煤系石墨矿产地质研究现状与重点方向

煤系石墨是煤及煤系碳质页岩等在岩浆热接触变质及构造变质作用下形成的,是石墨矿产的重要组成部分,也是煤系非金属矿产的一种,属于战略性新兴矿产。文章综述了前人对煤系石墨的研究成果及其勘探开发现状,着重讨论了构造作用在煤系石墨形成过程中的作用,并强调煤在石墨化过程中微观结构的演化。本文认为,现阶段对煤系石墨的成矿机制和赋存规律的认识不够深入,缺少针对性的勘查规范和相关标准,同时也将完善石墨成矿机制和赋存规律、建立煤与石墨的鉴别标志、确定煤系石墨资源评价方法、划分成矿带并调查煤系石墨的资源量定为下一步在煤系石墨调查评价中的重点研究方向。     

川渝地区煤的石墨化潜势研究

煤及煤系石墨化利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源高效利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。在能源矿产改革转型的关键时期,为了厘清川渝地区煤的石墨化潜势,在梳理分析煤的石墨化、煤基碳材料前驱体选择和川渝地区煤田地质概况的基础上,通过对川渝地区主要赋存煤类、煤质和显微组分特征的分析,从影响煤石墨化的内在因素和煤基碳材料的需求出发,采用主成分分析法探讨了川渝地区煤基碳材料前景和煤系石墨资源赋存潜力。结果表明:研究区煤的显微组分以镜质组为主,低灰、低硫,演化程度更高的无烟煤更易于石墨化,煤石墨化后的产物则是制备碳材料的极佳前驱体;根据主成分分析的定量评价结果,可将川渝地区煤系石墨资源潜力区带划分为Ⅰ级优势区、Ⅱ级良好区和Ⅲ级潜力区。四川雅安?攀西Ⅰ级区带三叠系上统须家河组煤具有变质程度高、低灰、低硫特征,龙门山构造岩浆带是煤石墨化的外在条件,是煤系石墨矿产资源优势赋存区和制备煤基碳材料的优选资源;渝东北Ⅱ级区带和渝东南Ⅱ级区带具有构造条件复杂、煤演化程度高的特点,为煤系石墨资源赋存良好区;南桐松藻Ⅲ级区带和四川芙蓉?古叙Ⅲ级区带则为煤系石墨资源的潜力区。煤系石墨的潜力研究是能源矿产由粗放型利用向高端新型材料精细化应用转变的重要桥梁,为实现煤炭资源高价值、绿色开发利用提供了指导方向。      

地质勘查阶段煤系石墨与无烟煤的划分指标探究

煤系石墨是煤及煤系炭质页岩在岩浆热接触变质及构造变质作用下形成的,是石墨矿产的重要组成部分,属新兴战略资源。目前由于对煤系石墨赋存规律认识不清,缺乏科学界定的勘查指标,以致造成了严重浪费。在总结以往划分煤系石墨与无烟煤的思路和方法基础上,以吉林磐石、湖南鲁塘、福建西南等典型煤系石墨与无烟煤样品测试结果为依据,分析了煤系石墨有关参数的优缺点,提出采用H/C原子比、晶格间距d₀₀₂、拉曼光谱R₂ 3个参数,作为勘查阶段界定煤系石墨与无烟煤的定量指标。      

我国煤系石墨研究及资源开发利用前景

煤系石墨属于特殊的非典型晶质矿物,多为隐晶质石墨,既是石墨矿产的重要组成部分,也是煤系综合矿产的一种。煤系石墨与煤层为同层异矿,煤向石墨演化的实质在元素组成上表现为富碳、去氢和脱氧,在分子结构上表现为有序化增强和石墨晶体结构的逐渐形成。煤岩组分、岩浆热和地质构造等均对煤成石墨化作用具有重要的影响,在多因素综合作用下,煤系石墨成矿常表现出差异石墨化特征。从煤系石墨成矿机理入手,提出了以化学组成参数为基础指标,以结构参数为精确指标的煤系石墨鉴别指标体系;从资源评价需求出发,将不同演化程度的煤系石墨划分为Ⅰ级（石墨）、Ⅱ级（半石墨）和Ⅲ级（石墨化无烟煤）等3类。煤系石墨的形成与岩浆活动和挤压性构造环境密切相关,受区域性构造-岩浆带控制,煤系石墨分布具有方向性、递变性、集中成带的特点,成矿区带呈现出“一纵三横”的分布特点,划分为滨太平洋成矿域、南岭成矿域、秦岭-大别山成矿域和阴山-燕山成矿域和9个成矿带。分析了我国煤系石墨资源现状,指出由于我国煤炭资源丰富和赋煤区构造-热叠加作用显著,煤系石墨资源潜力巨大。煤系石墨开发利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源合理开发利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。分析了当前煤系石墨矿产资源开发利用方面存在的问题,提出了相应的政策建议。      

湘中寒婆坳矿区测水组无烟煤—煤系石墨变质温度研究

煤系石墨是由煤经构造—岩浆事件改造而成的煤系共伴生矿产资源.为探究无烟煤—煤系石墨的变质温度,以湖南新化寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨及其顶底板岩石、夹矸为研究对象,采用变质矿物组合特征、镜质体反射率地质温度计和拉曼光谱地质温度计等手段进行研究.结果 表明:大规模岩浆侵入初期,煤层及其顶底板受热温度较高,但持续时间短,而煤石墨化过程和围岩变质过程相对缓慢,最终,煤系石墨及其围岩与周围环境的热力学平衡温度相对较低.多手段综合确定寒婆坳矿区无烟煤的变质温度为220～250℃,变质无烟煤的变质温度为330～370℃,煤系半石墨的变质温度为390～450℃,石巷里矿煤系石墨变质温度为500～550℃.寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨变质系列整体上处于中低温变质作用阶段.研究结果可为煤系石墨勘探靶区圈定提供科学指导.     

福建漳平可坑矿区煤系石墨赋存规律研究

漳平可坑矿区地处福建省中部含煤条带,赋存有丰富的高变质无烟煤,有较好的煤系石墨资源前景,是福建重要的石墨成矿区。为了查明可坑矿区煤系石墨的赋存规律,利用X射线衍射、拉曼光谱等技术,结合矿区岩浆活动和构造运动,对煤成石墨结构演化特征、煤成石墨化作用机制和控制因素进行了研究。结果表明煤系石墨是岩浆热和构造应力共同作用的产物,在煤成石墨化过程中,岩浆热产生的高温促进芳香层相互连接和横向增长,构造应力有利于芳香层的择优定向和有序堆叠,煤成石墨结构在温度、应力等因素作用下,碳层间结构缺陷逐渐消亡,石墨晶格逐渐形成,微观相逐渐转变,最终形成比较完善的石墨结构。研究明确了矿区构造和岩浆岩侵入对煤成石墨化作用的影响,划分了构造动力—岩浆热变质带、岩浆热—构造变质带、构造动力变质带三个变质带和三级控矿断裂带。可坑矿区煤系石墨产于构造动力—岩浆热变质带中,矿层靠近岩体呈近东西走向的单斜层状、似层状展布,但矿床的展布不完全受制于岩体,在空间上也受三级控矿断裂带的控制。      

福建凤山矿区石墨矿地质特征及控矿因素分析

通过对福建省漳平市凤山矿区石墨矿近年来硐探、钻探等地质资料系统的梳理,在分析矿区地质特征和矿体特征的基础上,深入研究了石墨矿的控矿因素。研究认为该区石墨矿是由赋存于中二叠统童子岩组的无烟煤经过高温、高压作用进一步变质而成的。煤层受到岩浆热变质作用使碳物质(煤)分解,重新富集形成以隐晶质(土状)为主的隐晶质石墨矿,因此本区石墨矿的控矿因素是温度和构造。由于过往对福建煤系石墨资源的研究程度不够深入,造成大部分煤系石墨矿划归煤矿,致使石墨矿资源被浪费,本次通过野外地质勘查、采样样品测试等工作,确定了凤山矿区为煤系石墨矿,为下一步勘探工作提供有力依据,为合理开发利用矿产资源指明新的方向。     

福建煤系石墨资源状况和开发前景

福建省煤系石墨赋存于中二叠统童子岩组,是无烟煤受高温高压作用进一步变质而成,属隐晶质石墨。通过调查发现,福建省煤系石墨矿井、勘查区处于未开采或停采状态,开采矿区也多以煤炭开采的形式生产销售,造成资源浪费。为合理开发利用煤系石墨资源,采用d₀₀₂（碳层间距）-R₂（拉曼参数）模板鉴别煤系石墨并确定煤系石墨等级,结合区域构造的控制作用,划分了大田-漳平与永安-安溪石墨成矿区。在此基础上,综合实测数据和历年勘查资料分析,预测出永安长垇、永安下盖竹-甫弼-塘下洋、大田琼口-小溪洋-永安老鹰山、漳平可坑-乌石隔、漳平乌坑-华安福田5块煤系石墨资源远景区,其预测资源量8 196万t,展现了良好的开发前景。针对目前煤系石墨资源开发利用现状,提出“规范煤系石墨资源开采秩序、建立煤与煤系石墨鉴别指标并设立明确的煤矿与石墨矿权规范、优化石墨资源开发利用体系等”系列建议,以实现福建石墨产业结构协调化、技术高度化、产品系列化和价值链完整化。移动阅读      

福建煤系石墨鉴别方法探讨

福建省煤系石墨赋存层位为中二叠统童子岩组含煤岩系地层,该地层中的煤炭,由于受岩浆侵入及构造运动作用,已变质成无烟煤,如受温度与压力的作用更强烈,进一步变质成隐晶质石墨;无烟煤与煤系石墨在宏观上难以区别,相关规范仅以固定碳和挥发分作为确定石墨的工业指标,是无法对两者进行区分的。鉴于此,综合国内对煤系石墨工业指标划分,结合《福建省煤系石墨赋存规律与资源评价》课题的最新研究成果,尝试采用以固定碳、挥发分作为划分无烟煤与煤系(隐晶质)石墨的基础指标,以石墨碳层间距d 002和拉曼光谱参数R 2作为精确指标,建立煤系石墨鉴定方法体系,以便科学评价和利用煤系石墨资源。     

中国石墨资源概况及晶质石墨成矿规律

初步概括了中国石墨矿产资源现状,总结了晶质石墨矿床的成矿规律、成矿模式及主要找矿标志。中国石墨矿产资源储量巨大、种类齐全,资源分布呈现“分布广泛、东多西少、个别富集”的特征,区域变质型晶质石墨矿床是主要矿床类型,晶质石墨主要成矿规律为“构造定区、沉积控源、变质限量、热液提质”,即大地构造格局决定晶质石墨矿床的有利区分布,富有机质陆源碎屑沉积体系主控炭源供给和赋矿层位分布,变质作用深度及期次限定石墨矿体总量,混合岩化过程对提升矿石品质具有不可忽视的作用。典型晶质石墨矿床的形成一般经历沉积成岩—区域变质—混合岩化3个阶段。地层、岩性、沉积环境、构造以及地球物理异常等是石墨找矿的良好标志。     

福建大田—漳平地区构造-热对煤系石墨成矿及赋存的控制探讨

福建省大田—漳平地区位于东部滨太平洋构造带上,不同时期的岩浆热液作用和复杂多变的构造形变格局,为该地区形成丰富的石墨矿床提供了良好的成矿条件。为了查明大田—漳平地区煤系石墨的成矿控制因素及分布规律,通过工业分析、元素分析、X射线衍射和激光拉曼光谱等实验,对不同矿区不同变质程度的煤和煤成石墨的化学组成及微观结构特征等煤成石墨化特征进行了研究,并将不同变形特征的样品划分为煤成石墨、煤成半石墨和石墨化无烟煤三大类。研究表明:煤的变形特征与煤成石墨的演化类型基本一致,且韧性变形样品的石墨化程度最高,说明构造应力作用能促进煤的石墨化作用;煤成石墨的分布受到岩浆-构造活动的控制,石墨矿床多产出于岩浆岩侵入体外接触带或附近断裂带的有利围岩地层中,且大田—漳平地区煤系石墨矿具有明显的成区、成带分布特点,煤成石墨成矿区主要集中在闽西南坳陷南部的漳平一带;而北部大田一带分布的矿区矿体石墨化程度较漳平一带低,多为煤成半石墨或石墨化无烟煤,研究结果可为该地区煤系石墨矿产综合勘探开发利用提供有利依据。      

湖南鲁塘煤系石墨矿区构造格局及控矿机制

湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区,煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制,其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响,通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法,分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明,受区域构造活动的影响,鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征,东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带;南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东,随着与岩体距离逐渐减小,煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大,煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北,构造变形强度逐渐增强,导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主,同时,应力作用促进了煤的石墨化,导致煤的石墨化程度较高;中部分区内构造情况复杂,形成不同温度压力条件的成矿环境,煤的石墨化程度差异性明显;南部分区构造情况简单,主要构成开放式环境,煤的石墨化程度较低,仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。      

改革创新为引领 实现地质找矿新突破——学习国土资源部找矿突破战略行动座谈会精神的体会

福建省煤田地质局秉承＂争先行、比贡献＂的闽煤地勘精神,以地质勘查为主业,鼓励科技创新,在加强成矿理论研究的基础上,改进地质找矿手段和方法,创造了＂十一五＂期间地质找矿的丰硕成果,特别是隐伏区下找煤取得重大突破,不但大大提高了＂三下＂（火山岩下、红层下、推覆体下）煤炭资源储量,而且在贫煤与找煤禁区也发现了丰富的煤炭资源,实现省内地质找煤3.2亿t,同时在非煤地质勘探与拓展国内外地质市场等方面也成绩斐然。＂十二五＂期间,应结合福建省实际,以找矿突破战略行动部署为指导,在争取将福建煤炭列入＂武夷成矿带＂重要矿种的同时,积极申办探矿权;同时申请各级地质矿产专项基（资）金加大对福建省煤炭勘查立项的倾斜力度,促进福建作为贫煤省份的地质找煤工作;另外规范矿业权市场,增加国有地勘单位开展地质找煤科研及装备资金,并实行地质找矿奖励政策。     

湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤及石墨矿地质特征

为研究花岗岩体对煤层石墨化的影响,合理开发矿产资源,并指导同类型煤与石墨矿的找矿工作,通过系统采样测试,分析湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤与石墨矿的地质特征及分布范围,总结了煤系石墨化的成矿模式,确定了寒婆坳矿区距离岩体500~600 m的范围内,煤层石墨化程度高,预测寒婆矿区南部具有寻找大型石墨矿的潜力。      

基于综合勘查的煤系矿产资源组合类型研究

含煤岩系矿产资源综合勘查和协同开发是当前煤炭领域关注的热点和前沿方向。通过系统收集整理相关资料、现场调研、以及专题会议研讨,重点考虑不同煤系矿产资源的赋存、相态、综合勘查评价要求等特征,从综合勘查角度,对煤系矿产资源所具有的共性进行梳理,提炼划分出3种煤系矿产资源组合类型,包括煤与煤系异体固体矿产组合、煤与煤系同体固体矿产组合、煤与煤系气组合,可为含煤岩系矿产综合勘查工程方案的制定提供理论指导。