高煤级煤—隐晶质石墨的Raman光谱表征及结构演化

拉曼光谱能够反映碳材料结构的有序程度和结构缺陷，可用来表征高煤级煤—隐晶质石墨演化过程中结构变化。通过对受岩浆热变质影响的不同变形变质程度样品的拉曼参数与面网间距（d₀₀₂）之间关系的研究表明:G峰位置与d₀₀₂呈现阶梯变化，能较好地区分出石墨与高煤级煤，S₂峰位、D₁、G半峰宽与d₀₀₂呈较好的线性关系；D₁与G峰峰位差和半峰宽比随d₀₀₂减小而减小，S₂与S₄峰的峰位差随d₀₀₂减小先增大后减小，而其强度比及面积比逐渐增大；d₀₀₂与拉曼参数关系显示两次明显的结构演化跃变，即无烟煤至变质无烟煤阶段，R_max>6.5%、P（D₁-G）<235 cm-1、P（S₂-S₄）>525 cm-1以及半峰宽比显著下降、L_a/L_c迅速降低，为芳构化、芳环缩合作用增强向芳环叠片拼叠转变；半石墨至石墨演化阶段，P（D₁-G）、I_D1/I_G与A_D1/A_G显著降低，L_a、L_c迅速增加。以d₀₀₂为标度能较好地反映煤结构在不同演化阶段的Raman光谱特征。      

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。     

隆东井田重磁异常的地质意义

根据区域重磁异常特征研究及其数据处理成果,初步揭示了隆东井田内主要采煤层石炭纪太原组8号煤层煤质变化规律及影响因素。在深成变质作用的基础上,叠加了岩浆热变质作用,使8号煤层煤种呈现规律性条带分布。     

湖南新化地区煤变形变质与构造环境特征

采用煤质化验、XRD、SEM等测试手段,分析煤的化学组分、结构特征、显微构造等特征,结合古应力估算值、古温度和应变速率等结果,探讨了湖南新化地区煤变形变质特征与构造环境的关系。结果表明:煤样的d₀₀₂值为3.36~3.39 nm,受天龙山构造挤压的局部应力场及叠加岩浆构造热的作用,煤逐渐转变为隐晶质石墨,结晶颗粒是由细小的鳞片组成的集合体,粒径集中在50~250 nm;石墨3R型含量随着煤化程度升高,石墨晶体开始增加,Rh相的数量减少;构造变形环境属于低温低围压高应变速率的浅层脆性-韧脆性构造域;天龙山岩体提供了构造热源,侧向挤压应力使寒婆坳向斜煤大分子结构有序化,层面间距减小,形成隐晶质石墨。      

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。      

襄汾矿区杨谈勘查区岩浆侵入特征及其对煤层的影响

以杨谈勘查区勘查成果为依据,通过对比分析,论述了区内岩浆岩的侵入特征及其对煤层的影响。区内岩浆主要以岩床形式由西南向东北侵入煤系,岩性主要为闪长玢岩,厚度呈南厚北薄的特点。区内共有7层煤不同程度的受到岩浆侵入影响,多沿煤层顶、底板侵入。岩浆侵入加大了含煤地层厚度及煤层间距,同时使煤层的变质程度进一步加深,局部变质为热变煤或天然焦,煤层灰分、碳含量增加,挥发分、氢含量有所降低。     

关于煤系石墨鉴定标准的讨论

煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶跃性演化和物质组成非均质性等特点,造成矿种鉴别的复杂性。为制定科学实用的鉴定标准,从成矿机制研究和资源评价需求出发,按照矿石总体石墨化程度由高至低,划分了煤系石墨一号、二号、三号等3种类型;在前期工作的基础上,补充了110多组实测数据,修改完善了由初步鉴定指标和精确鉴定指标构成的煤系石墨鉴定指标体系。初步鉴定指标包括挥发分产率V_daf和最大反射率R_max,用于资源评价和地质勘查阶段初步区分煤与煤系石墨;精确鉴定指标包括晶面间距d₀₀₂及其等效的石墨化度G、拉曼光谱参数R₂,用以精确鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨类型。基于涵盖我国主要煤系石墨矿山500余组样品实测数据统计分析结果,确定了煤系石墨类型划分指标:煤系石墨一号,0.335 4 nm≤d₀₀₂<0.338 0 nm(G>0.70)、R₂<0.50;煤系石墨二号,0.338 0 nm≤d₀₀₂<0.340 0 nm(G>0.50~0.70)、R₂值范围0.50~0.60;煤系石墨三号,0.340 0 nm≤d₀₀₂<0.344 0 nm(G>0~0.50),R₂值范围0.50~0.60。根据上述指标,建立了煤系石墨鉴定模板,主要煤系石墨矿山样品测试数据表明,该鉴定模版具有实用性和可操作性。      

贯二中井田应用灰成分进行煤层对比

湖南马田矿区贯二中井田含煤地层为上二迭统龙潭组,共含煤8层。主要可采煤层为3~2煤层,次要可采煤层为2煤层和4~2煤层。全矿区的主要可采煤层4煤层和5煤层,在本井田变为次要煤层甚至不可采。由于3~2煤层伪顶泥岩比较发育,局部很难和2煤层的顶板泥岩区分。通过灰成分分析,发现3~2煤层灰成分中SiO₂的含量比2煤层高得多,又发见3~2煤层灰成分中Fe₂O₃的含量比2媒层低得多。      

大别山北麓高煤级煤的变形——变质类型

对中国东部大别造山带前陆盆地石炭纪含煤岩系的高煤级煤进行了深入研究,划分出3种变形——变质类型。构造——热变质类型煤样采自剪切应变带内,煤镜质组反射率各向异性显著,煤结构参数L_c最大,L_a/L_c和d₀₀₂最小,TEM下存在局部石墨化现象,呈现动力变质特征。岩浆热变质类型煤样受中生代花岗岩侵入体异常高温影响,Ro_max和Ro_bi较大,显微镜下呈非均质结构,L_a/L_c在3类煤中最大。区域变质类型煤的Ro_max最小,但仍远远高于稳定地区相近地质时代煤,反映了造山带旁侧构造——热活动背景下有机质的高演化程度。     

确山吴桂桥井田岩浆岩对煤层煤质的影响

吴柱桥井田喜山期岩浆活动剧烈，多以岩床形式顺层侵入煤层顶底板及煤层中间，对煤层赋存形态，结构煤质产生较大破坏影响，变质作用以接触变质为主，煤类复杂。接触变质带可进一步划分为岩焦混杂带、天然焦带、焦化煤带、正常煤带。     

祁东煤矿岩浆侵入特征的研究

通过对祁东煤矿勘探钻孔统计资料分析．研究了岩浆侵入煤层的主要特征。岩浆主要以岩床的形式沿煤层侵入,岩性以云煌岩为主,岩床层数多为一层,岩浆主要是顺煤层上部侵入。从上部煤层到下部的10煤层,岩浆侵入活动呈现出从无到有、从弱到强的趋势;分布区域从西向东、由北向南扩展,分布面积逐渐扩大。岩浆侵入破坏了煤层的结构和稳定性,其接触变质作用造成煤类分布混杂,而仅靠钻孔不可能完全查明岩浆岩的分布形态,建议今后加强矿井地质观测,为煤炭开采提供服务。     

卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中汞的分布与赋存特征

系统采集淮北卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中岩浆岩、煤及顶底板岩石样品,测试分析了样品中汞、灰分、挥发分、水 分以及各形态硫的含量,探讨了岩浆蚀变煤层中汞的分布与赋存特征。结果表明：（1） 岩浆侵入导致煤中灰分升高,挥发 分降低,煤中硫主要以黄铁矿硫和有机硫存在;（2） 岩浆侵入导致煤中汞的富集,卧龙湖煤矿岩浆蚀变煤层中汞的平均含 量高达0.23×10-6,是华北石炭-二叠纪煤、中国煤以及美国煤中汞的平均含量的1.4 倍,1.2 倍和1.3 倍;（3） 煤中汞的含量 随离岩浆侵入体距离增大有逐渐降低的趋势,但在煤岩接触带附近,汞在岩浆侵入体上方和下方的煤中呈现不同的分布特 征;（4） 煤中的汞主要以无机结合态的形式存在,且大部分赋存在煤中的黄铁矿中,同时亦存在与有机硫结合的汞。岩浆 热液对煤层的侵入,导致煤质以及煤中汞的含量和赋存方式发生了显著变化。     

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     

卧龙湖煤矿岩浆侵入特征及控制因素分析

岩浆侵入对煤矿生产影响极大,淮北煤田卧龙湖煤矿是受岩浆侵入较严重的矿井之一,其地质构造是控制岩浆侵入和岩浆岩展布的重要因素。卧龙湖煤矿自侏罗纪以来岩浆活动剧烈,发生了中性岩浆的侵入,多以岩床形式顺层侵入煤层顶底板及煤层中间。本文基于矿区钻孔数据揭露的岩浆岩分布情况,分析了结果表明卧龙湖矿区岩浆侵入规律,受煤层的形态、结构、理化性质以及产状的控制。     

谱分解技术在预测煤层岩浆岩侵入区的应用

岩浆岩的侵入问题一直严重影响着煤矿的安全和高效生产,如何准确地划分出岩浆岩侵入区范围是急需解决的关键问题之一。通过对正演模型数据和实际数据的谱分解分析,发现正常煤层与岩浆岩侵入煤层间存在着明显的频谱差异。正常煤层反射波在其主频对应的谱分解切片上的能量较强,而岩浆岩侵入煤层反射波在同一谱分解切片上的能量较弱。对于实际煤层数据来说,通过钻井标定,即可以定量、准确地划分出岩浆岩侵入区的范围。以大屯煤电公司徐庄煤矿为例,对7煤层谱分解沿层切片与振幅沿层切片进行了对比解释,结果证实谱分解技术对预测煤层岩浆侵入范围是切实可行的。     

豫东地区岩浆活动对煤层结构及煤质的影响

为指导豫东地区煤矿合理部署、高效生产,基于大量钻井和测试资料的综合分析和对比研究,探讨了豫东地区岩浆活动的基本特征及其对煤层结构和煤质的影响。研究结果表明:燕山中晚期的岩浆活动对豫东地区的煤层结构和煤层连续性造成影响,导致煤层变薄、分叉、尖灭和吞噬;同时,岩浆活动导致本区煤层变质程度普遍增高,煤质参数发生变化。煤层的原始赋存状态、岩浆侵入的初始温度、侵入岩体的厚度、岩浆侵入煤层的方式、岩体离煤层的距离、围岩和岩体上覆地层的岩性等是影响煤层结构和煤变质程度的主要控制因素。      

济宁煤田金乡矿区岩浆活动及对煤层煤质的影响

在对济宁煤田金乡矿区岩浆侵入详细调查的基础上,分析了岩浆侵入煤系的层位与分布规律,岩浆岩的岩性特征及侵入时代。岩浆以岩脉和岩床形式侵入煤层,使煤层出现分叉、变薄甚至全部被吞蚀。岩浆岩的侵入破坏了煤层的连续性和完整性,并使煤层的物理性质、化学成分和工艺性能发生了显著变化,煤质变差,降低了煤的利用价值。     

沁水盆地南部变质变形煤储层特征层气富集区划分

沁水盆地南部周缘被挤压性断裂褶皱带所围限,区内缓坡带形成煤层气富集区.受中新生代区域构造—热演化影响,盆地内煤储层在深成变质作用基础上叠加了不同程度的构造动力变质作用和岩浆热变质作用,产生了不同程度的变质和变形,导致其在变质变形程度、含气性及渗透性等煤储层物性方面具有不同的特征,有明显的区域分异,形成展布方向与盆地复向...     

宁夏煤变质规律初探

宁夏煤炭资源丰富,煤类多,在区域和垂向上呈现出明显的规律性。晚古生代煤层以中、高变质的烟煤、无烟煤为主,中生代煤层以低变质的烟煤为主,从各含煤区分布看,贺兰山、香山含煤区多为高变质的烟煤和无烟煤,灵盐、固原含煤区以低变质烟煤为主,青铜峡-固原深断裂西部的煤变质程度明显高于东部。分析认为深成变质作用对各时代煤变质具有普遍意义,在此基础上,岩浆热力变质作用和动力变质作用也是导致局部地区煤变质增高的因素,如贺兰山含煤区的汝箕沟矿区,受隐伏岩浆热力影响,以岭大井田为中心,呈现北东向展布的半环带状煤级分带;香山含煤区各时代煤类分布方向与区域构造线方向一致,推测可能在深成变质作用下叠加了岩浆热力变质和动力变质作用。     

煤变质作用对煤层气赋存和富集的控制--以沁水盆地为例

通过对国内外有关煤变质作用与煤层气形成、赋存和富集关系研究成果的系统总结，阐述了煤变质作用类型及煤变质作用程度与煤层气的生成、吸附量、煤储层孔隙—裂隙系统形成发育及煤层特性的相互关系，认为煤变质作用对煤层气赋存富集的影响集中体现在它对煤储层孔隙一裂隙系统形成发育过程的控制上。并以沁水盆地为例，探讨了高阶煤煤变质作用对煤层气赋存富集的控制作用，提出了对沁水盆地高阶煤煤层气勘探开发研究的几点思考和建议。