海拉尔盆地伊敏组丝炭化学结构及成因探讨

煤炭学报
网络首发时间：2024-09-26 10:27:43

作者

王扶静李耿秦勇张艳秋尚
单位

内蒙古工业大学资源与环境工程学院内蒙古工业大学地质技术与岩土工程内蒙古自治区工程研究中心中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室内蒙古煤炭地质勘查（集团）二三一有限公司
摘要

丝炭作为四种宏观煤岩成分之一，蕴含着丰富的古气候和古环境信息。本文以海拉尔盆地伊敏露天煤矿和大雁露天煤矿伊敏组16号煤层褐煤的丝炭组分为例，借助于电子显微镜、核磁共振碳谱、电子顺磁共振等测试结果，量化表征了丝炭的分子结构特征，并结合微区形态学观察讨论了丝炭的成因。结果表明：1)丝炭的分子结构与煤自身的分子结构存在极大差异，丝炭中芳碳占比约75%，脂肪碳含量低，显示其较高的芳构化程度。2)伊敏组褐煤中丝炭火焚成因特征显著，其形态学差异明显，细胞壁薄且多呈白色，保存了清晰的植物年轮和细胞结构，指示快速炭化及埋藏过程，另外丝炭化程度受控于多重地质因素。3)电子顺磁共振研究表明丝炭样品自由基浓度指示炭化温度应介于300～400℃之间，主要为火焚成因，通过形貌学与核磁共振碳谱分析进一步支持了火焚成因的推断。4)惰质组反射率分析得出的炭化温度与本次基于自由基浓度推测的炭化温度基本一致。受氧气浓度、燃烧时间及空间位置等因素影响，丝炭中丝质体反射率差异显著，反映了火焚程度的非均一性，揭示了地质历史中火焚作用的复杂性。5)基于研究区褐煤有机质δ13C值测试结果及煤相学分析，结合聚煤期古地理特征，进一步证实了海拉尔盆地早白垩世伊敏组成煤期气候炎热且野火频发的古环境特征。
关键词

丝炭化学结构火焚成因褐煤电子顺磁共振
文章目录

1 地质概况
2 样品采集及测试方法
2.1 样品采集及预处理
2.2测试方法
2.2.1 显微镜测试
2.2.2 扫描电镜测试
2.2.3 核磁共振碳谱测试
2.2.4 电子顺磁共振测试
3 实验结果及分析
3.1 显微组分
3.2 样品核磁共振特征
3.3 样品顺磁共振特征
4 讨论
4.1 基于丝质体形态特征的丝炭成因分析
4.2 基于自由基浓度标志的丝炭成因分析
4.3 基于反射率的丝炭成因分析
4.4 丝炭成因的地质意义
5 结论
引用格式

王扶静,李耿,秦勇,等.海拉尔盆地伊敏组丝炭化学结构及成因探讨[J/OL].煤炭学报,1-13[2024-09-26].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0666.