宁东煤田石炭−二叠系富油煤赋存的地质控制作用

【目的】鄂尔多斯盆地宁东煤田蕴藏丰富的富油煤资源,其中石炭−二叠系煤层由于热演化及沉积环境差异导致富油煤赋存较为特殊。【方法】以红墩子矿区和四股泉矿区煤为研究对象,在分析富油煤赋存特点及关键物质组成基础上,探讨了煤化程度与沉积环境对煤焦油产率的控制作用。【结果与结论】结果表明:宁东煤田石炭−二叠系煤层焦油产率平均值介于7.15%~11.07%,但不同区域、不同煤层及同煤层不同部位焦油产率普遍存在差异性。煤化程度是影响研究区富油煤赋存的核心地质控制因素,使得煤焦油产率随煤化程度升高呈现先增加后降低的变化趋势,峰值转折点为C_(daf)=84%。煤化作用控制下,H/C、O/C与焦油产率之间呈现相近的演化趋势,同时造成活性组分(镜质组+壳质组)仅在C_(daf)<84%时与焦油产率呈良好正相关性。成煤母质、气候条件和水体古盐度对煤焦油产率影响较小,但水体还原性及水动力条件间接影响了同煤级煤焦油产率的离散性。镜惰比(V/I)、凝胶化指数(GI)、灰成分指数(K)、U/Th及δU指示的成煤环境表现出覆水性深、闭塞潮湿、还原性强、木本组织少,有利于形成高焦油产率的富油煤;灰分产率、SiO_(2)+Al_(2)O_(3)等指示水动力条件强、陆源碎屑输入量大,不利于高焦油产率富油煤形成。

黔西龙场井田含煤岩系沉积环境及聚煤规律

在研究区野外实测剖面及钻孔岩芯资料分析的基础上,运用沉积相分析、沉积地球化学分析的基本理论及方法,对龙场井田晚二叠世含煤岩系的岩相类型、硫分特征、沉积特征进行了综合的探讨,得到了本区沉积环境及聚煤规律的相关认识。结果表明,东吴运动控制了含煤岩系沉积基底的演化,为含煤岩系的沉积提供了基本的沉积格架。成煤期构造活动相对较为稳定,基底的沉降速率与泥炭或煤层的堆积速率较为平衡,形成了一定厚度的含煤岩系。沉积环境依次经历了潮坪-潟湖、三角洲平原、潟湖-潮坪沉积体系,最有利的聚煤环境为位于三角洲平原上的分流间湾及分流河道,其次为受海水影响较为强烈的潟湖、潮坪环境。

峨眉地幔柱与西南(贵州)晚二叠世成煤条件及成煤区带划分探讨

发生在二叠纪阳新世晚期-乐平世早期的峨眉地幔柱重大地质事件,直接或间接导致了我国西南地区晚二叠世大规模成煤作用。本文基于《中国矿产地质志·贵州卷·煤》的研编工作,阐述峨眉地幔柱事件产生的系列地质环境效应,使中泥盆世—中二叠世陆内断陷盆地转变为晚二叠世有利聚煤的被动大陆边缘盆地,奠定了贵州晚二叠世大规模聚煤的沉积盆地基底,改变了晚二叠世的气候,形成利于植物生长异常繁茂和森林生态环境、为聚煤成煤提供了丰富的木本。进而依据层级结构,将晚二叠世成煤区带划分为Ⅰ级成煤区(聚煤区),Ⅱ级成煤区(含煤区),Ⅲ级成煤区(储煤带),Ⅳ级成煤区(煤田)。

贵州织金县以那地区龙潭组煤质特征及其沉积环境指示

成煤环境与煤质特征关系紧密,泥炭沼泽期陆源输入强度、海水进退以及氧化还原条件对煤中元素分布和组成具有重要影响。本次研究利用贵州织金县以那地区三个煤矿勘查区共46口钻孔主采煤层的煤质分析结果,分析了龙潭组自下而上煤质参数分布特征,并在此基础上探讨了硫分和灰成分指数对成煤环境的指示作用。研究结果表明:(1)以那地区无烟煤全硫分含量较低,平均为2.19%,以无机硫为主,煤灰分中主量元素以SiO_(2)为主,Al_(2)O_(3)和Fe_2O_(3)次之,其他含量较低;(2)各煤层全硫含量、有机/无机硫在全硫中占比、主量元素组合(Fe_2O_(3)+CaO+MgO和SiO_(2)+Al_(2)O_(3))含量呈现相互匹配的变化规律,煤灰成分指数变化规律不明显;(3)以那地区龙潭组自下而上经历了三期海水进退过程,发育潮坪下三角洲平原、三角洲分流间湾和潮坪-瀉湖三种成煤环境,硫分与灰成分指数在成煤环境指示作用上具有较好的一致性。

豫西晚二叠世煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

随着稀土金属在医疗、新材料等高科技领域的广泛应用,其战略地位不断提升。为了探究豫西晚二叠世煤中稀土元素的富集程度、赋存状态以及沉积环境,以河南西部慧祥矿区二_(1)煤的20个煤分层样品为主要研究对象,运用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)的方法对研究区煤分层样品中稀土元素与常量元素进行测试,探讨了研究区煤中稀土元素的含量特征和富集程度;利用相关性分析和特征参数对样品中稀土元素的赋存状态以及沉积环境进行探讨。结果表明:慧祥矿区二_(1)煤中,稀土元素的质量浓度为35.29~133.61μg/g,平均浓度为79.14μg/g,略高于世界煤中稀土元素的平均浓度,但明显低于中国煤中稀土元素的平均浓度,稀土元素含量偏低,且以轻稀土富集为主;慧祥矿区二_(1)煤中稀土元素与灰分(Ad)以及SiO_(2)、Al_(2)O_(3)等主要氧化物呈现明显的正相关,表明稀土元素主要赋存于黏土矿物中;研究区样品中Ce元素和Eu元素负异常,(Gd/Gd)_(N)^(*)的轻微正异常,说明研究区主要受陆源的影响,成煤环境为弱酸性的还原环境。

陕西韩城桑树坪矿11号煤的可溶有机质组成及成因分析

以桑树坪矿11号煤8个样品为研究对象进行有机地球化学研究,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、X射线荧光光谱分析(XRF)测试方法,结合工业分析、形态硫、随机镜质组反射率的测试结果,综合分析陕西韩城矿区桑树坪矿11号煤有机质的母质来源及成煤环境。结果表明,煤样全硫含量均值3.29%,油浸随机镜质组反射率均值为2.01%,为高硫贫煤。常量元素指相参数表明,煤样主要形成于还原沉积环境。饱和烃中的正构烷烃碳数分布存在前峰型及后峰型2种类型,前峰型主碳峰为C16,后峰型主碳峰为C_(26);结合ΣC_(22)−/ΣC_(23)+、(C_(21)+C_(22))/(C_(28)+C_(29))、Pr/nC17、Ph/nC18等分布特征指示煤样有机质母质来源于水生生物和高等植物的双重贡献。OEP值处于0.49~1.05,均值为0.84,指示桑树坪11号煤经历了不同程度的生物降解。饱和烃甾萜烷化合物分析中,w(Ts)/w(Tm)(Ts为18α(H)-22、29、30三降霍烷,Tm为17α(H)-27、29、30三降霍烷)处于0.83~1.21,w(Ts)/[w(Ts)+w(Tm)]在0.45~0.55,说明煤样热演化程度较高;芳烃化合物分析中,三甲基萘的甲基重排作用及甲基菲指数的分布特征均表示与煤样较高的热演化程度相关。芳烃化合物以萘系列、菲系列和联苯系列为主,且三芴系列(氧芴OF、硫芴SF、芴F)中含硫系列化合物明显高于含氧系列,同样指示了盐度较高偏还原条件的成煤环境。

贵州省金沙县禹漠整装勘查区煤质特征及其成煤环境意义

基于金沙县禹漠勘查区地质背景及区内勘查钻孔的煤质化验资料,对区内各煤层的煤质特征进行了系统整理分析,并分析了区内煤中硫分、灰分含量变化,通过对煤层灰分和硫分的成煤环境控制分析,确定其成煤沉积环境。结果表明:金沙县禹漠勘查区龙潭组各煤层均为无烟煤,变质程度高,其中4、7、9号煤层灰分、硫分含量普遍低于13、15号煤层;研究区各煤层硫分含量主要以硫化铁硫的形态存在,占比达76.91%,表明这些煤层中黄铁矿硫含量是导致煤层硫分含量较高的主要因素;通过对煤灰成分元素氧化物含量在纵向上变化规律反演的沉积环境与硫分、灰分分析的成煤环境一致,综合分析认为研究区13、15号煤层为泻湖相的泥炭沼泽成煤环境,总体受海水影响程度较大,古气候环境为潮湿,4、7、9号煤层为潮坪相的泥炭沼泽成煤环境,总体受海水影响程度较低,古气候环境为潮湿-半潮湿。

宁东煤田红墩子矿区煤中硫分布特征及成因分析

宁夏油气资源贫乏,宁东能源化工基地高速发展,煤炭资源需求逐年增大。红墩子矿区是宁东能源化工基地的重要原煤产地,但矿区高硫煤资源量占矿区煤炭总资源量的13.56%,很大程度上限制了煤炭资源的开发与利用,因此开发利用高硫煤是解决宁东地区能源安全及保障能源供应的重要途径。在利用煤炭勘查及相关研究成果资料的基础上,完成了红墩子矿区煤岩层对比,分析了矿区各成煤时代的沉积环境及古地理特征,揭示了煤中硫空间非均质性的分异机制及赋存特征。结果表明:从平面分布来看,山西组4煤为低硫煤,原煤全硫(S_(t,d))为0.07%~2.05%,平均0.74%,呈北高南低的分布态势;太原组8煤为中高硫煤,原煤全硫(S_(t,d))平均2.58%,高硫煤零星分布,矿区中部和西部地区中高硫煤分布较广;太原组9煤原煤全硫(S_(t,d))平均2.49%,矿区东部硫分整体较高,高硫煤分布于东部及南部。矿区内煤中硫分的富集整体呈由东向西的迁移规律。从形成时代来看,山西组到太原组的煤中硫含量显著增加,体现了煤中硫分的富集受海相沉积和陆相沉积的差异影响。

新安煤田深部煤中硫分布特征及成煤环境分析

新安煤田位于河南省西部,处于太行构造区、嵩箕构造区和崤熊构造区交界部位,煤田主体位于太行构造区内。为了解新安煤田深部煤中硫分布特征及成煤环境,对研究区二_(1)、二_(2)煤层硫分含量的进行了分析和归纳,阐述了二_(1)、二_(2)煤层硫含量特征以及硫分平面分布特征。根据煤中各形态硫所占比例以及成因,探讨了煤层中硫分布特征及成煤环境。结果表明,二_(1)煤层贫煤以中—中高硫煤为主,无烟煤原煤以低—中高硫煤为主;二_(2)煤层贫煤以低—中硫煤为主,无烟煤以低—中高硫煤为主。二_(1)、二_(2)煤层煤中硫以硫化铁硫为主,占全硫的60%~90%。山西组成煤环境为浅水河流和海水潮汐共同控制的三角洲沉积体系,煤层的形成受淡水和海水的双重影响。

金沙县云盘山晚二叠世含煤岩系沉积环境分析

金沙云盘山地区煤炭资源丰富,含煤岩系较为发育,但对其沉积环境的研究相对薄弱,给区域煤炭资源勘查带来了一定的困难。基于区域地质背景,通过对含煤岩系钻孔岩芯进行沉积相分析,恢复了研究区主要可采煤层的沉积环境面貌,下三角洲平原为区域内可采煤层最重要的沉积环境类型,可作为本区下步煤炭资源勘查的重点方向。

贵州毕节地区晚二叠世煤质特征及其成煤环境意义

根据贵州毕节地区13个井田和勘探区各主采煤层煤样的工业分析、硫分及灰成分分析数据,评价了该地区晚二叠世煤的总体煤质特征,在此基础上重点探讨了煤中硫分和灰分与成煤环境的联系。研究表明,毕节地区煤炭资源具有特低全水分、中高硫分、中灰分、特低挥发分等特征,总体属无烟煤(WY3)。根据煤中硫分分布、硫分组成、灰分分布与灰分组成及其变化规律可以推测成煤环境。毕节晚二叠世各主采煤层硫分纵向变化规律可清晰"反演"研究区成煤期古海平面的两次大的海进与海退事件;硫分在研究区平面的分布具有"东南高、西北低"的特点,正是受到当时海水自南东向北西推进的影响;形态硫数据分析显示,煤中有机硫占全硫比重一般较小,明显不同于陆相煤层和浅水台地相煤层(后者以极高有机硫为特点)特征。此外,煤中灰分产率、煤灰成分指数以及灰成分三端元分析均揭示聚煤环境的还原性自西北向东南逐渐增强,与硫分分析的结论相一致。综合分析表明,毕节地区晚二叠世成煤环境以三角洲分流河道/间湾、潮控下三角洲平原、以及潮坪/泻湖等环境为主,海水影响作用较大的泻湖/潮坪环境下煤层中硫分较高,海水影响较弱的三角洲成煤环境下煤中硫分相对较低,并给出了三种沉积环境下一些煤质特质的变化范围。该研究结果与前人基于岩相古地理和元素地球化学方法所得出的结论相吻合。

华北晚古生代成煤环境与成煤模式多样性研究

华北晚古生代聚煤盆地存在活动体系成煤环境和废弃体系成煤环境。前者的海相成煤环境主要为泻湖泥炭坪 ,陆相成煤环境以三角洲平原沼泽意义最大。晚石炭世至晚二叠世 ,海相为主的成煤环境逐渐被陆相为主的成煤环境所取代 ,由盆缘到盆内成煤环境总体呈环带状展布。成煤环境差异性影响了成煤特点 ,这些成煤特点成为识别海、陆相煤层的显著相标志。华北晚古生代聚煤盆地在时间上和空间上存在成煤模式的多样性 ,以陆表海滨岸成煤模式、废弃碎屑体系成煤模式和浅水三角洲成煤模式为主。

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。

豫西地区中、下二叠统沉积特征

豫西地区中、下二叠统太原组、山西组、上石盒子组及下石盒子组煤成气资源丰富 ,但成煤环境纵向发育与横向变化较大 ,规律难于把握。因此 ,开展煤成气源岩沉积环境研究有利于该区煤成气资源的勘探与开发及合理的利用。通过露头、钻井、地震资料及分析、测试资料的综合研究认为 :本区中、下二叠统主要沉积了一套浅海碳酸盐岩 ,海湾—泻湖、潮坪、沼泽、障壁岛 (砂质滩、坝 )及三角洲相陆源碎屑岩和煤层。从总的沉积特征来看 ,下二叠统太原组、山西组基本上发育滨、浅海相碳酸盐岩、陆源碎屑岩和煤的混合沉积。上二叠统上、下石盒子组则以海陆交互相陆源碎屑沉积为主 ,三角洲及三角洲平原沼泽十分发育 ;沉积环境具有自下而上 ,自南东向北西方向由海相逐步过渡为陆相的基本特点。其煤成气源岩沉积环境以早二叠世山西期潮坪、泻湖过渡带之滨岸沼泽环境为最佳 ,其次为中二叠世下石盒子期三角洲平原沉积之平原沼泽环境。

黔西南糯东勘探区煤中硫赋存特征及成因机理

贵州省内煤中硫分普遍较高,中、高硫煤占相当大的比例,为了脱除煤中硫,洁净利用高硫煤,分析了煤中硫分高的原因。以煤样测试数据及煤田钻孔资料为依据,分析了黔西南糯东勘探区主可采煤层中硫的赋存特征,探讨了煤中高黄铁矿硫的形成条件及成煤环境演化。结果表明:研究区煤中硫分较高,是受煤层沉积期海水以及峨眉山玄武岩浆期后热液的双重作用造成的;这2种作用提供了大量的铁离子与硫离子是煤中高硫、高黄铁矿的物质基础,而且岩浆期后热液活动较为强烈,导致煤层中后生黄铁矿也较为发育;海水的进退导致各主采煤层中硫的分布特征在垂向和平面上都具有明显的差异性;滨岸泻湖—潮坪的成煤环境与煤层间的砂体分布特征进一步得到证实。

贵州晚二叠世煤中硫同位素的组成特征

报道了贵州主要开采矿山晚二叠世煤中不同形态硫的同位素组成特征。形成于海水影响较小环境中的煤以低的硫含量 ,偏正的δ34S值为特点 ;形成于海相或受海水影响较大的环境中的煤 ,则具有高的硫含量和偏负的δ34S值 ;在高硫含量的煤中 ,有机硫和无机硫具有弱的相关性 ,可能它们具有一致的来源 ;煤中有机硫的同位素组成对成煤环境是灵敏的 ,可作为成煤环境划分指标 ,根据有机硫含量和同位素组成 ,可分出海水对煤层的影响程度。

盘江地区晚二叠世成煤环境与煤储层特征

贵州盘江地区是我国南方最大的煤炭工业基地之一,也是南方煤层气勘探开发的重要地区。为了揭示该区龙潭组各主力煤层聚煤环境与煤储层特征,应用煤岩学、沉积学等理论和方法,对各主力煤层的煤岩、煤质和古盐度等特征进行了分析,探讨了聚煤环境及其对主力煤层煤岩、煤质及煤储层物性的影响。结果表明,主力煤层显微组分以镜质组为主,镜惰比较高,镜惰比在垂向上呈现变小–变大–变小趋势;龙潭组下段的硫分质量分数高(>3%),而中上段硫分含量平均在1%左右。研究表明该区成煤环境可能经历了偏干燥—潮湿—偏干燥的演化过程,且降雨量充沛使成煤环境由咸化泻湖转为淡化泻湖。镜惰比和煤的灰分含量、孔隙度有较好的线性关系,说明成煤环境对煤岩、煤质及煤储层物性影响明显。

山东彭庄煤矿石炭–二叠系孢粉特征与成煤环境

利用钻孔岩心资料对彭庄煤矿的石炭–二叠系各个组段的孢粉组合特征进行了系统研究。根据孢粉化石的纵向分布规律及其含量变化,识别出四个孢粉组合,自下而上分别是:太原组Laevigatosporites perminutus-Granulatisporites granulatus组合;山西组Gulisporites cochlearius-Leiotriletes adnatusSinulatisporites sinensis组合;下石盒子组Apiculatisporites aculeatus-Gulisporites laevigatus-Macrotorispora minuta组合,上石盒子组Patellisporites meishanensis-Sinulatisporites sinensis-Florinites antiquus组合。依据地层岩石特征,初步恢复了本区的成煤环境:太原组为海陆交互相沉积环境,而从山西组开始沉积环境逐渐转变为三角洲平原相为主的过渡相沉积环境。

山西白额勘探区煤质特征分析

基于原始测试数据分析了山西白额勘探区石炭二叠纪各主要煤层煤质特征与成煤环境的关系。研究表明,区内主要可采煤层煤的显微组分均以镜质组为主,约占76%,惰质组约占19%。各煤层灰分产率总体为低—中灰煤,2、3号煤硫分属特低硫—中高硫,10号煤硫分为中高—高硫。成煤环境的水介质由咸水—半咸水—淡水,导致煤层原煤全硫及微量元素含量由下向上降低,同一煤层顶板附近煤中微量元素含量低于底板附近煤层。聚煤特征决定了煤中伴生元素的地球化学行为,使得区内煤中微量元素含量普遍较低,无明显伴生元素富集。

峨眉地幔热柱活动与贵州西部二叠系煤的形成环境研究

晚二叠世乐平期,最为强烈、规模最大的一次峨眉地幔热柱强烈活动在贵州西部形成西北高、东南低的古地理格局。沉积相带由早二叠世的近东西向变为晚二叠世北东向排布。沉积相带由西向东,由陆相渐变为海陆交替相,最后变为海相环境。在贵州西北部的威宁一带形成陆相沉积环境。遵义至安顺一线以西的黔西和黔西南地区,属于海陆交替的陆地边缘相区,其主体为潮坪-泻湖环境,海陆交替相带之南东,属碳酸盐台地相区。贵州煤矿主要产于海陆交替相区。