【48812】地空学院发现煤蜕变进程煤中多环芳烃组成与煤体结构演化的相关

  多环芳烃是环境中的一类持久性有机污染物，具有“三致”效应（致癌、致畸、致骤变），遭到国内外学者的广泛重视，煤中含有很多的多环芳烃（1–2500μg/g），它们以“活动相”的方式赋存于煤的三维网状大分子骨架结构中。在煤的蜕变进程中，煤中多环芳烃参加煤体结构的演化进程，因而能用来反演煤化进程的信息。另一方面，因为芳烃大π键共轭体系的存在使其结构相对来说比较稳定，因而多环芳烃在煤有机地球化学的研讨中占有重要位置。

  那么，在长时间的地质演化史中，煤中多环芳烃是怎么构成的呢？不同时期煤炭中多环芳烃的来历有什么不同，受什么操控？我国科学技术大学地空学院的刘桂建教授研讨组经过对采自我国和美国多个煤田的煤样品中多环芳烃的剖析并结合对煤体结构及重要官能团的研讨，发现煤中多环芳烃的组成与煤蜕变效果进程中煤体结构的演化很有亲近的联络。该研讨成果最近宣布在重要地球化学期刊Earth-ScienceReviews上。

  刘桂建教授研讨组经过对采自美国伊利诺伊州和我国华北聚煤盆地东南缘的不同蜕变效果类型的煤中多环芳烃的赋存、散布和演化规则进行一系列研讨，定量解析了岩浆热力蜕变效果下煤体结构和煤中多环芳烃的演化形式以及海、陆相沉积环境下煤中多环芳烃的赋存和演化特征，并对煤蜕变效果进程煤体结构和煤中多环芳烃的耦合机制进行深入探讨。经过归纳剖析其它历史数据发现，煤中多环芳烃首要来自于成煤前驱体（如植物遗骸和微生物），伴随着煤化程度的升高，含有2-6芳香环多环芳烃在地温、压力效果下发生化学割裂和化学重排，构成热动力学稳定性更高的高环芳烃化合物。这一热动力学的科学现象形成煤中PAHs的组成与煤体结构之间有规则的呼应联系。在整个煤化效果进程中，煤中多环芳烃的化学结构演化进程遭到各种聚煤条件和地质活动的影响，如沉积环境、古盐度及细菌活动性、氧化复原电位、地壳运动等。研讨还发现地质史上的成煤时期从前发生的全球性野火事情和区域性岩浆侵入导致煤中多环芳烃的出现异常赋存现象，大多数表现在煤化效果的加深导致煤体结构不断演化，由此引起的脱羧和缩合反响促进煤层的芳香度不断升高以及芳香层数继续不断的添加；此外，激光共焦显微拉曼光谱剖析依据成果得出，岩浆侵入所发生的“烘烤、揉捏、剪切”等热力和应力效果，使得煤中脂肪族、脂环族及侧链掉落速度加速和芳香族化合物结构有序程度进步。

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