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绪论1

一、煤成烃的含义与概念1

二、煤成烃地球化学的研究内容2

三、国外煤成气勘探与煤成气地球化学研究概况3

四、国外煤成油地球化学研究概况5

五、煤成烃地球化学在我国的发展6

第一章煤和煤岩组成概述8

第一节成煤物质和成煤作用8

一、成煤物质8

二、成煤环境9

三、成煤作用的生物化学作用阶段10

四、成煤作用的热演化阶段12

第二节煤岩组成和分类14

一、煤岩的宏观组成14

二、煤的显微组成划分方案15

三、煤岩组分和亚组分17

第三节煤的成因类型27

一、腐殖煤28

二、残殖煤29

三、腐泥煤31

第四节煤化作用中煤及煤岩组成、性质的变化规律32

一、煤化作用中镜质组的变化32

二、煤化作用中稳定组的变化33

三、煤化作用中丝质组的变化35

第二章煤成烃的模拟实验37

第一节 研究概况37

第二节 煤成烃的热力学38

第三节煤成烃热模拟实验方法40

一、煤成烃模拟实验主要方法40

二、模拟实验常用设备41

三、实验条件选择43

第四节煤成烃几种模拟实验体系和结果的讨论46

一、煤成烃模拟实验的可行性46

二、实验结果应用实例48

第三章煤成气的产率和组成特征52

第一节煤成气的产率52

一、煤成气产率的表示法52

二、不同煤岩组分的产气率55

三、产气率与煤化作用阶段60

第二节煤成气的组分特征65

一、煤成气组分测试项目和指标65

二、母质类型与热成因气的气体组成66

三、热解成因气体组成与煤化作用阶段76

第三节实验条件对热模拟结果的影响81

一、实验体系的影响81

二、压力的影响82

三、温度的影响83

四、时间的影响83

五、矿物的催化作用84

第四节煤成气组成判识86

一、气源岩判识86

二、成熟度判识87

三、热解气与天然气的差异87

第四章煤成烃的同位素组成特征89

第一节 概述89

第二节天然稳定同位素的分馏机理90

一、同位素的基本概念90

二、同位素丰度及其变化90

三、同位素分馏机理92

第三节煤成烃的同位素测定94

一、有机碳、氢同位素分析样制备方法94

二、同位素分析样制备装置95

三、煤中有机硫同位素分析98

四、质谱同位素分析101

第四节煤成烃的稳定同位素组成103

一、天然气全烃及甲烷的碳、氢同位素组成103

二、煤和沥青中的碳、氢同位素组成108

三、凝析油的碳、氢同位素组成109

第五节煤成烃的同位素鉴别模式111

一、煤成烃的碳、氢同位素鉴别模式111

二、煤成烃的碳、氢同位素组成特征112

三、凝析油的碳、氢同位素组成113

四、煤成烃的碳、氢同位素鉴别指标113

第五章含煤盆地中稀有气体同位素组成特征114

第一节 概述114

第二节稀有气体的物理化学性质及测试方法114

一、常数、计算及换算因子114

二、捕获、吸附、溶解及解离115

三、测试方法116

第三节稀有气体的地质地球化学特性及判识指标118

一、丰度118

二、稀有气体的组成及同位素比值特征120

三、火成岩、喷发岩、地幔中的氦、氩及同位素比值121

第四节含煤盆地中稀有气体同位素组成特征及判别应用122

一、水和沉积岩中氦、氩同位素组成122

二、含煤(油、气)盆地中氦、氩同位素组成126

三、盆地中氦、氩的聚集、扩散、积累效应特征127

四、我国几个含煤(油、气)盆地中稀有气体同位素的组成特征及判别模式129

第六章煤中可溶有机质与生物标志物138

第一节概述138

一、煤中可溶有机质138

二、研究目的与现状138

第二节煤中可溶有机质分离分析方法139

一、煤中可溶有机质分离分析流程139

二、抽提物的分离技术143

第三节煤中可溶有机质丰度及族组成146

一、煤中可溶有机质的丰度146

二、煤中可溶有机质的组成148

第四节煤的生物标志物组成149

一、生物标志物的确认技术与定量方法149

二、烷烃与烯烃153

三、芳烃157

四、脂肪酸、醇和酮类162

五、有机色素类164

六、杂环化合物165

七、煤中生物标志物分布特征166

第七章特种煤的生物标志物169

第一节 概述169

第二节抚顺煤树脂体170

一、烷烃和芳烃组成的一般特征171

二、二萜类172

三、二萜类的类型与碳数分布175

第三节云南泥炭藓煤176

一、云南泥炭藓煤生物标志物分布特征176

二、云南泥炭藓煤结构体、木质煤、碎屑煤和丝质煤的生物标志物组成对比181

第四节河北苏桥残殖煤182

一、烷烃184

二、芳烃187

第五节 浙江长广和江西乐平树皮煤190

第六节贵州水城烛藻煤191

一、烷烃192

二、芳烃193

三、未知化合物193

第七节 几种富氢特种煤的生物标志物特征195

第八章煤的谱学性质与结构特征197

第一节概述197

一、煤的谱学研究内容197

二、煤的谱学研究概况197

第二节煤的核磁共振(NMR)谱199

一、核磁共振原理和方法199

二、固态核磁共振谱在煤成熟度中的应用202

三、煤的固态13C-NMR化学结构研究211

四、液体1H-，13C-NMR谱的应用217

第三节煤的电子顺磁共振219

一、电子顺磁共振原理及参数219

二、煤的电子顺磁共振研究与应用222

三、沥青的电子顺磁共振研究与应用224

第四节煤的红外光谱226

一、红外光谱原理与特征226

二、红外光谱在煤母质类型判识中的应用228

三、应用红外光谱法研究煤成熟度231

第五节 煤的X射线光电子能谱240

第六节煤的结构特征和结构模型243

一、概述243

二、煤的基本结构单元243

三、煤中间相产物的结构形态247

四、煤的分子结构模型247

第九章煤成烃成因253

第一节概述253

一、煤成烃成因研究253

二、腐殖煤成烃母质的复杂性与多样性254

三、腐殖煤的母质与生烃能力256

第二节煤及煤岩组分的演化与生烃性能258

一、煤的热演化与生烃性能258

二、煤岩显微组分的演化与生烃能力260

三、镜质组亚显微组分的演化与生烃能力262

第三节煤成气类型与成因266

一、煤成气组成性质与类型划分266

二、煤成气母质类型269

三、煤成气母质热演化与二次成气271

第四节煤成油类型与成因274

一、煤成油性质与类型274

二、煤成油生油层及其形成条件277

三、煤成油母质热演化与未成熟油281

第五节 煤成烃成因模式283

第十章煤成烃综合判识287

第一节 概述287

第二节煤成气综合判识290

一、煤成气判识指标290

二、国外煤成气综合判识模式291

三、我国煤成气判识与综合判识模式297

四、煤成气综合判识的必要性304

第三节煤成油特征与判识304

一、煤成油的成因特点与煤成油判识304

二、煤成油的地球化学特征与煤成油判识304

三、煤成油的生物标志物组成特征与煤成油判识314

第四节 影响煤成烃判识指标应用的因素322

第十一章煤成烃评价326

第一节煤成烃源岩评价的特点和方法326

一、煤成烃源岩评价的特点326

二、煤成烃源岩评价的方法327

第二节煤成烃产出和聚集条件331

一、煤化作用与煤成烃331

二、煤成烃的运、聚特点334

三、煤成烃封盖条件335

第三节煤成烃储集的主要类型336

一、煤层瓦斯和煤层油336

二、煤成烃构造圈闭和非构造圈闭实例337

第四节煤成烃资源量计算法342

一、生-聚资源量计算法342

二、储-聚资源量计算法347

第五节我国煤成烃的勘探前景348

一、煤成烃的产出规模和条件分析348

二、含煤盆地煤成烃勘探前景分析352

三、煤成油前景分析354

参考文献356

图版说明372