北京西山侏罗纪煤系变质特征与地质灾害的关系

北京西山侏罗纪煤系与京东煤田和相邻省(自治区)的同期煤系存在诸多差异，尤其是在采空区地质灾害类型方面具有明显的特殊性。它既有别于周边地区同期煤系，也有别于同一地区下伏石炭—二叠纪煤系采空区地质灾害链。对于形成这种差异的因素研究，既是基础地质课题，也是工程地质课题。北京西山侏罗纪煤系岩石中新生矿物组合及煤层的高变质特征表明，煤系曾经历了绿片岩相区域变质作用的改造过程。这一改造过程可能起始于晚侏罗世早期，是燕山构造运动中期发生在地下5一l0km的区域变质作用。同期(或同地区)煤系灾害类型的差异起因于变质程度的不同。绿片岩相区域变质作用对岩石的“加工硬化”，是北京西山侏罗纪煤系岩石及煤层强度提高的主要原因，也是各井田采空区地质灾害特殊性的内因。     

中国煤变质作用

通过煤变质热源及作用方式的研究，总结了中国煤变质作用主要类型，动态地史－热史模拟表明，煤盆地的地热状态以非均－地温场影响深成变质格局，如鄂尔多斯盆地三叠纪的地温高于前后时代，大地热流同盆地了中心增高，四川盆地中心莫霍面较浅，与高变质煤分布基本一致，区域岩浆热变质是形成中国大多数中高煤级煤的主因，模拟分析了湘赣中南部印支－燕山期花岗岩体与煤变质，煤热水变质作用以载热的深循环流体构成派生热绿岩侵入的增     

淮南矿区煤的深成变质与深部煤质预测

本文根据煤深成变质的现代理论，采用地质一煤质结合的方法，定量地评价了淮南矿区煤的深成变质作用，从而对深部煤质作出初步预测。成果表明，淮南矿区煤深成变质的阶段性和回返期后的变质作用相当显著；在由浅到深的可采深度范围内，存在着由低级烟煤到高级烟煤构成的垂直分带。据此推测，淮南煤田并不是单一煤种（气煤），更可能是一个赋存着多种煤类的烟煤区。     

铁法盆地煤变质作用及煤层气生成特征

对铁法盆地的地质背景、煤系上覆地层和埋藏史、岩浆活动、煤体结构、煤阶分布、煤变质特征等进行了综合分析,认为铁法盆地的煤变质以浅成岩浆热变质作用为主;煤层热解气生成的时间、条件和方式受煤变质过程控制;煤变质与煤层气是同一地质环境下一个事物的两个方面。      

山西太原组和山西组煤类分布特征及变质作用分析

山西煤类齐全,煤质较优良,是我国主要的炼焦煤和无烟煤基地。以山西多年来的煤炭资源预测资料和众多矿区勘查资料为基础,全面总结了山西省太原组和山西组煤类分布特征及其变质作用。研究认为,山西的煤类分布具有明显的南北分带性,38°线以北煤变质程度较低,煤类较单一,以气煤为主;38°线以南煤变质程度相对较高,煤类较多;山西省煤变质类型主要有深成变质、岩浆热变质和接触变质三种类型,深成变质是基础,也是山西省最重要的变质类型,岩浆热变质主要是燕山期岩浆活动叠加于深成变质的基础上造成的,接触变质只是局部的,对区域性的变质影响甚微。研究成果可以为山西省煤炭资源的合理利用提供依据。     

Iodine in Chinese coals and its geochemistry during coalification

To determine the I distribution in Chinese coals, a nationwide survey was undertaken based on the distribution, periods of formation, rank and production yields of various coal deposits. A total of 305 coal samples were collected and their I contents were determined by catalytic spectrophotometry with pyrohydrolysis. The geochemistry of I during coalification (including both peat diagenesis and coal metamorphism) was assessed. It was found that the I contents of Chinese coals range from 0.04 mg kg^–1 to 39.5 mg kg^–1 and exhibit a lognormal distribution, with a geometric mean of 1.27 mg kg^–1. Statistical correlation analysis and the observation that I contents increase with coal rank indicate that coal I is chalcophile in nature, and not generally organically bound. When peat developed into lignite through diagenesis, 95–99.9% of the original I was lost. The composition and structure of clay minerals present in the coal were controlled by the original depositional environment. The higher the I content of coals, the more likely the original sediments were affected by a marine environment. Iodine contents increased from lignite through sub-bituminous and bituminous coals to anthracite. This indicates that coal absorbed excess I from hydrothermal fluids during metamorphism (including geothermal metamorphism and telemagmatic metamorphism). The telemagmatic metamorphism was caused by magmatic activities that depended on the specific geological structure of the region. In China, most high-rank coals were formed by telemagmatic metamorphism.     

山西省河东煤田北区煤变质特征及煤的荧光研究

为了探讨煤化作用的化学实质和改进荧光分析技术,对煤的可溶有机质进行了化学分析和荧光测定。通过采用镜质组反射率（R°max）及其它煤变质指标,得出了河东煤田北区煤级变化规律。研究发现本区煤的变质作用与鄂尔多斯盆地的地质发展过程密切相关。     

木里煤田聚乎更矿区四井田煤质特征及煤类分布规律

木里煤田是青海省重要的煤产地,煤类以炼焦用煤为主。聚乎更矿区四井田位于木里煤田的最西端,经详查、勘探提交煤炭资源量2.5亿t,煤类为气煤、1/3焦煤、焦煤、1/2中粘煤、弱粘、瘦煤、贫瘦煤、贫煤、不粘煤。通过对下2煤层物理性质、化学性质、煤岩特征及煤类的统计分析,认为区内同一煤层的变质程度随含煤地层和上覆岩系的总厚度增大而增高,在垂向上随煤层层位的降低而增高;四井田总体构造形态为倾向南西的单斜构造,其煤类分布总体表现北东到南西沿煤层倾向变质程度逐渐增高,沿煤层走向呈带状分布,但在井田边界断层附近煤的变质程度要比其它地段相同深度煤层的变质程度稍高;四井田煤的变质作用类型主要为深成变质作用,部分地段受动力变质作用影响。     

云南洛旺煤矿区上二叠统主采煤层煤质特征及其影响因素

洛旺煤矿区是云南重要的煤产地,煤类以贫煤为主,局部为无烟煤。根据地质勘查成果及煤质测试资料,系统分析了该区主采煤层C5煤层的煤质特征及其变化规律,探讨了影响煤质变化的地质因素。结果表明:区内C5煤层硫分由西南向东北逐渐增大,灰分产率自东向西逐渐降低,这一规律主要受自西向东陆相到海陆交互相沉积环境变化的控制。在平面上煤类表现为煤矿区中部为无烟煤三号,东西两端逐渐变为贫煤,分析认为深成变质作用是造成煤类变化的主要原因。矿区中部煤层埋深较东、西两端大,煤变质程度相对高,根据构造条件推测,后期的动力变质作用对矿区中部煤变质程度的加深起了一定的促进作用。     

贵州织纳煤田水公河向斜上二叠统8煤层三史模拟

埋藏史、受热史和有机质成熟史(简称"三史")模拟技术已广泛应用于油气地质研究,但其在煤和煤层气地质领域则应用较少。根据实测煤的镜质组最大反射率、古地温梯度和地层残余厚度等资料,运用Petromod 1D模拟软件对贵州织纳煤田水公河向斜上二叠统8煤层"三史"演化过程进行研究。结果显示,水公河向斜地质演化史可分为3个阶段:第1阶段从晚二叠世至侏罗纪末,煤层埋深增加,最大至5 925~5 959 m,地温梯度为2.91/hm℃,受深成变质作用影响,煤级从褐煤演化至焦煤阶段;第2阶段从侏罗纪末至白垩纪末,受燕山运动影响,煤层埋深降低,地温梯度为3.29~3.46/hm℃,区域岩浆热变质作用使煤级从焦煤演化至无烟煤阶段;第3阶段从白垩纪末至今,地层少量沉积后发生抬升作用,地温梯度为2.78℃/hm,煤化作用基本停止。总之,深成变质作用是向斜煤层气生成的主要影响原因,距今230~170 Ma是煤有机质生烃的关键时期。      

准噶尔盆地彩南地区深层低阶煤吸附特征及其影响因素

现有数据表明我国1 000 m以浅低阶煤层含气量普遍偏低,而深层低阶煤试采效果显示较好。基于Langmuir方程开展了低阶煤高温高压环境下等温吸附模拟实验,结果表明:褐煤吸附量约占长焰煤、气煤吸附量的1/3,吸附能力最弱,随着煤阶的升高,吸附量逐渐增大;实验发现低阶煤在55℃、12 MPa以下吸附量随温度、压力增大而增加较快,并建立了基于煤阶-温度-压力条件下的深层低阶煤饱和吸附模型;煤层随着埋藏深度的增加,吸附量呈现出快速增加-缓慢增加-缓慢递减的过程,即深层煤层吸附量存在吸附临界深度带,为1 400~1 700 m。1 400 m以浅吸附量受压力正效应大于温度负效应,吸附量随埋深增加而增加,临界深度带内吸附量达到极限,不再增加,1 700 m以深温度负效应大于压力正效应,吸附量随深度增加而减小。实验结果为深层低阶煤层气资源评价及开发潜力提供理论依据。      

高温高压下煤变形的实验分析

通过对不同温度、压力实验条件下,不同煤级煤的应力－应变曲线特征分析,探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素,论述了温度和压力在不同煤级和不同实验条件下具有的不同作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。此外,在一定的条件下,煤中气体的产生和释放对煤的变形行为具有显著     

岩浆岩侵入下煤变质程度的控制因素分析

山东省石炭―二叠纪煤田为全国较为典型的岩浆岩侵入影响较严重的区域之一,本次潜力评价工作通过收集各矿井、勘查区的实际生产和勘查资料,对已揭露的岩浆岩侵入区的煤层变质特点与岩浆岩侵入之间的关系进行分析研究,总结山东省煤层变质与岩浆岩侵入影响的一般规律,为今后山东省煤炭资源的勘查开发提供理论依据。     

介绍一种寻找隐伏岩体的好方法:岩浆热场法

隐伏岩体对于热液矿床找矿是非常重要的。寻找隐伏岩体的方法很多,其中以物探(磁法、电法、重力、地震等)方法应用得最广泛、效果最好。本文介绍的岩浆热场法,是专门寻找隐伏岩体的方法。岩浆热场法是地球物理方法的一种,它以感知温度场的差别为目的,没有多解性是它最大的优点。它以岩浆热场理论为基础,以各种能够恢复古温度场的方法为手段。能够感知岩浆热场温度的方法很多,本文介绍了其中的五种:接触变质带法、煤质和煤级法、伊利石结晶度法、牙形石色变度法和镜质体反射率法等。接触变质带是岩浆热场直接的具体的体现,传统的接触变质带范围有限(一般不超过1km)。但是,如果考虑到极低级变质作用,将大大扩展接触变质带的范围(达6~8km)。煤质和煤级是煤田地质部门应用得非常娴熟的方法,中国无烟煤分布区大多与岩浆热场有关,是隐伏岩体的良好指示剂。伊利石结晶度、牙形石色变度和镜质体反射率法是极低级变质作用研究中非常重要的三个指标。在上述各种方法中,笔者推荐镜质体反射率方法。该方法具有简单、精确、适用、经济、快速的特点。与物探方法比较,该方法有很多优点,但也有其局限性。如果能够将该方法从煤田和石油部门移植到岩石学和矿床学部门,与磁法、电法、重力法配合使用,可以提高寻找隐伏岩体的效果。     

煤储层孔隙、裂隙系统研究进展

煤储层孔隙、裂隙系统由孔隙、微裂隙、内生裂隙和外生节理组成。煤相、煤阶、变质作用类型、构造作用和地下流体是影响煤储层孔隙、裂隙系统发育的关键因素。煤岩成分是煤储层孔隙、微裂隙、内生裂隙和外生节理发育的先决条件，而煤相控制煤的组成成分发育特征。煤阶及变质作用类型决定微裂隙和内生裂隙的发育程度。高温低压变质条件下形成的中高变质煤中，微裂隙和内生裂隙最发育。构造作用可以改造煤储层中的孔隙和微裂隙，但通常以影响煤储层中的外生节理发育最为明显。地下流体充填煤储层的孔隙、裂隙系统。其中地下稠性有机流体主要充填微裂隙和部分孔隙。岩浆气液挥发物在改造部分原有孔隙的同时，充填内生裂隙和部分微裂隙。含有无机沉积物的溶液主要充填外生节理和部分内生裂隙。     

鄂尔多斯盆地西缘汝箕沟煤矿区的石英脉及其地质意义

鄂尔多斯盆地西缘地处特殊的大地构造位置,其间的宁夏汝箕沟出产世界上最优质的无烟煤,该区多年来一直被多学科科研人员所关注。笔者从地质背景入手,较详细的论述了汝箕沟矿区石英脉的岩性、与围岩的接触关系、规模、时空分布、产状、组合、矿物包裹体等发育特征,比较了该区石英脉与诸多煤田和煤系中脉岩的差异。综合分析认为,该区石英脉与推测隐伏火成岩体紧密相关,深部岩浆分异后期的气成热液上涌是石英脉形成的主导因素。石英脉对该区构造热事件、深大断裂活动、煤变质类型等有一定指示意义。本文研究表明,汝箕沟侏罗纪煤变质与盆地油、气成藏同受晚侏罗世—早白垩世期间的构造热事件影响,同一重大地质事件在盆地内部和边缘表现形式有别,各地响应方式不同。     

重庆地区二叠系上统龙潭组/吴家坪组煤变质规律及其对煤层含气量的影响

通过对重庆地区煤炭资源勘查资料总结,分析了二叠系煤类分布特征,并探讨了煤变质对煤层含气量的影响。分析认为,重庆地区二叠系煤层主要以高、中变质煤的无烟煤、贫煤和瘦煤为主,煤类分布具有明显的分带性,煤变质作用以区域深成变质类型为主;煤的变质程度R0为1.39%~2.51%,处于吸附能力较强的阶段,因此煤层含气量较高,其中松藻矿区无烟煤R0为2.43%~2.51%,煤层含气量达27.1m3/t。     

构造物理化学条件对煤变质作用的控制

煤是对温度和压力等地质因素十分敏感的有机岩,各种构造-热事件控制下的物理化学条件,是促进煤岩演化的根本动力。本文对煤变质作用过程的研究现状进行了综述,着重讨论了煤岩在高煤阶-石墨演化阶段的控制因素、演化过程和演化机制。煤变质作用包括煤化作用阶段和石墨化作用阶段,共同构成一个连续的有机质演化过程,总体趋势是分子结构有序化、化学成分单一化,最终演变为以碳元素为主、三维有序结构的石墨。温度和压力(应力)是控制煤变质作用两大因素,在不同的演化阶段,这两大因素所起的作用和演变机理都有所差异。在低、中煤阶演化阶段,温度是煤化学结构演化的主要控制因素,为化学键断裂提供活化能,应力缩聚和应力降解则对煤化学结构演化具有催化作用。高煤阶-石墨化阶段的主要机制是导致基本结构单元BSUs之间相互联结使短程有序化范围增大的拼叠作用,构造应力在其中起到关键作用,BSUs定向和面网间距不断减小,促进大分子物理结构演化。加强煤变质作用的高级阶段-石墨演化过程的研究,将丰富和深化对煤-石墨物理化学结构完整演化序列的认识。煤系石墨成矿机制的高温高压模拟实验,则为煤变质作用构造物理化学条件研究提供了可行的技术手段。     

湘中南地区煤变质与地质构造关系的研究

对耒阳一临武径向构造带内的白沙含煤向斜用计算机计算镜质组反射率椭球确定了古构造应力场方向,发现其工变质分带没有联系。笔者还将研究区中的其他几个向斜工的变质程度与构造形迹,构造复杂程度、煤受构造破坏程度进行了对比研究。研究结果表明,煤变质指标等值线延展方向与向斜轴不平行而呈大角度相交;受抗日 强烈的向斜陡翼的煤变质程度并不高于受挤压相对弱的缓倾斜翼;祁阳山字型构造中煤变质指标等值线延展方向穿切前弧而     

山西煤层瓦斯分布规律研究

山西晚古生代含煤岩系是华北大型聚煤盆地的一部分,晚石炭世至中生代三叠纪为连续沉积,煤层埋藏深度、深成变质作用由北往南逐渐加深,生烃量也相应增多;燕山期是构造变形最为强烈的时期,也是侏罗纪聚煤盆地的形成期,大同、河东、宁武、沁水等4个聚煤(气)盆地构造格局基本形成,煤变质仍然是随埋深的加大而增高,属再次深成变质作用,煤化程度进一步加深,生烃作用持续发生;喜马拉雅期为强烈拉伸的构造环境,造就了山体整体抬升和雁行排列的新裂陷盆地的沉降。就山西煤层瓦斯而言,上覆基岩厚度是煤层瓦斯保存的主控因素,其次为岩浆活动、不同构造类型及水文地质条件等。区域岩浆热变质作用表现为在深变质作用背景上的叠加效应,山西境内的两个东西向高变质带与岩浆岩体的分布吻合,使阳泉矿区和晋城矿区成为煤层瓦斯(煤层气)开发利用基地;从聚气构造背景来说,封闭型构造使煤储层中瓦斯含量较高,如沁水盆地的沁南区、古交、邢家社、东社区以及河东盆地的石楼、大宁—吉县区、三交—柳林区,瓦斯含量在10～15m3/t或更高;开放型构造具有逸散煤层瓦斯的便利通道,瓦斯含量较低,如河东盆地的离石矿区、沁水盆地霍西构造区以及浑源、五台煤产地等。