煤岩复杂的孔隙结构受不同成分、沉积环境和成熟度等相关因素的影响。为了研究煤孔隙在纳米尺度上的演化规律,选取乌克兰Donets盆地石炭系富镜质组煤岩样品,样品成熟度0.69-1.47%Rr。传统明场透射电子显微镜(BF TEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)成像技术被直接用于确定孔隙大小分布、孔隙形态、几何因素和其他结构特征,而低压气体吸附(CO2和N2)等方法常用于评价微孔和中孔的结构参数。高压CH4吸附实验表明,在研究的成熟度范围内,甲烷的吸附能力存在变化,且通过拉曼光谱观察到镜质体结构变化。结果显示,镜质组孔隙封闭主要存在于生油窗成熟度峰值,微孔和中孔结构对热成熟度的敏感性,有机硫作为催化剂对结构性改变动力学的重要性。在1.10%Rr处观察到的结构改变与湿气开始生成有关。镜质组显微力学性质的结构控制是基于前期研究中减少的弹性模量与HRTEM获得的平均纳米孔径之间的相关性表现的。该综合方法的应用提高了对沉积和成熟度相关过程的认识,这些过程可能影响孔隙演化,进而决定煤层的储气能力。