【摘要】：煤巖學(xué)研究是煤炭地質(zhì)的基礎(chǔ)工作,也是現(xiàn)代煤化工及煤系烴源巖研究的重要基礎(chǔ)。以鄂爾多斯盆地延安組煤為代表的西北地區(qū)侏羅系煤具有典型的富惰質(zhì)組特征,其煤巖組分分布特征缺乏系統(tǒng)總結(jié),富惰質(zhì)組成因有待深入探討。為系統(tǒng)剖析鄂爾多斯盆地延安組煤巖特征,探討成煤盆地各要素對(duì)其影響,在全面收集整理盆地主要的侏羅系煤炭勘查資料,梳理煤巖、煤質(zhì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)盆地5個(gè)礦區(qū)不同煤層進(jìn)行了井下系統(tǒng)煤樣的采集,詳細(xì)鑒定分析了其顯微煤巖組分。綜合分析認(rèn)為,鄂爾多斯盆地侏羅系延安組煤層總體具有富惰質(zhì)組的特點(diǎn),惰質(zhì)組以半絲質(zhì)體為主要組分,垂向變化規(guī)律明顯,與延安組沉積期湖平面變化關(guān)系密切。平面上,靠近盆地中心惰質(zhì)組含量減少,以盆地南部永隴、彬長等礦區(qū)惰質(zhì)組含量最高,盆地西部鴛鴦湖、馬家灘等礦區(qū)次之,盆地北部惰質(zhì)組含量略低,其中靠近盆地湖泊沉積區(qū)的榆橫礦區(qū)惰質(zhì)組含量最低,與其在盆地內(nèi)延安組煤中最高的硫含量相呼應(yīng)。與延安組煤巖特征相似,我國西北地區(qū)侏羅系煤普遍具有較高惰質(zhì)組含量。國內(nèi)外數(shù)十個(gè)含煤盆地煤巖顯微組分?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,煤巖組分與成煤盆地原盆類型具有較強(qiáng)的相關(guān)性,坳陷型盆地傾向于形成富惰質(zhì)組煤,惰質(zhì)組含量接近或高于鏡質(zhì)組;斷陷型盆地煤層中以鏡質(zhì)組為絕對(duì)主體,惰質(zhì)組含量低,前陸盆地煤中組分特征變化較大,兼有前兩者的特點(diǎn)。對(duì)比分析顯示,盆地規(guī)模、盆地形態(tài)、沉積速率以及聚煤模式是盆地影響煤巖組分的重要因素,其中以沉積速率最為關(guān)鍵。普遍較大的規(guī)模、平坦的形態(tài)、慢的沉積速率以及湖盆邊緣為主的聚煤模式是導(dǎo)致坳陷型盆地富惰質(zhì)組的主要原因。以統(tǒng)計(jì)煤質(zhì)、煤灰成分?jǐn)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),于鄂爾多斯盆地延安組為含煤地層的5個(gè)礦區(qū)7不同煤層進(jìn)行系統(tǒng)采樣,通過煤質(zhì)基本分析、灰成分分析、微量元素分析,X射線衍射、掃描電鏡、煤巖鑒定等手段,對(duì)鄂爾多斯盆地主量元素分布特征、微量元素富集特征、礦物特征進(jìn)行了分析研究,討論了富集程度較高元素的賦存狀態(tài)及成因。綜合研究表明,鄂爾多斯盆地侏羅系延安組煤灰成分特征明顯,可劃分兩組,SiO_2、Al_2O_3、K_2O、TiO_2為一組,而CaO、SO_3、Na_2O、MgO、Fe_2O_3、MnO_2為另一組,兩組元素氧化物之間總體呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,每組內(nèi)各元素間高度正相關(guān),前者在頂?shù)装迥鄮r中占比更高,后者明顯高于煤層底板泥巖,表明前者主要來源于陸源碎屑,后者更多與有機(jī)成煤物質(zhì)相關(guān),這一特征在盆地西部寧東煤田表現(xiàn)最為突出。準(zhǔn)東煤田高Na含量煤的灰成分特征與其一致,東北地區(qū)早白堊世二連盆地勝利煤田總體特征與之相近,但Na_2O屬于前一組,推斷煤中Na元素來源既可以是有機(jī)相關(guān),也可能來自陸源供給,與物源區(qū)巖石類型關(guān)系密切。延安組煤中44種微量元素含量整體較低,富集程度主要為虧損狀態(tài)和正常狀態(tài)。Ba、Sr和Mn,這三種元素是目前盆地內(nèi)延安組煤中富集程度達(dá)到富集的主要微量元素。本次工作新發(fā)現(xiàn)Sr元素在寧東煤田馬家灘礦區(qū)4~(-2)煤中,Ba異常主要在棗泉礦區(qū)6煤,相關(guān)性分析及掃描電鏡能譜分析結(jié)果顯示,寧東煤田Sr元素的主要賦存天青石(SrSO_4)中,而Ba元素異常主要因重晶石(BaSO_4)礦物引發(fā),二者主要形成于煤層后期成巖作用過程中。Mn異常主要發(fā)現(xiàn)于神府礦區(qū)5~(-2)煤中,經(jīng)相關(guān)性分析、掃描電鏡能譜分析,主要以類質(zhì)同象的形式賦存在菱鐵礦(FeCO_3)中,其富集與成煤泥炭沼澤偏氧化的環(huán)境相關(guān)。對(duì)比不同煤巖類型煤中元素地球化學(xué)特征,西北地區(qū)富惰質(zhì)組煤灰成分指數(shù)較東北地區(qū)富鏡質(zhì)組煤明顯較低,西北地區(qū)富惰質(zhì)組煤灰的陸源碎屑組分占比低于東北地區(qū)富鏡質(zhì)組煤,除物源差異外,可能與成煤盆地類型具有一定關(guān)系;另外,指示沉積環(huán)境的敏感微量元素比值顯示,富惰質(zhì)組煤的形成環(huán)境氧化性明顯強(qiáng)于鏡質(zhì)組為主煤,這一特征與富惰質(zhì)煤的主要成因相呼應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P618.1
【圖文】：

圖 1-1 研究技術(shù)路線圖 主要工作量本次研究的實(shí)物工作量主要體現(xiàn)在三方面。第一是對(duì)前人資料的收集、梳理開發(fā)表的文獻(xiàn)（300 余篇）以及以往煤炭資源勘查報(bào)告（100 余冊(cè)），從中挖顯微煤巖組分、煤質(zhì)及煤灰成分等相關(guān)數(shù)據(jù)；這方面工作以鄂爾多斯盆地為及到我國陸域各主要的含煤盆地。后文中鄂爾多斯盆地煤巖組分總體特征描達(dá)顯微煤巖組分?jǐn)?shù)據(jù)均來自相關(guān)煤炭資源勘查報(bào)告，國內(nèi)外各盆地顯微煤巖則部分來自煤炭資源勘查報(bào)告，部分來自公開發(fā)表的文獻(xiàn)。第二是野外、礦井地質(zhì)調(diào)查及采樣工作，地域涉及盆地北部、西部和南部，礦區(qū)，7 個(gè)主采煤層，采集各類樣品 94 件。第三方面工作是樣品的測試分析，包括煤炭工業(yè)分析、形態(tài)硫分析、灰成分分亞顯微組分分析、微量元素分析、X 射線衍射、掃描電鏡及能譜分析等多項(xiàng)

西北大學(xué)博士學(xué)位論文鄂爾多斯盆地延安組沉積期盆地范圍巨大，包括現(xiàn)今殘存盆地及周邊的山西大同、濟(jì)源，河南義馬，寧夏下流水等區(qū)延安組均為巨型鄂爾多斯盆地的沉積區(qū)（劉池洋等，2006，楊磊，2008，郭佩，2015）。延安組總體沉積特征相近，靠近盆地邊緣沉積粒度相對(duì)更粗，河南義馬、寧夏炭山、甘肅王家山延安組底部發(fā)育礫巖。盆地不同位置的延安組的沉積序列存在一定差異，盆地北部沉積穩(wěn)定，以河流相、三角洲相為主，厚層砂巖發(fā)育。盆地南部受地形影響，地層厚度變化較大，煤層厚度最厚超過 30m，但平面變化快，河漫亞相局限湖沉積特征明顯。盆地西部受沉積期構(gòu)造影響，延安組地層厚度變化較大，沉積序列不甚穩(wěn)定，寧東煤田以河流和三角平原沉積為主，發(fā)育近 20 層煤，其中主要可采煤層達(dá) 6 層；寧夏下流水延安組沉積厚度近 1000m，煤層發(fā)育近 40 層，但厚度薄，均不可采（圖 2-3）。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李冬;徐強(qiáng);王永鳳;;瓊東南盆地上新世中央峽谷物源分析及其意義[J];沉積學(xué)報(bào);2015年04期

2 王曉瑜;;海拉爾盆地構(gòu)造演化及成盆動(dòng)力學(xué)研究[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2015年S1期

3 劉池洋;王建強(qiáng);趙紅格;張東東;鄧煜;趙曉辰;;沉積盆地類型劃分及其相關(guān)問題討論[J];地學(xué)前緣;2015年03期

4 張冀;韋波;田繼軍;馮爍;;新疆哈密三塘湖特大整裝煤田中—下侏羅統(tǒng)煤層煤質(zhì)及煤相特征[J];地質(zhì)學(xué)報(bào);2015年05期

5 劉東娜;周安朝;常澤光;;大同煤田8號(hào)原煤及風(fēng)化煤中常量元素和稀土元素地球化學(xué)特征[J];煤炭學(xué)報(bào);2015年02期

6 王建強(qiáng);劉池洋;郭真;張東東;;鄂爾多斯盆地中南部晚三疊世延長期區(qū)域構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變的沉積響應(yīng)[J];地學(xué)前緣;2015年03期

7 魯靜;邵龍義;楊敏芳;李永紅;張正飛;王帥;云啟成;;陸相盆地沼澤體系煤相演化、層序地層與古環(huán)境[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年12期

8 楊建業(yè);;煤中稀土元素幾個(gè)奇特的地球化學(xué)現(xiàn)象——以渭北中級(jí)煤為例[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年S2期

9 王多云;辛補(bǔ)社;楊華;付金華;姚涇利;張瑜;;鄂爾多斯盆地延長組長7底部凝灰?guī)r鋯石SHRIMP U-Pb年齡及地質(zhì)意義[J];中國科學(xué):地球科學(xué);2014年10期

10 趙文智;沈安江;鄭劍鋒;喬占峰;王小芳;陸俊明;;塔里木、四川及鄂爾多斯盆地白云巖儲(chǔ)層孔隙成因探討及對(duì)儲(chǔ)層預(yù)測的指導(dǎo)意義[J];中國科學(xué):地球科學(xué);2014年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 郭知鑫;晚中生代中國東北及鄰區(qū)地層、構(gòu)造演化[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

2 唐國華;鄱陽湖濕地演變、保護(hù)及管理研究[D];南昌大學(xué);2017年

3 邱欣衛(wèi);鄂爾多斯盆地延長期富烴凹陷特征及其形成的動(dòng)力學(xué)環(huán)境[D];西北大學(xué);2011年

4 楊磊;鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)延安期原始盆地恢復(fù)[D];西北大學(xué);2008年

5 梁積偉;鄂爾多斯盆地侏羅系沉積體系和層序地層學(xué)研究[D];西北大學(xué);2007年

6 劉大永;中國典型含煤盆地鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)特征及生烴、同位素動(dòng)力學(xué)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（廣州地球化學(xué)研究所）;2004年

7 熊利平;伊犁含油氣盆地綜合分析[D];西北大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 郭佩;寧南—六盤山地區(qū)延安期原盆恢復(fù)[D];西北大學(xué);2015年

2 宋婷;海拉爾盆地貝爾凹陷埋藏沉降史研究[D];東北石油大學(xué);2013年

3 孟慶龍;大慶探區(qū)外圍東部主要盆地?cái)?shù)值模擬及其地質(zhì)意義研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 李向東;準(zhǔn)噶爾盆地北緣中新生代沉降史分析[D];西北大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2739168