中国煤的燃烧变质作用与煤层自燃特征

近年来,煤的燃烧变质作用已引起人们的关注。煤层自燃主要发生于我国西北地区中生代侏罗纪中、低变质煤层中,范围广。煤层自燃一般经过由浅入的发展过程。燃烧过程中产生的热量向周围扩散形成异常地温场,使上覆岩层经烧变形成烧变岩,在垂直及水平方向上呈带状分布;     

神木北部侏罗纪煤层自燃因素及其烧变特征

神木北部矿区赋存的侏罗纪不粘煤和长焰煤,由于煤层变质程度低,丝质组含量高,煤的着火点温度低等因素,在适宜的外界条件下易引起自然,煤层和围岩烧变后,物理化学性质发生明显变化.显示出不同特征。     

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

鄂尔多斯盆地延安组层序地层格架与煤层形成

研究鄂尔多斯盆地延安组的煤层发育特征,首先建立延安组等时的层序地层格架,进而分析可容空间变化对煤层形成的控制作用。通过分析野外露头、钻孔、测井等资料,识别延安组中发育的关键层序地层界面,将延安组划分为3个三级层序;层序由低位正常湖退、湖侵、高位正常湖退和强迫湖退4个体系域组成,并建立了全盆地范围等时的层序地层格架。研究发现:在等时层序地层格架中,煤层主要发育在层序I、层序Ⅱ湖侵和高位正常湖退体系域的中、晚期和层序Ⅲ的湖侵体系域的晚期;在区域上,盆地北部地势较为平坦,发育中等厚度、区域稳定性较好的煤层,盆地南部发育稳定性较差的厚-巨厚煤层;从滨湖平原到三角洲平原再到河流泛滥平原,厚煤层从位于四级基准面上升半旋回的底部逐渐过渡到中上部。综上可知,不同沉积区可容空间增加速率与泥炭堆积速率达到平衡的位置不同,厚煤层主要发育在二者近似处于平衡状态的位置,并且发育随着沉积相带变化有规律地迁移。     

论烧变矿床与烧变岩研究及其意义

烧变矿床及烧变岩系煤自燃的产物。从宏观及微观上搞清其产状、分带性、物质组分及其形成机理。开拓地质科学的新领域,填补岩石矿物学及矿床学中的空白。并作为找煤的有效标志及增加耐火材料、建材、陶瓷原料的新类型和基地。     

用航片信息圈定新民区煤层自燃边界

以可见光黑白航片(1:3.5万)为主要信息源,对陕西神府煤田新民烧变区(1300km~2)进行了1:5万航空遥感地质调查,圈定了该区烧变岩分布范围及煤层自燃边界。首先划分了烧变岩的宏观类型,选取已知区,研究烧变岩及煤层自燃边界线的影像特征,建立初步解译标志,最后在全区范围内调查煤层自燃边界线。最终确定的界线经钻孔验证,精度达到要求。     

鄂尔多斯盆地延安组煤有机岩石学研究

鄂尔多斯盆地侏罗纪延安组煤系地层可否成为该盆地另一套油源岩的问题,历来存有争议。系统的煤岩和有机岩石学分析表明:煤中倾油性的壳质组分含量低,基质镜质体的类型也不利于生油,因此,延安组煤系有机质不大可能形成具有工业价值的煤成油藏     

鄂尔多斯盆地镇原地区中生界延长组、延安组烃源岩地球化学特征对比分析

依据各种钻井样品的实验测试资料,通过Rock-Eval岩石评价、显微镜下观察、有机元素分析、镜质体反射率、生物标志化合物等分析方法,对鄂尔多斯盆地镇原地区中生界三叠系延长组和侏罗系延安组烃源岩地球化学特征进行了综合评价。综合分析表明,研究区延长组和延安组烃源岩有机质丰度较好;液态烃生成能力较强;干酪根类型以腐殖型为主;有机质正处于油气生成成熟阶段。延长组有机质在湖相还原条件下堆积和保存,延安组有机质在浅湖相及沼泽相的弱还原条件下沉积,所以前者烃源岩的有机质丰度、类型以及成熟度都要好于后者。     

鄂尔多斯盆地北部延安组沉积学特征与成矿潜力分析

鄂尔多斯盆地北部广泛沉积延安组,随着铀矿勘查工作的不断深入,延安组已成为研究区重要的产铀层位。通过对野外露头及钻孔岩心的系统研究,运用层序地层学与沉积学原理,建立延安组分层标志,分析其沉积体系特征,并结合砂体、氧化带发育特征,分析评价延安组铀成矿潜力。结果表明,延安组的重要标志层是延安组含煤岩系及其内部的主要煤层,据此将延安组自下而上划分为Ⅰ~Ⅴ岩段(J₂y¹~J₂y⁵)5个成因地层单元;Ⅰ岩段和Ⅱ岩段下段为曲流河沉积体系,Ⅱ岩段上段到Ⅴ岩段沉积环境演变为曲流河三角洲相;延安组Ⅰ岩段发育有利铀成矿的铀储层和氧化带,同时发现较好的铀矿化线索,成矿潜力巨大。     

鄂尔多斯盆地东部煤岩孔隙特征实验分析

煤层气储层孔隙结构特征决定着煤层的吸附能力。利用低温氮吸附法和汞侵入法对鄂尔多斯盆地东部地区煤样的孔隙特征进行测试,并分别对煤样的低温氮吸附孔隙特征和汞侵入孔隙特征进行分析。在此基础上,综合两种实验的测试结果,对煤样的孔隙类型进行分类。压汞实验表明:压汞曲线和退汞曲线相似性较好,两者之间的间距很小,退汞效率达65%~75%;液氮实验表明:低变质煤孔以一端封闭的孔为主,随着煤变质程度的增加,先是较大的孔变为两端开放的孔,接着较小孔变为两端开放的孔,到了无烟煤阶段微孔也变成以两端开放的孔为主。综合两种结果,认为煤样的孔隙中以微孔和过渡孔为主,并且微孔和过渡孔是构成煤样孔隙容积的主要贡献者,大孔和中孔的总孔容所占比例较小。鄂尔多斯盆地东部煤岩的孔隙特征有利于煤层中气体的吸附,是煤层气储层的良好场所。     

鄂尔多斯盆地马岭油田侏罗系延安组储层特征研究

侏罗系延安组是鄂尔多斯盆地马岭油田的主力油层之一。通过岩心观察、薄片鉴定、扫描电镜观察等,研究马岭油田侏罗系延安组储层特征及其控制因素。结果表明,马岭油田延安组储层纵向上自延10期至延4+5期,其沉积相由辨状河相演化为网状河三角洲相。受沉积相影响,延10至延4+5油层组碎屑岩石英含量逐渐减少、长石含量增加,碎屑岩粒度变细,储层厚度变薄。马岭油田各探区储层物性受物源影响,近物源区如北区、南区、镇原区的储层物性较好。上里塬区位于河流下游区,碎屑岩粒度细,储层物性较差。研究区储层的成岩作用程度较低,压实作用和胶结作用使储层物性变差,溶蚀作用则改善了储层物性。     

山东黄河北煤田岩浆岩特征及其对煤层煤质的影响

论述了山东省黄河北煤田岩浆岩特性特征、空间分布特点及其对煤层煤质的影响。认为三层岩浆岩是由不同时期从两个方向侵入到本区的,对煤层煤质都有不同程度的影响,形成煤的变质分带。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤的煤岩特征及成因分析

鄂尔多斯盆地侏罗系发育多层厚煤层,煤质优良,储量巨大,且构造简单,埋深较浅,具有很大的开采价值。该岩系独特的煤岩特征与其成煤沼泽环境有密切联系,即内陆湖泊发育有关的河流体系上部的一系列高位沼泽;泥炭埋藏后继续经历不同程度的氧化阶段,使得煤岩组分中惰性组分含量普遍偏高,而镜质组分普遍经受一定程度的丝炭化作用而成为半镜质体。研究表明盆地中侏罗系煤系中煤的宏观煤岩主要以半暗煤和暗淡煤为主,半亮煤和光亮煤占次要地位;在盆地边缘,特别是靠近盆地北部物源地区,半暗煤、暗淡煤含量比例较高,往南向盆地中心部位半亮煤和光亮煤逐渐增多,表明沉积环境和成煤沼泽环境对煤岩组分具有主要控制作用;含煤岩系中,特别是煤层下部砂岩越厚,颗粒越粗,显微煤岩组分中丝质体含量越高,而且其结构完整、清晰,半镜质体含量也越高,植物细胞结构越完整和规则。埋藏后顶底板岩性还会继续影响煤岩组分的演化过程。煤层顶底板砂体由于物性条件好,孔隙水仍可长时间处于氧化与循环流通状态,使得各煤岩组分能长时间处于氧化状态,有利于丝炭化作用进行;相反,在盆地中心,湖泊相发育,泥炭被埋藏之后迅速被泥岩覆盖,煤层很快处于还原缺氧环境,凝胶化作用得以充分进行,镜质组的含量就会增高。研究还发现,壳质组常常在煤层中的某一部位富集,虽然整个煤层中其平均含量不高,但是却对煤层的总体生烃能力会有很大贡献。以往的研究成果中,壳质组含量常常被低估,尤其是呈流动状态的沥青质体,因为它最容易流动到刚性比较强的丝质体内部或各种裂隙中而常常被忽略,在以后的研究中值得加以重视。     

内蒙古呼山盆地北东段含煤地层及煤层特征

内蒙古呼山盆地北东段勘查区位于海拉尔中新生代凹陷,含煤地层主要为白垩纪伊敏组.根据勘查区已有的地质资料及最新的详查成果,认为勘查区总体构造形态为一复式向斜,地层产状平缓,构造中等;根据岩性特征伊敏组分为下、中、上三段,可采煤层主要集中在上段和下段,煤层厚度变化大,在同沉积向斜轴部煤层厚度大、向两翼及盆地边缘逐渐变薄直至尖灭,其中煤3～4厚度大,为大部可采的较稳定煤层.该区煤炭资源丰富,经估算煤炭资源总量为228 390万t,适宜规划设计大型、特大型机械化开采矿井,具备建设大型煤电和煤化工能源基地的条件.     

鄂尔多斯盆地东北部侏罗纪煤系烃源岩的分布特征

鄂尔多斯盆地东北部是煤炭、石油、天然气、砂岩型铀矿等有机矿产共存的代表性地区之一,煤系烃源岩作为原始物质,在多种能源矿产成藏(矿)过程中起着重要作用。从煤系层序地层格架及沉积体系分析入手,分析了鄂尔多斯盆地东北部侏罗纪煤系烃源岩的种类、岩性、聚积环境、发育程度、时空分布等。结果表明,煤系烃源岩随时间在纵向上的变化与盆地的演化阶段相一致,盆地相对稳定期,烃源岩发育程度最好,初始和退覆充填期次之;空间上总体分布为由北向南,自西向东,层数增多,厚度增大。该区广泛发育的煤系烃源岩为多种能源矿产形成奠定了物质基础,其时空分布对多种能源共存成藏格局具有初始控制作用。     

鄂尔多斯盆地东北缘准格尔煤田煤中超常富集勃姆石的发现

运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱仪的扫描电镜(SEM-EDX)和光学显微镜等技术,首次在鄂尔多斯盆地东北缘准格尔矿区6号巨厚煤层中发现了超常富集的勃姆石及其特殊的矿物组合,勃姆石含量可高达13.1%,与勃姆石伴生的矿物有磷锶铝石、锆石、金红石、菱铁矿、方铅矿、硒铅矿和硒方铅矿。重矿物的组合特征与华北地区本溪组铝土矿中的重矿物组合特征相似,高含量的勃姆石主要来源于聚煤盆地北偏东方向本溪组风化壳铝土矿,三水铝石以胶体溶液的形式从铝土矿中被短距离带入泥炭沼泽中,在泥炭聚积阶段和成岩作用早期经压实作用脱水凝聚而形成勃姆石。     

鄂尔多斯盆地马岭油田延安组原油成因研究

马岭油田是鄂尔多斯盆地发现最早的油田之一,也是大陆河流相油气藏的典型代表,可是以往对马岭油田原油及其烃源岩地球化学研究很少,原油的成因更多的依靠于地质推测。本文对采集于马岭油田的21个原油和鄂尔多斯盆地14个烃源岩的烃类生物标志化合物进行了系统的分析,研究了它们的地球化学特征。生物标志化合物的分布和组成特征,指示了原油形成于弱还原环境淡水湖相;原油的母质除了菌藻类外陆源高等植物作出了重要贡献;原油均为成熟原油;油源对比表明,马岭油田原油的源岩为延长组烃源岩,特别是长7油层组烃源岩。     

鄂尔多斯盆地镇-泾地区中侏罗统延安组沉积体系及聚煤特征

在前人研究的基础上,结合大量新的钻井、测井资料,以鄂尔多斯盆地镇原-泾川地区中侏罗统延安组为例,运用沉积学的方法详细阐述了研究区目的层位的沉积体系,以及重点沉积微相的发育特征。延安组自下而上由河流沉积体系逐渐过渡为三角洲沉积体系。沉积微相主要发育有河流体系的心滩、边滩、河漫滩和岸后沼泽,以及三角洲体系的分流河道、洪泛平原和平原沼泽等。另对研究区延安组的聚煤特征给予了分析,并从构造、环境、气候及古地形等方面讨论了该区的成煤控制因素。     

鄂尔多斯盆地煤炭基地含水层及其保护研究

鄂尔多斯盆地周边分布着神东、陕北、黄陇和宁东四个大型煤炭基地,煤炭资源丰富,但开采利用程度低,是我国＂十二五＂期间重点开发的矿区。在系统分析盆地内侏罗系煤层顶板白垩系裂隙含水层和第四系萨拉乌苏组孔隙含水层富水性的基础上,揭示了含水层与煤层的叠置关系;以煤炭开采破坏含水层、煤层与含水层距离、煤层与地表距离、含水层富水性为依据,将含水层破坏模式划分为：破坏顶板萨拉乌苏组含水层亚区、煤层埋藏浅破坏顶板含水层及生态环境亚区、破坏顶板含水层富水性较好亚区、破坏顶板含水层富水性较弱亚区,并对含水层破坏程度进行了分区评价;最后提出了含水层保护措施,为煤炭开采后的防治水工作提供了依据。