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1 研究方法概述1

1.1 研究手段1

1.1.1 扫描电子显微镜结构与成像原理1

1.1.2 扫描电子显微镜各种信息及其用途2

1.2 研究对象的特点4

1.3 扫描电子显微镜研究煤的优势5

1.4 研究工作流程5

1.4.1 样品制备5

1.4.3 图像解译6

1.4.2 上机观察6

1.5 扫描电子显微镜与煤岩光学显微镜比较7

1.6 样品来源与产地8

2 煤的有机显微组分10

2.1 有机显微组分的识别标志10

2.2 镜质组10

2.2.1 结构镜质体11

2.2.2 无结构镜质体13

2.2.3 碎屑镜质体14

2.3 惰质组14

2.3.2 酸浸解丝炭15

2.3.1 丝质体和半丝质体15

2.3.3 粗粒体和微粒体20

2.3.4 碎屑惰质体20

2.4 壳质组20

2.4.1 孢子体21

2.4.2 角质体21

2.4.3 树脂体21

2.4.4 木栓质体21

2.5.1 菌类体22

2.5 低等生物22

2.4.5 碎屑壳质体22

2.5.2 藻类体23

2.5.3 后生低等生物和不明析出物23

2.6 不同煤级煤的有机显微组分23

2.6.1 泥炭和褐煤23

2.6.2 低煤级烟煤26

2.6.3 高煤级烟煤26

2.6.4 无烟煤26

2.7.1 早古生代煤27

2.7.2 早石炭世煤27

2.7 不同地区、不同时代煤的有机显微组分27

2.7.3 华北石炭—二叠纪煤28

2.7.4 华南晚二叠世煤29

2.7.5 晚三叠世煤30

2.7.6 西北早—中侏罗世煤31

2.7.7 东北晚侏罗世—早白垩世煤32

2.7.8 第三纪煤33

3 特殊煤种34

3.1 残植煤34

3.1.1 江西乐平、浙江长广树皮残植煤34

3.1.2 辽宁抚顺琥珀煤和煤精35

3.2 腐泥煤36

3.2.1 腐泥煤的有机显微组分和分类37

3.2.2 腐泥煤的物化性质37

3.3 重点矿区腐泥煤特征40

3.3.1 山西浑源腐泥煤40

3.3.2 山西蒲县腐泥煤41

3.3.3 贵州水城腐泥煤41

3.3.4 甘肃窑街腐泥煤42

3.3.5 山西大同腐泥煤42

4.2 煤中矿物质分类与成因43

4 煤的无机显微组分——矿物质43

4.1 煤中矿物质的扫描电镜研究43

4.2.1 同生矿物44

4.2.2 后生矿物45

4.3 粘土矿物显微形态特征与成因分析46

4.3.1 碎屑粘土矿物46

4.3.2 胶体化学成因的粘土矿物47

4.3.3 硅酸盐碎屑矿物风化的粘土矿物47

4.3.4 火山灰蚀变的粘土矿物47

4.3.6 变质作用改造的粘土矿物48

4.3.5 充填空隙的后生粘土矿物48

4.4 硫化物矿物显微形态特征与成因分析49

4.4.1 自形晶—半自形晶硫化物矿物49

4.4.2 胶体化学成因的硫化物矿物50

4.4.3 具生物组构的黄铁矿50

4.4.4 变质作用改造的硫化物矿物51

4.4.5 有机硫的微区分析51

4.5 碳酸盐矿物显微形态特征与成因分析51

4.5.1 自生碳酸盐矿物52

4.5.2 后生常温方解石和热液方解石52

4.5.3 其他碳酸盐矿物53

4.6.1 碎屑石英54

4.6.2 胶体化学成因的氧化硅矿物54

4.6 氧化硅矿物显微形态特征与成因分析54

4.6.3 后生常温石英和热液石英55

4.7 其他矿物55

4.7.1 含水硅酸盐矿物55

4.7.4 其他表生矿物56

4.8 不同煤级煤的矿物质特征56

4.8.1 褐煤、烟煤的矿物质特征56

4.7.3 硫酸盐矿物56

4.7.2 氢氧化物矿物56

4.8.2 无烟煤的矿物质特征57

4.9 难选煤中的难选矿物质特征58

4.9.1 矿物质与有机质接触形式59

4.9.2 难选矿物质赋存状态59

4.9.3 难选矿物质种类、成因及其区域分布59

5 煤的孔隙62

5.1 概述62

5.1.1 煤的双重孔隙系统62

5.1.2 煤孔隙、裂隙研究方法62

5.2.1 原生孔64

5.2 煤中孔隙的成因类型64

5.2.3 外生孔65

5.2.2 后生孔65

5.2.4 矿物质孔66

5.3 煤中气孔的发育特征、分布规律及其成因分析67

5.3.1 气孔的形貌特征67

5.3.2 气孔与煤岩有机显微组分的关系68

5.3.3 气孔与煤级的关系69

5.3.4 气孔与煤沉积环境的关系71

5.3.5 气孔及其破裂与连通的成因分析72

5.4 孔隙的演变73

5.3.6 煤中气孔与焦炭气孔的比较73

5.5 孔隙在煤储层中的作用74

5.5.1 孔隙的储集性74

5.5.2 孔隙的连通性和渗透性75

5.5.3 不同级别孔隙对煤储层的作用75

5.6 煤孔隙的研究意义76

6 煤的裂隙77

6.1 裂隙的宏观研究77

6.3 裂隙的成因类型78

6.2 裂隙的扫描电镜研究78

6.3.1 内生裂隙及其发育特征79

6.3.2 外生裂隙及其发育特征81

6.4 裂隙密度与网络82

6.4.1 裂隙密度的计算82

6.4.2 微区裂隙密度与网络84

6.4.3 统计裂隙密度与网络85

6.5 影响裂隙发育的内在因素87

6.5.1 有机组分的影响87

6.5.4 变质程度的影响88

6.5.3 组分厚度的影响88

6.5.2 矿物质的影响88

6.6 裂隙的演变90

6.7 裂隙成因类型的识别91

6.8 裂隙对煤储层渗透率的贡献91

6.9 裂隙发育程度的预测92

6.10 煤的孔隙-裂隙系统和煤层气储运模式探讨92

7 煤体结构95

7.1 原生煤及其岩石结构特征95

7.1.1 层面和层理95

7.1.2 断口形态96

7.1.3 原生煤的层状结构97

7.2 变形煤及其研究概况97

7.3 变形煤的显微构造98

7.3.1 角砾与褶皱98

7.3.2 碎粒与糜棱质99

7.3.3 滑移面、磨擦面和脱落膜100

7.3.4 变形煤中的裂隙101

7.4 煤层的变形特征103

7.4.1 组分的变形差异103

7.4.2 不同煤级煤的变形差异104

7.4.3 煤层纵向上的变形差异105

7.4.4 煤层横向上的变形差异106

7.5 煤体结构的定量参数108

7.6 煤体结构对煤储层性能的影响110

参考文献111

英文目录115

英文摘要119

图版英文说明123

图版及中文说明147