本書詳細和系統(tǒng)的研究了含煤地層中三種不同賦存狀態(tài)形態(tài)的氮：煤分子結(jié)構中的有機氮、煤層氣中的分子氮（氮氣）、銨伊利石粘土礦物中的無機氮。采用煤地質(zhì)學、煤地球化學、有機巖石學、礦物學、巖石學等研究手段和方法，探討了不同形態(tài)氮之間的成因聯(lián)系，建立了煤層中不同形態(tài)氮之間的成巖轉(zhuǎn)化機制，最后對含銨伊利石矸石在風化過程中產(chǎn)生的氮污染以及氮的地球化學循環(huán)進行了探討。
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目錄
前言
第1章 緒論1
1.1煤中氮元素的研究現(xiàn)狀1
1.1.1煤中有機氮含量的研究1
1.1.2煤中有機氮形態(tài)的研究2
1.1.3煤中有機氮同位素組成的研究2
1.2煤層氣中氮氣的研究3
1.2.1煤層氣中N2含量的研究3
1.2.2煤層氣中N2同位素組成的研究3
1.3含銨黏土礦物的研究4
1.4本書主要內(nèi)容5
1.4.1有機氮的研究5
1.4.2含銨黏土礦物研究5
1.4.3煤層氣中氮氣的研究6
1.4.4煤中氮元素成巖轉(zhuǎn)化機理研究6
第2章 研究區(qū)地質(zhì)概況7
2.1山西沁水煤田地質(zhì)概況7
2.1.1北部陽泉地區(qū)8
2.1.2南部晉城長治地區(qū)11
2.2太行山東麓煤田地質(zhì)概況15
2.2.1邯峰礦區(qū)15
2.2.2安鶴礦區(qū)19
2.3京西煤田地質(zhì)概況22
2.3.1含煤地層22
2.3.2地質(zhì)構造24
2.3.3巖漿活動24
2.3.4煤層及煤質(zhì)特征24
2.3.5沉積環(huán)境26
2.4黑龍江東部煤田地質(zhì)概況26
2.4.1含煤地層26
2.4.2地質(zhì)構造27
2.4.3巖漿活動28
2.4.4煤層及煤質(zhì)28
2.4.5沉積環(huán)境28
第3章 煤中有機氮研究29
3.1研究方法29
3.1.1半微量凱氏定氮法29
3.1.2X光電子能譜分析（XPS）32
3.1.3濕氧化法測樣品中氮同位素35
3.2煤中有機氮含量36
3.2.1煤化作用對煤中有機氮含量的影響38
3.2.2成煤時代對煤中有機氮含量的影響39
3.3煤中有機氮形態(tài)42
3.3.1煤中有機氮XPS分析43
3.3.2煤化作用對煤中有機氮形態(tài)的影響44
3.4煤中有機氮同位素組成52
3.4.1煤化作用對煤中有機氮同位素組成的影響54
3.4.2成煤時代對煤中有機氮同位素組成的影響55
第4章 煤的熱解實驗58
4.1研究方法58
4.1.1熱重分析法（TG）58
4.1.2氣相紅外光譜法（IR）58
4.1.3氣相質(zhì)譜法（MS）61
4.1.4熱重紅外質(zhì)譜聯(lián)用分析61
4.2實驗分析62
4.2.1樣品選取、制備62
4.2.2熱重分析63
4.2.3質(zhì)譜分析64
4.2.4紅外光譜分析72
4.3煤中有機氮的釋放機理76
第5章 含銨黏土礦物研究78
5.1研究方法78
5.1.1X射線衍射分析（XRD）78
5.1.2傅里葉紅外光譜分析（IR）81
5.1.3熱重差示掃描量熱氣相紅外光譜同步分析（TGDSCIR）81
5.1.4掃描電鏡+能譜分析（SEM+EDX）82
5.1.5拉曼光譜分析83
5.2銨伊利石礦物學研究85
5.2.1X射線衍射分析86
5.2.2紅外光譜分析105
5.2.3熱重差示掃描量熱紅外光譜同步分析106
5.2.4掃描電鏡+能譜分析107
5.2.5拉曼光譜分析109
5.2.6NH+4/(NH+4+K+)112
5.2.7NH+4來源115
5.2.8銨伊利石成因115
5.3其他類型黏土礦物120
5.3.1銨伊利石/蒙皂石間層礦物120
5.3.2高嶺石128
5.3.3累托石128
5.3.4鈉云母131
5.3.5珍珠云母134
5.3.6綠泥石、綠/蒙間層以及柯綠泥石136
第6章 華北地區(qū)煤層黏土巖夾矸地球化學研究137
6.1研究方法137
6.1.1X射線熒光分析（XRF）137
6.1.2電感耦合等離子質(zhì)譜分析（ICPMS）139
6.2常量元素含量反賦存特征142
6.2.1常量元素含量145
6.2.2常量元素賦存特征148
6.3微量元素含量及賦存特征151
第7章 含銨黏土礦物組合與沉積環(huán)境171
7.1鹽度計算方法171
7.1.1B元素法171
7.1.2B/Ga法172
7.2含銨黏土礦物組合類型172
7.3不同沉積環(huán)境中的黏土礦物組合179
第8章 含銨黏土礦物矸石風化實驗與氮污染184
8.1實驗方法184
8.1.1含銨矸石靜態(tài)淋濾實驗184
8.1.2含銨矸石動態(tài)淋濾實驗185
8.1.3銨伊利石中NH+4可交換性實驗188
8.1.4銨伊利石熱穩(wěn)定性實驗188
8.2實驗結(jié)果分析189
8.2.1靜態(tài)淋濾實驗結(jié)果分析189
8.2.2動態(tài)淋濾實驗結(jié)果分析193
8.2.3銨伊利石中NH+4可交換性實驗198
8.2.4銨伊利石熱穩(wěn)定性實驗結(jié)果分析201
8.2.5煤矸石堆周圍水體及土壤中的氮實例分析206
第9章 煤層氣中氮的研究208
9.1研究方法208
9.1.1采樣方法208
9.1.2氣相色譜分析209
9.1.3氣相色譜同位素質(zhì)譜聯(lián)用分析210
9.2煤層氣中氮氣濃度211
9.3煤層氣中氮同位素組成218
9.4煤層氣中氮氣產(chǎn)生影響因素224
第10章 煤層中的氮成巖轉(zhuǎn)化機理研究225
10.1有機氮與含銨黏土礦物成因聯(lián)系225
10.2有機氮與氮氣成因聯(lián)系228
10.3含銨黏土礦物與氮氣成因聯(lián)系228
10.4含煤地層中氮的成巖轉(zhuǎn)化229
10.4.1有機氮229
10.4.2煤層氣中氮氣229
10.4.3含銨黏土礦物229
第11章 含銨礦物研究的地質(zhì)及環(huán)境意義231
11.1含銨礦物與全球氮循環(huán)231
11.1.1含銨礦物中氮的來源231
11.1.2銨云母與變質(zhì)作用232
11.1.3含氮礦物與地幔233
11.1.4水銨長石與巖漿作用233
11.1.5表生成巖作用234
11.2含銨黏土礦物對石油生成及其運移的示蹤意義235
11.2.1石油的生成235
11.2.2石油的運移236
11.3含銨礦物與地質(zhì)溫度計237
11.3.1銨伊利石地質(zhì)溫度計237
11.3.2銨云母地質(zhì)溫度計239
11.4含銨黏土礦物作為煤層氣示蹤劑239
11.5含銨礦物對成礦作用的示蹤240
11.6大氣中的銨鹽242
11.7含銨礦物與土壤243
11.8含銨黏土礦物與水污染244
參考文獻246
圖版255
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