沁水盆地是我国目前煤层气勘探和研究程度最高的盆地，但是对煤中矿物的研究相对薄弱。代世峰教授团队以该矿区主采煤层为主要研究对象，研究了煤中矿物的赋存状态、地质成因和演化特征，对该盆地煤层气富集机理提供了矿物学的证据。
沁水盆地晋城煤田的煤中矿物组成主要是氨伊利石和高岭石，有含量不等的叶腊石、绿泥石、黄铁矿和方解石，以及少量的锐钛矿、金红石、硬水铝石、磷铝铈矿和氟碳钙铈矿。高岭石主要形成于成岩作用时期，随着煤级的提高，部分高岭石在热液作用下演变成系列层状硅酸盐矿物。煤中氨伊利石是成岩作用形成的高岭石经过伊利石化作用的产物，氨伊利石中的氮由有机质在煤阶演化的过程中释放而提供。这一过程发生在烟煤形成的最后阶段。叶腊石是高煤阶煤演化过程中高岭石与石英反应的产物。锂绿泥石的含量在晋城煤中富集，是高岭石与锂离子反应的产物。
煤层中的夹矸与顶底板中的矿物组合明显不同于煤本身中的矿物，其中部分氨伊利石的形成是因为铵根离子对伊利石中钾离子的替换所导致。结晶较好的伊利石可能由碎屑成因的伊利石在煤阶提高的过程中经过重结晶形成。夹矸和顶底板中往往不含或者只有极少量的叶腊石，这可能是由于夹矸和顶底板中几乎不含热液成因的高岭石；叶腊石形成于变质作用后期。绿泥石则很少出现在较厚的夹矸中，这与厚层夹矸的渗透率低有关，没有能够提供含铁镁溶液的通道。
代世峰教授为该文的通讯作者，共同作者为赵蕾博士、澳大利亚新南威尔士大学Colin Ward、David French和Ian Graham教授，以及研究生杨超和张思雨。该研究主要受国家自然科学基金国际合作重点项目、国家973项目、高等学校学科创新引智计划等资助。论文链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166516217308662
图1 晋城煤中充填于胞腔的高岭石和氨伊利石，充填于裂隙中的高岭石和叶腊石
