华北煤变质作用对煤含气量和渗透率的影响

通过华北和美国煤层气地质条件的对比, 基于华北煤变质特点, 指出了区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量和渗透率, 并对其作用机理进行了初步探讨.在中国, 经受燕山期岩浆侵入影响之前的煤级较低, 因此在快速增温的高温作用下, 煤层气再次发生即“叠加生烃”或“叠加成气”的潜力大, 孔、裂隙系统发育更趋完善, 区域岩浆热变质的生气时间晚而利于煤层气保存.叠加有区域岩浆热变质形成的煤级分带, 包括高煤级煤和中煤级煤在内都将明显提高煤的含气量和渗透率, 因此, 华北地区应重视在区域岩浆热变质煤中寻找煤层气勘探目标.      

煤的岩浆热变质作用

根据国内外资料,概括总结了岩浆热变质作用的煤质特征、煤牌号带状分布的规律,以及岩浆热变质作用的成因标志。此外,还重点探讨岩浆热变质作用的形成机理,提出了一个新的岩浆热变质作用的地质模式,即热源（岩浆）-储热体系-地热异常区-煤的变质带。这一观点特别强调热源（岩浆）与地质边界条件的相互关系,并认为此乃造成煤变质差异的重要原因。      

铁法盆地煤变质作用及煤层气生成特征

对铁法盆地的地质背景、煤系上覆地层和埋藏史、岩浆活动、煤体结构、煤阶分布、煤变质特征等进行了综合分析,认为铁法盆地的煤变质以浅成岩浆热变质作用为主;煤层热解气生成的时间、条件和方式受煤变质过程控制;煤变质与煤层气是同一地质环境下一个事物的两个方面。      

区域岩浆热变质作用及其对我国煤质的影响

本文根据中国煤变质的特点分析了促使煤变质演化的地质条件,阐述了接触变质作用和动力变质作用的局限性,主要是深成变质作用使中国煤演化到低变质阶段,燕山期岩浆活动导致的区域岩浆热变质作用弥补了这一缺点,使很大一部分中国煤增高了煤级,形成了储量丰富,多用途的中、高变质煤。并根据岩浆性质、侵入规模、侵入层位和深度以及沉积盖层的封闭程度对区域岩浆热变质作用进行分类,划分出三个亚型:深成岩浆热变质作用、中深成岩浆热变质作用和浅成岩浆热变质作用,总结了区域岩浆热变质作用的鉴定特征及其对中国煤质的影响。     

湘赣中南部地区煤的岩浆热变质作用

湘赣中南部地区的煤主要是高变质煤。虽然深成变质作用存在,但煤本身变化显著,煤与石墨、天然焦同层异矿,煤层围岩蚀变和煤变质带展布与侵入岩体及火山岩的分布密切相关等,都证明岩浆热变质作用是湘赣中南部地区煤变质作用的主要类型。印支—燕山期的岩浆活动形成广阔的高温区,从而形成这一地区大量的高变质烟煤和无烟煤。侵入岩体周围形成煤变质正向环带,岩体群之间则形成反向环带;接触带煤变质呈现向石墨或天然焦两个不同的演化方向;叠加在深成变质作用基础上的岩浆热变质作用控制了这一地区煤变质带展布的格局。     

鄂尔多斯盆地东部紫金山岩体地球化学与构造环境分析

通过紫金山岩体的地球化学分析,系统探讨了岩体的物质组成及其岩浆成分演化特征和可能的动力学演化环境,为鄂尔多斯盆地东部深部岩浆活动-热力作用提供重要信息。紫金山岩体的地球化学特征表明:岩体具有全碱含量较高((K2O+Na2O)=8.64%～16.09%),贫SiO2,根据碱度率图解,判别该岩体属于偏碱性-碱性系列;稀土含量较高,轻稀土富集,轻重稀土元素发生了不同程度的分馏,Eu异常现象不明显。富集大离子亲石元素,而亏损Nb,Ta,Ti等高场强元素。在此基础之上,通过主量元素的氧化物变异图解分析,认为紫金山岩体可能来源于深部相近或统一的原始岩浆源区,在其上侵演化过程中形成了高钾-低钙的碱性系列岩石和低钾-高钙的碱性-偏碱性系列岩石。结合相关判别图解表明,其物质来源至少达到了壳-幔过渡带或其更大的深度层次;构造环境属于板内拉张环境。因此,紫金山岩体所代表的鄂尔多斯盆地燕山晚期的构造热事件是在华北克拉通大规模伸展背景下,深部物质在地壳中浅层或地表作用的结果。     

接触变质煤微形貌特征及成因分析

煤层作为岩石圈重要的碳库，被岩浆破坏和吞噬，直接加速了地质历史上岩石圈的碳循环。为揭示该过程中接触变质煤微形貌的变化过程和原因，本研究采集了皖北袁店二矿岩体外围不同热变质程度的接触变质煤样品，进行了煤质分析、可溶有机组分分离、气相色谱-质谱（GC-MS）、偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)等实验。结果显示，趋近岩体，样品挥发份、氢、氮、可溶有机质含量减少；灰分产率和镜质组反射率增加；可溶芳烃当中萘系列相对含量降低，菲系列相对含量升高。未受影响煤和浅热变质煤显微组分主要由胶质结构体组成，后者裂隙发育。天然焦主要由镶嵌结构体组成，局部发育形状不规则的脱挥发孔，孔径多介于20μm×50μm至50μm×150μm。火夹焦主要由多孔炭和炭微球组成：多孔炭富含圆形-椭圆形气孔，孔径多介于0.5～3μm，炭微球群发育在裂隙以及气孔内壁上。分析表明，趋近岩体，煤层热变质程度持续增加：浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的产物；天然焦是浅热变质煤脱挥发份、塑性形变所致；火夹焦是天然焦被岩浆进一步中间相化的结果。因此，本文认为，接触变质煤消失过程中微形貌的变化是煤岩组分热蚀变、脱挥发份、中间相化的...     

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...     

华北盆-山演化和岩石圈转型与煤层气富集的关系

以华北陆块盆-山构造与岩石圈岩浆热结构演化研究为基础,以区内不同富集机制的含煤区域为研究对象,对华北典型地区盆-山演化、岩石圈转型及其与煤层气富集的关系进行了深入探讨。研究表明,华北典型地区盆-山动力学过程从中生代开始经历了挤压盆-山阶段、挤压盆-山向伸展盆-山转换阶段以及伸展盆-山阶段;华北岩石圈结构演化则经历了岩石圈增厚与稳定过程、岩石圈转型过程、岩石圈快速减薄过程等,且自古生代以来至少经历了两次以上具有时空不均一性的岩石圈转型。沁水盆地和两淮煤田的构造—热动力学环境有利于煤层气富集,且在挤压与伸展作用的转换和叠加过程中形成的构造过渡带是煤层气富集的有利构造单元。沁水盆地煤层气富集特征是岩浆—热作用有利于煤层气储集,而一定的构造变形有利于煤层气的渗流和开采;两淮煤田的强构造作用和后期叠加的张性应力场有利于煤层气的富集和储层的增渗,可在构造煤发育区寻找煤层气开发的有利区域。     

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。     

紫金山岩体的热力构造类型、期次及其对鄂尔多斯盆地东缘多种能源矿产的影响作用

紫金山岩体是鄂尔多斯盆地东缘一个多期次形成的碱性杂岩体,从外到内可分为六个相带,地貌上构成了正向穹窿型热力构造.二长岩、霓辉正长岩、暗霞正长岩和霞石正长岩四个相带构成中浅成侵入型热力构造;响岩、响岩质火山角砾岩和粗面斑岩、粗面质火山角砾岩两个相带构成了表浅层火山喷发型热力构造.三叠纪以来紫金山有三期热力作用.晚侏罗世-早白垩世的一期中浅成侵入型热力作用促进了上古生界煤变质并发生二次生烃作用;促进了上古生界烃源岩(煤系和暗色泥岩)热演化;岩浆上侵形成火山刺穿遮挡圈闭油气藏.     

河南省中北部地区煤变质作用地质因素探讨

河南省中北部地区煤的变质是在区域变质作用基础上受到区域岩浆热变质作用影响的结果。褶皱前时期(C_2-T-3)煤经历区域变质作用,形成气煤—肥煤;褶皱时期(J_1-K_2)煤遭受岩浆热变质作用形成焦煤以上各煤级;褶皱后时期(E_1-Q_4)煤以区域变质作用为主,但由于煤曾遭受过褶皱时期岩浆热的高温作用,此时期的区域变质作用仅对煤的变质产生微弱影响。     

华北晚古生代煤变质演化及煤质预测

华北晚古生代煤具有中部和南部变质程度较高而南部边缘和北部低的特点。这是华北晚古生代经历了3个阶段变质演化的结果。华北地台稳定阶段除个别地区外,深成变质作用使绝大多数晚古生代煤只演化到低变质阶段;地台活化早期叠加的区域岩浆热变质作用造成部分低煤级媒提高到中、高变质阶段;地台活化晚期紫荆关断裂的右旋移动奠定了华北晚古生代煤变质分布的格局。根据岩浆性质、侵入规模等特点将区域岩浆热变质作用划分为3个亚型。区域岩浆热变质煤的分布受燕山期岩浆沿一定方向断续侵入的控制。从成因上阐述区域岩浆热变质作用的主要特点。基于地质因素分析和煤变质作用类型预测华北晚古生代煤级分布,新的预测增加了炼焦煤的储量,且部分已被钻探证实。     

湖南中生代岩浆活动与晚二叠世煤变质特征

岩体同位素年龄和空间展布分析表明，中生代岩浆活动受多期活动的深大断裂控制且具有多阶段和多期次演化特征。根据Ｘ 射线衍射分析、包体测温、热液矿点的分布以及煤质参数等特征可以证明，除了深成变质作用外，岩浆热变质作用是该区主要的煤变质作用类型。岩浆热变质作用可进一步划分为区域岩浆热变质作用和接触变质作用。通过对湖南的煤类、岩浆活动、构造特征及地球物理特征的比较，可划分出４个煤变质区，其变质程度自北西向南东逐渐增高，这是中、新生代太平洋板块与欧亚板块长期相互作用的结果     

杨起教授

杨起院士长期从事煤地质学、煤沉积环境、煤变质作用、盆地热史演化、煤聚积规律等的教学和研究工作,近期又拓宽至煤中有害物质、燃煤污染和煤层气温地质的研究。他和课题组针对我国一些煤层的盖层较而煤胡却高的特征,提出了中国煤的多阶段演化与多热源叠加变质的理论,提出中国部分煤的煤胡高是深成变质煤叠加了以区域岩浆热变质为主或其它类型变质作用的结果,并认为中国煤极总估自北向南自西向东增高的规律主要是太平洋板块古向俯冲的影响。上述理论对我国煤田预测、煤盆地有机质热演化、煤层气选区评价、煤成烃成困和赋存规律的古代有…     

福建漳平可坑矿区煤系石墨赋存规律研究

漳平可坑矿区地处福建省中部含煤条带,赋存有丰富的高变质无烟煤,有较好的煤系石墨资源前景,是福建重要的石墨成矿区。为了查明可坑矿区煤系石墨的赋存规律,利用X射线衍射、拉曼光谱等技术,结合矿区岩浆活动和构造运动,对煤成石墨结构演化特征、煤成石墨化作用机制和控制因素进行了研究。结果表明煤系石墨是岩浆热和构造应力共同作用的产物,在煤成石墨化过程中,岩浆热产生的高温促进芳香层相互连接和横向增长,构造应力有利于芳香层的择优定向和有序堆叠,煤成石墨结构在温度、应力等因素作用下,碳层间结构缺陷逐渐消亡,石墨晶格逐渐形成,微观相逐渐转变,最终形成比较完善的石墨结构。研究明确了矿区构造和岩浆岩侵入对煤成石墨化作用的影响,划分了构造动力—岩浆热变质带、岩浆热—构造变质带、构造动力变质带三个变质带和三级控矿断裂带。可坑矿区煤系石墨产于构造动力—岩浆热变质带中,矿层靠近岩体呈近东西走向的单斜层状、似层状展布,但矿床的展布不完全受制于岩体,在空间上也受三级控矿断裂带的控制。      

湘中涟源煤盆煤深成变质作用的表现

湘中涟源煤盆由于受周缘印支－燕山期岩浆活动的影响，测水组、龙潭组煤的岩浆热变质作用强列，表现得既典型又充分，将其以前的煤深成变质作用基本掩盖，形成了区域性煤变质的格局，并延续至今。本文透过现象，根据煤深成变质作用的蛛丝马迹，阐述了其在煤盆不同部位的表现：随着离印支－燕山期岩体由近到远，测水组、龙潭组煤的深成变质作用特征保存的范围从小到大，其特征也越来越明显。这为研究涟源煤盆煤的变质作用提供了新的内容。     

一种新的煤变质类型

传统的煤变质理论认为,引起煤变质的地质作用通常为深成变质、动力变质、接触变质、区域岩浆热变质等。但是,青海煤田地质公司在和中国地质大学(北京)共同研究青海热水煤田煤变质问题时,发现上述煤变质类型均无法解释该区煤变质现象。因为这     

黄河北、章丘、淄博煤田煤层气开发前景

黄河北、章丘、淄埔煤田煤层在深成变质演化的基础上,受岩浆浸入的影响，局部迭加了区域岩浆热变质和接触变质作用，导致煤阶增高，对煤层生气具有重要作用。通过煤层气的基本特征和有利烃源条件的分析，估算了黄河北、章丘、淄博煤田煤层气资源量为1333．31亿m^3，可作为今后勘探开发的目标区。     

也论汝箕沟矿区煤的岩浆热变质成因

汝箕沟矿区发育侏罗纪无烟煤。前人引证航磁资料，认为是隐伏岩体热变质作用形成。作者通过对区内详细地煤岩学研究，发现煤中存在着热变质的成因“标记”：高的反射率，强的各向异性，新生的各向异性体及热液气孔，热液岩脉等。因此，岩浆热变质作用使区内达无烟煤级，岩体部位、导热方式、加热速率等诸因素综合作用导致了现今北东向展布的半环带状煤级分带。