泥炭藓煤热模拟系列二阶导数红外光谱研究

泥炭藓煤热模拟系列二阶导数红外光谱研究彭文世，陈德玉（中国科学院广州地球化学研究所．广州５１０６４０）关键词泥炭藓煤，热模拟，二阶导数红外光谱许多科学家曾用红外光谱技术研究过煤和干酪根的热演化问题：详细讨论了不同变质程度的煤和沥青的红外光谱［１］；利...     

海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱特征

利用红外漫反射光谱和谱带分离技术,从海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱图中,在３１００－２８００ｃｍ＾－１范围内分辨出１２或１３个峰,并确认了结构归属,同时建立了５个反映有机质化学结构组成特征的参数,讨论了煤与显微镜组分的生烃潜能。     

广西东罗晚二叠世煤的地球化学及化学结构特征

东罗晚二叠世煤的变质作用以深成变质为主,后期叠加的大气降水热液对煤变质影响不大。古植物生长具＂喜基性成分＂的特征。煤中外源碎屑的大量加入,对煤灰化学成分尤其是ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＲＥＥ等产生较大影响。随煤变质程度升高,Ｘ射线衍射、红外光谱和拉曼光谱表现出不同的特征,而碳同位素基本不发生分馏。     

河南省平顶山一荥巩煤田不同变质程度煤的煤岩学特征

对不同变质程度的煤进行了手标本和显微镜下研究、物理性质测定、化学成分分析以及 X 射线、红外光谱和顺磁共振分析。阐明了煤化过程中不同变质程度煤所表现出的一系列特征;探讨了其中的变化规律,确定出煤化过程是不可逆的渐变过程,是非芳环结构不断破坏,芳环结构不断稠合的过程。内部结构的变化使煤的物理化学性质和岩石学特征发生相应的变化,并伴随围岩粘土矿物组合和含量的变化。     

构造煤与原生结构煤的显微傅立叶红外光谱特征对比研究

通过对平顶山、郑州和南票三大矿区石炭二叠纪含煤岩系中高煤级烟煤和无烟煤的显微傅立叶红外光谱分析，探讨了原生结构煤与构造煤的有机大分子结构演化特征及其影响因素。结果表明，构造应力有利于煤中氢发生化学环境转移，使脂肪烃含量相对减少、稳定的芳香烃含量相对增加，促进煤大分子结构缩合度和有序度增加。     

巨野矿区煤自燃特性及动力学研究

针对巨野矿区3号煤层自然发火严重的现状,选择巨野矿区3上和3下两煤层煤样,采用煤的物性参数测试、热重分析、傅里叶红外光谱测试等实验方法,进行巨野矿区3煤层的自燃特性及动力学参数实验研究。结果表明,巨野矿区煤属于Ⅱ类自燃煤,煤的孔隙主要以大孔和中孔为主;煤在失水失重与吸氧增重阶段的活化能分别为94.49~123.61 kJ/mol和231.50~241.08 kJ/mol;煤分子中含有大量的羟基、甲基、亚甲基等活性官能团,这些活性官能团是导致巨野矿区煤自燃的关键化学结构。      

中国南方晚二叠世乐平煤的成因及成煤物质

乐平煤是分布于苏浙皖赣地区龙潭组中的特有煤种(俗称树皮煤),也是一种具良好生烃潜力的烃源岩。乐平煤中,壳质组和可溶有机质含量高,母质类型为高等植物和低等生物双重来源,元素组成具富氢、低氧、高含硫的特征,应属海相成因的泥炭坪沉积。成煤物质主要来源于真蕨、种子蕨和科达类等植物的树皮体。树皮体又可分为茎皮体和根皮体两种亚组分。依据煤的显微组分组成和树皮体富集程度的不同,乐平煤可分为原地型、过渡型和微异地型三种成因类型。乐平煤的研究对整个南方二叠纪煤成烃资源的评价具重要的地质意义。     

成果

由中国矿业联合会举办的“同煤杯”2008中国矿业十大新闻评选近日揭晓。分别是：1．罕见低温、雨雪和冰冻灾害致使南方各省电煤告急。胡锦涛总书记亲临同煤集团指导煤炭生产和电煤供应。2．《地质勘查资质管理条例》和《全国地质勘查规划》发布。     

中阶构造煤等温吸附/解吸特征及机理

选择四个不同变形程度的中阶煤样品作为研究对象,通过开展煤样的等温CH4吸附/解吸实验、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试分析,研究了构造煤等温吸附/解吸性随煤变形程度的演化特征及其地球化学机理.结果表明,构造煤等温CH4吸附和解吸曲线随压力升高均呈现先快速增大后逐渐稳定的变化趋势,符合I型等温线...     

煤中干酪根在热演化中结构变化的红外光谱研究

为了研究煤中干酪根的不同抽提方法对热演化过程中结构变化的影响,对新疆塔里木盆地库车坳陷阳霞侏罗纪煤中的可溶有机质采用不同的抽提方法得到部分干酪根,并对其在不同热模拟温度下的结构组成变化特征进行红外光谱测定。结果表明,干酪根的结构主要由三部分组成:脂族结构、芳香结构、含氧官能团。随热演化进行,脂族结构和含氧官能团不断脱落,芳香结构不断发生缩合。通过三个系列的比较发现,不同抽提方法导致了初始状态烃类含量的不同,因而红外光谱参数的变化趋势也有所不同。三个系列随热演化程度的进行,从Ⅲ1型干酪根转变为Ⅲ2型干酪根,生油能力降低,主要为生气型干酪根。     

我国南方龙潭煤系镜亮煤,藻烛煤,树皮煤成烃规律研究

我国南方龙潭煤系中广泛存在着树皮煤、藻烛煤和镜亮煤并且有较高的生烃潜能,S_1为9～26mg/g、S_2为150～300mg/g。可溶抽提量为40～80mg/g,是良好的生烃源岩。它们分别由木栓质体、藻类体、基质镜质体等显微组分所组成。在显微镜下显示了较多的生烃和排烃的光学证据。这些煤具有不同的成烃的累积速率和成烃转化速率,其中树皮煤的成烃累积速率最慢而成烃转化速率最快,依次分别是藻烛煤和镜亮煤。热模拟实验也证明了它们具有不同的成烃特征。表明了在中国南方寻找煤成气藏和煤成油藏的可能性。     

煤红外光谱的精细解析及其煤化作用机制

应用傅立叶红外光谱(FTIR)分析技术,采用计算机曲线拟合方法对红外光谱进行分峰处理,通过对自然演化系列和人工模拟实验系列样品的研究,定量分析了不同煤化程度煤的红外光谱特征。研究表明,煤的红外光谱在一定程度上可以定量表征煤化作用程度。含氧基团和烷基侧链随煤化程度的增高以不同的速度发生脱落,且脱落的速度具有明显的阶段性:羧基的减少主要发生在R_{max为0.5%之前,但可以持续到肥煤阶段;脂肪基团的脱落主要发生在沥青化作用阶段内,并导致生成大量的烃类,沥青化作用之前发生的脂肪基团的脱落是煤的未熟和低熟油形成的主要原因;在沥青化阶段之后的高演化阶段,煤中的烷基侧链已经脱落殆尽,芳环缩合程度明显提高。红外光谱的分峰技术和定量,为精细解析煤的结构特征和煤化作用研究提供了一种新的方法。}      

次火山热变质煤的物理测试特征

样品采自伊敏褐煤盆地中一个因次火山活动形成的烟煤区,包含了从褐煤到瘦煤的变质系列。红外光谱分析表明,煤的含氧基团在褐煤阶段已开始消失,烷基和芳环同步增加,在R°=1.10%时达最大值。顺磁共振自由基浓度和X-衍射参数La/Lc介于区域变质煤和岩浆接触热变质煤之间,芳核外官能团的热演化超前于芳核骨架及R°的演化。      

煤中有害物质及其对环境的影响研究进展

综述了煤中有害物质的种类、分布赋存特征及对环境的影响研究进展。探讨了煤中黄铁矿的形态、世代交替、有机硫的结构及煤中硫的地质成因。阐述了煤中微量元素的种类、地质分布、赋存状态、迁移聚集机制及其环境危害。并对煤及燃煤产物中多环芳烃的种类、赋存规律及对环境和人类健康的危害进行了详细阐述。最后指出了煤中有害物质研究中存在的问题与发展趋势。     

区域隆起构造是分析煤变质带的依据

不少煤变质规律的研究者，提出煤变质带或煤变质区，但他们都未说明划分“带”或“区”的地质依据，煤的变质都是受多种地质作用而成，因此必须研究区域地质构造与煤变质的关系。在成煤的长期过程中，地质的区域活动是多种多样的，反复多次，以致每个煤田的煤种往往是多种多样的。所以不研究地质变化，不可能找到煤的真正变质规律。本文所指的区域隆起构造是指：造山带，山前褶皱带和其外缘隆起等。     

煤中金的研究现状及其展望

煤中金因其可异常聚集而日益受到重视,其潜在的经济价值又为该贵金属来源提供了新的途径.详细分析了前人对煤中金研究的相关文献,就煤中金的丰度、分布、成因及其工业前景进行了较全面的阐述,并重点讨论了煤中金异常聚集的地质机制,认为存在河流或大气降尘带入泥炭沼泽、同沉积过程中有机物质吸附富集和后生成因等3种主要的富集机制,且当煤被灰化后灰分中金会进一步富集,其富集度可以高出原煤的几倍,甚至几十倍,达到工业利用价值.深入揭示金在煤炭加工利用过程中的迁移、聚集的机制,发展煤中金的提取技术是很有必要的、前瞻性的工作,也是进行煤中伴生金地质经济评价的基础.     

中低煤阶高有机硫煤含硫结构演化特征

采用计算机曲线拟合方法对实验数据进行分峰处理,定量分析了9个中低煤阶高有机硫煤样的红外光谱(FT-IR)数据特征。研究表明,二硫醚与碳碳双键吸收峰面积比值(X₁)、硫醇与碳碳双键吸收峰面积比值(X₂)分别与R_max以及有机硫含量(S_o,d)呈显著的正相关性。煤质参数相近,有机硫含量及其占全硫比例受微环境的影响。同一煤样中,二硫醚、硫醇、二硫化铁三种含硫结构红外参数均依次递减。低煤阶及低-中阶烟煤阶段,以二硫醚、硫醇为代表的有机硫与含氧官能团的红外参数呈现此消彼长关系,且在第二次煤化跃变点附近,参数急剧增大。高有机硫煤样随煤阶升高,脂肪链支链化程度下降,芳构化程度加大,与一般低硫煤结构演化特征相符。      

我国煤地质学当前和今后一段时期的若干热点问题

为石油地质学领域比起来,煤地质学领域近下多年来显得有点“冷清”。燃煤过程中出现的环境污染问题以及煤作为油气源岩新认识的出现,又使相对“冷清”的煤地质学领域闪烁着一些“热点”。     

高煤级煤基质力学效应与煤储层渗透率耦合关系分析

基于吸附膨胀物理模拟实验，揭示了瘦煤至无烟煤阶段煤基质的自调节特征，分别探讨了煤层气排采过程煤基质收缩和有效应力变化对煤储层渗透率的影响，构建了有效应力、煤基质收缩与煤储层渗透率之间耦合的数学模型，揭示出高煤级煤储层渗透率在煤层气排采过程中的递减变化规律，并讨论了这一发现的地质意义。     

鸡西煤的无机地球化学研究

鸡西煤田是东北地区重要的炼焦煤基地，由于受成煤环境的影响，原煤灰分较高，影响了煤炭精细加工利用和环境。采用Ｘ射线衍射、红外光谱等分析方法对鸡西煤的无机地球化学特征研究显示，煤中的主要矿物为石英、方解石、粘土矿物、黄铁矿和菱铁矿等，它们分别以不同的状态赋存于有机质中。煤灰的主要成分为ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３，其主要源自流水带入泥炭沼泽的石英和粘土等同生矿物。元素分析表明，煤中硫、磷及微量元素锗和镓等含量较低。