岩浆侵入对煤结构的影响评述

岩浆侵入煤系地层导致煤发生接触变质作用,形成天然焦,降低煤经济价值,增加自燃和瓦斯突出风险,改变煤层气赋存条件,还被认为是地史时期全球气候变化和生物绝灭的重要触发因素。为揭示岩浆侵入过程煤结构的变化规律,文章从煤层宏观结构构造到微观显微组分,从原始沉积结构的变化到新形成的特征结构,全面系统论述了岩浆侵入对煤结构的影响。岩浆高温、侵位压力、热液流体等因素导致煤层结构构造和煤显微组分发生显著改变,发育微孔裂隙、脱挥发孔或囊状结构、各向同性焦、各向异性焦、热解碳、石墨球粒和焦化沥青质等。受岩浆侵入影响煤层煤结构的变化规律是确定接触变质晕范围和气体赋存条件的科学基础,在热变质煤资源的安全开采和综合利用方面亦具重要现实意义。     

浑江接触变质焦与煤界限

介绍了浑江煤田Ｃ２－Ｐ１煤系煤层受燕山期辉绿岩侵入发生热变质，产生天然焦的特征。     

平庄煤田古山矿区辉绿岩对煤层煤质的影响

平庄煤田古山矿区辉绿岩侵入体发育,产出形态以岩床为主,岩墙次之,零星岩脉.辉绿岩对煤层的赋存、煤质变化产生了很大影响.煤的变质作用以接触变质为主,深成变质次之.接触变质带可进一步划分为岩焦混杂带、天然焦带、焦化煤带、正常煤带.     

艾维尔沟矿区构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制

为了明确构造及其演化对艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存的控制作用,采用现今地应力实测、含煤盆地埋藏史-热史模拟、现场资料统计分析等方法,对矿区地应力状态、含煤地层埋藏史、煤层变质作用、瓦斯生成与散失、煤与瓦斯突出危险性等开展研究。研究表明:艾维尔沟矿区现今地应力状态为构造挤压应力状态,最大主应力方向为NE-SW向;矿区侏罗纪煤系地层主要经历了2个大的演化阶段,第Ⅰ阶段为快速沉降并于晚侏罗世达到最大埋深约4 300 m,煤层受到深成及区域双变质作用,经历最高古地温137~192℃,形成第1次生气高峰;第Ⅱ阶段由于受到燕山运动及喜马拉雅运动构造挤压的影响,煤系地层从晚侏罗世-早白垩世开始发生倾斜并持续抬升剥蚀,煤层快速冷却降温,煤层瓦斯发生逸散;矿区内深成变质及区域热变质作用直接导致了矿区内煤级及瓦斯生成量具有垂向和水平2个梯度,局部差异化构造及演化直接导致了矿区内各矿之间煤层瓦斯保存条件的差异性;受现今构造挤压地应力状态、地质构造及其演化的控制作用,艾维尔沟矿区垂向上向斜轴部(北翼深部)较北翼浅部更具有煤与瓦斯突出危险性,平面上矿区西部2130煤矿地区较中部地区1930煤矿地区更具有煤与瓦斯突出危险性,东部1890煤矿地区次之。     

煤系石墨鉴别指标厘定及分类分级体系构建

煤系石墨是煤经受岩浆热变质及构造应力作用进入石墨化阶段的产物,发育不同程度石墨结构、具有石墨或类似石墨的物理化学特征和工艺性能,是战略性矿床晶质石墨的重要补充。为了给煤系石墨矿产资源评价和开发利用提供可靠基础,从煤系石墨成矿机制及演化途径研究入手,深入分析相关测试技术方法的适用性,以我国典型煤系石墨矿区测试数据统计分析结果为依据,制定科学合理的煤系石墨鉴别指标,建立煤系石墨分类分级体系。研究表明,煤系石墨是由不同演化程度的石墨化组分和残留煤岩显微组分组成的集合体,具有矿物学与岩石学或矿石学的双重属性,不同于区域变质成因的晶质鳞片石墨矿物,难以简单地采用单一指标鉴别。煤系石墨的形成是化学成分单一化、分子结构有序化的演化过程,鉴别指标亦应包括成分参数和结构参数两大类。挥发分和反射率指标在煤化作用阶段变化规律较明显,进入石墨化阶段后敏感性降低,可综合运用于初步区分煤与煤系石墨。煤石墨化的实质是纳米级大分子结构由无序向有序转化、结晶度增加和缺陷消亡的过程,因此,XRD和Raman等结构参数是鉴别煤系石墨和划分煤系石墨类型的可靠指标。基于煤系石墨测试数据统计分析所揭示的规律,采用d_(002)=0.344 nm, G峰位=1 590 cm~(-1)和R_2=0.6区分煤与煤系石墨两大矿种;煤系石墨划分为半石墨和石墨2种类型,其中半石墨鉴别指标为d_(002)=0.338～0.344 nm, G峰位=1 585～1 590 cm~(-1),R_2=0.5～0.6,石墨鉴别指标为d_(002)0.338 nm, G峰位1 585 cm~(-1),R_20.5。此外,成分指标固定碳与煤变质演化没有直接的对应关系,作为石墨矿石的品位参数,可用于评价煤系石墨矿石的质量等级。     

闽西南地区煤成石墨的控制因素与成矿区带划分

石墨为国家战略性矿产资源,煤成石墨是由煤层变质而成的一种隐晶质石墨。闽西南地区位于环太平洋构造-岩浆活动带,具有良好的煤成石墨成矿地质条件。通过对闽西南地区不同演化程度的煤-煤成石墨微观结构特征的研究,认为煤向石墨演化中芳香碳层间距的逐渐减小和结构缺陷逐渐消亡的两个过程并非呈线性变化,由此以碳层间距d_(002)和拉曼参数R_2将其划分为煤成石墨(Ⅰ类)、煤成半石墨(Ⅱ_1和Ⅱ_2类)、石墨化无烟煤(Ⅲ类)和高变质无烟煤(Ⅳ类)4种类型,并提出了划分煤成石墨类型的模板。煤成石墨的形成和分布受到岩浆-构造活动的制约,由燕山期大规模的岩浆侵入活动为煤的石墨化提供热能,政和—大埔断裂带和永安—晋江断裂带成为煤成石墨的主要控矿断裂,一系列推覆、滑覆等断裂和褶皱构造与岩浆热作用构成了封闭式、半开放-半封闭式和开放式的成矿构造-热环境条件,由此造就了闽西南地区煤成石墨成矿和分布的差异性。依据不同类型煤成石墨的分布,结合煤成石墨成矿的控制因素,划分出了闽西南地区大田—漳平(I_1)和永安—安溪(I_2)两条煤成石墨成矿区带,其中包括可坑—乌坑成矿亚区(Ⅱ_1)、永安—大田成矿亚区(Ⅱ_2)、长凹成矿亚区(Ⅱ_3)、安溪成矿亚区(Ⅱ_4)4个煤成石墨成矿亚区。     

岩浆侵入破坏区煤层瓦斯地质规律

当岩浆侵入破坏煤系时,煤层瓦斯赋存规律会变得异常复杂。利用瓦斯地质学和煤层气地质学的方法,对岩浆侵入破坏区煤层瓦斯地质规律进行了研究,结果表明:岩浆侵入煤层与煤发生接触热变质作用,使生成的瓦斯量发生变化;使瓦斯的赋存状态发生变化,同时有可能导致瓦斯成分的改变;还会使其影响带的煤体结构遭到破坏,局部形成构造软煤分层,在岩浆岩体尖灭处及岩浆岩体与断层的组合部位是煤与瓦斯突出的有利地带。     

安溪青洋石墨矿床地质特征及其成因探讨

安溪青洋石墨矿赋存于二叠系童子岩组第三段煤系地层中。矿区总体为一走向近于南北、向东倾的单倾构造。矿层呈层状，沿走向、倾向延伸较穗定，但厚度变化较大。矿层与围岩之间存在着沉积韵律关系。该区经历了多次褶皱构造运动，其断裂形成于成矿后，对含矿层位起破坏作用，岩体和岩脉的侵入为矿源层的变质成矿提供了热液来源，是成矿的必要条件。矿床成因应为沉积-变质型，属于后期热液接触变质层控矿床。通过勘查、研究分析该区成矿构造条件及热液变质作用的关系，探讨石墨矿床成因、控矿条件，从而为周边地区提供找矿方向。     

热变煤的变质演化纳米特性及其类石墨结构特征

热变煤所处地质条件明显异于正常变质作用煤，由于受到直接接触的岩浆侵入体影响，热变煤一方面经受了快速升温缓慢冷却的受热过程，另一方面也受到侵入体接触挤压带来的额外应力作用，这使得热变煤的碳纳米结构变化明显异于正常变质作用煤。为揭示热变煤中碳纳米结构的特殊性，基于X射线衍射(XRD)与高分辨率透射电镜(HRTEM)分析手段，研究热变煤的微晶结构参数演化，同时对热变煤中碳纳米结构类型及其成因进行系统分析。结果表明：与深成变质作用煤相比，热变煤的微晶层间距更接近石墨微晶。在镜质体反射率小于10%时，热变煤的层间距和L_a/L_c均呈现三阶段变化。在热变煤中，识别出4种碳纳米结构，即无序芳香簇结构、芳香同心环状结构、涡层结构和类石墨状结构。其中，类石墨状结构主要出现在颗粒边缘、显微组分相互挤压面上以及孔隙裂隙边缘处，其成因与颗粒内部应力有关。相比于其他3种碳纳米结构，类石墨状结构的定向性更好，同时其芳香层片的长度也更长。与正常变质煤受热形成的类石墨结构不同，热变煤颗粒边缘类石墨结构的层间距更小而延展度更大。基于此，通过改进的Hummers法可从热变煤中制备...     

湖南新化天龙山岩体侵位对煤系变形变质的构造效应

煤对应力、应变和温度十分敏感,在多期次、多层次的构造-热运动下必然会留下各种应力作用(静压力和构造应力)痕迹。采用工业分析、元素分析、XRD,SEM及ICP-MS等方法,探讨了新化中生代天龙山岩体侵位对煤系变形变质、煤结构变化的构造效应以及元素迁移富集的应力-应变环境响应。研究结果表明:天龙山岩体侵位引起的岩浆热及构造应力作用,促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨,煤及围岩出现大量热变质矿物;岩体侵位施加放射状挤压应力集中带,节理与岩组主压应力轴方位与岩体边界近于垂直,靠近岩体构造变形增强;构造应力与岩浆热变质叠加作用对煤的大分子结构影响显著,d_(002)值、L_a/L_c分别随变质程度降低及远离岩体而减小。岩体附近煤层受岩浆热作用显著,岩浆侵位的构造效应(机械能、热能及化学能)造成煤岩结构破坏、变质程度升高以及元素富集、迁移,煤中REE含量增加;稀土元素球粒陨石标准化分配模式曲线特征可划分为3种类型,其中A型与C_1型靠近岩体叠加了岩浆热变质作用,与泥盆纪灰岩及硅化灰岩稀土元素分配模式曲线相似,岩浆热液使围岩矿化,但局限于蚀变带。岩浆热变质作用驱使稀土元素向富轻稀土方向演化,构造应力驱使稀土元素向着富重稀土的方向演化,导致ΣL/ΣH比值偏低。     

永城市顺和西井田构造复杂程度及煤层评价研究

为了满足顺和西井田探矿权转采矿权需要,分析了井田构造复杂程度,主要研究了褶曲、断层、小构造发育程度以及岩浆岩,得出,井田地质勘查类型是二类Ⅱ型,构造总体形态为一复式背向斜。断层构造和小褶曲较发育,构造复杂程度为二类中等构造。并对二煤层、三煤层进行了评价,得出,主勘的二2煤层大部分可采,属较稳定煤层。三4、三2煤层属不稳定煤层,局部可采,煤类有无烟煤、贫煤,均可用于动力用煤及民用燃料。煤层局部受岩浆侵入影响,变质为天然焦现象,井田煤层稳定程度属Ⅱ型（较稳定煤层）。研究为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质依据。     

岩浆岩环境煤层瓦斯异常赋存特征与动力灾害防控关键技术

为研究岩浆岩赋存环境对煤层瓦斯动力灾害的影响,综合理论分析、实验室试验、多手段数值模拟、工程实践等方法,对岩浆岩侵入煤系地层后的热变质作用特征、煤体化学结构和物理规律变化特性等进行了系统研究与对比分析,并探讨了岩浆岩赋存环境下煤岩瓦斯动力灾害发生机制及防控关键技术。结果表明：(1)岩浆冷却-向围岩传热的散热方式为热传导,其热演化和接触变质作用不仅提升了煤体的变质程度并使其呈现自然分区特征,还导致煤体内部脱氧、去氢、富碳的趋势逐渐明显;(2)岩浆岩侵入煤系地层后,构造应力叠加热演化作用易造成影响区内煤体发生构造煤化,导致煤中孔容和比表面积增大,对瓦斯的吸附解吸能力亦增强;(3)岩浆岩赋存环境中煤体发生“二次生烃”,而致密低渗岩床的圈闭作用进一步提高了异常应力环境下伏煤层的瓦斯含量和瓦斯压力,增大了其煤与瓦斯突出危险性;(4)煤炭开采导致厚硬岩浆岩床失稳破断产生的冲击载荷作用于下伏含瓦斯煤层后,应力叠加等同于加大了煤层埋深并使煤体产生塑性破坏,能量叠加使得煤体灾变潜能提高,是导致煤层瓦斯动力灾害发生的主要因素。在上述研究基础上,结合岩浆岩赋存环境中煤层及其瓦斯赋存特征,建立了煤岩动力灾害预...     

安徽省淮北闸河矿区煤的岩浆热变质作用的几个问题

燕山期岩浆活动使闸河矿区的煤发生岩浆热变质作用。热变质煤的主要特点有:粘结性偏弱、含氧官能团提前消失,出现异向光性物质和气孔,煤晶核较大,碳原子网间较紧密,自由基浓度偏大。在接触变质带上,煤中碳酸铁增多,硫化铁减少,灰分增高,煤的成分也有变化。在矿区北部,花岗斑岩岩株对煤变质起了主导作用,侵入煤层的岩床的影响是局部的;在矿区中部和南部,岩床起了主导作用,造成煤种变化的多样性和复杂性。     

祁东煤矿岩浆侵入对9煤层稳定性的影响评价

采用煤层厚度可采性指数和煤层厚度变异系数的方法,定量评价了祁东煤矿9煤层厚度稳定性。通过岩浆侵入煤层前后煤厚和可采性变化的比较,探究了岩浆侵入对9煤层稳定性的影响程度。结果表明:岩浆侵入使煤层变薄,接触变质作用使煤层变质为天然焦;煤层被岩浆穿插,出现多个分层,导致煤层稳定性降低;魏庙断层可能是岩浆侵入煤层的主要通道。     

毛郢孜煤矿煤与瓦斯突出的构造控制分析

运用构造逐级控制理论,分析了矿区、矿井瓦斯地质规律,调研了毛郢孜煤矿低瓦斯涌出量背景下煤与瓦斯突出的构造控制因素。其所在的濉肖矿区受徐淮前陆褶皱冲断带的控制,地层隆起抬升,缺失三叠系地层,瓦斯遭到风化剥蚀,以低瓦斯矿井为主。而其受构造挤压作用强烈,存在着煤与瓦斯突出危险性;火成岩以岩床形式侵入煤层顶板,热变质作用使煤层进一步生成瓦斯,并封闭在煤层中;火成岩对煤层挤压揉皱形成构造煤,同时构造尖灭端应力集中,提供了足够的瓦斯热力学能。     

内蒙古二道岭矿区侏罗系无烟煤变质成因探讨

为了在勘察中增加精查储量,就需要从成因上研究煤的形成和分布规律,加强对煤变质作用的认识与了解。鄂尔多斯聚煤盆地侏罗系中统延安组煤层以低、中变质的烟煤为主,但内蒙古阿拉善盟左旗二道岭矿区侏罗系中统延安组的煤层却是高变质的无烟煤。通过矿区构造、地层以及区域构造活动分析,得出造成二道岭矿区煤高变质异常的原因主要是区域岩浆热变质作用和动力变质作用的影响结果。     

西北中生代煤系岩脉发育特征与煤变质关系

西北地区中生代含煤地层和煤变质特点的研究进一步表明，石英脉及方解石脉的发育特征与煤变质关系密切。煤变质程度越高，岩脉发育越好。中－高变质煤煤系石英脉的规模、产状、密度、空间组合、脉岩矿物包裹体均化温度等宏－微观特征，可以指示煤变质的热源体、热传播途径、古地温值、变质带分布规律、变质作用类型等；低变质煤煤系石英脉一般不发育。本文所论及岩脉规模较小，易被忽略。但这些岩脉是含煤盆地构造、地热、流体活动等     

安徽省淮北煤田朱庄煤矿煤质浅析

根据朱庄煤矿的地质资料论述了其地层含煤性,并对矿区的煤质情况进行了讨论,指出本矿井变质作用主要是深成变质作用和区域岩浆岩热变质。煤类以瘦煤、贫煤为主,无烟煤次之,少量天然焦。     

平顶山矿区构造煤分布规律及成因研究

通过对平顶山矿区内丁、戊、己3个主要煤组中的构造煤研究,发现矿区内构造煤分布具有分布性、多层性和多期性的规律,结合矿区煤系地层组合行征及岩石力学性质分析和构造演化史及矿区构造发育规律研究,提出地质构造多期性赞成构造煤多期性,顺煤层滑动造成构造煤呈层分布,断层选层发育控制构造煤选层分布的观点。     

张集煤矿岩浆岩侵入特征及对煤层的影响

张集煤矿浆岩侵入对煤层的破坏作用与岩浆岩侵入方式及岩体产状有关。本文根据岩浆侵入区内煤层与岩浆岩的赋存关系，阐述了岩浆岩侵入对煤层的改造破坏特性，圈定了天然焦的可采范围，为矿井合理圈定可采煤层，天然焦范围，合理开采资源提供了依据。