湖南天龙山岩体侵位对寒婆坳煤系变形变质的综合效应

发布时间：2020-11-21 08:34

　　 煤对应力、应变和温度十分敏感,在多期次、多层次的构造-热运动下必然会留下各种应力作用(静压力和构造应力)痕迹。印支期、燕山期以来的多期次、多层次的构造运动,对湘中煤系变形变质和赋存状态显著影响,聚煤盆地遭受强烈破坏,煤系变质程度显著增大,煤系赋存状态复杂化,具有显著的时空差异性。故揭示煤系变形变质与构造环境关系,对于认识湘中煤系构造变形复杂性、煤炭资源科学开发利用具有重要意义。本文结合煤田地质学和煤岩学、构造地质学和构造岩石学、地球化学等基础理论和方法,采用煤质分析、扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)、元素分析(XRF、ICP-MS)等实验测试手段,分析煤变质特征、宏观微观变形特征、有机质演化特征、煤中矿物物相和地球化学特征等结果,探讨了湖南中生代天龙山岩体侵位对寒婆坳矿区煤系变形变质、煤结构变化的构造效应以及元素迁移富集的应力-应变环境响应。主要结论如下:(1)天龙山岩体侵位挤压的局部应力场及叠加岩浆热作用,促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨;岩体侵位施加放射状挤压应力集中带,节理与岩组主压应力轴方位与岩体边界近于垂直,脆性-脆韧性变形煤属浅层低温高压构造环境。(2)不同构造变形煤在扫描显微镜下有不同的显微结构构造、破碎程度、碎块形态和揉皱等变形特征,岩浆热变质作用影响下,显示镶嵌结构、气孔等特征。(3)构造应力与岩浆热变质叠加作用对煤的大分子结构影响显著,靠近岩体煤大分子结构趋向均一化、有序化,碳原子面网间距(d002)减小,基本结构单元(BSU)的延展度(La)和堆砌度(Lc)增大、促使BSU向稚理化发展,La/Lc随变质程度降低及远离岩体而减小;随着靠近岩体,氢富集度、氧富集度和IV类氢原子丰度减少,缩合程度和I类氢原子丰度比例增大,说明叠加岩浆热作用使侧链和官能团热解脱落加剧,芳香度增加。显示高煤级煤在火成岩侵入过程中石墨化程度明显增加,揭示岩体侵位对煤结构的演化具有超前效应。(4)与上地壳及世界煤相比寒坡坳向斜煤中相对富集As,Be,Co,Cr,Cs,Cu,Li,Ni,Pb,Sc,Sb,Th,V,Y和REE;微量元素随距离岩体远近呈分异规律,可划为富集型、稳定型与散失型,与岩浆热液作用及构造应力作用密切相关;稀土元素总量均值为63.65×10-6,岩浆侵位并未改变稀土元素整体分布特征,其含量随靠近岩体而增加,向富轻稀土方向演化;煤中稀土元素总量与灰分产率正相关,与煤变质程度相关性不大;据稀土元素分配模式及聚类特征归纳为3种类型,与前寒武纪板岩有相似的分配曲线,显示继承性物源;岩浆侵位导致稀土元素富集、迁移有限(局限于围岩蚀变带)。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P618.11
【部分图文】：

元素的分布特征，以揭示岩体侵位形成的化学场（流体）与煤中主量、微量元素元素（REE）迁移、富集规律的相关关系。（5）综合效应研究通过上述基础研究和实验测试成果，建立煤系赋存-构造作用-煤变形变质-煤化四位一体的构造-热与煤化作用的成矿模式，分析煤变形变质过程及其与地质环合机制，进而研究岩体侵位形成的热力场、动力场和化学场对煤系变形变质的综。.3 研究方法及技术流程依据研究内容，结合预期目标，本论文的研究工作分为四个阶段，逐步进行（图 第一阶段：文献调研、资料收集系统、广泛地收集湘中天龙山地区有关地层、含煤沉积、岩石及矿产等方面的料及专题研究成果，尤其是关于雪峰山造山带东段构造演化、岩浆活动期次、构特征等丰硕成果，矿区煤炭勘查和煤质调查成果，总结分析研究区的含煤岩系和造变形特征；总结分析研究区的构造应力场及煤系的后期改造特征，为论文计划奠定一个坚实基础。

西安科技大学硕士学位论文”，底部含一层稳定的石英砂（砾）岩，是全区作为上下段分界的）主要岩性为粉砂岩、石英砂岩、砂质泥岩夹有炭质泥岩和菱铁矿5）煤，其中 3 煤层普遍可采。与下伏石磴子组（C1s）呈整合接触

表 2.1 研究区煤样变形变质综合测试结果编号 煤层号 密度Ro,max(%)工业分析(%) 元素分析(%)H/C N/CMadAdVdafFCadN C HCM130N34 3 1.394 5.46 0.51 11.12 6.95 82.23 2.15 81.42 1.08 0.159 0.023CM130S395-- 6.13 6.22 13.30 4.23 77.08 1.33 74.39 0.65 0.105 0.015CM34SM 1.62 6.18 0.45 3.44 4.31 91.96 1.65 90.84 0.69 0.091 0.016CM130SSM3-- 6.29 0.59 1.23 4.76 93.50 2.24 91.36 0.62 0.081 0.021SL150S -- 6.89 3.95 8.62 4.66 83.35 1.60 78.39 0.61 0.093 0.018SL313151.52 6.23 5.26 12.38 5.21 78.06 2.39 79.15 0.60 0.091 0.026SL100N 1.863 7.20 1.81 1.39 5.79 91.19 1.58 92.43 0.47 0.061 0.015BC210 3 1.827 7.29 1.97 6.26 4.65 87.51 1.57 86.59 0.60 0.083 0.016BC110 5 2.057 7.25 1.27 10.26 4.21 84.75 1.62 86.28 0.54 0.075 0.016SXL100 3 1.835 7.56 1.42 42.86 6.83 51.92 - 52.83 0.76 0.173 -SXL130 5 1.995 7.89 3.05 11.62 4.85 81.19 - 82.31 0.56 0.081 -
【参考文献】

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本文编号：2892806