湖南寒婆坳矿区热变质煤结构演化及其矿物学特征响应

采用X射线荧光光谱(XRF)、差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等表征手段对湖南寒婆坳矿区热变质煤的化学组分、物理性质、结构演化与其矿物学特征响应进行了研究。结果表明:岩浆侵入体的热力及构造应力作用促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨,氢、碳原子数目比(H/C)逐渐降低,矿物主要为伊利石、绿泥石、叶蜡石、石英及黄铁矿等;随变质程度增加,真密度升高,孔隙度与电阻率降低;在400℃之后,失重曲线下降缓慢且斜率变小,显示深度裂解与脱落较少。d₀₀₂、L_a、L_c的演化趋势呈非线性变化,显示煤有机大分子结构向石墨化演化的过程中呈现"跃变";隐晶质石墨样品的晶体结构主要为2H型石墨结构,不同程度地含有3R多型,石墨化度为0.47～0.84,石墨晶体轴长a为0.2469～0.2471 nm,c为0.6738～0.6762 nm,晶胞体积V为0.03562～0.03570 nm³,显示靠近岩体晶胞体积减小;随着变质程度升高,L     

吉林省通化地区早元古代变质杂岩变质变形作用与构造环境

通过化地早元古代变质杂岩可蚜为集安岩九和老岭岩群。前者遭受了一期四个阶段的进变质作用和三幕变形作用，变质达高角闪岩相；后者主要经历的是一期两个阶段的进变质作用和二幕变形作用，变质达绿片岩相。     

煤岩构造变形与动力变质作用

煤岩是一种对温度、压力等地质环境因素十分敏感的有机岩,地质演化过程中的各种构造-热事件必然导致煤岩发生一系列物理与化学结构的变化,并形成不同类型的构造煤。在构造应力作用下,煤岩不仅发生脆性和韧性变形,而且还产生不同程度的动力变质作用。因而,关于煤岩构造变形与动力变质作用的研究不仅具有重要的科学意义,而且在煤层气资源评价以及煤与瓦斯突出危险性预测方面也具有重要的实际意义。文中在已有研究成果基础上,通过对构造煤系列Ro,max、XRD和NMR(CP/MAS+TOSS)等测试和实验方法的对比研究,深入分析了煤岩不同构造变形和动力变质特征,进一步探讨了构造应力下煤岩动力变质作用的机理。研究成果表明,在构造应力作用下,煤岩脆性变形主要是通过破裂面上快速机械摩擦转化为热能而引起煤岩化学结构与其成分的改变;而韧性变形煤主要是通过局部区域应变能的积累而引起煤岩化学结构的破坏,从而发生不同机制的动力变质作用。     

构造附加动力对煤变质过程的影响

本文从固体力学、构造物理化学的角度分析了煤岩所受应力的来源、性质以及应力在煤变质过程中的影响方式。作者在前人研究基础上,阐述了构造动力影响过程中煤岩能量的转换形式,分析了应力在烟煤分子团聚过程中的影响。研究认为,煤岩所受的各种应力(压应力、拉应力、剪应力)为地层压力与构造动力所造成的附加内力。这种附加内力可以分解为构造附加静水压力与偏应力两部分。构造附加静水压力主要影响煤岩的物理性质,如孔隙度、颗粒性质与瓦斯吸附特征,并对煤的化学煤化过程有缓慢促进作用。偏应力主要使煤岩发生变形和位移。煤化过程中,由构造运动所产生的动能转化为各种形式的热能、表面能、弹性变形能以及声、光、电、磁等形态能量。     

政和地区变质岩石的变质结晶作用与变形作用的关系

政和地区变质岩石在晋宁期遭受了３期构造变形作用（Ｄ）。以这３期构造变形作用为相对时间标志，讨论了变质砂泥质岩石中各种不同产状、不同种类变质矿物的生长期，确定了基质主要加粗期为Ｄ２－Ｄ３变形期间的静态期。进而将晋宁期变质作用划分为早期、主期和晚期３个变质阶段，变质作用的主期为Ｄ２变形期和Ｄ２－Ｄ３变形期间静态期。     

构造煤的动力变质作用及其演化规律

采用Ｘ射线衍射分析，电子顺磁共振等方法研究了构造煤的动力变质作用特征和演化规律。构造煤与煤层的变形变质历史有关，动力变质作用形成的构造煤，其结构特征与其它变质类型煤不同，演化途径也不同，但它们的演化规律一致。     

东疆哈尔里克变质地带变质作用特征及形成构造环境研究

本文通过对哈尔里克变质地带的变质岩石学、变质矿物及矿物包裹关系的研究，确定该变质带的形成曾经历了晚古生代中、晚石炭世的高温－低压型的区域热变质作和晚石炭世末期中温－中压型的断裂区域变质作用，且后者叠加改造了前者。前者温度为922℃～780 ℃，后者可划分出四个递增变质带，温压为450℃～670℃和2.3～4.1kb，这一研究反映丁哈尔里克泥盆纪火山岛弧经过了由拉伸作用到碰撞挤压造山引发的A型俯冲作用演变过程，并产生了上述相应的变质现象。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

湖南新化煤系石墨结构演化及其热反应行为

为了探究煤系石墨形成过程中结构演化及不同石墨化程度无烟煤和石墨的热反应行为,选取湖南新化系列变质程度无烟煤和煤系石墨为研究对象,通过X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对其结构进行表征,并结合程序控制升温法（TPO）分析不同变质程度无烟煤和煤系石墨的热反应行为。结果表明,随变质程度的增加,碳结构由无烟煤中的无定形态转变成石墨的三维有序C原子点阵。系列石墨化煤是由多种有序度不同的碳结构相组成,体现了其结构非均质性,碳结构相含量及分布随变质程度而逐渐变化,石墨化程度最高的煤系石墨中主要为石墨微晶集合体,但依旧含有结构缺陷。无烟煤和煤系石墨中碳结构的多相性和不均匀分布是影响其热反应行为的重要原因。     

湖南省新化县寒婆坳石墨矿床地质地球化学特征及控矿因素

湖南省是我国隐晶质石墨最主要的矿产区,其隐晶质石墨的储量位居全国第一,主要是由煤系地层受接触热变质作用形成。本文以湖南省涟邵煤田北段寒婆坳石墨矿床为例,分析研究区内石墨矿床的地质地球化学特征与控矿因素。结果表明,矿石固定碳含量较高(>80%),矿石构造以块状为主,距花岗岩由近到远,石墨粒度逐渐变小。由上向下,接触热变质及石墨化的程度逐渐变大。寒婆坳石墨矿床碳质砂岩Al₂O₃、TFeO、Na₂O、K₂O、TiO₂含量相对较高,而围岩大理岩MgO、CaO含量相对较高;二者均表现出轻稀土富集、重稀土亏损的特点。碳质砂岩稀土元素总量较高,平均值为212×10^–6,大理岩稀土元素总量较低,平均值为11.18×10^–6;碳质砂岩具有明显的Eu、Pb、Sr负异常, U、Th、Ba正异常, Ce异常不明显。大理岩Cs、Pb为负异常, U为正异常, Sr异常不明显。寒婆坳矿区碳质砂岩主要形成于缺氧还原的环境,原岩沉积环境属于陆源海相沉积,物质来源...     

贵州省六枝新华煤矿区上二叠统含煤岩系及煤质特征

贵州六枝特区新华煤矿上二叠统含煤岩系属于一套海陆交互相含煤建造。本文通过区域地质构造、地层背景及地球物理资料分析,探讨了该区含煤岩系基本特征、煤岩特征及煤的化学性质,认为该区煤质属于低-中灰,中-高硫煤,高-特高热值。通过脱硫处理,该区煤可满足电厂锅炉用煤之要求。     

Deformation metamorphism of bituminous and anthracite coals from China

Tectonic displacement of coal seams in China has resulted in faulting parallel to coal bedding. Displacement along these faults caused significant comminution of the coal on the footwall contributing to various mining problems, the worst of which is catastrophic failure, or “outbursting” of the working face during mining. The granular texture and mostly unconsolidated nature of the coal suggests that faulting occurred relatively late in the coalification sequence, at a time of maximum tectonic stress. Coal samples taken on either side of the fault plane (normal and deformed coal layers) were obtained in an effort to establish what influence these tectonic stresses might have had on coal properties as well as what they might reveal about the influence of tectonic pressure on organic maturity. Sample sets were collected within coal beds from undisturbed and adjacent deformed layers, including 21 bituminous samples from the Pingdingshan coal field and nine anthracite samples from the Jiaozuo coal field, the Tieshenggou coal mine of the Yuxi coal field in Henan province, the Beijing Xishan coal field, the Baijiao mine of the Furong coal field in Sichuang province and the Baisha coal field in Hunan province, China. Results from vitrinite reflectance, proximate and ultimate analyses show some differences in reflectance, hydrogen content and nitrogen content of anthracite coal. No significant difference was found between volatile matter yields of normal and deformed coal specimens. GC measurements of the saturated hydrocarbon fraction of chloroform extracts from bituminous coals showed that lower molecular weight carbon fragments were concentrated in the deformed samples. Therefore, although changes in the gross chemical properties of the deformed coal were insignificant, some modification of the chemical structure is seen to have occurred as a result of exposure to tectonic pressure.     

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     

开合构造环境下花岗岩体的构造样式与变形差异

传统研究认为,大量花岗岩体的侵入发生于区域性伸展环境,是碰撞造山后应力松弛阶段侵位的,称之为造山后或非造山侵入体。近年来,对造山带和古岩浆弧的深入研究发现,花岗岩不但可以侵位于伸展构造环境,也可侵位于挤压构造环境(同构造侵入体),两者在三维空间形态、宏观尺度、露头尺度、显微尺度上的构造样式与变形往往是不同的。区分2类不同构造样式的岩体,对于分析区域构造和造山带演化有着重要的意义。