第四章 煤的岩相组成

,*,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 煤的岩相组成,第五章 煤的化学组成,第六章 煤的族组成,第四章 煤的岩相组成,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,1,、什么是煤岩学？,用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。,2,、煤岩学研究方法,宏观方法,用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、条痕色、光泽、硬度、断口等特征，识别,煤岩类型,、判断煤的性质。,微观方法,用显微镜研究煤,第一节 概述,微观方法,用显微镜研究煤,透射光下：,薄片,22 cm,，厚,0.02 mm,。根据颜色、形态和结构识别,显微煤岩组分,、判断煤的性质；,反射光下：,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、突起、反光性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。,光片,分为煤光片和粉光片（砖光片）。,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。,1,、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。,1.1,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,50,80,，甚至,90,。,根据凝胶化程度的不同，镜质组还可细分为,：结构镜质体，无结构镜质体和碎屑体。,1.2,、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,10,20,，对煤的性质有重要影响。,1.3,、壳质组（又称稳定组）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。,煤中常见的稳定组分有：,孢子体、花粉体、树脂体、角质体、木栓体等。,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。,2,、煤中的矿物质,无机显微成分,煤的无机显微成分主要是指粘土矿物、黄铁矿、石英、方解石等，在显微镜下可以进行区分。,粘土类矿物：,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，,第三节 显微煤岩组分的反射率,在反射光下，显微组分表面的反射光强度和入射光强度之比称为反射率,。反射率可以在空气中即干物镜下测定，以,R(%),表示；也可以在油浸物镜下测定，以,R,o,(%),表示。从长焰煤到无烟煤，,R,o,增加十几倍，而,R,只增加两三倍。在与煤层层面成任意交角的切面上最大反射率不变，而最小反射率则随交角不同而变化。,在三种有机显微组分中，随煤化程度的变化，只有镜质组呈现较为均匀的变化,，因此，一般将油浸物镜下测定的镜质组最大反射率,R,o,max,作为分析比较的指标。,煤的反射率是煤岩学定量研究煤性质的重要指标，特别是在反映煤的变质程度、预测煤的粘结性，用于煤炭分类、指导煤炭加工利用等方面，具有十分重要的实用价值。,第四节 煤的岩石类型,根据颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，利用肉眼或放大镜可以区分的煤的基本组成单位，包括,镜煤、亮煤、暗煤和丝炭,。在显微镜下观察，镜煤和丝炭是单一成分，亮煤和暗煤是混合成分。,1,、腐植煤的煤岩类型,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,1,2cm,，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：,V,、,H,高，粘结性强，矿物质含量少,1.2,丝炭,丝炭外观象木炭，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,1,2mm,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,低、,C,高，,V,低，无粘结性，可选性差，孔隙大。,1.3,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,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，,V,、,H,高，粘结性强；富含惰质组分，矿物含量高，密度大，,V,低、弱粘结。,腐植煤的岩石类型与显微组分之间的关系,2,、煤的光泽岩石类型,煤的光泽岩石类型,一般按平均光泽强度把煤的光泽岩石类型依次划分为光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四种基本类型,。,3,煤岩学的应用,（,1,）煤的成因研究,在显微镜下观察煤的薄片,可以确定成煤植物的种类，根据煤中保存的植物遗体,(,表皮,孢子,花粉,),，确定成煤植物的种属。,（,2,）煤的可选性研究,煤中矿物质的种类、粒度、数量及其分布特征对煤的可选性影响极大。通过研究显微组分,(,包括无机显微组分,),的组成与其可选性关系的研究，可以预测煤的可选性，选择合理的破碎粒度、选煤工艺和流程。,（,3,）评价煤质、指导煤炭加工利用,在煤质评价和指导煤炭加工利用时，经常出现一些仅用化学分析的方法所不能解释的现象，而需应用煤岩学的方法才能解决。,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,