鸳鸯湖矿区延安组煤岩煤质特征及成煤环境研究

为了揭示不同煤岩煤质的形成条件,采用煤岩学和地球化学等方法,基于煤岩、工业分析和灰成分数据分析,探讨了鸳鸯湖矿区延安组主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境。研究结果表明:延安组煤以半暗煤为主,富惰质组,以低灰、低硫、低磷、特低氯为主,煤灰成分以Si O2、Al2O3为主。垂向上,由下至上镜质组含量先增后减,惰质组含量先减后增,成煤环境表现为氧化型—弱氧化型~还原型—氧化型。下段和上段煤层惰质组含量高,灰分高,主要受古河道影响;中段镜质组与惰质组相当,聚煤程度具有周期性变化的特点。平面上,北部靠近物源区,灰分、硫分高,发育河道和三角洲平原环境;中部为区域沉降中心,富镜质组,灰分、硫分较低,表明由三角洲平原向三角洲前缘、湖泊环境过渡;南部的灰分、硫分最低,富惰质组,碎屑物质减少,发育三角洲平原环境。

峰峰矿区2号煤中微量元素富集特征差异性研究

为探讨煤中锂元素及稀土元素赋存状态和同一煤层不同矿井间煤中微量元素的差异性及其控制因素。以峰峰矿区的梧桐庄矿和九龙矿山西组2号煤为研究对象,通过反射光显微镜、原子吸收光谱仪(AAS)及X射线荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)等分析测试方法,对比分析了两煤矿2号煤中煤质及微量元素富集特征,研究了2号煤中Li及稀土元素(REY)的赋存状态,探讨了2号煤微量元素富集特征的差异性及其影响因素。研究结果表明,九龙矿2号煤层样品中微量元素含量整体比梧桐庄矿高,梧桐庄矿和九龙矿2号煤中Li元素平均含量分别为49.8μg/g和64.3μg/g,稀土元素平均含量分别为68.8μg/g和130μg/g。梧桐庄矿2号煤中Li元素和REY元素主要赋存于煤的有机质中;而九龙矿2号煤中Li元素主要赋存于高岭石和伊利石等黏土矿物中,REY元素主要赋存于独居石、黄铁矿和黏土矿物中。峰峰矿区2煤的沉积物源和沉积环境控制了其微量元素分布的总体特征,而燕山期岩浆热液作用导致2号煤层中微量元素在矿区南部的梧桐庄矿和矿区中部的九龙矿的差异。岩浆热液作用主要引起煤中Li,Nb,Pb,Ta,Th,Y,La,Sm,Ce,Er,Yb元素富集,其余微量元素没有明显变化。尤其是稀土元素和Li元素受岩浆热液影响含量增加,峰峰矿区九龙矿比梧桐庄矿2号煤中Li元素平均含量高14.5μg/g,稀土元素平均含量高61.2μg/g。梧桐庄矿2号煤中只有Li元素表现为轻微富集,而九龙矿2号煤中Li元素表现为富集,Nb,Pb,Ta,Th元素和稀土元素中Y,La,Er表现为轻微富集。

贵州省乐平世层序–古地理及聚煤规律

利用露头剖面及钻孔资料对贵州省乐平统(上二叠统)含煤岩系层序-古地理及聚煤规律进行研究。根据海相标志层向陆地方向延伸范围所反映的海平面规律,将贵州省乐平统划分为3个三级复合层序(CSⅠ、CSⅡ、CSⅢ)和相应的低位、海侵及高位层序组,层序CSⅠ相当于龙潭组下段中下部,层序CSⅡ相当于龙潭组下段上部及龙潭组上段下部,层序CSⅢ相当于龙潭组上段上部及长兴组。通过分析地层厚度、石灰岩含量、砂泥比、煤层厚度等参数变化规律,恢复3个层序的岩相古地理。贵州省乐平世海侵方向均来自研究区东部,物源来自西部的康滇高地,贵州省地区乐平统自西向东发育有陆相冲积平原、过渡相三角洲及潮坪-潟湖、海相碳酸盐台地以及深水盆地等古地理单元,总体上贵州省乐平世经历了CSⅠ的海侵、CSⅡ的海退及CSⅢ的持续海侵过程,在贵州西部地区,各古地理单元总体上有CSⅠ向陆、CSⅡ向海、CSⅢ又持续向陆的迁移规律。聚煤作用以CSⅢ最强,CSⅡ次之,CSⅠ较差。聚煤中心分布在过渡相三角洲平原及潮坪古地理单元,且有随区域性的海侵海退而迁移。CSⅠ的聚煤中心主要分布在发耳和纳雍地区,CSⅡ的聚煤中心主要分布在黔西南普安—六盘水及织金一带,CSⅢ的聚煤中心主要分布在六盘水、盘县及织金地区。这些聚煤规律分析结果可为煤炭及煤层气资源的勘探开发提供理论支持。

宁东煤田红墩子矿区沉积环境对煤岩煤质的影响

为了揭示沉积环境对煤岩煤质的影响,以宁东煤田红墩子矿区为研究区,采用沉积学和煤岩学等方法对太原组和山西组层序进行了划分,结合煤岩煤质数据,探讨了沉积环境对煤岩煤质的影响。研究结果表明:层序Ⅰ、层序Ⅱ煤层受海水潮汐作用影响,整体上硫分含量较层序Ⅲ高,镜质组和惰质组含量较低,平面上,灰分、硫分呈现出南高北低的规律,镜惰比则出现南低北高的现象;层序Ⅲ煤层受河流及物源的共同影响,高灰煤、高硫煤主要集中在矿区的南北两端,镜惰比则由于河流作用导致沼泽水动力强弱及覆水稳定的变化,出现南高北低的现象。

乐平统含煤岩系旋回地层的天文周期驱动:以黔西北毕节地区为例

为了系统地研究黔西北毕节地区乐平统含煤岩系中存在的沉积旋回及其天文周期驱动,本文采用时间序列分析法和相关系数法对该地区4个钻孔剖面的自然伽马(GR)测井数据进行旋回地层学分析与天文检验。旋回分析结果显示,研究区乐平统含煤岩系记录了405 kyr长偏心率、125 kyr和95 kyr短偏心率、40.6 kyr和33 kyr地轴斜率周期信息,并且可识别出17个由405 kyr长偏心率周期驱动形成的旋回;天文检验结果显示,乐平统含煤岩系受到天文周期驱动的可能性大于99%。根据识别出的沉积旋回并结合前人在西南地区的层序划分结果,在研究区乐平统建立了高分辨率层序地层格架,划分出3个三级层序和17个四级层序,同时在经过调谐后得到的时间标尺上加以精确的年龄约束,建立了乐平统的天文年代标尺。对层序地层格架和年代标尺的综合分析表明,乐平统的沉积时限在6.47~7.16 Myr之间,并且底部存在0.69 Myr的穿时现象,3个三级层序的沉积时限分别是2.34 Myr、1.98 Myr、2.84 Myr。最后分析和总结了各三级层序的沉积速率变化规律,乐平统平均沉积速率在2.91~4.11 cm/kyr之间,CSⅠ的沉积速率整体呈现出“慢—快”或“快—慢—快”的变化趋势,CSⅡ沉积速率变化规律不明显,CSⅢ整体呈现出“快—慢—快—慢—快”的变化趋势。本研究所建立的层序地层格架可为毕节地区乐平统煤系高精度的地层对比提供参考,同时所建立的天文年代标尺可为研究乐平世古气候、古环境和重大历史事件的演化提供高分辨率的年代地层框架。

煤中惰质组及其古环境意义:来自AI和大数据分析的启示

惰质组是煤中常见且重要的显微组分组,作为古野火指示物在古环境研究中发挥着至关重要的作用,古野火在多种生态系统中扮演着不可替代的角色.通过惰质组来讨论古野火与古气候变化及古植物演化的研究逐年增多.丝质体和半丝质体的反射率可以用来估算古野火的燃烧温度及类型,进而判断不同类型野火的燃烧特征.惰质组的相对丰度可以重建大气氧含量.人工智能(AI)和科学数据库的在线搜索工具的快速发展,使得查找、收集、整理和分析从最老到最新的出版物,以及出版物中的全球惰质组数据成为可能.本文使用数据提取工具Deep Shovel收集分析从志留纪到新近纪的全球惰质组数据,然后应用Gplates、ArcGIS pro、Tableau等多个软件建立地质历史时期惰质组相对丰度的变化模型,该模型可以与其他因素如大气氧含量、植物进化及古气候变化等进行关联.惰质组在地质历史中的分布特征差异很大,二叠纪属于典型的“高惰质组含量-高大气氧含量”时期,新生代属于典型的“低惰质组含量-低大气氧含量”时期.本文提出惰质组特征与古环境因素之间的可能性正负反馈关系,揭示出惰质组在地质古环境演化研究中发挥着不可替代的作用.未来惰质组相关研究应该聚焦在有机岩石学和有机地球化学的深入结合,大数据驱动的惰质组时、空分布特征,古野火在不同气候背景下的地球系统中发挥的作用以及融合现代野火研究预测未来由于气候变化导致的野火发生的频率和强度.