基于曲率和分形理论的构造复杂程度评价及构造煤预测

为了提高矿井地质构造复杂程度评价精度,以龙滩煤矿为研究对象,在矿井地质构造发育特征与规律分析的基础上,定量计算了矿井褶皱构造和断裂构造的构造主曲率值和分维值,将结果归一化处理获得了井田构造综合复杂程度指标值,并对其复杂程度进行定量评价,预测了矿井构造煤的分布,评价结果与矿井实际构造特征相吻合,达到了预期效果,证实了该综合评价方法的有效性,为煤矿未来瓦斯防治及采掘部署工作提供了地质依据。

湘西两河口-观音寺牛蹄塘组石煤特征

为了研究两河口-观音寺地区石煤层特征,通过对该地区进行地质填图和样品测试,采用地质填图、样品采集和实验室测试等方法开展综合分析。结果表明,该地区石煤层分布范围较广,呈条带状近东西向展布,平均厚度为25.91m,平均发热量为953.7~982.5kCal/kg,平均灰分为84.9%~86.3%,平均挥发分为5.0%~7.6%,具有较好的煤质特征和工业价值,对地区的经济发展和能源供应具有重要意义。

煤储层厚度与其渗透性及含气性关系初步探讨

煤储层厚度对其渗透率和含气性具有显著影响。研究表明 :华北石炭二叠系煤储层厚度与渗透率的关系明显分布在两个区域 ,构造煤发育的煤储层其厚度与试井渗透率之间具有负相关趋势 ,原生结构保存完好的煤储层其厚度与试井渗透率之间关系以渗透率 0 5m D为界 ,表现出截然相反的两种相关趋势 ;我国部分地区煤储层含气量具有随厚度增大而增高的规律 ;我国具有商业性开发价值的煤储层的临界渗透率似乎应在 0 5m D左右。煤储层厚度与渗透率之间关系分别受控于沉积作用、地应力、煤级煤岩特征或构造变形特征 ,但不同地质背景条件下的主要控制因素可能有所侧重。煤储层厚度越大 ,煤层气向顶底板扩散的阻力就越大 ,这也许就是某些地区煤储层厚度与含气量之间具有正相关越势的根本原因。

华北晚古生代煤中黄铁矿赋存特征与地质成因研究

应用煤岩学、煤化学、元素地球化学、同位素地球化学等学科的理论和方法，对华北晚古生代８ 层主采煤层中黄铁矿的赋存特征和地质成因进行了全面而系统的研究。结果表明，镜下可划分出莓球状、自形粒状、鱼子状、块状、均一球形、他形、结核状和节理裂隙充填等八种类型的黄铁矿。根据黄铁矿的形态、大小、共生组合关系，与其他组分的空间配置关系，黄铁矿的Ｓ、Ｆｅ 含量及Ｓ／Ｆｅ 原子比以及伴生元素等特征，划分出四个不同的形成世代。应用Ｓ 同位素研究了煤中黄铁矿硫的形成世代。指出沼泽水介质性质是煤中Ｓ 含量高低的决定因素。

华北晚古生代煤中有机硫的赋存状态及其成因

为揭示煤中有机硫的赋存状态及其地质成因，采用电子探针微区分析和硫同位素分析技术对华北地区山西大同、太原西山、霍州以及安徽淮南４ 个矿区的８ 层晚古生代的煤层进行了研究．海水的作用对有机硫的聚集起着十分重要的影响．煤的不同显微组分中有机硫的质量分数存在明显差异，镜质组中有机硫的质量分数高于其在惰质组的质量分数．硫在煤中的聚集是一个逐渐累积的过程，有机硫的聚集一般滞后于黄铁矿硫的聚集．泥炭沼泽条件控制着硫源和硫酸盐还原菌的活动性，进而影响了煤中有机硫质量分数的高低．凝胶化指数越大，有机硫的质量分数越高．

沁水盆地山西组煤储层含气性及控制因素分析

依据实测资料，在统计分析研究区３号煤层含气性特征的基础之上，对控气地质机理进行了探讨．总体上来看，研究区甲烷含量较高及甲烷浓度较大，而含气饱和度偏低．在埋深１０００ｍ以浅，向盆地内部方向以及随煤层埋深加大，甲烷含量、甲烷浓度和含气饱和度具有增大趋势，显示出埋深控气以及次级向斜相对富气的特点，这种特征可能起源于地质历史时期中煤层抬升卸压过程所导致的煤层气解吸扩散作用．因此，进一步查明次级构造的发育展布特征，精细分析其与煤层含气性特征之间的相互关系。

内蒙古乌达矿区煤的显微特征与沉积环境关系的研究

通过对研究区主采煤层显微特征和沉积环境的分析，并利用三角图解（在三角图解中，考虑了煤中矿物特别是自生矿物对指示煤相的意义）和组分含量平面图，论述了显微煤岩特征与沉积环境的关系。研究发现，潮控下三角洲平原形成的煤层其活性组分和硫分含量较之河控下三角洲平原含量高，并且三角图解三端元的离散率小；在潮坪沉积基础上形成的煤层其惰性组分含量高并分布稳定；相同沉积环境形成的不同煤层显微组成相似，但它们的显微组成由于聚煤环境的变迁而在平面分布上有差异。

超化井田二1煤层厚度变化规律定量研究

超化井田二１煤层空间展布具有分带性、定向性、等距性和岛列性等基本规律。趋势面分析揭示了井田尺度煤厚变化的主体特征；方向梯度和滑动窗口变异系数分析是对煤厚变异性定量描述的一种新参数。

台北凹陷煤中有机质的成烃动力学模型及其初步应用

在恒速升温热解实验和ＰＹ－ＧＣ分析结合的基础上，利用数学优化求解技术，建立并标定了台北凹陷煤有机质成油成气的化学动力学模型。结合我们近期报导的木栓质体成烃的动力学模型，定量计算了干酪根成油、木栓质体成油的理论剖面，并进一步定量探讨了吐哈盆地台北凹陷烃源岩评价中的生烃门限。

梅田矿区岩浆热变煤中微量元素分布特征

梅田矿区主采煤层———龙谭组１２ 号煤层主要是受矿区北部骑田岭花岗岩侵入体影响的典型岩浆热液变质无烟煤，煤的变质指标如挥发分（Ｖｄａｆ）和镜质组反射率Ｒｏ（ｍａｘ）等与岩体有密切关系。本次研究按距离岩体由近而远采集了一系列煤样，运用中子活化（ＩＮＡＡ）和微区分析等测试手段研究了样品中近４０ 种微量元素的分布特征，结果表明：（１）Ａｓ、Ｃｄ 、Ｈｇ 、Ｐｂ、Ｓｅ 等对人体有毒元素在煤中的质量分数较地壳克拉克值高数倍至数十倍，灰基质量分数则高数十至数百倍；（２） 绝大多数元素的灰基质量分数较植物灰和粘土＋ 板岩样中的质量分数高；（３）Ｃｅ、Ｃｒ、Ｅｕ、Ｈｆ、Ｋ、Ｌａ、Ｌｕ 、Ｎａ、Ｎｄ 、Ｎｉ、Ｒｂ 、Ｓｃ、Ｔｈ 、Ｕ、Ｗ、Ｙｂ 等元素的质量分数随离岩体距离的增大而有逐渐降低的趋势，而Ｃｄ、Ｃｕ 、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｓｅ 等元素则逐渐增高。微量元素的这种分布特征与岩浆热液作用的阶段性有密切关系。

四川晚二叠世煤中硫与成煤环境的关系

本文从沉积学、成煤环境、地球化学等方面研究了煤中硫的分布规律，并详细阐明了煤中硫与成煤环境的关系。研究表明：煤中硫的赋存状况，不仅受成煤环境的影响，而且受其顶板沉积环境的影响。成煤环境奠定了煤中硫的分布基础，而顶板环境则是促使煤富硫、高硫的重要因素。微咸水浑水潮坪的顶板沉积环境，导致了下伏煤高黄铁矿硫。

涟源煤盆地测水组煤的区域岩浆热变质作用

湘中涟源煤盆地测水组煤煤种单一，绝大部分为无烟煤，故以往有关其变质作用的研究较煤种多样化的龙潭组煤来说要少得多．为了改变这种状况，通过对研究区测水组煤镜质组反射率的系统测定和收集及煤的Ｘ射线衍射分析等手段，研究了涟源煤盆地测水组煤煤级、煤变质分区、煤变质带展布、煤变质梯度、煤化学结构的空间变化特征、煤盆地周缘印支－燕山运动期岩体的产热储热条件及埋深对煤变质程度的影响．上述研究结果及与煤共生的区域性热液蚀变、内生矿床、煤中次生气孔发育等特征均表明区域岩浆热变质作用是湘中涟源煤盆地测水组煤变质的主要原因．

变形煤镜质组反射率演化的地化机理及其地质意义

通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、电子顺磁共振（ＥＰＲ）和核磁共振（ＮＭＲ）等方法深入探讨了高温高压实验和构造煤样的化学结构演化特征，阐明了变形煤镜质组反射率的变化是其微观化学结构演化的外在反映。变形煤镜质组反射率的演化又受到应力和变形环境等因素的深刻影响，其真实地记录了构造变形历史中应力作用和应变环境等特征。

华北盆地南部早二叠世早期聚煤作用的成因机制

华北盆地南部早二叠世早期形成的海陆交替相含煤地层，含有多达30余层煤。这些为数众多的煤层在其形成过程中，受到海水进退和风暴潮2种动力作用的控制。频繁的海水进退，虽然多次为本区的聚煤场所提供了广阔的空间，但未能给滨海沼泽内泥炭物质的持续堆积带来足够的时间。频繁的风暴潮作用对策煤场所既有破坏性又有建设性：风暴上升流可以强烈地侵蚀滨海沼泽的泥炭层，风暴下降流又可将大量的泥炭物质携带到浅海环境再沉积；风暴上升流可以在平缓开阔的潮汐地带上建造成平行海岸线的沙脊，使沙脊靠陆一侧成为新的聚煤场所，下一次较大的风暴上升流又可荡平这些新建立起来的聚煤场所。因此本区的聚煤作用既复杂又特殊。

大麦地中泥盆统角质残植煤的物质组成及成因

四川省攀枝花市大麦地一带中泥盆统地层中产有透镜状分布的煤，其物质组成、结构等和著名的云南禄劝煤相似［１］．通过对煤的组分、沉积环境的研究，对它的成因进行了探讨，为研究地质历史过程中早期聚煤作用的发生提供了有益的资料．

东胜煤系砂岩型高岭土的富集机理

通过对东胜含煤地层成煤期沉积环境、古介质等的分析，并用有机吸附实验对高岭石与有机质的吸附关系进行了实验，探讨了东胜砂岩型高岭土的富集机理。结果表明，高岭石在河流环境中的富集成矿与水介质中大量有机质的存在有关，植物分解产生的腐殖质具有很强的吸附性，在ｐＨ值＞５．５和适量的多价阳离子存在的条件下，介质水中的腐殖质可通过多价阳离子与高岭石和石英相互牢固吸附，形成高岭石—有机质—石英复合体，从而使高岭石能够与石英一起搬运、沉积；某些具有一定疏水性的有机质与矿物的吸附，改变了矿物颗粒表面的亲水性，促进了高岭石的沉积富集。

湘中涟源煤盆测水组煤动力变质作用的特征及其成因探讨

从煤变质程度、煤变质特征、煤变质带展布、煤的物理性质和结构构造、煤化学结构等方面．论述了湘中涟源煤盆早石炭世测水组煤动力变质作用的特征，并对其成因进行了探讨。

河东煤田晚古生代层序地层的碳氧同位素特征

系统分析了河东煤田上石炭统（Ｃ２）—下二叠统下部（Ｐ１１）４５个碳酸盐岩样品的碳氧同位素在层序中的分布特征，探讨了碳氧同位素应用于层序划分及对比、相对海平面变化研究及晚古生代地层沉积相研究的可能性。研究表明，碳氧同位素在Ｃ２及Ｐ１１的三级层序中的分布特征是不相同的，从ＴＳＴ到ＨＳＴ，在Ｃ２的三级层序中，δ１３Ｃ及δ１８Ｏ不断变重；在Ｐ１１的三级层序中，δ１３Ｃ不断变轻，而δ１８Ｏ不断变重。这种规律在Ｐ１１每个三级层序中均相似，垂向上显示出韵律性。横向上，δ１３Ｃ及Ｚ值总体具有由北向南升高的趋势。碳氧同位素在层序中的分布是受聚煤作用、陆源物质的注入、古气候、沉积环境及时间等控制的。

煤储层条件下水分——平衡水分测定方法研究

通过温度、粒度、时间等对平衡水分的影响实验，分析了各因素对平衡水分影响的原因，并在大量样品测试研究基础上，修改完善了平衡水分测定方法的技术参数，确定了实验的最佳条件，为等温吸附实验提供了准确、可靠的保证。

再论煤中大分子基本结构单元演化的拼叠作用

芳构化作用和环缩合作用的传统煤化作用理论具有一定局限性，煤中基本结构单元拼叠作用是高煤级煤演化的特有机理。拼叠作用显著发生的起点位于镜质组最大反射率Ro，max为6．0％附近，大分子化学键的均裂提供了拼叠作用得以实现的微化学环境条件，其实质是一种“动力化学”过程，与氧接芳碳等有关的大量“均裂”是在短暂的煤化阶段中突然出现的，导致“拼叠作用”的显著发生具有“阶跃式”特征，是造成高煤级煤中期到后期阶段大分子基本结构单元急剧增大的根本原因和主要地球化学机理。