煤变形过程中矿物及元素响应特征——以朱仙庄矿为例

摘要

在系统分析朱仙庄矿矿井构造特征的基础上，采集了不同类型构造煤样品，通过ICP-MS、SEM-EDX、XRF、XRD和CVAFS等测定样品中矿物及元素的种类和含量，分析了煤变形过程中矿物和元素的分布和赋存特征，结合区域和矿井构造发育特征及构造煤形成的应力-应变环境分析，探讨了煤变形过程中矿物及元素的迁移聚集规律，取得如下认识：
　　（1）朱仙庄矿井构造变形对区域构造演化响应特征显著，矿井主体构造为一东部陡，西部缓的向斜构造。矿井内断裂构造发育，主要有NNW、NNE和近EW向3组；NNW向断裂主要发育于矿井东部，以逆断层为主；NNE向断裂主要发育在矿井西部，以正断层为主；EW向断裂为正断层，切割 NNW和NNE向断裂。
　　（2）通过构造煤宏观和微观变形特征分析，将朱仙庄矿构造煤划分为碎裂煤、碎斑煤、碎粒煤、片状煤、鳞片煤、揉皱煤和糜棱煤7种类型，并分析了朱仙庄矿不同时期、不同应力-应变环境下构造煤的演化过程。
　　（3）探讨了不同类型构造煤中原生矿物和后生矿物的分布规律。煤中以粘土矿物为主的原生矿物在韧性变形阶段含量显著增加，煤体的混和流变和变质作用为其富集的主要控制因素；煤的脆性变形形成的孔裂隙为后生矿物的充填和赋存提供了空间，裂隙中有较多的矿物充填，且随着煤变形程度的增加，矿物颗粒形态由完整和规则向不规则转变。
　　（4）分析了不同变形程度构造煤中常量元素、微量元素和稀土元素的分布特征及其变化规律，探讨了煤中元素与矿物之间的相关性，发现煤中矿物是无机元素的主要载体，煤中元素的迁移和富集与煤体的变形程度相关。
　　（5）揭示了煤中元素迁移的构造应力驱动作用，结合构造煤形成过程的应力-应变环境分析，将煤变形过程中元素的迁移聚集归结为裂隙充填、应力驱动和混合流变3种模式。

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1 绪论

1.1 选题依据及意义(Background and Significance of Study)

1.2 国内外研究现状及存在问题(Present Situation and Problems of Study)

1.3研究内容与技术路线(Contents and Technological Route of Study)

1.4 论文工作量(Quantity of Task)

2 区域地质背景

2.1 区域地层及含煤地层(Regional Stratum and Coal-bearing Stratum)

2.2 区域构造特征及其演化（Regional Tectonic Evolution）

2.3 矿井构造特征(Mine Structural Features)

2.4 小结(Summary)

3 构造煤变形特征

3.1 构造煤样品的采集(Sample Collection and Preparation)

3.2 构造煤变形特征(The Deformation Characteristics of Tectonically Deformed Coal)

3.3构造煤变形的动力学机制(Tectonic Dynamic Mechanism of Tectonically Deformed Coal)

3.4 小结(Summary)

4 构造煤中矿物特征

4.1 构造煤中的矿物(Minerals in Tectonically Deformed Coal)

4.2 构造煤中矿物产状及其成因分析（The Study of Occurrence and Cause of Mineral in Tectonically Deformed Coal）

4.3 矿物分布与构造应力-应变分析(Mineral Distribution and Stress-Strain Analysis)

4.4 小结(Summary)

5 构造煤中元素分布规律及其迁移聚集模式

5.1构造煤中元素的测定(Trace Element Determination Principle and Method)

5.2 构造煤中元素分布规律(Elements Distribution Characteristic)

5.3构造煤中元素迁移聚集模式(The Elements, Pattern of Migration and Aggregation in Tectonically Deformed Coal)

5.4 小结(Summary)

6 结论

参考文献

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