chap4-1第四部分煤的组成-岩石组成uli

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四部分：煤的组成,第四章 煤的岩石组成,第五章 煤的化学组成,第四章 煤的岩石组成,主要内容：,（1）煤岩组成的研究方法,（2）有机显微组分及其成因,第一节 宏观煤岩组成,一,、,什么是煤岩学？,煤岩学是把煤作为一种有机岩石,，,以物理方法,为主研究煤的物质成分,、,结构,、,性质,、,成因及合理,利用的学科,。,二,、,宏观煤岩成分,宏观煤岩成分又称为煤岩类型,，,是用肉眼可以,区分的煤的基本组成单位,。,三,、,宏观煤岩成分分类,根据颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，用肉,眼可以区分的,宏观煤岩成分为,镜煤、亮煤、暗煤和,丝炭,。镜煤和丝炭是单一成分，是简单的,煤岩成,分,；,亮煤和暗煤是混合成分，是复杂的,煤岩成分,。,1、腐植煤的宏观煤岩成分,1.1 镜煤,镜煤呈黑色，光泽最强，质地均匀，性脆，断,口多呈贝壳状，内生裂隙特别发育。在煤层中镜煤,常呈透镜状或条带状，大多厚几毫米到12cm，有,时呈线理状夹在亮煤或暗煤中。镜煤的显微组成单,一，主要是植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成,的镜质组。,性质：,挥发分、H含量高，黏结性强，矿物质含量,少。,1.2 丝炭,丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具有明显的纤维,状结构和丝绢光泽。丝炭疏松多孔，性脆易碎，碎,后成为纤维状或粉末状，能染指。在煤层中丝炭的,数量一般不多，常呈扁平透镜体，大多厚12mm,至几mm，有时也能形成不连续的薄层。在显微镜,下观察，丝炭的显微组成也是单一的，是简单的煤,岩成分，主要是植物经受火灾后的木炭转化而来的,惰质组构成。,性质：,致密坚硬、比重大，H含量低、C含量高，挥,发分含量低，无黏结性，可选性差，孔隙大。,1.3 亮煤,亮煤颜色深黑，光泽较强，仅次于镜煤，性较,脆，内生裂隙发育。亮煤的均一程度不如镜煤，表,面隐约可见微细纹理，内生裂隙发育程度不及镜,煤。在显微镜下观察，亮煤组成比较复杂，它以镜,质组为主，并含有不同数量的惰质组、壳质组和矿,物质。亮煤是最常见的宏观煤岩成分，不少煤层是,以亮煤为主组成的，有的整个煤层都是亮煤组成,的。,性质：,亮煤的性质接近镜煤，但由于惰质组和矿物,质的存在，质量比镜煤差。,1.4 暗煤,暗煤光泽暗淡，一般呈灰黑色，致密，比重,大，内生裂隙不发育，坚硬而具韧性，断面粗糙。,暗煤也是煤层中常见的宏观煤岩成分，在煤层中，,可以由暗煤为主形成较厚的分层，甚至单独成层。,在显微镜下观察，暗煤组成复杂，一般镜质组较,少，矿物质含量较高。,性质：,取决于各组分的含量，如富含壳质组分，挥,发分含量、H含量高，黏结性强；富含惰质组分，,矿物含量高，密度大，挥发分含量低、弱黏结。,二、烟煤的宏观煤岩类型,烟煤按平均光泽的强弱不同,，,烟煤的宏观煤岩,类型可分为,：,光亮煤,、,半亮煤,、,半暗煤和暗淡煤,四,种基本类型,。其具体划分指标见下表。,烟煤的宏观煤岩类型划分指标,宏观煤岩类型,总体相对光泽强度,光亮成分含量,/%,光亮煤,强,80,半亮煤,较强,5080,半暗煤,较弱,2050,暗淡煤,暗淡,20,三、褐煤的宏观煤岩类型,按,褐煤的煤化程度由低到高,，,可将褐煤分为软,褐煤,(土状,褐煤,),、,暗褐煤和亮褐煤三个煤级,。,其中,暗褐煤和亮褐煤又统称为硬褐煤,。,亮褐煤的宏观特,征接近于烟煤,，,四种,宏观煤岩成分清楚可见,，,可以,借用硬煤,宏观分类方法划分,煤岩类型,。,但软褐煤和,暗褐煤的宏观特征与硬煤大不相同,，,它们无光泽,，,不能划分出四种,宏观煤岩成分,，,其宏观煤岩类型不,同于烟煤和无烟煤,。,国际煤岩学委员会于,1993年提出了,软褐煤煤岩,类型分类系统,。,该系统将软褐煤分成,基质煤,、,富木,质煤,、,富丝质煤和富矿物质煤,四种煤岩类型组,。,第二节 煤的显微组分,煤的显微组分(maceral,micropetrological unit)，是指煤在显微镜下能能够区别和辨识的基本组成成分。分为：,有机显微组分：,在显微镜下能观察到的煤中成煤原始植物组织转变而成的显微组分。,无机显微组分：,在显微镜下能观察到的无机矿物质。,一、煤的有机显微组分,腐植煤的有机显微组分包括：,镜质组、惰质组和壳质组,。在显微镜下的特征是：,镜质组,：,透射光,下呈橙红色，透明或半透明，较均一，不含或少含矿物质，见垂直裂纹。,普通反射光下,呈灰色，油浸反射光下呈深灰色，无突起。,惰质组,：,透射光下,呈黑色，不透明。,反射光下,突起高，呈白色，油浸反射光时呈亮白色。,壳质组,：,透射光下,透明到半透明，呈黄色或橙红色，轮廓清晰，外形特殊。,普通反射光下,大多有突起，呈深灰色，油浸反射光下灰黑色或黑灰色。,1,、,镜质组（又称凝胶化组分）的成因,通过,凝胶化作用,形成。成煤植物的组织在气流闭塞、积水较深的沼泽环境下，产生极其复杂的变化。,一方面,是植物组织在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化合物,并破坏植物组织器官的细胞结构,；,另一方面,植物组织在沼泽水的浸泡下吸水膨胀，,使植物细胞结构变形、破坏乃至消失,，或进一步再分解为凝胶的过程。植物组织经凝胶化作用并经煤化作用后形成凝胶化组分（镜质组）。镜质组是煤中最主要煤岩组分，含量5580，甚至90。,根据凝胶化程度的不同，镜质组还可分为,：结构镜质体，无结构镜质体和碎屑镜质体,等,显微组分,。,2,、惰质组（又称丝质组）的成因,惰质组是通过,丝炭化作用或火焚作用,形成。,丝炭化作用：,成煤植物的组织在积水较少、湿度不足的条件下，木质纤维组织经脱水作用和缓慢的氧化作用后，又转入缺氧的环境，进一步经煤化作用后转化为惰质化组分。丝炭化作用也可以作用于已经受不同程度凝胶化作用的组分上，但经丝炭化作用后的组分不能再发生凝胶化作用成为凝胶化组分。,火焚作用：,有的丝炭化组分是由于古代沼泽森林火灾后，由烧焦的炭化组织转化而来的，称为火焚丝质体。在显微镜下观察，该类丝炭化组分细胞结构完整清晰，且由于没有经受凝胶化作用，细胞壁没有发生吸水膨胀，因此，胞壁薄。煤中含量在1020，对煤的性质有重要影响。,惰质组包括,丝质体,、,半,丝质体,、,微粒体,、,粗粒体,、,菌类体和碎屑惰质体,等,显微组分,。,3、壳质组的成因,壳质组又称稳定组，,是由成煤植物中化学稳定,性强的组织器官转化而来的,。在泥炭化作用阶段，,因化学稳定性强，没有遭受生物化学作用的破坏而,保存在煤中，经煤化作用后转化为稳定组分。,煤中的稳定组分包括：,孢子体、树脂体、角质,体、木栓质体,、,藻类体,、,荧光体,、,沥青质体,、,渗出,沥青体,、,壳屑体,等,显微组分。,稳定组分在透射光下,透明到半透明，呈现黄色到橙红色，轮廓清楚，外,形特殊；在反射光下呈现深灰色，大多数有突起。,稳定组分在煤中的含量不大，对煤的性质影响很小。个别情况下，有稳定组分富集的煤出现，如,乐平树皮煤、抚顺烛煤,。稳定组分的氢含量高，发热量高。,二、煤的无机显微组分-煤中矿物质,煤的无机显微组分系指,煤中的矿物质,，,主要有黏土矿物、黄铁矿、石英、方解石等，在显微镜下可以进行区分。,黏土类矿物：,高岭石，伊利石，水云母，,硫化物类矿物：,黄铁矿，白铁矿，,碳酸盐类矿物：,方解石，菱铁矿，,氧化物类矿物：,石英，,硫酸盐类矿物：,石膏，,腐植煤的岩石类型与显微组分之间的关系,第三节 显微煤岩组分分类及显微煤岩类型,一,、,显微煤岩组分分类,(一)中国烟煤的,显微组分分类方案,1,、1978,年中国,“,烟煤,显微组分划分和命名,”,方案,该方案将煤显微组分划分为四类六组,，,二十个,组分,，,二十九个亚组分,。,在透射光和反射光下使用,同一术语,，,同时用反射率作为组别划分的定量依,据,。,在评价煤质时,，,一般区别到组或组分,，,在研究,成因等问题时,，,可细分到亚组分,。,2,、1995,年中国,“,烟煤,显微组分分类,”,方案,该方案将煤显微组分划分为镜质组,、,半,镜质组,、,壳,质组,、,惰,质组,四个组,，,比国际硬煤,显微组分分类,多划出一个过渡组分-,半,镜质组,。,3、2001年中国“烟煤显微组分分类”方案,该方案将煤显微组分划分为镜质组,、,壳,质组,、,惰,质组,三个组,，,与国际硬煤,显微组分分类,一样,。,2001年中国“烟煤显微组分分类”方案与,1995,年,中国,“,烟煤,显微组分分类,”,方案比较有重大不同,，,体,现在以下几个方面,：,(1),删去,半,镜质组,，,采用国际标准,镜质组,、,壳,质组,、,惰,质组三分划分方案,；,(2),删去菌类体,，,增加真菌体和分泌体,；,(3),增加火焚丝质体,、,氧化,丝质体两个,显微亚组分,；,(4),增加了,显微组分的英文名称,。,(二)褐煤的显微组分分类,褐煤的显微组分的划分与烟煤不同,，,中国目前尚,未建立自己的分类,，,大多应用国际煤岩学委员会的,褐煤显微组分分类,。,国际煤岩学委员会将,褐煤的显微组分的划分为,腐植组,、,壳,质组,和惰,质组,，,分别与硬煤,分类中的镜,质组,、,壳,质组,和惰,质组相当,。,二,、,显微煤岩类型,(一),显微煤岩类型的定义,(二)国际,显微煤岩类型分类,国际煤岩学委员会的,显微煤岩类型分类也是,中,国所采用的标准,。,显微煤岩类型主要由一种,、,两种,或三种,显微组分构成,，,相应地命名为单组分,、,双组,分或三组分,3类,。,双组分,显微煤岩类型主要是由两组显微,组分构,成的,，,这,两组显微,组分之和大于,95%,，,两个,显微,组,分组之间的含量比可有较大的变化,，,但都必须大于,总量的,5%,，,双组分,显微煤岩类型也可根据其中的,一种显微,组分组占优势而划分为两个亚组,。,三组分显微煤岩类型规定三组显微组分的含量各自都大于5%，称微三合煤。,以上分类只适用于矿化程度低的煤,可包含小于,20%的矿物(如黏土等)或小于5%硫化物矿物,，,命,名时只考虑有机,显微组分的含量,，,对矿物质忽略不,计,。,如果矿物含量超过上述数量,，,即含,硫化物矿物,大于5%或含20%以上的其他矿物者,，,则按,显微组分,与矿物的比例不同分别称为显微矿化类型或显微矿,质类型,。,按矿物成分类型,，,可将,显微矿化类型分为微泥,质型,、,微硅质型,、,微碳酸盐质型,、,微硫化物质型,和,微复矿质型,。,结构镜质体 徐州夏桥 太原组16煤层 透射光 95,无结构镜质体均质镜质体 徐州张小楼 下石盒子组1煤层 透射光 135,无结构镜质体均质镜质体 湖南涟邵恩口 龙潭组2煤层 油浸反射光 270,惰质组，丝质体微丝煤 山西朔县杨涧 山西组4煤层 透射光55,惰质组丝质体，“星状”结构 贵州盘县 龙潭组C12煤层 油浸反射光 270,壳质组孢子体 孢子囊 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 135,壳质组角质体，渗出沥青体 徐州张小楼 山西组7煤层 反射荧光 蓝光激发 230,第四节 煤岩学的研究方法,一、煤岩学研究方法,(一),宏观研究方法,用肉眼或放大镜观察煤，根据,其颜色、条痕、光泽、硬度、密度、断口等物理性,质，确定,宏观煤岩成分和宏观煤岩类型,，,对煤层进,行整体的观察和描述,，,初步评定煤的性质和用途。,优点是简便易行,；,缺点是较粗略,。,(二),微观研究方法,用显微镜来观察煤片,，,识别并,研究煤的显微组分的方法,。常用的方法有两种。,方法一,：,在透射光下,，,观察煤的,薄片 22 cm，厚 0.02,mm。根据颜色、形态、结构、轮廓等特征鉴别煤,的,显微组分,，,判断煤的性质。,方法二：在,反射光下,，,观察煤砖,光片 直径 2 cm，厚,1.5-2 cm 圆柱体。在普通反射光或油浸反射光下，,根据颜色、形态、结构、轮廓、突起等特征鉴别煤,的,显微组分,，,判断煤的性质。,1,、,煤片的制备,1.1 煤片,分为,透明光片,、,块煤光片和粉煤光片（砖,光片）。,1.1.1 块煤光片的制备,块煤光片的制备,，,通常要经过样品加