煤层中的氮及含氮粘土矿物研究

　　本书详细和系统的研究了含煤地层中三种不同赋存状态形态的氮：煤分子结构中的有机氮、煤层气中的分子氮（氮气）、铵伊利石粘土矿物中的无机氮。采用煤地质学、煤地球化学、有机岩石学、矿物学、岩石学等研究手段和方法，探讨了不同形态氮之间的成因联系，建立了煤层中不同形态氮之间的成岩转化机制，最后对含铵伊利石矸石在风化过程中产生的氮污染以及氮的地球化学循环进行了探讨。

　　刘钦甫，郑启明

前言 第1章绪论 1.1煤中氮元素的研究现状 1.1.1煤中有机氮含量的研究 1.1.2煤中有机氮形态的研究 1.1.3煤中有机氮同位素组成的研究 1.2煤层气中氮气的研究 1.2.1煤层气中N2含量的研究 1.2.2煤层气中N2同位素组成的研究 1.3含铵黏土矿物的研究 1.4本书主要内容 1.4.1有机氮的研究 1.4.2含铵黏土矿物研究 1.4.3煤层气中氮气的研究 1.4.4煤中氮元素成岩转化机理研究 第2章研究区地质概况 2.1山西沁水煤田地质概况 2.1.1北部阳泉地区 2.1.2南部晋城—长治地区 2.2太行山东麓煤田地质概况 2.2.1邯峰矿区 2.2.2安鹤矿区 2.3京西煤田地质概况 2.3.1含煤地层 2.3.2地质构造 2.3.3岩浆活动 2.3.4煤层及煤质特征 2.3.5沉积环境 2.4黑龙江东部煤田地质概况 2.4.1含煤地层 2.4.2地质构造 2.4.3岩浆活动 2.4.4煤层及煤质 2.4.5沉积环境 第3章煤中有机氮研究 3.1研究方法 3.1.1半微量凯氏定氮法 3.1.2X光电子能谱分析（XPS） 3.1.3湿氧化法测样品中氮同位素 3.2煤中有机氮含量 3.2.1煤化作用对煤中有机氮含量的影响 3.2.2成煤时代对煤中有机氮含量的影响 3.3煤中有机氮形态 3.3.1煤中有机氮XPS分析 3.3.2煤化作用对煤中有机氮形态的影响 3.4煤中有机氮同位素组成 3.4.1煤化作用对煤中有机氮同位素组成的影响 3.4.2成煤时代对煤中有机氮同位素组成的影响 第4章煤的热解实验 4.1研究方法 4.1.1热重分析法（TG） 4.1.2气相红外光谱法（IR） 4.1.3气相质谱法（MS） 4.1.4热重—红外—质谱联用分析 4.2实验分析 4.2.1样品选取、制备 4.2.2热重分析 4.2.3质谱分析 4.2.4红外光谱分析 4.3煤中有机氮的释放机理 第5章含铵黏土矿物研究 5.1研究方法 5.1.1X射线衍射分析（XRD） 5.1.2傅里叶红外光谱分析（IR） 5.1.3热重—差示扫描量热—气相红外光谱同步分析（TG—DSC—IR） 5.1.4扫描电镜+能谱分析（SEM+EDX） 5.1.5拉曼光谱分析 5.2铵伊利石矿物学研究 5.2.1X射线衍射分析 5.2.2红外光谱分析 5.2.3热重—差示扫描量热—红外光谱同步分析 5.2.4扫描电镜+能谱分析 5.2.5拉曼光谱分析 5.2.6NH4+／（NH4+K+） 5.2.7NH4+来源 5.2.8铵伊利石成因 5.3其他类型黏土矿物 5.3.1铵伊利石／蒙皂石间层矿物 5.3.2高岭石 5.3.3累托石 5.3.4钠云母 5.3.5珍珠云母 5.3.6绿泥石、绿／蒙间层以及柯绿泥石 第6章华北地区煤层黏土岩夹矸地球化学研究 6.1研究方法 6.1.1X射线荧光分析（XRF） 6.1.2电感耦合等离子质谱分析（ICP—MS） 6.2常量元素含量反赋存特征 6.2.1常量元素含量 6.2.2常量元素赋存特征 6.3微量元素含量及赋存特征 第7章含铵黏土矿物组合与沉积环境 7.1盐度计算方法 7.1.1B元素法 7.1.2B／Ga法 7.2含铵黏土矿物组合类型 7.3不同沉积环境中的黏土矿物组合 第8章含铵黏土矿物矸石风化实验与氮污染 8.1实验方法 8.1.1含铵矸石静态淋滤实验 8.1.2含铵矸石动态淋滤实验 8.1.3铵伊利石中NH4+可交换性实验 8.1.4铵伊利石热稳定性实验 8.2实验结果分析 8.2.1静态淋滤实验结果分析 8.2.2动态淋滤实验结果分析 8.2.3铵伊利石中NH4+可交换性实验 8.2.4铵伊利石热稳定性实验结果分析 8.2.5煤矸石堆周围水体及土壤中的氮实例分析 第9章煤层气中氮的研究 9.1研究方法 9.1.1采样方法 9.1.2气相色谱分析 9.1.3气相色谱—同位素质谱联用分析 9.2煤层气中氮气浓度 9.3煤层气中氮同位素组成 9.4煤层气中氮气产生影响因素 第10章煤层中的氮成岩转化机理研究 10.1有机氮与含铵黏土矿物成因联系 10.2有机氮与氮气成因联系 10，3含铵黏土矿物与氮气成因联系 10.4含煤地层中氮的成岩转化 10.4.1有机氮 10.4.2煤层气中氮气 10.4.3含铵黏土矿物 第11章含铵矿物研究的地质及环境意义 11.1含铵矿物与全球氮循环 11.1.1含铵矿物中氮的来源 11.1.2铵云母与变质作用 11.1.3含氮矿物与地幔 11.1.4水铵长石与岩浆作用 11.1.5表生成岩作用 11.2含铵黏土矿物对石油生成及其运移的示踪意义 11.2.1石油的生成 11.2.2石油的运移 11.3含铵矿物与地质温度计 11.3.1铵伊利石地质温度计 11.3.2铵云母地质温度计 11.4含铵黏土矿物作为煤层气示踪剂 11.5含铵矿物对成矿作用的示踪 11.6大气中的铵盐 11.7含铵矿物与土壤 11.8含铵黏土矿物与水污染 参考文献 图版