第1章 绪论 1
1.1煤中氮元素的研究现状 1
1.1.1煤中有机氮含量的研究 1
1.1.2煤中有机氮形态的研究 2
1.1.3煤中有机氮同位素组成的研究 2
1.2煤层气中氮气的研究 3
1.2.1煤层气中N2含量的研究 3
1.2.2煤层气中N2同位素组成的研究 3
1.3含铵黏土矿物的研究 4
1.4本书主要内容 5
1.4.1有机氮的研究 5
1.4.2含铵黏土矿物研究 5
1.4.3煤层气中氮气的研究 6
1.4.4煤中氮元素成岩转化机理研究 6
第2章 研究区地质概况 7
2.1山西沁水煤田地质概况 7
2.1.1北部阳泉地区 8
2.1.2南部晋城-长治地区 11
2.2太行山东麓煤田地质概况 15
2.2.1邯峰矿区 15
2.2.2安鹤矿区 19
2.3京西煤田地质概况 22
2.3.1含煤地层 22
2.3.2地质构造 24
2.3.3岩浆活动 24
2.3.4煤层及煤质特征 24
2.3.5沉积环境 26
2.4黑龙江东部煤田地质概况 26
2.4.1含煤地层 26
2.4.2地质构造 27
2.4.3岩浆活动 28
2.4.4煤层及煤质 28
2.4.5沉积环境 28
第3章 煤中有机氮研究 29
3.1研究方法 29
3.1.1半微量凯氏定氮法 29
3.1.2X光电子能谱分析（XPS） 32
3.1.3湿氧化法测样品中氮同位素 35
3.2煤中有机氮含量 36
3.2.1煤化作用对煤中有机氮含量的影响 38
3.2.2成煤时代对煤中有机氮含量的影响 39
3.3煤中有机氮形态 42
3.3.1煤中有机氮XPS分析 43
3.3.2煤化作用对煤中有机氮形态的影响 44
3.4煤中有机氮同位素组成 52
3.4.1煤化作用对煤中有机氮同位素组成的影响 54
3.4.2成煤时代对煤中有机氮同位素组成的影响 55
第4章 煤的热解实验 58
4.1研究方法 58
4.1.1热重分析法（TG） 58
4.1.2气相红外光谱法（IR） 58
4.1.3气相质谱法（MS） 61
4.1.4热重-红外-质谱联用分析 61
4.2实验分析 62
4.2.1样品选取、制备 62
4.2.2热重分析 63
4.2.3质谱分析 64
4.2.4红外光谱分析 72
4.3煤中有机氮的释放机理 76
第5章 含铵黏土矿物研究 78
5.1研究方法 78
5.1.1X射线衍射分析（XRD） 78
5.1.2傅里叶红外光谱分析（IR） 81
5.1.3热重-差示扫描量热-气相红外光谱同步分析（TG-DSC-IR） 81
5.1.4扫描电镜＋能谱分析（SEM＋EDX） 82
5.1.5拉曼光谱分析 83
5.2铵伊利石矿物学研究 85
5.2.1X射线衍射分析 86
5.2.2红外光谱分析 105
5.2.3热重-差示扫描量热-红外光谱同步分析 106
5.2.4扫描电镜＋能谱分析 107
5.2.5拉曼光谱分析 109
5.2.6NH4＋/（NH4＋＋K＋） 112
5.2.7NH4＋来源 115
5.2.8铵伊利石成因 115
5.3其他类型黏土矿物 120
5.3.1铵伊利石/蒙皂石间层矿物 120
5.3.2高岭石 128
5.3.3累托石 128
5.3.4钠云母 131
5.3.5珍珠云母 134
5.3.6绿泥石、绿/蒙间层以及柯绿泥石 136
第6章 华北地区煤层黏土岩夹矸地球化学研究 137
6.1研究方法 137
6.1.1X射线荧光分析（XRF） 137
6.1.2电感耦合等离子质谱分析（ICP-MS） 139
6.2常量元素含量反赋存特征 142
6.2.1常量元素含量 145
6.2.2常量元素赋存特征 148
6.3微量元素含量及赋存特征 151
第7章 含铵黏土矿物组合与沉积环境 171
7.1盐度计算方法 171
7.1.1B元素法 171
7.1.2B/Ga法 172
7.2含铵黏土矿物组合类型 172
7.3不同沉积环境中的黏土矿物组合 179
第8章 含铵黏土矿物矸石风化实验与氮污染 184
8.1实验方法 184
8.1.1含铵矸石静态淋滤实验 184
8.1.2含铵矸石动态淋滤实验 185
8.1.3铵伊利石中NH4＋可交换性实验 188
8.1.4铵伊利石热稳定性实验 188
8.2实验结果分析 189
8.2.1静态淋滤实验结果分析 189
8.2.2动态淋滤实验结果分析 193
8.2.3铵伊利石中NH4＋可交换性实验 198
8.2.4铵伊利石热稳定性实验结果分析 201
8.2.5煤矸石堆周围水体及土壤中的氮实例分析 206
第9章 煤层气中氮的研究 208
9.1研究方法 208
9.1.1采样方法 208
9.1.2气相色谱分析 209
9.1.3气相色谱-同位素质谱联用分析 210
9.2煤层气中氮气浓度 211
9.3煤层气中氮同位素组成 218
9.4煤层气中氮气产生影响因素 224
第10章 煤层中的氮成岩转化机理研究 225
10.1有机氮与含铵黏土矿物成因联系 225
10.2有机氮与氮气成因联系 228
10.3含铵黏土矿物与氮气成因联系 228
10.4含煤地层中氮的成岩转化 229
10.4.1有机氮 229
10.4.2煤层气中氮气 229
10.4.3含铵黏土矿物 229
第11章 含铵矿物研究的地质及环境意义 231
11.1含铵矿物与全球氮循环 231
11.1.1含铵矿物中氮的来源 231
11.1.2铵云母与变质作用 232
11.1.3含氮矿物与地幔 233
11.1.4水铵长石与岩浆作用 233
11.1.5表生成岩作用 234
11.2含铵黏土矿物对石油生成及其运移的示踪意义 235
11.2.1石油的生成 235
11.2.2石油的运移 236
11.3含铵矿物与地质温度计 237
11.3.1铵伊利石地质温度计 237
11.3.2铵云母地质温度计 239
11.4含铵黏土矿物作为煤层气示踪剂 239
11.5含铵矿物对成矿作用的示踪 240
11.6大气中的铵盐 242
11.7含铵矿物与土壤 243
11.8含铵黏土矿物与水污染 244
参考文献 246
图版 255