鄂尔多斯盆地煤显微组分的micro—FTIR研究

采用显微傅利叶红外光谱（ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）技术研究了鄂尔多斯盆地不同煤级中基质镜质体,丝质体,藻类体,角质体,孢子体及树脂体的化学组成与结构演化特点,研究结果表明,随煤级增加,煤显微组分中脂族结构成分先后后减,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加;在相同的热演化程度下,丝质体基质镜质体和类脂组含更多的芳香结构成分和较少的脂族结构成分,及具更高的芳香缩合度,而基质镜质体又较类脂组含更多Ｃ＝Ｃ     

角质体热角产烃的实验研究

本文在严格的煤岩显微组分分离富集的基础上，采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法，系统地对贵州水城上二叠统龙潭组（P3l)煤中角质体的生烃潜力、热角烃组成特征、生烃模式进行了研究，结果显示：角质体具有很高的生烃潜力，其S1 S2为308.33mg/g，远高于丝质体（S1 S2为26mg/g)和基质镜质体（S1 S2为192mg/g)，而与树皮体（S1 S2为297mg/g)相当，另外，角质体为一种好的生油组分，其热解烃中油占了67%（197.47mg/g)；角质体热角产物主要为碳数较低的正构烷烃、烯烃化合物，此外苯、烷基苯（甲苯、二甲苯）、萘系化合物所占比例较高，而姥鲛烷和植烷含量则较少，本区角质体的主要生烃区间介于420-450℃之间（对应的R0为1.1%-1.5%)，生烃高峰在425-435℃范围内，最大产烃率对应的温度为430℃，角质体这种生烃潜力高，并且在高成熟度下大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的现实意义。     

中国泥盆纪煤煤岩研究

中国泥盆纪煤是形成于一定地质历史条件下的特种煤、显微组成以富含角质本为特征，其它壳质组分、镜质组、惰性组含量均低。泥盆纪煤阶的确定可用角质体荧光参数、角质体反射率及富氢镜质组的反射率。     

准噶尔盆地侏罗纪煤成油研究

本文以有机岩石学和有机地球化学研究为基础，结合模拟实验，对中国西北地区准噶尔盆地侏罗纪煤成油问题进行了详细讨论，结果表明，准噶尔盆地侏罗纪煤含有丰富的类脂成分，壳质组特别是角质体含量高可能导致了本区高蜡石油的生成，壳质组和基质镜质体的含量决定了煤的氢指数和热解烃产值，它们共同构成了盆地内煤成油的母质。模拟排油实验证明了煤孔隙的吸附能力是有限的，在一定的压力条件下，煤中液态烃达到一定数量后就可以较好地排出。为了便于生产勘探，文中还讨论了煤系地层的沉积有机相，依据沉积相，有机地球化学和有机岩石学特征将煤系划分成四种沉积有机相:分别是高位沼泽有机相，森林沼泽有机相，流水沼泽有机相和开阔水体有机相，其中，流水沼泽有机相生成液态烃的潜力最大，以含有大量的角质体为特征；森林沼泽有机相的生烃潜力次之，以基质镜质体为主要成分；高位沼泽有机相生烃潜力最差，以惰性组和镜质组为主要的有机组分；而开阔水体有机相不是煤成烃研究的理想场所     

伊通地堑下第三系原油和生油岩中芳构化五环三萜及其地球化学意义

详细研究了吉林伊通地堑下第三系生油岩和原油中的芳烃生物标志物，包括常规的多环芳烃，以及丰富的来源于高等植物的芳香二萜和芳构化的五环三萜。目前，原油中芳构化五环三萜类生物类生物标志物国内外均尚报道极少。还详细讨论了利用原油中最新发现的芳构化五环三萜在解决本区生物输入，油源对比以及石油成因等方面的重要意义。     

吐哈盆地侏罗纪煤中主要组分结构特征与生烃性分析

在高纯度煤岩显微组分分离富集的基础上,应用透射式显微傅里叶红外光谱技术 (Micro FTIR),对吐哈盆地侏罗纪煤中的主要组分-镜质体、丝质体、角质体、藻类体的结构组成进行了测定。结果表明 :藻类体主要由长链脂族结构组成,芳香结构含量相对较少;角质体和基质镜质体中含有较丰富的芳香结构以及长链脂族结构;而丝质体则主要由芳香结构组成,脂族结构含量很少。显微组分的这种结构特征决定了藻类体具有很高的生烃潜力、角质体和镜质体的生烃潜力中等、而丝质体的生烃潜力则很低。对于吐哈盆地煤成油来说,由于藻类体主要由长链脂族结构组成,并且生烃潜力也高,因此其具有高的液态烃产率、丝质体的产油率最小、角质体和镜质体的液态烃产率中等。由于镜质体是本区煤中含量最高的组分。因此,对于吐哈盆地所形成的具有工业规模的油田来说,镜质体应该是主要的贡献组分之一。但对于富含藻类体的厚层状烛藻煤,由于它类型好,品质高、生烃潜力大、以中长链脂族结构为主,是煤成油最理想的源岩。     

鄂尔多斯盆地煤显微组分的micro-FTIR研究

采用显微傅利叶红外光谱（ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ）技术研究了鄂尔多斯盆地不同煤级煤中基质镜质体、丝质体、藻类体、角质体、孢子体及树脂体的化学组成与结构演化特点．研究结果表明,随煤级增加,煤显微组分中脂族结构成分先增后减,含氧官能团减少,芳烃富集且芳环缩合度增加;在相同的热演化程度下,丝质体较基质镜质体和类脂组含更多的芳香结构成分和较少的脂族结构成分,及具更高的芳香缩合度,而基质镜质体又较类脂组含更多ＣＣ／ＣＨ,且基质镜质体中含较多的ＡｒＯＡｒ,ＣＯＣ等交链结构．反射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ具制样简单、快速准确等优点,且能进行单组分分析,无须分离样品,具透射式ｍｉｃｒｏ－ＦＴＩＲ和粉末红外光谱无可比拟的优越性,是煤及源岩显微组分微区化学分析的有力工具．     

煤岩显微组分热解气相色谱特征与化学结构剖析

煤结构是目前地球化学研究领域中的一个难点，但却具有极其重要的理论及实际意义，本文采用分步热解气相色谱技术将树皮体，镜质体和丝质体分解为分子量较小的可测定的有机化合物，在此基础上，据不同温度下热解产物的组成特征来还原显微组分的化学结构，实验结果表明，煤显微组分主要由四大类官能团组成，一是热稳定性较低的NOS杂原子官能团；二是脂族（脂链、脂环）结构；三是苯、烷基苯（甲苯、二甲苯）、萘等芳香族化合物，四是热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃。上述四类化合物集中于显微组分的不同结构简单中，树皮体和镜质体结构单元外侧主要由热稳定性较低的杂原子化合物以及分子量较小的苯和烷基苯组成，而丝质体结构单元外侧则主要以短链脂族结构为主，三组分结构核部由热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃组成。连结核部稠环芳烃与结构单元外侧杂原子等官能团的主要是热稳定性较高的脂链结构，煤显微组分热成烃主要按结构中各官能团键的强弱随热演化程度的加深依次脱除，生成油气，基本上属平行独立依次反应机制，亦“官能团脱除型”，此外，还包括少量的长链脂族结构裂解为短链脂肪烃的“解聚”过程。     

角质体热解产烃的实验研究

本文在严格的煤岩显微组分分离富集的基础上,采用岩石热解、热解气相色谱以及开放体系下热模拟等方法,系统地对贵州水城上二叠统龙潭组(P_3l)煤中角质体的生烃潜力、热解烃组成特征、生烃模式进行了研究。结果显示:角质体具有很高的生烃潜力,其S_1+S_2为308.33mg/g,远高于丝质体(S_1+S_2为26mg/g)和基质镜质体(S_1+S_2为192mg/g),而与树皮体(S_1+S_2为297mg/g)相当。另外,角质体为一种好的生油组分,其热解烃中油占了67％(197.47mg/g);角质体热解产物主要为碳数较低的正构烷烃、烯烃化合物,此外苯、烷基苯(甲苯、二甲苯)、萘系化合物所占比例较高,而姥鲛烷和植烷含量则较少。本区角质体的主要生烃区间介于420～450℃之间(对应的R_o为1.1％～1.5％),生烃高峰在425～435℃范围内,最大产烃率对应的温度为430℃。角质体这种生烃潜力高,并且在高成熟度下大量生烃的特点对在成熟度普遍较高的华南地区寻找油气田具有重要的现实意义。     

太湖宜溧河水系沉积物中多环芳烃来源解析

利用索氏提取技术和GC／MS测定，分析了太湖定溧河水系中13个样点沉积物中的多环芳烃（PAHs)，并利用芳香类不可分辨鼓包峰的检出、多环芳烃组分协相关因子检验及PAHs特征化合物指数，分析了太湖流域宜溧河水系中各地区的PAHs污染来源差异，并结合定溧河所在地区工业布局和环境特征得到了验证。溧阳附近PAHs主要来自于油类污染和染料工业的影响；宜兴市附近PAHs来源与溧阳不同，主要与现代煤烟型污染有关。从水第的干支流对比中发现，主干河道中沉积物PAHs污染来源比支流复杂的多，存在多种污染源交叉作用的情况。     

超临界CO2对烟煤和无烟煤化学结构的影响

超临界CO₂对煤化学结构的改造对煤层CO₂封存能力极为关键。论文开展了模拟埋深1500m （62.5℃、15 MPa）条件下4组不同变质程度煤的ScCO₂-H₂O体系与煤岩地球化学反应实验。通过傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射实验获得了反应前后煤化学结构演化特征,探讨了煤化学结构演化的机理。结果表明:ScCO₂作用后,煤中脂肪烃链长度普遍增加,仅肥煤的芳香烃丰度增大,肥煤、瘦煤和贫煤含氧基团丰度的增大主要由氢键基团含量的增加贡献,无烟煤含氧基团丰度则主要受低分子化合物溶出的影响。ScCO₂引起的溶胀作用造成肥煤和瘦煤芳香层面之间交联键断裂,芳香微晶内部结构疏松,而芳香层面内C_Ar-C_Ar交联的形成提高了肥煤和瘦煤芳香性和芳香环缩合度;贫煤和无烟煤中非稠合多苯结构脱落使芳香微晶内部更紧凑,脂肪烃链长度的增加则降低了贫煤和无烟煤芳香性和芳香环缩合度。      

平朔矿区安太堡煤矿9^#煤的有机地球化学特征

9^#煤是安太堡煤矿的主要可采煤层之一,宏观煤岩类型为半暗型煤。通过对煤中可溶有机质成分特征及饱和烃、芳香烃中各项生物指标化合物含量进行分析,得出：（1）样品中较高的芘含量反映煤样中的成煤母质中陆源高等植物占优势;（2）OEP指数和芳香烃中MPI指数均呈现低值,指示有机质的成熟度较低;（3）Pr/Ph值变化较大,氧芴含量稍高,指示成煤环境海侵频繁,氧化还原沉积环境交替。     

Organic geochemistry and petrography of Tertiary coals and carbonaceous shales from Argentina

A series of eight Tertiary coal and carbonaceous shale samples with vitrinite reflectance values between 0.50 and 0.58% were extracted, fractionated and the saturated and aromatic hydrocarbons analysed for characteristic components by GC and GC-MS. Additionally, a microscopical study was undertaken in order to obtain a more precise picture of the samples under investigation.The saturated hydrocarbon fractions displayed the typical n-alkane distribution for coals of this rank, with CPI values between 2.0 and 3.1. Among the branched/cyclic compounds, pristane and α, β-homohopane were recognised as relevant components pointing to an oxic depositional environment. Detection of benzohopanes (C₃₂–C₃₅) in the aromatic hydrocarbon fractions suggests that bacteriohopanetetrol was a significant constituent of the coal biomass. Taking into consideration the Pr/Ph ratios, ash contents and microscopical characteristics of the samples, aspects of the possible degradation of hopanetetrol to homohopane are discussed. Resin-derived diterpenoids with the phyllocladane and kaurane skeleton were tentatively identified and, although minor compounds, they are interpreted to be a sign of the contribution of Podocarpaceae and Araucareaceae to the coal swamp.Aromatic compounds were dominated by alkylnaphthalene derivatives, presumably formed by C-ring cleavage and aromatisation of higher plant-derived pentacyclic triterpenois, which were main components in the high-boiling range of the fractions investigated. Angiosperms (especially Fagaceae) are postulated as source for these polycyclic compounds and, hence, for some of the polyalkylated aromatic bicyclics detected.     

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。     

高有机硫煤抽提物中含硫化合物的组成与热演化特征

高有机硫煤是一种十分特殊的煤种,其特点之一是抽提物芳烃馏分中含丰富的含硫化合物。在我国西南地区晚二叠世碳酸盐台地潮坪成因、具不同煤化程度的四种高有机硫煤中均检测出了四种系列的含硫化合物,它们分别为二苯并噻吩系列、苯并萘并噻吩系列、菲并噻吩系列和苯并二苯半噻吩系列。含硫化合物的类型组成虽然相似,但它们的相互比例关系与煤化程度和具体的沉积环境密切相关。分析发现,随煤化程度增加:（1）具三环结构的二苯并噻吩相对于四、五环结构的化合物数量减少;（2）具稳定甲基取代位的含硫化合物数量不断增加,同时还发现含硫化合物与同环数的常规芳烃间的比值可反映碳酸盐台地受局限的程度。     

新疆西北部和什托洛盖盆地侏罗系低熟煤系烃源岩地球化学特征及生烃条件分析

新疆西北部和什托洛盖盆地勘探程度较低,侏罗系煤系烃源岩较为发育,选取了和什托洛盖盆地和布克河凹陷与白杨河凹陷的四条侏罗系野外地质剖面,对侏罗系烃源岩进行了系统的地球化学实验室分析测试,确定了该盆地生烃潜力。研究表明,侏罗系八道湾组、三工河组以及西山窑组煤系烃源岩有机碳含量、氯仿沥青“A”、总烃以及生烃潜力值均达到中等—好的烃源岩有机质丰度标准。煤系烃源岩有机质显微组分镜质体较为富集,壳质组相对含量达到20%,为孢子体、角质体、树脂体以及木栓质体,泥岩富集部分藻类体,荧光特征较强,惰质体不发育,母质类型为Ⅱ2型,部分为Ⅲ型,煤为Ⅲ型,煤中氯仿沥青“A”与族组分同位素偏重,暗色泥岩略低,煤系烃源岩族组分非烃的同位素值均明显偏轻,芳烃同位素略重,受控于煤系烃源岩中多环芳烃较为发育,更为富集δ13C,非烃组分N、S、O化合物富集δ12C。实测Ro值较低,烃源岩成熟度偏低,但盆地模拟结果表明研究区凹陷中心区源岩已进入生烃门限。研究区低熟煤系烃源岩分子标志化合物也存在其特殊性,正构烷烃以高碳数的分布为主,煤的Pr/Ph值明显高于泥岩,无β 胡萝卜烷、孕甾烷与升孕甾烷分布、伽玛蜡烷指数低,表明侏罗系煤以湖沼相的氧化环境为主,而西山窑组泥岩主要以弱氧化环境沉积特征为主,另外萜烷系列化合物几乎无倍半萜、二环倍半萜以及三环萜烷的分布,藿烷系列存在ββ生物构型分布,为热演化程度较低的标志,分子标志化合物参数的相关性表明,弱氧化的湖沼相的沉积水体有利于此类化合物的分布,煤抽提物中规则甾烷C27、C28、C29呈反“L”型分布,主要以高等植物的陆源输入为主,而侏罗系泥岩存在“V”型分布,有低等水生藻类的贡献,与富氢组分中存在藻类体有较好的的匹配关系,具有更有利的生烃条件。     

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。     

柴达木盆地北缘中侏罗统石门沟组煤中多环芳烃分布特征及其地质意义

多环芳烃(PAHs)是古环境、古野火以及古气候的重要地质记录,本文通过气相色谱质谱法(GC- MS)研究了柴达木盆地北缘中侏罗统石门沟组煤中多环芳烃分布特征,检测出一系列二环至七环芳烃化合物,包括高等植物衍生多环芳烃(卡达烯、6- 异丙基- 1- 异己基- 2- 甲基萘、惹烯、西蒙内利烯以及二氢惹烯)和燃烧衍生多环芳烃(荧蒽、芘、苯并\[a\]蒽、、苯并荧蒽、苯并\[e\]芘、苯并\[a\]芘、茚并\[cd\]芘、苯并\[ghi\]苝和晕苯)等。这些多环芳烃的检出表明石门沟组煤沉积于具有显著陆源高等植物输入的微咸水湖沼环境,成熟度较低(平均随机反射率为056%)。石门沟组煤中高等植物衍生多环芳烃以极高的惹烯含量为特征,且存在较高丰度的西蒙内利烯和二氢惹烯,卡达烯丰度极低,反映出成煤期陆地植被类型以松柏类植物的针叶林为主,气候温暖湿润。同时,煤中丰富的燃烧衍生多环芳烃证实了柴达木盆地北缘中侏罗世存在广泛的陆地古野火,较高的大气氧气浓度(256%)可能是该时期野火频发的一个重要诱因。本次研究为柴达木盆地中侏罗世古野火事件的研究提供了重要的分子化石证据,也是对中侏罗世古环境和古气候研究的有益补充。     

Geochemical characteristics of the macromolecular part of crude and biodesulphurised flame coal density fractions

Flame coal (Janina Mine, Poland) was an object of geochemical analyses for changes caused by the process of microbial desulphurisation. Ash content, beryllium, chromium, zinc, cobalt, lithium, manganese, copper, molybdenum, nickel, lead and vanadium concentrations were investigated in coal extracts, its macromolecular part, semi-coke and polar compound fractions of extracts and pyrolysates of crude and biodesulphurised coal density fractions. The macromolecular part of extracted density fractions was pyrolysed giving semi-coke and pyrolysate. These were separated into aliphatic hydrocarbons, aromatic and polar compounds by thin layer chromatography (TLC). Distributions of aliphatic and aromatic hydrocarbons in pyrolysates of the crude and desulphurised coal density fractions were compared by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Extracts, extracted density fractions, semi-coke and polar compound fractions were analysed for concentrations of trace elements. In the crude coal their concentrations in the macromolecular part are related only to coke. However, in the desulphurised coal the participation of the particular trace element increases in pyrolysate polar compound fractions. Its values are in the range from 1% (Mn) to 100% (Cr and Mo). These changes are the best seen in the 1.80-2.30×10³ kg/m³ density fraction. Very high concentrations of trace elements were found in pyrolysate of desulphurised coal density fraction. This can be explained by the partial decomposition of coal macromolecule resulting from desulphurisation. Significant side-cleavage of peripheral groups and lighter aromatic hydrocarbons is possible. The effects of bacterial influence were manifested by the increase of polar compounds contents both in pyrolysates and extracts of the desulphurised coal and changes in distribution of aliphatic and aromatic hydrocarbon as pyrolytical products. These effects increase with mineral substance contents. Moreover, the increase of trace element concentration in coal organic matter occurs. It is reflected by the increase of participation of coal pyrolysate polar fraction in the total concentration of analysed elements in the macromolecular part of a given density fraction. The presented results are a part of the larger research aimed to find an influence of desulphurisation on chemical and technological properties of coal.