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为了探究煤系石墨形成过程中结构演化及不同石墨化程度无烟煤和石墨的热反应行为,选取湖南新化系列变质程度无烟煤和煤系石墨为研究对象,通过X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对其结构进行表征,并结合程序控制升温法（TPO）分析不同变质程度无烟煤和煤系石墨的热反应行为。结果表明,随变质程度的增加,碳结构由无烟煤中的无定形态转变成石墨的三维有序C原子点阵。系列石墨化煤是由多种有序度不同的碳结构相组成,体现了其结构非均质性,碳结构相含量及分布随变质程度而逐渐变化,石墨化程度最高的煤系石墨中主要为石墨微晶集合体,但依旧含有结构缺陷。无烟煤和煤系石墨中碳结构的多相性和不均匀分布是影响其热反应行为的重要原因。 相似文献
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煤系石墨是岩浆侵入含煤地层导致煤层受热变质形成,是一种重要的非金属矿产资源.本文通过对湖南娄底和郴州地区典型煤系石墨进行煤岩学、X 射线衍射(XRD)、激光显微拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)分析,并与无烟煤、美国伊利诺伊盆地的天然煤焦、美国科罗拉多中南部Trinidad 煤田的天然沥青焦、斯里兰卡的显晶质石墨进行对比研究.结果表明,煤系石墨显微组分主要为隐晶质石墨(体积含量＞80％),还含有少量热解碳、针状石墨和鳞片石墨,偶见残余镜质组和惰质组,石墨单晶体尺寸约为0.35 μm.反光显微镜下隐晶质石墨表面呈麻点状,由于石墨微小晶片对光的散射作用导致所测反射率值偏低(3％～5％);煤系石墨XRD 图谱(002)峰为尖锐峰与无烟煤和天然焦的"鼓包"峰具有明显区别,(002)峰半高宽可作为区分煤系石墨、无烟煤及天然焦的主要参数;煤系隐晶质石墨一阶拉曼光谱有尖锐的G 峰和低强度的D 峰,二阶拉曼光谱出现2450 cm-1 峰和较强的2D 峰,表明其结构演化处于石墨化作用过程,而无烟煤、变质无烟煤和天然焦则无2450 cm-1 峰,且2D 峰较弱,表明其结构演化处于碳化作用过程. 相似文献
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煤系石墨是由煤经构造—岩浆事件改造而成的煤系共伴生矿产资源.为探究无烟煤—煤系石墨的变质温度,以湖南新化寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨及其顶底板岩石、夹矸为研究对象,采用变质矿物组合特征、镜质体反射率地质温度计和拉曼光谱地质温度计等手段进行研究.结果 表明:大规模岩浆侵入初期,煤层及其顶底板受热温度较高,但持续时间短,而煤石墨化过程和围岩变质过程相对缓慢,最终,煤系石墨及其围岩与周围环境的热力学平衡温度相对较低.多手段综合确定寒婆坳矿区无烟煤的变质温度为220～250℃,变质无烟煤的变质温度为330～370℃,煤系半石墨的变质温度为390～450℃,石巷里矿煤系石墨变质温度为500～550℃.寒婆坳矿区无烟煤—煤系石墨变质系列整体上处于中低温变质作用阶段.研究结果可为煤系石墨勘探靶区圈定提供科学指导. 相似文献
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地质勘查阶段煤系石墨与无烟煤的划分指标探究 总被引：1，自引：0，他引：1
煤系石墨是煤及煤系炭质页岩在岩浆热接触变质及构造变质作用下形成的,是石墨矿产的重要组成部分,属新兴战略资源。目前由于对煤系石墨赋存规律认识不清,缺乏科学界定的勘查指标,以致造成了严重浪费。在总结以往划分煤系石墨与无烟煤的思路和方法基础上,以吉林磐石、湖南鲁塘、福建西南等典型煤系石墨与无烟煤样品测试结果为依据,分析了煤系石墨有关参数的优缺点,提出采用H/C原子比、晶格间距d002、拉曼光谱R2 3个参数,作为勘查阶段界定煤系石墨与无烟煤的定量指标。 相似文献
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湖南鲁塘矿区二叠系龙潭组煤系地层受岩浆热-构造变形等多因素影响,煤与煤系石墨在空间分布上出现明显的复杂性,为研究清楚矿区内煤系石墨空间分布特征及为深部找矿提供指导,对煤系石墨成矿特征、赋存情况和深部构造等内容进行了分析总结,认为煤系石墨平面上总体以绕岩体为主的石墨带、半石墨带和石墨化无烟煤-无烟煤带,因构造应力对煤演化的影响,导致石墨化无烟煤-无烟煤带也出现石墨化程度较好的煤系石墨;垂向上煤/石墨矿层间距、厚度变化较大。矿区东部发育的F1断层为犁状滑脱构造,形成了位于滑脱面上下的“二层楼式”煤/石墨矿层,深部煤系石墨发育较好,石墨化度达到87.2%～93.0%,具有良好的煤系石墨成矿潜力,为今后深部找矿指明了方向。 相似文献
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综合运用多学科技术手段对鲁塘煤系隐晶质石墨进行研究,以期探索煤系石墨的矿物学特征随变质程度的变化规律。通过系统采样的方法,选取不同变质程度的鲁塘煤系石墨样品为研究对象,运用X射线荧光光谱法(XRF)、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光拉曼光谱法、热重法等技术手段,对石墨的化学成分、矿物组成、晶体结构、热学性质进行了研究。结果表明,鲁塘煤系石墨主要由隐晶质石墨和少量石英、方解石、白云母、绿泥石、高岭石组成,固定碳含量为41.95%~88.43%,石墨主要呈细小的不规则鳞片状,其晶体形态随着变质程度的增高而逐渐完善。石墨化程度较高,为88.37%~98.84%,3R多型变体含量为9.45%~14.56%,石墨的氧化起始温度较低,在530℃左右,隐晶质石墨的氧化起始温度和终止温度均低于显晶质石墨。煤系石墨的石墨化程度、结晶程度、氧化起始温度与变质程度呈正相关关系,3R多型变体含量与变质程度呈负相关关系。 相似文献
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为研究江西省崇义矿煤成石墨特征,采用光学显微镜、X射线衍射（XRD）、激光拉曼光谱（Raman）、高分辨率透射电子显微镜（HRTED）等测试手段,对二叠系上统龙潭组老山段煤样进行测试分析。结果表明,光学显微镜下可以观测到石墨化显微组分,且XRD衍射图谱出现d002石墨衍射峰,拉曼光谱呈现峰形尖锐的石墨特征峰（G峰）,高分辨透射电镜观察到多层有序结构碳层,碳层出现平直化现象。综合测试分析结果表明,江西崇义矿区样品发育不同程度的石墨晶体结构,已经出现煤成石墨矿产。研究发现为石墨资源进一步开发利用奠定基础。 相似文献
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漳平可坑矿区地处福建省中部含煤条带,赋存有丰富的高变质无烟煤,有较好的煤系石墨资源前景,是福建重要的石墨成矿区。为了查明可坑矿区煤系石墨的赋存规律,利用X射线衍射、拉曼光谱等技术,结合矿区岩浆活动和构造运动,对煤成石墨结构演化特征、煤成石墨化作用机制和控制因素进行了研究。结果表明煤系石墨是岩浆热和构造应力共同作用的产物,在煤成石墨化过程中,岩浆热产生的高温促进芳香层相互连接和横向增长,构造应力有利于芳香层的择优定向和有序堆叠,煤成石墨结构在温度、应力等因素作用下,碳层间结构缺陷逐渐消亡,石墨晶格逐渐形成,微观相逐渐转变,最终形成比较完善的石墨结构。研究明确了矿区构造和岩浆岩侵入对煤成石墨化作用的影响,划分了构造动力—岩浆热变质带、岩浆热—构造变质带、构造动力变质带三个变质带和三级控矿断裂带。可坑矿区煤系石墨产于构造动力—岩浆热变质带中,矿层靠近岩体呈近东西走向的单斜层状、似层状展布,但矿床的展布不完全受制于岩体,在空间上也受三级控矿断裂带的控制。 相似文献
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湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区,煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制,其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响,通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法,分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明,受区域构造活动的影响,鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征,东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带;南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东,随着与岩体距离逐渐减小,煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大,煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北,构造变形强度逐渐增强,导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主,同时,应力作用促进了煤的石墨化,导致煤的石墨化程度较高;中部分区内构造情况复杂,形成不同温度压力条件的成矿环境,煤的石墨化程度差异性明显;南部分区构造情况简单,主要构成开放式环境,煤的石墨化程度较低,仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。 相似文献
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福建省大田—漳平地区位于东部滨太平洋构造带上,不同时期的岩浆热液作用和复杂多变的构造形变格局,为该地区形成丰富的石墨矿床提供了良好的成矿条件。为了查明大田—漳平地区煤系石墨的成矿控制因素及分布规律,通过工业分析、元素分析、X射线衍射和激光拉曼光谱等实验,对不同矿区不同变质程度的煤和煤成石墨的化学组成及微观结构特征等煤成石墨化特征进行了研究,并将不同变形特征的样品划分为煤成石墨、煤成半石墨和石墨化无烟煤三大类。研究表明:煤的变形特征与煤成石墨的演化类型基本一致,且韧性变形样品的石墨化程度最高,说明构造应力作用能促进煤的石墨化作用;煤成石墨的分布受到岩浆-构造活动的控制,石墨矿床多产出于岩浆岩侵入体外接触带或附近断裂带的有利围岩地层中,且大田—漳平地区煤系石墨矿具有明显的成区、成带分布特点,煤成石墨成矿区主要集中在闽西南坳陷南部的漳平一带;而北部大田一带分布的矿区矿体石墨化程度较漳平一带低,多为煤成半石墨或石墨化无烟煤,研究结果可为该地区煤系石墨矿产综合勘探开发利用提供有利依据。 相似文献
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煤基石墨的喇曼光谱学研究 总被引：1，自引：0，他引：1
煤体经热变质作用形成的石墨叫煤基石墨。本文研究了煤基石墨的一级和二级喇光谱。作者认为，石墨及有关的碳质物质的一级喇曼光谱是由层内振动激发的，反映了它们作为二维晶格的完整性程度。煤基石墨中存在的层内结构缺陷分为两种，一是煤中特有的，在石墨化过程中逐渐消失，另一是由研磨（剪切应力）作用带入的，可能与构造应力作用有关，石墨化过程和剪切应力作用过程是效果近于相反的两过程，而石墨的二级喇曼光谱则可揭示其作为 相似文献
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采用煤质化验、XRD、SEM等测试手段,分析煤的化学组分、结构特征、显微构造等特征,结合古应力估算值、古温度和应变速率等结果,探讨了湖南新化地区煤变形变质特征与构造环境的关系。结果表明:煤样的d002值为3.36~3.39 nm,受天龙山构造挤压的局部应力场及叠加岩浆构造热的作用,煤逐渐转变为隐晶质石墨,结晶颗粒是由细小的鳞片组成的集合体,粒径集中在50~250 nm;石墨3R型含量随着煤化程度升高,石墨晶体开始增加,Rh相的数量减少;构造变形环境属于低温低围压高应变速率的浅层脆性-韧脆性构造域;天龙山岩体提供了构造热源,侧向挤压应力使寒婆坳向斜煤大分子结构有序化,层面间距减小,形成隐晶质石墨。 相似文献
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《矿物学报》2013,(Z1)
Graphite and graphite-like materials widely are present at black shale and magmatic ores. The nature of these carbon materials (CM) is multifarious. In what cause connects a mineralization with carbon. The great numbers of parameters, namely, the temperature, the pressure, the shear stress, the catalytic species, the host-rock lithology, the time and etc., have an influence on the graphitization process. Accumulations of gold and platinum group elements in black graphite shale and extraction of these metals from rocks depend in considerable degree from structural properties of CM. Raman spectroscopy has wide applied for various carbon modifications, including nano-structuring materials. The first and second-order Raman spectrum have been correlated with changes in the structure of graphite. There is a linear relationship between temperature and Raman R2 and R1 parameters (derived from the area and intensity of the defect band (D) relative to the ordered graphite band (G), respectively). The purpose of the present study is to characterize the rocks and CM from carbon-rich rocks of gold-ore deposits of the black-shale formation and magmatic ores using micro-Raman spectroscopy technique (Horiba Jobin Ivon LabRam spectrometer). Exciting was performed with 325 nm line of He-Cd laser. The graphite and graphite-like samples from many ore deposits of Russia and Kazahstan are investigations. R1 and R2 ratio indicate variable degree of organisation CM in the samples. The results show different spectral variations of CM with metamorphic grade: the well-ordered graphite from magmatic rocks, more - ordered and the disordered less graphitized CM from black-shale ores. For the first time in the world practice the Raman spectroscopy technique has been applied to determine the temperature of graphitizing for CM at gold-ore deposits of the black-shale formation. The temperatures obtained on carboniferous substance for the gold deposits range from 405°С to 280°С. Temperature of CM formation from Pt-low sulphide ores of the Talnakh deposit ranges from 4700C to 6500C. It has been shown that the carbon-rich phases from black-shale and magmatic rocks have various degrees of graphitization and different carbon forms. 相似文献
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煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶跃性演化和物质组成非均质性等特点,造成矿种鉴别的复杂性。为制定科学实用的鉴定标准,从成矿机制研究和资源评价需求出发,按照矿石总体石墨化程度由高至低,划分了煤系石墨一号、二号、三号等3种类型;在前期工作的基础上,补充了110多组实测数据,修改完善了由初步鉴定指标和精确鉴定指标构成的煤系石墨鉴定指标体系。初步鉴定指标包括挥发分产率Vdaf和最大反射率Rmax,用于资源评价和地质勘查阶段初步区分煤与煤系石墨;精确鉴定指标包括晶面间距d002及其等效的石墨化度G、拉曼光谱参数R2,用以精确鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨类型。基于涵盖我国主要煤系石墨矿山500余组样品实测数据统计分析结果,确定了煤系石墨类型划分指标:煤系石墨一号,0.335 4 nm≤d002<0.338 0 nm(G>0.70)、R2<0.50;煤系石墨二号,0.338 0 nm≤d002<0.340 0 nm(G>0.50~0.70)、R2值范围0.50~0.60;煤系石墨三号,0.340 0 nm≤d002<0.344 0 nm(G>0~0.50),R2值范围0.50~0.60。根据上述指标,建立了煤系石墨鉴定模板,主要煤系石墨矿山样品测试数据表明,该鉴定模版具有实用性和可操作性。 相似文献