不同变形机制对无烟煤化学结构的影响  

作　　者：徐容婷[1] 李会军[1,2] 侯泉林[1] 李小诗[1] 于立业[1] 

机构地区：[1]中国科学院大学地球科学学院计算地球动力学重点实验室,北京100049 [2]中国云南铜业三木矿业有限责任公司,昆明650000

出　　处：《中国科学：地球科学》2015年第1期34-42,共9页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金重点项目(批准号:41030422);中国科学院战略性先导科技专项(编号:XDA05030100)资助

摘　　要：为了探讨不同的变形机制对无烟煤化学结构的影响,从而深入研究构造煤的化学结构的改变与瓦斯突出之间的相互关系,本文采用沁水盆地南部晋城矿区的无烟煤进行了10组次高温高压实验,并且对实验前后样品进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光拉曼光谱(Raman)和镜质组反射率(VR)的测试和分析.结果表明,除温度对煤化学结构影响较为明显外,应变速率对煤的化学结构也有明显影响.在较高应变速率(4×10^(-5) s^(-1))下,煤主要表现为脆性变形,样品发育具有明显位移的主破裂面,煤化学结构总体变化规律不明显;随着应变速率的降低,韧性变形作用渐趋增强,应变能不断积累,导致煤大分子结构发生晶内位错、滑移,缩合芳环数量和次生结构缺陷数量亦随之增加,脂族和醚键氧等官能团相继裂解析出,形成分子量更低的小分子,产生CO气体.此外,变形实验后样品的Ro,max值均明显大于变形前样品,暗示构造变形作用促进了煤的变质作用,同时镜质组反射率椭球(VRI)是反映构造变形作用类型的有效指标.

关 键 词：无烟煤 次高温高压实验 镜质组反射率 镜质组反射率椭球 次生结构缺陷 

分 类 号：P618.11[天文地球—矿床学]