resulted in high ash, volatile matter, and calorific value, but low moisture value in the coal. Among the studied 47 trace elements, Ba, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Sb, Th, U, V, and Zn are of environmental concerns. Four elements Hg, Mo, Zn, and Sb are clearly enriched in the coals as compared with the upper continental crust.     

中国西南地区二叠纪乐平世陆生生物大灭绝期煤中砷和硒的演化及古环境意义

为了探讨中国西南地区二叠系乐平统(上二叠统)龙潭组中下部煤系不同煤组分中砷、硒的含量和演化及古环境意义,对近10年来采集于中国西南扬子地台的二叠系乐平统龙潭组主采煤层的原煤、亮煤、煤矸石、黄铁矿结核等样品中砷、硒元素含量进行了测定和分析,并与中国华北地台一些煤矿的上石炭统-下二叠统太原组、山西组的原煤、镜煤、亮煤、煤矸石、黄铁矿结核等样品中砷、硒含量进行对比分析。结果表明：西南地区乐平统龙潭组煤的砷、硒含量变化较大,但总体高于华北晚石炭世和早二叠世煤的砷、硒含量;西南二叠系乐平统龙潭组大多数的亮煤中砷、硒含量高于原煤全煤样(刻槽样)中的砷、硒含量,也远远高于同煤层煤矸石的含量,龙潭组部分亮煤的砷含量尤其高,为55～338 mg/kg,还发现砷含量为89 mg/kg的亮煤。但华北上石炭统-下二叠统的镜煤中的砷、硒含量与之相反,低于原煤全煤样的砷、硒含量,其中砷含量非常低,为063～129 mg/kg。说明西南地区上二叠统煤中的砷和硒与煤的有机质密切相关,可能主要来源于成煤古植物。在西南乐平世早、中期第Ⅰ幕陆生生物集群灭绝事件期间,陆生动物的食物--植物中有毒有害元素砷、硒含量明显增加,陆生环境或泥炭沼泽中可溶性砷、硒含量增加。     

山西省太原组和山西组煤的煤岩特征分析

在收集和整理大量山西省煤岩资料的基础上,分析了该省太原组和山西组煤的显微煤岩组分,并对各煤田太原组和山西组煤的R0,max的变化规律进行了研究。研究表明：山西省太原组和山西组煤中显微组分一般以镜质组为主,并且有从北向南有不断增加的趋势,惰质组次之,其趋势与镜质组相反,壳质组最少;太原组反射率值在0.6%～3.9%,整体上呈北低南高、西低东高的趋势,煤级从中煤级煤Ⅰ到高煤级煤Ⅱ都有赋存;山西组反射率值在0.6%～4.2%,其反射率变化趋势和煤级赋存特征与山西组类似。研究结果为评价和利用山西省的煤炭资源提供了依据。