煤对应力和应变环境特别敏感,煤结构演化的力化学作用是一个新课题。本项目从宏观、微观到分子级三个层次上对比分析构造煤结构演化和生烃机制。①揭示力化学煤结构演化及阶段性。分析煤力化学作用大分子结构演化规律和低分子化合物组成,提出了煤化度指标(P),发现Ro,max为1.3%左右,之前,以力化学降解为主,之后,以力化学缩聚为主。②发现力化学作用煤分子标志。分析构造煤较共生原生结构煤不同极性溶剂萃取率、正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类和甾烷参数变化,表明低分子化合物以填充、镶嵌两种方式,囿于大分子网络结构之中,构造煤的氯仿萃取率比原生结煤高,但饱和烃含量低,证实构造煤具有超前演化,揭示煤的力化学作用降解、缩聚、重排和煤中烃的迁移现象。③揭示煤变形、变质和力化学生烃特征。进行不同温压条件力学变形机制的实验,构造煤动力变质特征明显,热解生烃潜能小,表现为超前演化。④总结煤的力化学作用机制,提出瓦斯突出煤体的分类方案。构造煤形成存在力化学缩聚、力化学降解、芳构化、构造异构与分子重排及煤微晶取向生长等机制。深化了对构造煤的认识,为研究突出机理提供新思维,丰富煤动力变质作用和煤成烃理论。
英文主题词mechanochemity; coal structure; tectonically deformed coal; hydrocarbon generation potential