无烟煤泥岩夹矸的岩石矿物学特征及研究意义

论文摘要

晋城矿区位于山西沁水煤田东南部,3号无烟煤层中广泛分布着1～3层泥岩夹矸,有时可达5～6层,其中厚度较大也较稳定的主要有2层。作者通过野外实地观测,并采集一定数量的标本,室内通过显微镜下鉴定、差热分析、X射线粉晶衍射分析、红外吸收光谱分析、透射电镜下观察等一系列测试手段,对无烟煤层中泥岩夹矸的岩石矿物学特征进行了研究,对其主要成分高岭石发生变化的主要原因及影响因素进行了探讨。结果发现,无烟煤层中泥岩夹矸的主要成分高岭石因受不同因素的影响而向不同方向发生转化,主要表现在高岭石向伊利石转化,并有伊利石-蒙脱石（I/M）混层矿物及蒙脱石出现。造成这种煤的变质程度升高而夹矸成分转化的主要原因是区域变质作用及周围介质条件影响所致。随着煤变质程度的升高,煤层夹矸中高岭石的结晶度、有序度也随之升高。晋城矿区出现了与刘长岭指出的结晶度最好的白水江高岭石相似的高岭石。当煤变质达到一定-程度（至少是烟煤→无烟煤）,碱性介质中富含K+,高岭石向伊利石转化,富含Na+等,高岭石向蒙脱石转化。晋城矿区3号无烟煤泥岩夹矸应划分出四种类型,即:高岭石泥岩夹矸;高岭石-伊利石泥岩夹矸;伊利石泥岩夹矸;蒙脱石-I/M混层泥岩夹矸。从晋城矿区3号无烟煤泥岩夹矸来看,愈靠近煤层下部,高岭石伊利石化愈显著,并伴有蒙脱石及I/M混层矿物出现,且伊利石多属1Md型;煤层顶部夹矸及顶板中伊利石多属2M型。煤层顶板石英含量远大于煤层夹矸中石英含量,且愈接近煤层,石英含量愈低。研究煤层中高岭石泥岩夹矸的矿物成分变化具有一定的指向意义。即低变质程度的烟煤层当中,煤夹矸的粘土矿物成分以高岭石为主,随着煤层变质程度的升高,周围介质条件改变,粘土矿物组合发生变化,高岭石向伊利石、蒙脱石及I/M混层矿物转化。在高变质阶段的贫煤、无烟煤层中,煤层夹矸的粘土矿物成分以伊利石为主,高岭石次之。反过来,我们也可以通过研究煤层夹矸的矿物成分变化来预测煤变质程度或变质阶段的高低。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 选题背景与研究意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 主要研究目的与研究内容
• 1.3.1 主要研究目的
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究方法与技术路线
• 1.5 主要工作量
• 2 矿区概况
• 2.1 位置及交通
• 2.2 地质特征
• 3 研究区无烟煤泥岩夹矸岩石矿物学特征
• 3.1 岩石学特征
• 3.1.1 宏观特征及镜下鉴定
• 3.1.2 化学分析
• 3.2 矿物学特征
• 3.2.1 高岭石
• 3.2.2 伊利石
• 3.2.3 伊利石-蒙脱石混层矿物
• 3.2.4 蒙脱石
• 4 泥岩夹矸变化特征的成因探讨
• 4.1 矿区古地理环境及变迁
• 4.2 从煤的变质程度看夹矸转化
• 4.3 介质条件与夹矸转化的成因关系
• 5 煤矸石综合利用的建议
• 6 结论及研究的意义
• 7 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录1 攻读学位期间发表的论文目录清单
• 附录2 攻读学位期间获奖情况