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Revisiting the thermally metamorphosed coals of the Transantarctic Mountains, Antarctica
International Journal of Coal Geology ( IF 5.6 ) Pub Date : 2020-08-01 , DOI: 10.1016/j.coal.2020.103550
Margaret M. Sanders , Susan M. Rimmer

Abstract Petrographic and geochemical data for Late Permian coals and carbonaceous shales from the Transantarctic Mountains, Antarctica (source: Polar Rock Repository, PRR), were used to evaluate maturation levels and assess the effects of contact metamorphism. Coals were evaluated for locations in the Southern Transantarctic Mountains, the Central Transantarctic Mountains, and South Victoria Land, including samples from the Buckley, Mt. Glossopteris, and Queen Maud formations and the Weller Coal Measures. These formations have been intruded by sills and dikes of the Jurassic Ferrar Group (177–183 Ma) associated with the breakup of Gondwanaland. Proximate (129 samples), total sulfur (69) analyses, vitrinite reflectance analysis (92), and petrographic composition (34) were determined. One third of the samples have >50% ash yields (dry basis). A subset of samples (87) with 7%. Thus, VM does not reveal true rank of the Antarctic coals. Vitrinite reflectance (Rr) typically surpasses that of inertinite. The VM–Rr relationship for these coals does not follow that of coals matured by normal burial maturation, but more closely follows that of intruded coals. Coke textures, including isotropic coke and anisotropic mosaics, vacuoles, pyrolytic carbon, and coked bitumen are observed, indicating alteration by contact metamorphism and providing insights to the rank of the coal at the time of intrusion. Coarse-grained circular and fine-grained lenticular mosaic textures suggest coal rank at the time of intrusion was medium volatile bituminous coal (maximum vitrinite reflectance ~1.2%). This would imply a burial depth by time of intrusion of ~5–5.5 km (assuming 25 °C/km) or ~ 4 km (assuming 34 °C/km). Modern-day background reflectance levels of ~2.5% Rr indicate continued post-intrusion maturation, possibly due to exposure to higher regional heat flow. Coals and carbonaceous shales from the Polar Rock Repository (PRR) can provide reliable petrographic and maturation data (using reflectance) to help decipher the burial history for various parts of the Transantarctic Mountains. However, geochemical data must be used with caution due to the high original inorganic content, and possible formation of gypsum and changes in VM during long-term storage. HCl-treatment removes some of the neoformed minerals, but samples should be treated extensively with HCl-HF to remove all silicate minerals prior to proximate and ultimate analysis to ensure more reliable data.

中文翻译:

重新审视南极洲横贯南极山脉的热变质煤

摘要 南极洲横贯南极山脉晚二叠世煤和碳质页岩的岩石学和地球化学数据(来源:极地岩石资源库,PRR)被用于评估成熟度和接触变质作用的影响。对位于南横贯南极山脉、中部横贯南极山脉和南维多利亚土地的煤炭进行了评估,包括来自巴克利山的样本。Glossopteris、Queen Maud 地层和 Weller 煤系。这些地层已被侏罗纪费拉尔群(177-183 Ma)的基石和岩脉侵入,与冈瓦纳大陆的解体有关。确定了近似(129 个样品)、总硫(69 个)分析、镜质体反射分析(92 个)和岩相成分(34 个)。三分之一的样品具有 >50% 的灰分产率(干基)。样本子集 (87) 占 7%。因此,VM 没有揭示南极煤的真实等级。镜质体反射率 (Rr) 通常超过惰性。这些煤的 VM-Rr 关系并不遵循通过正常埋藏成熟而成熟的煤,而是更接近于侵入煤的关系。观察到焦炭质地,包括各向同性焦炭和各向异性马赛克、液泡、热解碳和焦化沥青,表明接触变质作用发生了改变,并提供了侵入时煤等级的见解。粗粒圆形和细粒透镜状镶嵌结构表明侵入时的煤级为中等挥发性烟煤(最大镜质反射率~1.2%)。这意味着按侵入时间计算的埋藏深度约为 5-5。5 公里(假设 25 °C/km)或 ~ 4 公里(假设 34 °C/km)。现代背景反射率水平约为 2.5% Rr 表明入侵后持续成熟,可能是由于暴露于更高的区域热流。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。现代背景反射率水平约为 2.5% Rr 表明入侵后持续成熟,可能是由于暴露于更高的区域热流。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。现代背景反射率水平约为 2.5% Rr 表明入侵后持续成熟,可能是由于暴露于更高的区域热流。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。可能是由于暴露于较高的区域热流。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。可能是由于暴露于较高的区域热流。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。来自极地岩石库 (PRR) 的煤和碳质页岩可以提供可靠的岩相学和成熟数据(使用反射率),以帮助破译跨南极山脉各个部分的埋藏历史。然而,地球化学数据必须谨慎使用,因为原始无机物含量高,并且在长期储存过程中可能会形成石膏和 VM 的变化。HCl 处理去除了一些新形成的矿物,但在进行近似和最终分析之前,应使用 HCl-HF 对样品进行广泛处理,以去除所有硅酸盐矿物,以确保获得更可靠的数据。
更新日期:2020-08-01
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