淮北石台煤矿接触变质煤速热碳化的微组构解译

作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫描电镜(SEM)等实验手段,表征其微组构特征,以期揭示煤层速热碳化的机理和过程。结果显示,从未受影响煤、浅热变质煤到天然焦,样品最大镜质组反射率、灰分产率升高,氢、氮元素以及挥发分含量降低。未受影响煤显微组分以胶质结构体为主,局部发育丝质体;浅热变质煤中裂隙发育、少见脱挥发孔;靠近岩体的块状天然焦中镶嵌结构炭和脱挥发孔发育,孔径多介于20~150 μm;岩体内的细脉状天然焦,主要由多孔炭和炭微球组成,富含圆形—椭圆形气孔,孔径多介于1~3 μm。分析表明,趋近岩体,接触变质煤热变质程度连续增加：浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的结果;天然焦是浅热变质煤热解脱挥发分和中间相化的产物;至岩体附近,天然焦被液化成多孔炭和炭微球,后二者最终被氧化为气态碳氧化物而消失。我们认为,岩浆接触变质煤速热碳化的实质就是固态煤岩被岩浆热解而中间相化、液化和氧化气化的过程。     

简论煤的热力变质

一般认为煤的变质与温度、压力、时间因素有关。但具体谈到煤的变质问题,其中因素究竟是以何者为主,目前还是有争论的。至于热力来源亦众说纷纭:有人认为来源于地壳深处（区域变质学说）或构造运动（动力变质学说）;有人认为来源于接触煤层、煤系的岩浆岩（接触变质学说）;有人认为热力来源可能与煤田深部或旁侧的巨大岩浆岩体有关（热力变质学说）。目前多认为煤的热力变质主要是靠岩层下部隐伏岩体的热量的传导,而对岩浆中的气体挥发分物质所带来的热量对煤的变质作用的影响则考虑甚少。但是我们认为,由岩浆内喷发的气体挥发分的作用对煤的热力变质可能是起主要的作用,应当引起我们的重视。      

红石桥煤层气储层测井解释精细评价

在煤层气的研究中,测井具有快速、高效、低成本等优势。以陕西省榆林市红石桥煤田为对象,将研究区测井资料、煤芯实验测试资料相结合,利用固定碳与补偿密度、固定碳与灰分、固定碳与挥发分以及灰分与挥发分的相关性分析,成功建立煤层工业组分预测模型,通过反算骨架密度法,构成孔隙度预测模型,应用多元回归分析法,建立含气量预测模型,开展煤层气储层测井精细评价。结果表明：研究区煤层变质程度低、镜质组组分含量较低,煤层的生气能力较差,煤层含气量偏低,不具有商业开采价值。研究结果可为后期煤层气是否具有开发价值提供理论依据。     

蒙古国胡硕图井田含煤地层及煤质特征

蒙古国煤炭资源丰富,但地质基础工作薄弱。位于蒙古国西部的胡硕图井田含煤地层为二叠系胡硕图组,为陆相三角洲体系沉积,含M1、M2巨厚煤层。根据煤质资料分析,区内煤类复杂,M1煤层以低灰、低挥发分、特低硫、高-特高热值、强黏结-特强黏结的焦煤（JM）为主;M2煤层以低灰、低挥发分、低硫、高-特高热值、中黏结-中强粘结的瘦煤（SM）为主;煤的变质作用类型以深成变质作用为主,同时存在动力变质作用。     

不同变质程度煤的发热量与水分和灰分的多元线性回归分析

发热量是煤质评价和热工计算的重要指标。通过收集内蒙、山西等矿区煤的水分、灰分、挥发分及发热量数据,根据挥发分高低对煤变质程度进行分级,并在此基础上,建立煤的发热量与水分、灰分的多元线性回归分析模型。研究结果表明,研究区煤的发热量与水分、灰分呈反比关系,且随着煤变质程度的降低,水分对发热量的影响逐渐增大,而灰分的影响逐渐降低。运用多元线性回归模型对其他矿区煤的发热量进行预测,并将预测值与实测值进行对比来验证模型的正确性,结果显示,该模型在不同矿区煤的发热量的预测中具有适用性。      

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。     

我国特高挥发分、特高油含量煤的分布与成因

<正>特高挥发分、特高油含量煤以高挥发分、高焦油产率为特点,具有重要的研究意义和巨大的利用价值。统计了我国不同成煤时代、不同地区煤炭资源的挥发分产率和焦油产率概况,得到了我国特高挥发分、特高油含量煤的保有资源储量和分布情况。通过对比分析陕西子长矿区、甘肃炭山岭和龙沟矿区、云南省曲靖和黑龙江省东三江等地区的特高挥发分、特高油含量煤的煤岩煤质特征,探究了成因类型、煤岩组成和煤质特征对挥发分和焦油产率的影响。结果表明,特高挥发分、特高油含量煤主要为褐煤、长焰煤和气煤,     

流体输运,化学反应与交代作用

在成矿及变质作用过程中， 体运移促使热量发生传输及周围岩石发生化学反应和交代作用。流体输过一化学反应耦合动力学方程能定量评价热液系统组分浓度、温度和流量函数的人演化，对于区域变质和交代韧性断裂带等变质系统，还可通过流体运称方向和时间积分流体能量来定量描述流体输运一化学反应耦合客观变持地体中水力破裂的形成与流体运移和失挥发分反应耦合过程有关。     

地球深部流体中的有机质与金刚石生长北大核心CSCD

金刚石代表了地球深部微量的碳存在,其成因对于理解行星演化的动力学机制、挥发分循环以及氧化还原状态演变等具有重要意义。在俯冲带环境,金刚石的形成和挥发分的循环密切相关。地球内部的碳通量主要受变质脱碳作用和碳酸盐溶解作用形成的相对氧化的水质流体的调节和控制。在深部C-H-O流体中,碳由随流体迁移到最终饱和形成金刚石的过程主要受碳在流体中溶解度的控制,而后者则受高温高压条件、pH值、氧化还原环境、溶质结构和岩石中缓冲矿物组合等多种因素的影响。     

大同煤田接触变质煤的煤岩煤质变化规律

大同煤田石炭-二叠纪煤层中的岩浆岩侵入造就了大量的接触变质煤，降低了煤的利用价值。为了详细探讨岩浆岩体距煤层距离对煤的物理化学性质影响，通过对塔山井田5222巷的辉绿岩岩墙及周围煤层的地质编录、系统采样，及煤样的煤岩学分析、工业分析和元素分析，研究接触变质带的煤岩煤质特征。结果表明:接触变质煤在高温条件下生成各种天然焦微观结构，如镶嵌结构、流动结构、热解碳等；侵入体对煤层的瞬时加热显著提升了热变煤的煤级，镜质体最大反射率由正常煤的0.67%~0.87%增至接触变质煤的0.94%~3.67%；接触变质煤中水分含量和灰分产率显著升高，挥发分产率降低；靠近岩墙的煤样中C含量上升，H、N、O含量下降。综合分析认为，岩墙接触变质作用对煤层的影响范围约4.5 m，即1.25倍岩墙宽度，而严重变质带为1.6 m。研究成果为煤的开采利用评价提供依据。      

地球的挥发分循环与宜居环境演变SCIEI北大核心CSCD

地球宜居环境的形成和演变与挥发分循环密切相关。宜居性受地球表层系统中挥发分组成和变化的直接影响,但其本质上受控于地球深部系统的挥发分释放和循环过程。本文简要介绍了地球挥发分的起源、大气圈和海洋的形成与演化、深部挥发分释放及对气候环境的影响、俯冲带挥发分循环等几个方面的研究概况。期望本文能使读者更好的理解本专辑稿件的内容,激发起同行对挥发分研究的兴趣,促进我国挥发分相关研究的发展。     

绥滨盆地煤中有机元素组成及其影响因素研究

利用绥滨勘查区早白垩世鸡西群城子河组煤质测试资料,从地球化学研究分析角度,对研究区煤中有机元素含量、有机元素原子比分布特征及与挥发分产率、埋藏深度、煤化作用程度的关系进行研究,结果显示,区内煤中有机元素含量高度离散,除受泥炭沼泽环境条件影响外,还受叠加变质作用影响;煤化程度增高,深成变质煤O/C原子比与H/C原子比趋于降低,且前者明显;在煤化作用过程中煤中有机氮难以脱除而有机硫易于逸出。     

贵州盘北-水城地区煤资源特性及其意义

盘北-水城矿区上二叠统龙潭组和汪家寨组煤资源具有高镜质组、中高硫、中高灰、中低挥发分、高灰熔性和相对富氢(相对于相同煤级)的特性,其煤岩组成、硫含量、灰分等主要受聚煤期三角洲-滨岸沉积体系控制,煤的挥发分产率、碳氢比等主要受到煤变质作用的影响。区内化工煤资源丰富(主要为焦化煤和气化煤),焦化煤资源丰富且集中,而液化煤稀少但相对集中。建议在盘北-水城矿区规划3个煤化工基地:水城煤焦化基地、水城煤直接液化基地、盘北煤焦化基地。      

宁夏韦州矿区煤层挥发分特征与变质因素探讨

韦州矿区地处华北地台西侧与秦祁孤形褶皱带交汇处,含煤地层为石炭-二叠系太原组和山西组,赋存丰富的焦性煤炭资源。通过对矿区煤的挥发分及煤类在垂向、横向上变化规律分析,认为韦州向斜东翼煤层沿倾向呈现深成变质作用,主要以肥煤和焦煤为主,而沿向斜东翼往南、转向西翼,煤层变质程度急剧增高,达到中高变质程度的贫煤和无烟煤．矿区西侧青铜峡-固原断裂西部深处有隐覆岩体存在,使煤层在深成变质作用基础上,叠加了区域岩浆热力变质作用,导致矿区西部煤的变质程度增高。     

熔体包裹体挥发分应用的研究进展

挥发分(例如H2O、CO2、F、Cl和S)是地幔的重要组成部分,虽然它们在地幔中的含量很低,但是在地幔熔融和熔体演化、地幔不均一、地幔流变学、地幔地震特性和电导率等研究方面具有重要作用。对矿物熔体包裹体和玻璃挥发分的研究已经成为当前的研究热点。其中,熔体包裹体研究凭借其独特的优势成为研究地幔和岩浆挥发分组成的重要手段。熔体包裹体直接捕获了矿物形成时岩浆中的成分,且由于寄主矿物的存在使得熔体包裹体能够保持独立演化而不受外界环境影响,因此能够较为完整地保存岩浆中的挥发分信息。同时,研究熔体包裹体中的挥发分是恢复岩浆喷发前挥发分含量最直接的途径。如果通过现代分析方法(如扫描电镜、电子探针和离子探针等)对熔体包裹体进行详细的岩相学观察以及对后期可能影响熔体包裹体原始挥发组分的作用(地壳混染、岩浆去气、扩散和水化作用)进行评估,并结合实验研究熔体包裹体被捕获后发生的变化而对数据进行矫正,那熔体包裹体对研究岩浆体系中的挥发分将大有可为。基于此,本文系统介绍了熔体包裹体挥发分研究的现状及主要研究内容,主要包括熔体包裹体挥发分的测试方法、挥发分在岩浆中的溶解度、判断挥发分数据可靠性和挥发分研究的经典应用等4个方面。     

梅田矿区岩浆热变煤中微量元素分布特征

梅田矿区主采煤层－龙谭组１２号煤层主要是受矿区北部骑田岭花岗岩侵入体影响的典型岩浆热液变质无烟煤,煤的变质指标如挥发分和镜质组反射率Ｒ＾０（ｍａｘ）等与岩体有密切关系。本次研究按距离岩体由近而远采集了一系列煤样,运用中子活化（ＩＮＡＡ）和微区分析等测试手段研究了样品中近４０种微量元素的分布特征,结果表明：（１）Ａｓ,ｄ,Ｈｇ,Ｐｂ,Ｓｅ等对人体有毒元素在煤中的质量分数较地壳克拉克值高数倍至数十倍,     

西昆仑南带斜长角闪岩中方柱石的形成与流体挥发分的作用

对西昆仑南带变基性岩矿物组合及矿物成分变化的研究结果表明，挥发分的种类和含量直接影响到变基性岩矿物组合和矿物成分，如角闪石、黑云母、方柱石、磷灰石和榍石；方柱石并非如有人总结的那洋没有出溶现象，实际上其自身亦可沿{100}析离出黄铁矿晶体，所含硫的赋存状态很可能是S^2-，而不是SO4^2-；方柱石是早期（高温）变质过程中部分挥发分（如Cl、CO3^2-、S^2-）的存储器，晚期剪切变形降温和/或降压时挥发分释出，伴随的流体作用可形成金属硫化物，并可能导致矿化。     

双辽新生代玄武岩及地幔捕虏体内流体的组成、碳同位素特征及其来源

幔源玄武岩及地幔捕虏体中所含的地幔流体挥发分对于认识岩浆源区特征及岩石圈地幔演化具有重要意义。本文对东北地区双辽新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体中流体挥发分进行研究,探究地幔流体特征与来源。双辽玄武岩橄榄石斑晶和地幔捕虏体内发育早期、晚期两类流体包裹体,早期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成时捕获的岩浆原始流体挥发分,主要在高温段(600~1200℃)释出,晚期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成后捕获的交代或蚀变流体挥发分,主要在低温段(200~600℃)释出。地幔捕虏体原始流体挥发分主要为H_2O、CO和H_2,其次为CO_2,并含有少量CH_4等烃类。地幔捕虏体交代流体挥发分与双辽玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分相似,主要为CO_2和H_2O,其次为CO和H_2,含有少量烃类。地幔捕虏体原始流体挥发分、交代流体挥发分及玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分中,CO_2和烃类碳同位素均具有有机成因特征,表明岩石圈地幔及玄武岩岩浆源区内均存在有机质热解产物的混入,玄武岩岩浆源区及岩石圈地幔交代流体中的有机成因挥发分主要来自于俯冲太平洋板片之上的沉积有机质。双辽玄武岩斜长石斑晶和基质流体挥发分含量较高,主要为H_2O和CO_2,相对于橄榄石原始流体挥发分具有较轻的CO_2碳同位素组成,这种现象表明岩浆上升过程中发生了明显的脱气作用。     

大同煤田马脊梁井田煌斑岩赋存特征及对煤层煤质的影响

大同煤田马脊梁矿C-P煤系中赋存着大量的岩浆侵入体,对于矿井安全高效生产造成了极大的影响。通过对钻孔、样品测试数据的分析,寻找到马脊梁井田煌斑岩侵入赋存特征及规律,获得如下认识:变质煤的分布范围与煌斑岩的侵入范围基本一致。因煌斑岩侵入造成原煤的灰分、浮煤挥发分、原煤发热量等化学成分及物理特征发生变化。     

钛的地球化学性质与成矿

钛由于其高强度和抗腐蚀性特征,在航空航天、医药、手机等领域得到越来越广泛的应用,是二十世纪的战略金属元素。在自然界中,钛铁矿、钛磁铁矿和金红石是最具经济价值的含钛矿物。钛最初被认为是变质过程中最不活泼的金属元素之一,随着越来越多的证据显示钛可以在特定条件下进入变质热液流体中发生活动迁移。高压变质脉体中金红石和磷灰石作为共生矿物存在,这可能为富F溶液对钛迁移富集的影响,当氟磷灰石从富F流体中结晶沉淀时K_2TiF_6络合物分解,钛在其中的溶解度降低进而结晶沉淀出金红石,而这一富集迁移沉淀机制很可能是变质型金红石矿床变质富集的机制。在岩浆矿床中,钛常作为伴生元素赋存于磁铁矿床中。一般认为部分熔融程度、挥发分含量和成矿岩浆温度等决定了含钛矿或高钛岩体的形成,本文认为富金红石的再循环洋壳或者富钛沉积矿床重熔是岩浆型钛矿床的重要成矿物质来源。沉积型钛矿床的形成与区域地质、地理和水动力学有关,它们常在被动大陆边缘,以高风化、高品位钛源岩为后盾通过风化、剥蚀和海侵等主要形成在沿海岸带特别是南北纬30°低纬度地区。总之富钛源区、起源深度、部分熔融温度和程度、陆壳混染程度、挥发分、流体成分、风化剥蚀能力等决定了钛矿化成功与否。