岩浆接触变质煤结构特征的谱学研究.docx

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1、第卷，第期光谱学与光谱分析，，３３１０Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１０ｐｐ２８６１２８６４２０１３年１０月ＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１３岩浆接触变质煤结构特征的谱学研究吴盾，孙若愚，刘桂建，袁自娇中国科学院壳幔物质与环境重点实验室，中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽合肥２３００２６摘要为了探讨岩浆侵入对煤结构参数的演化规律，对淮南煤田朱集区１３４钻孔内岩浆接触带两侧的４个煤样品进行了Ｘ射线衍射和激光共焦显微拉曼光谱测试和分析。结果表明：煤的ＸＲＤ光谱均显示出较高的背景强度，在２６°与４２°附近出现明显的石墨衍射峰；煤的拉曼光谱在１０

2、００～２０００ｃｍ－１波数范围内有两个明显的振动峰，分别为宽缓的Ｄ峰（１３２８～１３６９ｃｍ－１）和尖锐的Ｇ峰（１５６４～１５９９ｃｍ－１）。在岩浆侵入的影响下，煤结构参数的变化与煤级的变化有很好的相关性。关键词；；；接触变质煤煤结构参数ＸＲＤ激光Ｒａｍａｎ光谱中图分类号：文献标识码：：／（）Ｐ５７４．１＋１Ａ犇犗犐１０．３９６４ｊ．ｉｓｓｎ．１００００５９３２０１３１０２８６１０４引言１实验部分近年来，样品取自淮南煤田朱集矿区１３４钻孔内侵入岩体两侧Ｘ射线衍射和激光共焦显微拉曼光谱技术广泛用于测定并分析煤的结构参数［１，２］。（）。，（Ｘ射线衍射分析技术可的４个煤样品表１脱灰前各煤

3、样品均磨成粉末状２００以快速、有效地确定碳质材料的结构参数，即煤中芳香族化目），并对其进行工业分析和元素分析，分析数据见表２。合物结构（）、层间距（）、芳香层片直径（）和层片堆犳ａ犱００２犔ａ［３，４］光谱分析技术用来表征石墨等砌高度（）；激光Ｒａｍａｎ犜犪犫犾犲１犚犪狀犽狊犪狀犱犚０狅犳狋犺犲犮狅犪犾狊犪犿狆犾犲狊狊狋狌犱犻犲犱犔ｃ碳质材料的结构特征；煤的拉曼光谱具有两个特征谱带，分／Ｃｏａｌｒａｎｋ／ＳａｍｐｌｅｓＤｉｓｔａｎｃｅｔｏｔｈｅｉｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｙｍ犚０％（－１）（－１），Ｎｏ．１（）Ｆａｔｃｏａｌ１．０３＋１．５Ｉｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｙｏｎ别为Ｇ带１５８２ｃ

4、ｍ和Ｄ带１３５７ｃｍ其强度反映了碳物质结构的有序程度，并能够指示碳物质中存在的结构缺Ｎｏ．２（）Ｌｅａｎｃｏａｌ１．５７＋１．１Ｉｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｙｏｎ［，］Ｎｏ．３（）Ｃｏｋｉｎｇｃｏａｌ１．４８陷５６。－１．７ＩｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｙｕｎｄｅｒＮｏ．４（）Ｇａｓｃｏａｌ０．７８以往探讨岩浆侵入对煤结构影响的研究侧重于对煤化学－２．４Ｉｎｔｒｕｓｉｖｅｂｏｄｙｕｎｄｅｒ性质的研究［７］。本工作运用ＸＲＤ和激光Ｒａｍａｎ光谱技术对接触变质煤的结构参数进行系统研究，并试图从岩浆侵入作为了避免煤中矿物质对ＸＲＤ和激光Ｒａｍａｎ光谱实验结用对煤化学结构的影响层面对岩浆侵入对煤结构影

5、响进行解果的影响，实验前各煤样品均要进行脱矿物处理。具体的脱［］。释。灰方法见文献８犜犪犫犾犲２犘狉狅狓犻犿犪狋犲犪狀犱狌犾狋犻犿犪狋犲犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳狋犺犲犮狅狀狋犪犮狋犿犲狋犪犿狅狉狆犺犻犮犮狅犪犾狊（／）（／）ＳａｍｐｌｅｓＰｒｏｘｉｍａｔｅａｎａｌｙｓｉｓａｉｒｄｒｙｂａｓｅ％Ｕｌｔｉｍａｔｅａｎａｌｙｓｉｓｄｒｙａｓｈｆｒｅｅｂａｓｅ％ＭｏｉｓｔｕｒｅＡｓｈＶｄａｆＣＨＮＯＳＮｏ．１１．４９２１．２３３２．９９８５．６２５．３９１．４８７．０５０．４６Ｎｏ．２２．９５３８．３０１５．７０９０．８９４．５５０．９６３．０２０．５８Ｎｏ．３２．０１３３．９５１９．８８８９．

6、４８５．１９１．３７３．４５０．５１Ｎｏ．４１．３４１９．１９３６．４１８２．３６５．８０１．６８９．６７０．４９收稿日期：２０１３０１２２，修订日期：２０１３０４１０基金项目：国家自然科学基金项目（４１１７３０３２）和淮南矿业集团科技创新项目共同资助作者简介：吴盾，１９８５年生，中国科学技术大学地球和空间科学学院博士研究生ｅｍａｉｌ：ａｄａｍ８５４６２１＠１６３．ｃｏｍ通讯联系人ｅｍａｉｌ：ｌｇｊ＠ｕｓｔｃ．ｅｄｕ．ｃｎ２８６２光谱学与光谱分析第３３卷检测煤样品的ＸＲＤ仪器型号为Ｘ’ＰｅｒｔＰＲＯ型，Ｃｕ犓α靶。步进式扫描，扫描范围２θ＝１０°～７０°。激光Ｒａｍａｎ光谱仪器型号为

7、ＬａｂＲＡＭＨＲ型，使用ＮｄＹＡＧ激光器作激发光源，激发线波长５１４．５ｎｍ，激光输出功率约为１．２０ｍＷ，照射在样品表面上的功率约为２ｍＷ。每个样品中选取３个不同颗粒进行拉曼光谱检测，检测后的拉曼光谱均经过基线校正处理。２结果与讨论２１接触变质煤的犡射线衍射分析各煤样品在脱矿物处理后，其ＸＲＤ图谱（图１）表明：各煤样品均包含有一定数量的结晶碳，使得衍射图谱分别在２６°与４２°附近出现明显的石墨衍射峰，即００２峰和１００峰；高煤级样品的００２晶面衍射峰高且