Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
ลักษณะเฉพาะทางธรณีเคมีอินทรีย์ของแหล่งถ่านหินในจังหวัดลำปาง
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
Piyaphong Chenrai
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Geology (ภาควิชาธรณีวิทยา)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Geology
DOI
10.58837/CHULA.THE.2019.243
Abstract
ถ่านหินและหินตะกอนจำนวน 31 ตัวอย่างจากแหล่งถ่านหินแม่ตีบและแหล่งถ่านหินแม่ทานที่ตั้งอยู่ในจังหวัดลำปางทางตอนเหนือของประเทศไทยถูกนำมาศึกษาลักษณะเฉพาะทางธรณีเคมีอินทรีย์ (Organic geochemistry) ผลจากการวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมด (Total organic carbon) พบว่าตัวอย่างถ่านหินจากแหล่งแม่ตีบมีค่าระหว่าง 30.12 - 73.71 wt. % และสูงกว่าตัวอย่างถ่านหินของแหล่งแม่ทานซึ่งมีค่าระหว่าง 23.48 - 52.50 wt. % หินดินดานจากทั้งสองแหล่งมีค่าใกล้เคียงกันระหว่าง 4.82 - 19.49 wt. % ในแหล่งแม่ตีบ และ 14.00 - 24.87 wt. % ในแหล่งแม่ทาน ค่าที่น้อยที่สุดของปริมาณสารอินทรีย์ทั้งหมดปรากฏในตัวอย่างหินโคลนซึ่งมีค่าระหว่าง 0.88 – 4.92 wt. % ในแหล่งแม่ตีบ และค่าระหว่าง 0.59 – 5.98 wt. % การวิเคราะห์ปริมาณสารอินทรีย์ที่สกัดได้ (Extractable organic matter) ในตัวอย่างหินของแหล่งแม่ตีบมีค่าระหว่าง 1,277 - 9,764 ppm ในขณะที่ตัวอย่างหินของแหล่งแม่ทานมีค่ามากกว่าโดยอยู่ระหว่าง 1,256-16,421 ppm จากข้อมูลข้างต้นทั้งสองแหล่งมีศักยภาพการเป็นชั้นหินต้นกำเนิดของแหล่งปิโตรเลียมอยู่ในเกณฑ์ดีถึงดีเยี่ยมยกเว้นหินโคลนบางตัวอย่าง ข้อมูลลักษณะเฉพาะทางธรณีเคมีอินทรีย์ศึกษาจากแก๊สโครมาโตแกรม (Gas chromatogram) ได้มาจากการวิเคราะห์โดยใช้เครื่องมือแก๊สโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตมิเตอร์ (Gas chromatography-mass spectrometer) ซึ่งให้ข้อมูลของตัวชี้วัดทางชีวภาพ (Biomarker and non-biomarker) ที่มีประโยชน์ในการตีความทั้งระดับความพร้อมสมบูรณ์ (Maturity) ชนิดของอินทรีย์วัตถุ (Organic matter input) และสภาพแวดล้อมการสะสมตัวในอดีต (Depositional environment) ในการศึกษานี้ถ่านหินมีระดับความพร้อมสมบูรณ์เทียบเคียงกับระดับถ่านหิน (coal rank) อยู่ในระดับลิกไนต์ถึงบิทูมินัสสารระเหยสูงระดับซี (Lignite – high volatile bituminous C) อ้างอิงจากตัวชี้วัดความพร้อมสมบูรณ์ทางชีวภาพ (Biomarker maturity) ซึ่งบ่งชี้ว่าตัวอย่างหินมีระดับความพร้อมสมบูรณ์อยู่ในระดับตอนต้น (immature-early mature stage) แก๊สโครมาโตแกรมของแอลเคนสายตรง (n-alkanes) และดัชนีคาร์บอนคู่คี่ (Carbon Preference Index, CPI) ของทั้งสองแหล่งถ่านหินบ่งชี้ถึงพืชบกเป็นชนิดของสารอินทรีย์หลักร่วมกับสาหร่ายน้ำจืดที่เป็นชนิดของสารอินทรีย์รอง สภาพแวดล้อมการสะสมตัวโบราณของทั้งสองแหล่งถ่านหินนั้นสะสมตัวบนบกโดยอ้างอิงจากตัวชี้วัดทางชีวภาพของสเตอเรนทั่วไป (Regular steranes) และพบว่าวิทยาหินที่แตกต่างกันส่งผลมาจากสภาวะการสะสมตัวโบราณที่แตกต่างกัน การเกิดถ่านหินของทั้งสองแหล่งสัมพันธ์กับสภาวะออกซิเจนปานกลางถึงสูงในช่วงระหว่างการสะสมตัว ระดับน้ำในแอ่งมีส่วนสำคัญในการควบคุมชนิดของอินทรีย์วัตถุและการเกิดถ่านหิน ตัวอย่างหินดินดานในการศึกษานี้สะสมตัวภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนซึ่งสัมพันธ์กับระดับน้ำที่สูงโดยเป็นสภาวะที่สามารถให้อินทรีย์วัตถุประเภทสาหร่ายที่อาศัยอยู่ภายในแอ่งที่มีสภาวะไร้ออกซิเจนถึงออกซิเจนต่ำส่งผลให้เกิดหินน้ำมันขึ้นได้โดยเฉพาะแหล่งแม่ตีบ หินโคลนสามารถสะสมตัวภายใต้สภาวะออกซิเจนปานกลางเป็นส่วนใหญ่ในช่วงที่มีปริมาณสารอินทรีย์ต่ำ
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Thirty-one rocks and coals were collected from Mae Teep and Mae Than coal mines located in Lampang Province, Northern Thailand in order to investigate their geochemical characteristics. The total organic carbon (TOC) contents of Mae Teep coal samples are slightly higher with the range of 30.12 - 73.71 wt. % compared to those from Mae Than samples ranging from 23.48 - 52.20 wt. %. Shales from Mae Teep and Mae Than coal mines exhibit similar values with 4.82 - 19.49 wt. % and 14.00 - 24.87 wt. %, respectively. The lowest TOC contents appear on mudstones, ranging from 0.88 to 4.92 wt. % in Mae Teep coal mine and from 0.59 to 5.98 wt. % in Mae Than coal mine. The extractable organic matter (EOM) from Mae Teep samples vary between 1,277 and 9,764 ppm, while Mae Than samples are higher in the range of 1,256 – 16,421 ppm. The TOC and EOM results indicate coals and shales are good to excellent hydrocarbon generation potential for source rocks, except some mudstone samples. Biomarker and non-biomarker parameters from GC-MS analysis are useful to interpret thermal maturity, organic matter input and depositional environment. The thermal maturity of coal samples from both coal mines are represented in the range of immature to early mature stage at the present day which is equivalent to lignite to high volatile bituminous C based on the American Society for Testing and Materials (ASTM). The distribution of n-alkanes showing the predominance of long-chain n-alkanes and the high CPI values in all samples indicate terrestrial higher plants input. The difference in redox conditions of depositional environments exhibits the different lithology. The coal formation in both basins requires high level of oxygen content, probably related to suboxic to oxic condition during sediment deposits. Local water table within the basins may be controlled the organic matter inputs and coal formation. Shale samples in this study are deposited under anoxic condition during high water level. Consequently, this condition provides algal input originated from blooms of planktonic algae settling to the bottom of the basin where is little to no oxygen content, resulting in the oil shale formation, particularly in Mae Teep basin. During the low productivity, mudstones can be occurred mostly under suboxic condition.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Chaiseanwang, Patthapong, "Organic geochemical characteristics of coal deposits in Lampang Province" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 8619.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/8619