构造应力对煤化作用的影响——应力降解机制与应力缩聚机制

压力因素在煤化作用中的意义是一个长期争议的问题,其主要原因在于混淆了地层压力和构造应力两种不同性质的“压力”作用,前者有利于物理煤化作用但抑制化学煤化作用,后者对物理煤化作用和化学煤化作用均具有促进作用.与有机大分子演化途径相适应,构造应力影响化学煤化作用存在两种基本机制—应力降解和应力缩聚.应力降解是指构造应力以机械力或动能形式作用于煤有机大分子,使煤芳环结构上的侧链、官能团等分解能较低的化学键断裂,降解为分子量较小的自由基团,以流体有机质形式(烃类)逸出的过程.应力缩聚是指在各向异性的构造应力作用下,煤芳环叠片通过旋转、位移、趋于平行排列使秩理化程度提高,基本结构单元定向生长和优先拼叠、芳香稠环体系增大的过程.采用X衍射(XRD)、傅立叶红外(FTIR)和岩石热解(Rock-Eval)等技术,进行构造煤系列和非构造煤系列的对比分析,结果表明,构造变形煤具有脂族吸收峰弱而芳核吸收峰强、热解生烃潜力相对较低、基本结构单元增大等显著特征.应力降解和应力缩聚机制的提出,并未否认有机质演化的温度主导作用,只是强调构造应力在煤化作用中的“催化”意义.