福建大田—漳平地区构造-热对煤系石墨成矿及赋存的控制探讨

福建省大田—漳平地区位于东部滨太平洋构造带上，不同时期的岩浆热液作用和复杂多变的构造形变格局，为该地区形成丰富的石墨矿床提供了良好的成矿条件。为了查明大田—漳平地区煤系石墨的成矿控制因素及分布规律，通过工业分析、元素分析、X射线衍射和激光拉曼光谱等实验，对不同矿区不同变质程度的煤和煤成石墨的化学组成及微观结构特征等煤成石墨化特征进行了研究，并将不同变形特征的样品划分为煤成石墨、煤成半石墨和石墨化无烟煤三大类。研究表明:煤的变形特征与煤成石墨的演化类型基本一致，且韧性变形样品的石墨化程度最高，说明构造应力作用能促进煤的石墨化作用；煤成石墨的分布受到岩浆-构造活动的控制，石墨矿床多产出于岩浆岩侵入体外接触带或附近断裂带的有利围岩地层中，且大田—漳平地区煤系石墨矿具有明显的成区、成带分布特点，煤成石墨成矿区主要集中在闽西南坳陷南部的漳平一带；而北部大田一带分布的矿区矿体石墨化程度较漳平一带低，多为煤成半石墨或石墨化无烟煤，研究结果可为该地区煤系石墨矿产综合勘探开发利用提供有利依据。      

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。      

我国煤系石墨研究及资源开发利用前景

煤系石墨属于特殊的非典型晶质矿物，多为隐晶质石墨，既是石墨矿产的重要组成部分，也是煤系综合矿产的一种。煤系石墨与煤层为同层异矿，煤向石墨演化的实质在元素组成上表现为富碳、去氢和脱氧，在分子结构上表现为有序化增强和石墨晶体结构的逐渐形成。煤岩组分、岩浆热和地质构造等均对煤成石墨化作用具有重要的影响，在多因素综合作用下，煤系石墨成矿常表现出差异石墨化特征。从煤系石墨成矿机理入手，提出了以化学组成参数为基础指标，以结构参数为精确指标的煤系石墨鉴别指标体系；从资源评价需求出发，将不同演化程度的煤系石墨划分为Ⅰ级（石墨）、Ⅱ级（半石墨）和Ⅲ级（石墨化无烟煤）等3类。煤系石墨的形成与岩浆活动和挤压性构造环境密切相关，受区域性构造-岩浆带控制，煤系石墨分布具有方向性、递变性、集中成带的特点，成矿区带呈现出“一纵三横”的分布特点，划分为滨太平洋成矿域、南岭成矿域、秦岭-大别山成矿域和阴山-燕山成矿域和9个成矿带。分析了我国煤系石墨资源现状，指出由于我国煤炭资源丰富和赋煤区构造-热叠加作用显著，煤系石墨资源潜力巨大。煤系石墨开发利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源合理开发利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。分析了当前煤系石墨矿产资源开发利用方面存在的问题，提出了相应的政策建议。      

湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤及石墨矿地质特征

为研究花岗岩体对煤层石墨化的影响,合理开发矿产资源,并指导同类型煤与石墨矿的找矿工作,通过系统采样测试,分析湖南涟邵煤田北段寒婆坳矿区煤与石墨矿的地质特征及分布范围,总结了煤系石墨化的成矿模式,确定了寒婆坳矿区距离岩体500~600 m的范围内,煤层石墨化程度高,预测寒婆矿区南部具有寻找大型石墨矿的潜力。      

重庆地区煤田构造格局及控煤构造样式

重庆市域位于上扬子陆块之川中前陆盆地、米仓山-大巴山基底逆冲带和扬子陆块南部被动边缘褶冲带范围。区域构造格局和构造演化历史复杂,多期构造作用形成了渝东北NW-NWW-EW向和渝西-渝东-渝东南NE-NNE-NW向形态特征。根据重庆地区煤田构造格局,分析了该区控煤构造样式,阐述了构造对煤系赋存的控制程度。研究认为,重庆地区构造复杂,控煤构造样式以挤压压缩构造为主,煤层大部分赋存于褶曲两翼。      

煤系石墨矿产地质研究现状与重点方向

煤系石墨是煤及煤系碳质页岩等在岩浆热接触变质及构造变质作用下形成的,是石墨矿产的重要组成部分,也是煤系非金属矿产的一种,属于战略性新兴矿产。文章综述了前人对煤系石墨的研究成果及其勘探开发现状,着重讨论了构造作用在煤系石墨形成过程中的作用,并强调煤在石墨化过程中微观结构的演化。本文认为,现阶段对煤系石墨的成矿机制和赋存规律的认识不够深入,缺少针对性的勘查规范和相关标准,同时也将完善石墨成矿机制和赋存规律、建立煤与石墨的鉴别标志、确定煤系石墨资源评价方法、划分成矿带并调查煤系石墨的资源量定为下一步在煤系石墨调查评价中的重点研究方向。     

柴达木盆地北缘构造分区与煤系赋存特征

柴达木盆地北缘煤炭资源丰富,煤系赋存受构造格局控制明显。本文立足于煤田构造特点分析,结合煤系基底构造特征、主干断裂构造特征及煤系赋存特征分析,建立了柴北缘煤田构造单元划分方案,将柴北缘含煤区划分为3个三级构造单元和11个四级构造单元。以此为依据,讨论了构造格局对煤系赋存状况的控制。印支期后多次大规模的构造运动,使得煤系展布呈现出南北分带、东西分区的基本规律。三条隆起带南麓,受逆冲推覆构造作用,含煤地层抬升变浅,但多遭受剥蚀;三条凹陷带内煤系广泛分布,浅部可形成较大面积的有利勘探开发区块,成为柴北缘预测找煤的重点区域。     

煤系战略性金属元素富集成矿的构造控制

煤系战略性金属矿产的聚集分布是多因素、多阶段、多层次综合作用的结果,地质构造控制作用是其中一个值得重视的因素。煤中战略性金属富集成矿的构造控制因素包括大地构造背景,构造运动,构造–岩浆活动等方面,体现在对金属矿产载体——含煤岩系的控制、对成矿物质来源的控制、对元素原生聚集和后期迁移重组的控制。从煤系矿产物源相关、耦合成矿、同盆共存的角度分析,构造作用对战略性金属富集成矿的控制贯穿于含煤盆地形成与演化的全过程。聚煤期前的构造运动奠定煤盆地基底构造格局,构造沉降和隆升提供了聚煤作用的场所和含煤岩系的物源区,从而决定了含煤岩系及其战略性金属元素的物质基础。聚煤期构造作用主要表现为盆–山耦合过程、同沉积期构造活动、岩浆作用等方式,通过对聚煤源–汇系统、岩相古地理与聚煤环境、泥炭沼泽类型及地球化学条件等因素的影响,决定成矿物质在泥炭化阶段和成岩作用阶段的迁移与原生聚集。聚煤期后的构造–热演化过程对金属元素迁移重组产生不同程度的影响,主要体现在构造沉降增温和岩浆热效应、构造格局与含矿热液活动、应力应变控矿机制,以及煤田构造定位决定矿床赋存状态。煤系战略性金属元素富集成矿构造控制研究应注重加强以下4个方面:与煤盆地沉积充填相关联的大地构造格局与演化、作为含矿流体运移通道的断裂构造特征、不同时期岩浆活动的影响差异性,以及应力应变的构造物理化学效应。      

四川拉拉铜矿构造成矿动力学机制

通过对矿区区域构造背景、矿区构造特征、构造控矿特征的研究,得出了矿区岩石圈在经历了火山地堑、挠曲沉降和回返褶皱封闭几个构造-岩浆演化阶段后,形成了该区东西向和南北向构造叠加格局。早期东西向张性断裂构造为含矿岩浆的侵位提供了通道和空间,控制了含矿岩体的分布范围和展布形态,促使了成矿元素的初始富集,中期东西向叠瓦式冲断-褶皱构造体系应是成矿期构造,它为成矿元素的活化、迁移、富集、成矿提供了动力、通道和空间,晚期南北向褶皱构造应是成矿后构造,它对矿床起着改造作用。     

沁水盆地中北部石炭–二叠纪煤系构造演化特征

沁水盆地煤及煤层气开发主要集中在盆地两翼及南部转折端，而对盆地中北部煤系能源矿产及构造演化问题略显不足。通过还原聚煤期古构造和沉积环境，结合构造应力场和沉降史恢复等手段，综合分析沁水盆地中北部晚古生代煤系形成过程及多期构造运动对煤系矿产赋存的影响。认为:研究区石炭-二叠聚煤期以北东向沉积坳陷控制了现今盆地构造格局，整体沉积环境由海陆过渡相向陆相过渡；印支期，盆地接受快速沉降，在深成变质作用下，形成煤系气；燕山期，盆地遭到挤压破坏，北东向主体向斜形成，煤系抬升，同时受岩浆热作用，煤化程度提高，向斜两翼煤及煤系气遭到剥蚀和散逸；喜马拉雅期，盆地遭拉张作用叠加破坏，西北部发育大型裂陷和大量正断层，煤系气发生部分逸散，主要富集在研究区中东部。      

煤系石墨矿产资源评价方法初探

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处理,现有煤系石墨查明资源量可能被大大低估,实际上煤系石墨资源量与高煤级煤的资源量有直接关系。因此,在我国无烟煤等高煤级煤勘查区内,开展煤系石墨资源调查评价工作,将会取得较好效果,预期发现一批新的煤系石墨资源潜力区。通过分析我国目前已知的湖南、福建、吉林等地典型煤系石墨资源分布特征,总结了煤系石墨找矿标志,包括层位、矿化、岩体、构造和围岩蚀变等标志。在高煤级煤勘查区内,基于煤田构造、含煤岩系沉积环境、岩浆活动、煤岩煤质特征、煤类分布与变质情况等资料,结合煤系石墨找矿标志,进行煤系石墨资源调查评价。以科学性、系统性和可操作性为评价原则,依据工作程度、地质条件、矿产条件3类参数,采样点密度、构造变形程度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离、初步鉴定、精确鉴定7个指标,初步提出了煤系石墨矿产资源评价方法。将实测数据分别与对应指标的预设值比较,利用平面直线拟合方程计算...     

川渝地区煤的石墨化潜势研究

煤及煤系石墨化利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源高效利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。在能源矿产改革转型的关键时期,为了厘清川渝地区煤的石墨化潜势,在梳理分析煤的石墨化、煤基碳材料前驱体选择和川渝地区煤田地质概况的基础上,通过对川渝地区主要赋存煤类、煤质和显微组分特征的分析,从影响煤石墨化的内在因素和煤基碳材料的需求出发,采用主成分分析法探讨了川渝地区煤基碳材料前景和煤系石墨资源赋存潜力。结果表明:研究区煤的显微组分以镜质组为主,低灰、低硫,演化程度更高的无烟煤更易于石墨化,煤石墨化后的产物则是制备碳材料的极佳前驱体;根据主成分分析的定量评价结果,可将川渝地区煤系石墨资源潜力区带划分为Ⅰ级优势区、Ⅱ级良好区和Ⅲ级潜力区。四川雅安?攀西Ⅰ级区带三叠系上统须家河组煤具有变质程度高、低灰、低硫特征,龙门山构造岩浆带是煤石墨化的外在条件,是煤系石墨矿产资源优势赋存区和制备煤基碳材料的优选资源;渝东北Ⅱ级区带和渝东南Ⅱ级区带具有构造条件复杂、煤演化程度高的特点,为煤系石墨资源赋存良好区;南桐松藻Ⅲ级区带和四川芙蓉?古叙Ⅲ级区带则为煤系石墨资源的潜力区。煤系石墨的潜力研究是能源矿产由粗放型利用向高端新型材料精细化应用转变的重要桥梁,为实现煤炭资源高价值、绿色开发利用提供了指导方向。      

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。      

煤基石墨的喇曼光谱学研究

煤体经热变质作用形成的石墨叫煤基石墨。本文研究了煤基石墨的一级和二级喇光谱。作者认为，石墨及有关的碳质物质的一级喇曼光谱是由层内振动激发的，反映了它们作为二维晶格的完整性程度。煤基石墨中存在的层内结构缺陷分为两种，一是煤中特有的，在石墨化过程中逐渐消失，另一是由研磨（剪切应力）作用带入的，可能与构造应力作用有关，石墨化过程和剪切应力作用过程是效果近于相反的两过程，而石墨的二级喇曼光谱则可揭示其作为     

煤矿区构造环境内涵及类型划分

开展煤矿区构造环境类型划分是提高采煤沉陷预计精度的有效途径。将影响采煤沉陷地质因素总结为构造介质、构造界面、构造形态和构造应力4个因素,在此基础上探讨了煤矿区构造环境的内涵,确定了煤矿区构造环境类型分类的指标。认为煤矿区构造环境突出采煤沉陷灾害发生的地质构造背景是地质环境的重要组成部分,更多地反映着地球的内动力地质作用。按照构造介质的不同,把煤矿区构造环境划分为浅埋介质型和深埋介质型;按照构造界面的不同,将其分为连续型、似连续型和不连续型;按照构造形态的不同,将其划分为近水平型、倾斜型和褶皱型;按照煤矿区构造应力的性质,把煤矿区构造环境划分为自重应力型、挤压构造型和拉张构造型。以铜川矿区为例,对煤矿区构造环境类型做了划分,铜川矿区以A型构造环境为主。      

构造物理化学条件对煤变质作用的控制

煤是对温度和压力等地质因素十分敏感的有机岩,各种构造-热事件控制下的物理化学条件,是促进煤岩演化的根本动力。本文对煤变质作用过程的研究现状进行了综述,着重讨论了煤岩在高煤阶-石墨演化阶段的控制因素、演化过程和演化机制。煤变质作用包括煤化作用阶段和石墨化作用阶段,共同构成一个连续的有机质演化过程,总体趋势是分子结构有序化、化学成分单一化,最终演变为以碳元素为主、三维有序结构的石墨。温度和压力(应力)是控制煤变质作用两大因素,在不同的演化阶段,这两大因素所起的作用和演变机理都有所差异。在低、中煤阶演化阶段,温度是煤化学结构演化的主要控制因素,为化学键断裂提供活化能,应力缩聚和应力降解则对煤化学结构演化具有催化作用。高煤阶-石墨化阶段的主要机制是导致基本结构单元BSUs之间相互联结使短程有序化范围增大的拼叠作用,构造应力在其中起到关键作用,BSUs定向和面网间距不断减小,促进大分子物理结构演化。加强煤变质作用的高级阶段-石墨演化过程的研究,将丰富和深化对煤-石墨物理化学结构完整演化序列的认识。煤系石墨成矿机制的高温高压模拟实验,则为煤变质作用构造物理化学条件研究提供了可行的技术手段。     

湖南新化地区煤变形变质与构造环境特征

采用煤质化验、XRD、SEM等测试手段,分析煤的化学组分、结构特征、显微构造等特征,结合古应力估算值、古温度和应变速率等结果,探讨了湖南新化地区煤变形变质特征与构造环境的关系。结果表明:煤样的d₀₀₂值为3.36~3.39 nm,受天龙山构造挤压的局部应力场及叠加岩浆构造热的作用,煤逐渐转变为隐晶质石墨,结晶颗粒是由细小的鳞片组成的集合体,粒径集中在50~250 nm;石墨3R型含量随着煤化程度升高,石墨晶体开始增加,Rh相的数量减少;构造变形环境属于低温低围压高应变速率的浅层脆性-韧脆性构造域;天龙山岩体提供了构造热源,侧向挤压应力使寒婆坳向斜煤大分子结构有序化,层面间距减小,形成隐晶质石墨。