原位微区分析华北典型富锂煤中关键金属赋存规律

煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程的特定地质条件下,可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床。目前已经在华北聚煤区多处煤田发现煤系锂矿化现象,为了查明锂的载体及其赋存规律,本文在矿物组成分析的基础上,采用微区原位分析的方法研究了不同矿物和显微组分中关键金属的赋存特征,为煤系关键金属的富集成因和勘查提供了新的思路。研究结果表明:高岭石是煤中锂的最重要载体,表现为Li-Ga、Li-Zr-Nb-Hf-Ta和Li-Y-Sr不同的元素组合特征,分别代表碎屑物源控制型、火山灰输入型和流体活动参与型三种不同的关键金属富集成因类型。镜质结构体中富集Zr-Hf-Th元素组合,胶质结构体表现为轻度的Li富集;脉状含钠黏土矿物富集Ga-Ba-Tl,脉状磷灰石表现为Ba-Sr-Y富集特征,这些脉体矿物元素的富集是成煤后期流体活动的产物。

矿物对无烟煤力学非均质性影响的分子动力学研究——以沁水盆地南部主要黏土矿物高岭石为例

煤是由有机显微组分和矿物组成的混合物,矿物的存在会导致煤的大分子结构存在差异,使得煤的力学性质具有明显的非均质性,进而影响区块内整体的煤层气产量、压裂改造效果和成熟技术的规模化应用。以沁水盆地典型的无烟煤和高岭石矿物作为研究对象,通过分子动力学的方法定量研究高岭石及其含量对无烟煤力学性质的影响规律,分析不同矿物含量下无烟煤的分子结构和孔隙特征,从能量和有序化的角度揭示其微观机理。结果表明:①煤有机质与高岭石相互结合过程中同时存在范德华力和氢键作用,且氢键作用强度要高于范德华力,煤有机质周围出现高岭石分子的概率、相互作用强度和有序性均随着矿物质量分数的增加而增大。②无烟煤的孔隙率φ随高岭石质量分数a的增大呈线性规律(φ=−0.2293a+9.6295)降低,而无烟煤的体积模量、弹性模量和剪切模量均随高岭石质量分数的增大呈线性规律增强,泊松比随高岭石质量分数的增大呈二次多项式规律降低。③无烟煤的力学非均质程度整体上随着高岭石质量分数增加而增大,其中不同高岭石质量分数下体积模量、弹性模量和剪切模量的变异性可分为很低、低、中等、高和很高5个部分,而泊松比的变异系数均小于0.1,变异性很低。④随着高岭石质量分数的增加,煤有机质与高岭石的相互作用能呈线性规律(Einteraction=4.5585a+443.929)增大,与纯有机质相比,当高岭石质量分数达到20%时,无烟煤的键能和范德华能分别增加了63.86%和48.06%。⑤高岭石增强煤力学性质的内在原因是高岭石进入煤有机质后占据一定的孔隙空间,且与煤有机质的芳香碳骨架和不同官能团进行相互作用,高岭石质量分数越大充填煤大分子结构孔隙的程度越高,煤大分子结构的能量越大,导致煤大分子结构的孔隙率降低,有序性增大,使得力学强度和抵抗变形的能力增强。

不同变质程度煤中镜质组的元素分布特征:基于Raman和原位微区XRF分析

为明确煤中元素与有机质之间的关系,本文选择山西太原西山煤田6个矿区石炭系—二叠系太原组8号煤层煤样(镜质体最大反射率为1.26%~2.03%)为研究对象,挑选其中的镜煤条带,利用激光共聚焦拉曼光谱仪(Raman)选出镜质组,结合微区X射线荧光光谱仪(μ-XRF)对镜质组中元素含量和分布特征进行分析,试图探讨不同变质程度煤中镜质组的拉曼光谱和元素的耦合关系。研究发现,镜质组中仍然存在着大量的纳米级矿物,在实验操作过程中即使Raman光谱的结果限定了有机组分,但是由于束斑大小的差异,μ-XRF测试时不可避免的受到了煤中纳米级矿物的影响;Al、Si、K、Ti、V、Fe、Co、Ca主要赋存于镜质组中的纳米级矿物中,Ni、Zn、Ga、Ge、Br、S则主要以有机结合态的形式存在。

基于分子动力学的升温条件下煤中锂吸附扩散特性研究

煤是特殊的沉积有机岩石,在其形成过程中可以富集战略性金属,并在煤系中形成大型或超大型金属矿床,成为矿产资源勘探的重要领域。温度是影响煤化作用及其过程中锂等关键金属赋存方式变化的重要因素。为了研究升温过程对煤中锂吸附特征的影响,本文以内蒙古准格尔煤田典型高锂煤为研究对象,构建锂-煤可视化模型,通过分子动力学方法计算了不同温度点锂在煤结构中的径向分布函数、扩散系数,分析了锂与有机大分子结构和高岭石相互作用能的变化,探讨了煤结构对锂的吸附特征。结果表明:锂在吸附过程中与氮原子、有机结构中的氧原子和硅原子存在较强的相互作用,与其他原子相互作用较弱或者不存在相互作用。锂与氮原子和有机结构中的氧原子主要是通过氢键作用吸附,而与硅原子则存在静电力和范德华力作用。从20℃升温到300℃的过程中,锂扩散系数受到温度和煤结构变化的影响,呈现出先升高后降低的趋势;煤结构对锂的吸附作用能以静电能为主。

鄂尔多斯盆地东缘石西区块上古生界烃源岩地球化学特征及形成环境

石西区块位于鄂尔多斯盆地东缘中部,目前发现区块内致密砂岩气资源丰富,查清其烃源岩发育情况及控制因素对油气勘探具有重要的理论和实践意义。笔者等采集石西区块内的本溪组、太原组和山西组的烃源岩样品,利用Leco CS-200、Rock-Eval 6、ICP-OES、ICP-MS等手段对其有机地球化学特征和元素地球化学特征进行表征。结果显示,炭质泥岩中总有机碳(TOC)、生烃潜力(游离烃+热解烃,即S_(1)+S_(2))、氢指数(HI,热解烃×100/总有机碳)的平均值分别为4.50%、0.52‰、829.16‰,煤中总有机碳(TOC)、生烃潜力(S_(1)+S_(2))、氢指数(HI)的平均值分别为61.53%、4.41‰、723.02‰。V/(V+Ni)、Ni/Co、V/Cr、δU、Sr/Ba、Sr/Cu等值显示优质烃源岩沉积时期为气候温暖湿润,盐度较高的弱氧化—还原环境,从本溪组到山西组沉积过程中,沉积水体的还原性有逐渐减弱的趋势。古生产力指标(NiEF、CuEF)表明山西组古生产力最高,太原组次之,本溪组最低。研究区烃源岩有机质富集主控因素为古氧化还原环境和古盐度,古气候和古生产力水平对烃源岩有机质富集起重要作用。

基于“产出导向法”的大学英语写作教学现状调查研究

针对应用型本科院校学生语言输入单一的现状,文章探索基于“产出导向法”的大学英语写作教学模式,研究其教学有效性。为期一年的教学实验发现,使用“产出导向法”的实验班比未使用该教学法的控制班成绩有较明显的提高。表明“产出导向法”对于写作教学具有促进作用,有利于写作效果的提升。同时,文章提出下一步研究方向和改进措施。

Y公司股权激励方案效果分析

随着我国社会经济的高质量发展,市场竞争日益激烈,医疗行业为顺应时代发展也走上了改革的道路。面对同行业的激烈竞争,越来越多的医药公司选择实行股权激励以增强自身的竞争力。作为公司治理的重要手段,股权激励机制可以有效地将所有者权益与企业员工利益相结合,具有吸引人才、调动员工积极性、促进公司稳步发展等作用。基于Y公司2018—2022年的财务数据,探究Y公司股权激励方案的实施对四个财务指标的影响,并根据实施效果分析方案中存在的问题,进而给出相应的解决措施。

太原西山上古生界含煤地层最大沉积年龄的碎屑锆石U-Pb定年约束及地层意义

太原西山是华北地区上古生界含煤地层标准层型剖面所在地，自1882年以来，已广泛进行了古生物学、地层学、沉积学等方面的工作，取得了大量的研究成果。但是，由于缺乏绝对年代学数据，年代地层界线多次变更，从而影响了地层划分与对比。为了确定太原西山晚古生代含煤地层的沉积时间，应用LA-MC-ICPMS对该剖面太原组、山西组及下石盒子组作为标志层的8个砂岩样品进行了碎屑锆石U-Pb定年，确定了它们的最大沉积年龄，为地层形成时限的确定提供了依据。太原组底部晋祠砂岩及上部的七里沟砂岩的YC1δ（24-）年龄分别为296±4Ma和277土2Ma，且在七里沟砂岩-A中，62颗锆石构成了271～301Ma年龄谱，其单颗粒最年轻年龄（YSG）271±7Ma代表了其最大沉积年龄。山西组底部北岔沟砂岩及其上覆下石盒子组底部的骆驼脖子砂岩所获得的U-Pb年龄均大于七里沟砂岩，不能用来限定山西组的最大沉积年龄。与太原组牙形石生物地层的比较表明，太原组沉积于早二叠世是确定无疑的，但是，碎屑锆石U_Pb定年结果表明太原组包含Asselian、Sakmarian、Artinskian和Kungurian4个时期的沉积，甚至进入了中二叠世，而非牙形石确定的只为Asselian期沉积，石炭-二叠系界线可能位于晋祠砂岩底界或其以下。结合前人对太原西山地区及华北晚古生代盆地的沉积学、岩石学、事件地层学等的结果，认为不能排除在晚石炭世-早二叠世存在盆内岩浆与火山活动的可能性。

西山煤田马兰矿区8号煤及其夹矸的微量与稀土元素地球化学特征

运用X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法对马兰8号煤顶板、煤样、夹矸及黄铁矿结核中的矿物组成、微量与稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析。结果表明,与美国大部分煤、中国大部分煤及华北石炭二叠纪煤对比:煤样中富集Li、Zn、Ga、Sr、Hf、U、Zr、W、Sn和REEs等元素;顶板样品中富集V、Cr、Zn、Rb、Cs、Sr、Hf、U、Zr、W、Tl、Pb、N i和REEs等元素;夹矸中富集Li、V、Cu、Ga、Sr、Ba、Hf、Th、U、Zr、Sn、W、Pb和REEs等元素;黄铁矿结核中富集Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、W、Tl和Pb等元素,其中有害微量元素V、Cr、N i、Cu、Zn、As、Se、Ba、Th、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb主要分布在黄铁矿结核、顶板及夹矸中。稀土元素分布模式表明,煤层稀土元素主要来源于陆源碎屑,同时受海水的影响,不同分层受海水影响程度不同。稀土元素含量与灰分产率的相关性分析,以及与A l和Si等造岩元素含量的聚类分析表明,马兰8号煤层稀土元素主要赋存于黏土矿物之中。

太原西山煤田新生代隆升史的磷灰石裂变径迹约束

位于吕梁山中段东缘的太原西山煤田不但是我国重要的炼焦煤基地,同时也是煤层气开发基地。多年开发实践表明该煤田煤层气分布非均质性强、无气-低产井比例高,因此理解控制该煤田煤层气分布的地质因素是预测富集高产区的基础。由于构造抬升不利于煤层气的保存,因此认识煤层生气高峰后的隆升史可以确定煤层气保存的关键时期。通过太原西山煤田晚古生代含煤岩系标志层的5件砂岩样品的磷灰石裂变径迹测年及热历史模拟分析,结合前人在西山煤田西北部边缘及西部吕梁山中段核部前寒武基底地层的磷灰石热年代学数据,可以确定,该煤田在46±4~52±6Ma左右抬升退出磷灰石退火带,而核部前寒武基底地层则在早白垩世已抬升退出磷灰石退火带,吕梁山具有核部抬升早、边缘抬升晚的特点。自新生代以来,太原西山煤田经历了3个抬升阶段:48Ma以前的快速抬升,48±4~10±2Ma的缓慢抬升和10±2Ma以来的剧烈抬升,与前人获得的吕梁山存在缓慢抬升(120~65 Ma)、加速抬升(65~23 Ma)及强烈抬升(23 Ma以来)3个隆升演化阶段相比具有较大的差异,表明吕梁山不同部位具有不同的隆升史。10Ma以后的剧烈抬升与晋中盆地成盆及快速堆积期相一致,它们具有盆山耦合关系,该阶段也是西山煤田煤层气保存的关键时期。

太原西山煤田西铭-杜儿坪矿区煤级定型时间:来自锆石裂变径迹年代学的证据

为了确定太原西山煤田煤级定型时间，对太原西山西铭一杜儿坪矿区7个上古生界标志层砂岩中的锆石进行了裂变径迹热年代学分析，结果表明：除1个样品其裂变径迹年龄为168Ma，属中侏罗世外，其余6个样品的裂变径迹年龄集中在215—181Ma，为晚三叠-早侏罗世；西铭-杜儿坪矿区8号煤镜质组反射率所确定的古地温与锆石裂变径迹封闭温度一致，表明煤级定型时间为晚三叠一早侏罗世；太原西山煤田煤变质作用存在着差异性，大致以寨山-邢家社-东曲一线为界，分东、西两区，东区煤级定型时间为晚三叠-早侏罗世，西区为晚侏罗-早白垩世。

高锂无烟煤中不同赋存态锂同位素组成趋同特征及其机理

煤和含煤岩系中Li是全球Li资源潜在来源之一,引起了国内外高度重视。沁水盆地局部地区煤中Li异常富集,探讨其同位素组成特点与演化有助于深化锂富集分配机制认识。以盆地北部阳泉矿区新景矿8号无烟煤层为研究对象,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和X射线衍射仪(XRD)测定Li质量分数和矿物组成,结合逐级化学提取试验,确定煤中Li的赋存状态。利用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),测试煤样和不同赋存状态Li的同位素组成,探讨了煤化作用过程中Li同位素分馏特征。结果表明:煤样Li平均质量分数达138.04μg/g,高于世界硬煤中的平均质量分数(14μg/g);主要载体为高岭石,有少量Li以有机结合态的形式存在;原煤样中δ7Li的均值为-2.13‰,硅酸盐结合态δ7Li的均值为-1.15‰,有机结合态δ7Li均值为-1.53‰,不同赋存状态Li同位素组成相似。研究认为,无烟煤中Li同位素组成趋同机理为:①煤化作用过程中轻的6Li从有机结构中脱除,再次吸附到黏土矿物中,导致煤中有机结合态Li同位素组成变重,硅酸盐结合态Li同位素组成变轻;②在水-岩反应过程中,硅酸盐矿物中重的7Li很容易被溶液萃取,导致硅酸盐结合态中重的7Li流失,Li同位素组成变轻;③煤化作用升温过程有助于Li元素的扩散,促使Li同位素达到动力学分馏平衡。

兖州煤大分子结构模型构建及其分子模拟

结合兖州煤的工业分析与元素分析及13C CP/MAS NMR实验结果构建了其大分子结构模型;芳香化合物以苯为主;脂肪结构以脂肪侧链、环烷烃和氢化芳环的形式存在,且甲基、亚甲基和次甲基的含量相当;17个氧原子分别以羧基、羰基与羟基型式存在;三个氮原子分别以吡啶与吡咯的形式存在;五个硫原子以噻吩型硫的型式存在。采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)对兖州原煤化学结构模型进行能量最小化模拟,显示稳定大分子结构的主要能量按大小排序依次为范德华能、键扭转能、键角能与键伸缩能;分子内芳香层片之间的π-π相互作用,使其以近似平行的方式排列。量子化学半经验方法(AM1)模拟结果表明,羰基碳原子相连的C-C键的活性比较高;模型中与S相连的C原子、边缘C原子都有较多的负电荷,易于发生氧化反应,而芳香碳原子所带电荷较少,稳定性很高。

不同煤级煤的Raman谱特征及与XRD结构参数的关系

11种Cdaf在57．58％～94．01％的不同变质程度煤的拉曼光谱实验表明不同变质程度煤的拉曼光谱一级模都存在两个明显的振动峰，分别为较为宽缓的D峰（13401380cm^-）和相对较为尖锐的G峰（1580～1600cm^-1）。将800～1800cm^-11范围的谱图拟合为两个洛仑兹峰，每个峰的峰位置，峰强度以及半峰宽等拉曼参数与碳含量的相关关系分析结果显示：D峰位置和G峰位置随碳含量的增加分别向低波数和高波数区域移动；两峰的峰位差随碳含量的增加而增加；两峰的半峰宽FWHM-D，FWHM-G及两峰强度比ID／LG在碳含量75％～94％范围内与碳含量线性相关。发现XRD分析获得的d002和Lc与拉曼谱中的G峰位置及半峰宽存在着良好的相关性。与X射线衍射得到的晶粒尺寸La值相关性分析表明用Cancado公式和KW公式对La进行估算均是不合理的。

神东2^(-2)煤镜质组大分子结构模型^(13)C-NMR谱的构建与修正

利用浮沉离心法得到了神东原煤的镜质组(SDV),并对其进行了固体13C-CP/MAS NMR测试和元素分析。由13 C-NMR实验得到了SDV中碳原子的结构分布特征和12种结构参数。结果表明,在SDV的结构中芳香碳原子的存在形式主要是缩合程度为2的萘,其余则是以苯环和含杂原子的芳香环。利用结构参数和元素分析的结果构建了SDV的大分子结构模型,并运用13C-NMR预测软件ACD/CNMR predictor计算了SDV大分子结构模型的13C化学位移。根据计算结果对SDV的大分子结构模型进行了修正,获得了能和实验谱图吻合较好的大分子结构模型。

低煤级煤热解H_2生成动力学及其与第一次煤化作用跃变的关系

用开放体系的热重-质谱联用仪(TG/MS)研究了7种低煤级煤的热解特征、H2的生成动力学特征以及它们与第一次煤化作用跃变的关系.结果显示,煤热解失重率在碳含量(Cdaf)为80%(质量分数)和镜质组最大反射率(Rm0ax)为0.60%附近发生转折;氢气生成的特征温度参数以及动力学参数均在Cdaf为80%(Rm0ax为0.60%)左右表现为最低;氢气的总产率在此处最大.这些特征参数的极值点刚好与第一次煤化作用跃变点一致,说明这些参数可以反映第一次煤化作用跃变的发生.结合傅立叶变换红外(FTIR)光谱法获得的煤结构特征,对影响机制进行了分析解释,认为是由以下3个方面的原因导致的:(1)煤中脂肪类含氧官能团的演化特征;(2)可溶有机质的低温热缩聚作用;(3)有机质的"两极分化"作用.

太原西山上二叠统—下三叠统地层最大沉积年龄的碎屑锆石U-Pb定年约束

二叠纪—三叠纪之交是古生界向中生界过渡的重要地质历史转折时期,发生了地史时期规模最大的生物灭绝事件。石千峰组作为华北地台二叠系—三叠系过渡阶段沉积,其时代归属对二叠系—三叠系界线的准确划分至关重要。本文应用LA-MC-ICPMS对华北中部太原西山晚二叠世—早三叠世上石盒子组、石千峰组、刘家沟组中4件砂岩样品进行碎屑锆石U-Pb定年,4件砂岩样品(SNF、XM、K8、LJG)分别给出了最年轻锆石峰值年龄270Ma、296Ma、250Ma、262Ma,表明太原西山上石盒子组师脑峰砂岩(SNF)的沉积时间不早于270Ma,石千峰组底部K8砂岩(K8)沉积时间不早于250Ma。因此,太原西山地区石千峰组应归属于早三叠世,二叠系—三叠系的界线应位于石千峰组K8砂岩之下。