chap 6 煤岩学基础资料
《煤化学》讲稿03章-煤岩学基础
黄铁矿与白铁矿的分子式相同FeS2 ，但晶形不同
黄铁矿属等轴晶系，常见晶形为立方体及五角十二面体 颜色多为浅黄铜色，表面常带有褐色、黄褐色，细粉状黄铁矿集合体常呈绿黑色。
黄铁矿晶体结构
*
白铁矿的晶体结构
白铁矿在自然界的分布远较黄铁矿少，并且不形成大量的聚积;是FeS2的不稳定变体，高于350℃即转变为黄铁矿； 白铁矿为斜方晶系，晶体常呈板状产出。集合体呈结核状、球状、钟乳状、皮壳状等
CaSO4•2H2O
硬石膏
8
石膏
9
*
红石膏 石膏 石膏 石膏
自然硫
*
硫酸盐矿物除石膏外还有：
烧石膏 CaSO4 ·1/2H2O 硬石膏 CaSO4 针绿钒 Fe2(SO4)3 · 9H2O 水铁钒 Fe2SO4 · H2O 黄钾铁钒 K2Fe6(OH)12 (SO4)4
② 硫化物类矿物
③ 碳酸盐类矿物
④ 氧化物类矿物
⑤ 硫酸盐类矿物
煤中矿物质对液化效率有一定影响。 Fe、S、Cl等, 尤其是黄铁矿对煤液化具有性化作用 碱金属(K、Na)和碱土金属(Ca)对某些催化剂起毒化作用 矿物质含量高，会增加反应设备的非生产性负荷，而灰渣易磨损设备，且因分离困难而造成油收率的减少 一般液化用原料煤的灰分应 < 10％
KA12A1Si3O10(OH，F)2
K (Mg，Fe，Mn)3A1Si3O10(OH)2
白云母
黑云母
*
（二）硫化物类矿物
黄铁矿是煤中大量存在的矿物之一，常呈晶粒、透镜体、鲕状和球状结核在煤中出现，有时也见到充填于植物细胞腔中或替代孢子体（被黄铁矿完全替代）、角质体等。
多为不透明矿物，在反射光下具有耀眼的金属光泽
煤矿地质学基础知识
煤矿地质学绪论一、煤矿地质学概述地质学地质学主要是研究地壳的科学。
具体地讲，它是研究地壳的构造、物质组成、发展变化、以及矿产的形成和分布规律等内容的科学。
现今地质学又分为许多有着一定联系、而又具有各自不同特点的学科，归纳起来可分为：静力地质学主要研究地壳的物质组成，包括结晶学、矿物学、岩石学。
动力地质学主要是研究改变地壳地貌、地壳组成和构造变动的因素，包括构造地质学、大地构造学、新构造运动学、地貌学和地质力学等。
历史地质学主要研究地壳发展和生物演化的历史及其演变规律，包括古生物学、地史学等。
矿产地质学主要研究矿产的形成及其分布规律，它包括矿床学、水文地质学、矿山地质学、石油地质学、煤田地质学。
此外还有地质学与其它学科相结合而产生的新学科，如地球化学、地球物理、数学地质和遥感地质。
煤矿地质煤矿地质就是利用地质基础知识，研究煤的生成、煤的赋存状态、确定煤的资源储量及煤的用途，研究分析和解决影响矿井建设与采煤的地质因素，达到指导采掘工程的正常进行而发展起来的一门生产实践性较强的学科。
二、煤矿地质学的特点及研究方法煤矿地质学是运用地质理论，解决煤矿地质问题的应用地质学，它与煤矿建设、开拓、开采紧密结合，是具有实践性很强的学科。
研究方法遵循“实践—认识—实践”的认识过程来进行研究。
一方面要进行大量的直接观察和实验，获得详尽的实际资料；另一方面将获得的大量资料不断加以“归纳、分析研究、判断、推理”，将感性知识上升到理性知识，然后再将得到的理性知识去指导实践，并在实践中加以验证、补充与修改，使之更加符合客观实际。
因此，地质工作者需要采取观察、实验、归纳、总结、去粗取精，去伪存真、由表及里的建立一套完整的地质工作方法。
三、煤矿地质与煤矿建井、地下开采、露天开采及煤矿测量的关系煤矿地质资料是煤矿建井、地下采煤、露天采煤的设计依据。
煤矿地质工作不仅是新井建设，矿井持续生产、老矿挖潜、以及解决水、火、瓦斯、冒顶等矿井灾害问题的重要手段，同时又是指导煤矿安全正常生产不可缺少的重要依据。
chap 6 煤岩学基础资料
煤岩显微组分的反射率
煤岩显微组分的反射率
镜质组的反射率随挥发分降低有规律地提高
煤岩显微组分的反射率
煤岩显微组分的反射率
在同一种煤中，反射率从低到高的次序始终为稳 定组、镜质组、丝质组。因此，除了稳定组以 外，不同煤化度的煤中，显微组分不同，而反 射率相同的可能性实际上是存在的。因此，反 射率不能作为反映各显微组分工艺性质的惟一 指标。
根据不同显微组分在显微镜下所具有的不同颜色和结 构进行定量分析，一般用粉煤制成的光片。显微镜 放大倍数为400~500倍。在一个光片上测量400~500 个点，以煤炭加工利用为测定目的时，按四大组即 镜质组、丝质组、稳定组和矿物组计数，在计算百 分比。
3.2 煤岩组分的定量方法
第三节 煤显微组分的性质
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，…
Hale Waihona Puke 反射光下煤中常见矿物的鉴定标志
我国一些煤样的显微组分分析%
3.1分离和富集方法和流程
3.2 煤岩组分的定量方法
测定煤岩组分常用的方法是计点法（数点法）。使用电 动计点器(又称电动求积仪)测定，电动计点器内两个主要 部分组成、一部分是机械台(央持薄片或光片用)；另一部分 是自动记录器(又称电磁计数器)，记录器上一般有8一l0个 键，最多有14个键。当按记录器上的键时，计数继电器就 计下一个数字，并通过电子管传递的讯号，控制机械台使 试片移动一个距离(仪器上的间距可按需要在一定范围内调 节)。计数时，每一个键代表一种固定的组分，在视域中见 到那种组分落在十字丝中心，即按相当于该组分的键，
煤的岩石组成(煤岩学基础)
透射光，结构镜质体，具有裸子植物单列 射线（长焰煤）
B、无结构镜质体：经历了强烈的凝胶化作用 在一般反射光和透射光下难以见到植物细 胞结构的凝胶化组分。
a均质镜质体：煤中比较大的条带状无结构镜 质体。 宽窄不一的条带状和透镜状 均一、纯净
透射光，均质镜质体，有细粒黄铁矿
透射光，均质镜质体
透射光，均质镜质体，具有角质 体镶边
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
煤中常见的稳定组分有：孢子体、树 脂体、角质体、木栓体、藻类体等。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。
A、孢子体：包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为0.1-0.3mm 雄性的孢子体一般小于0.1mm，称小孢子。 在煤中被挤压呈扁平体，纵切面为封闭的 长环状，折曲处呈钝圆形。
透射光，结构藻类体，水平层状分布
透射光，藻类体，小胞子体。
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，…
特征：一边外缘平滑 另一边呈明显的锯齿 状 转折端为尖角状
透射光，角质体
透射光，角质体
透射光，均质镜质体，角质体镶边
透射光，小孢子体，角质体
C、木栓质体： 主要由植物的周皮组织中木栓层转变而来 有多层扁平的长方形木栓细胞壁组成，排 列规则；细胞腔有时中空，有时充填团块 镜质体 纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造 弦切面呈鳞片状
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。
煤矿地质学资料两页
1.区别解理、层理与节理？解理：指在力的作用下矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质。
沿着一定方向分裂的面称解理面。
层理：沉积岩中因先后沉积的物质颗粒的成分、大小、形状和颜色不同而形成的成层现象。
节理：岩层或岩体中的某一部位分布着具有一定方向的裂隙，将岩层或岩体分割成许多岩块，但裂隙两侧的岩块没有发生显著的位移，这种断裂结构称为节理。
其破裂面称节理面。
2.简述煤层厚度变化的原因及对生产的影响。
煤层的原生变化和后生变化。
原生变化包括沼泽基底不平、沼泽内部不均衡沉降、河水海水对泥炭的冲刷。
后生变化包括褶皱、断层、岩浆侵入、河水海水冲蚀等地质构造作用a影响采掘布置(原分层开采的厚煤层，由于煤厚变薄，只能改为单层开采。
原一层采全厚的煤层，由于煤层增厚。
又要改为分层开采）b影响采煤工艺（煤层厚度变化直接影响采煤工艺，采煤方法的选择）c影响计划生产（工作面内煤层变薄，引起工作面回采提前，造成采掘失调。
工作面接续紧张。
采掘工作面，对煤层稳定程度要求更高，煤厚变化影响生产效率）d掘进率增高（为探明煤厚变化，需要布置探巷，有时煤层尖灭造成废巷）e回采率降低（煤厚变化，造成面积损失，降低回采率。
）3.煤矿生产中常用的地质图件及其中三大地质图件煤矿生产需要的地质图件：地质地形图、地质剖面图、水平切面图、煤层底板等高线图、煤层立面投影图、钻孔柱状图、煤岩层对比图、水文地质图等。
三大地质图件分别为：地质地形图、地质剖面图、水平切面图4.什么是内力地质作用，其具体包括哪几种;什么是外力地质作用，其具体包括哪几种。
由地球内部能量引起的地质作用称内力地质作用。
内力地质作用分为构造运动、岩浆运动、变质作用和地震作用。
由地球外部能量引起的地质作用称为外力地质作用。
外力地质作用按外应力的类型可分为河流地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、湖泊和沼泽的地质作用、风的地质作用和海洋的地质作用，按其发生的顺序可分为风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用。
煤岩学基础
微观方法－用显微镜研究煤
显微镜下研究煤的方法： 研究方法 研究对象
透射光法
煤的薄片
研究内容
侧重点
煤的有机显微组分的透
光色、透明度、形态、结 煤的成因研
构和轮廓等
究
反 普通反射光 射 （a）
光 油浸反射光 法 （o）
煤光片、 煤砖光片
煤的有机显微组分的反 射色、形态、结构、轮廓 、突起、反射率、显微硬 度等
1.1 镜质组（ Vitrinite）的成因
通过木质素组织凝胶化作用形成。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％。
煤岩显微组分的反射率
①在与煤层层面成任意交角的切面上 最大反射率不变，而反射率则随交角 不同而变化，源于煤中晶体的各向光 学异性； ②从长焰煤到无烟煤，Rmaxo增加十几 倍，而Rmax只增加两三倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤岩显微组分的反射率变化规律
①镜质组的反射率随挥发分降低有 规律地均匀提高 ②反射率从低到高的次序为稳定组 、镜质组、丝质组。 ③在Romax=1.5稳定组、镜质组的区 别消失；Cdaf在87~89% ③ 镜质组最大反射率作为煤化程 度的指标（为什么？)
3.2 煤岩组分的定量方法
试片随之移动。如此测定第“一、第二……等测线，直至 测完整个试片。显然，含量高的组分，出现在视域中心 (十字丝交点上)的机会多，按的次数必然愈多。因此， 每一个键上按的次数与所有键上按的总数之比，就是该 组分的体积百分含量，其计算公式为：
煤岩学
表示煤的相对硬度大小。
煤的显微硬度与煤化程度的关系
第二节 煤的宏观研究
煤的宏观研究：是指用肉眼或借助放大镜观察煤的岩石特 征，包括煤的宏观物理性质、结构、构造、宏观煤岩组分和 宏观煤岩类型等。
第三章 煤岩学的基本知识
煤是固体可燃有机矿产，是一种特殊的沉积岩。其岩石组 成比较复杂，常具有明显的不均匀性，主要由有机物质组成， 含有无机矿物杂质。
煤岩学是从岩石学的角度研究煤的物质组成、物理性质
和结构、构造并确定其成因及合理应用的边缘学科。
煤岩学的 研究方法
显微研究：是在显微镜下依据煤的形态特征和 光学性质研究显微煤岩组分、显微煤 岩类型、显微物理性质等。
煤的宏观研究的意义：能够初步确定煤的成因类型、煤化程度、宏观 组成、煤层的结构及其复杂程度等，为评价煤质、研究煤（煤层）的形 成环境、煤层对比、煤层开采、煤的综合利用等问题提供依据。
一、煤的宏观物理性质
煤的宏观物理性质有煤的光学性质、力学性质、空间结构 性质、热性质、电磁性质等，主要包括煤的颜色、条痕色、 光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度、表面积、孔隙度、 导电性等方面。
煤的折射率是光线通过煤的界面时发生折射后进入煤的内
部，其入射角的正弦和折射角的正弦之比，用N表示。随着煤
化程度的增高，煤的折射率也相应增高，从1.680增至2.02。
（二）煤的显微硬度、抗磨硬度
煤的显微硬度（维氏硬度， HV）指在显微镜下以很小的负 荷压力（0.01kg~0.02kg）将 金刚石锥压入煤的显微组分， 测量压痕大小，得到显微硬度 值。压痕越大，煤的显微硬度 越小；反之，显微硬度越大。 它表示煤的绝对硬度大小。
第三章 煤岩学
团块镜质体
镜下待征：为均一团块状。大 多呈圆形、椭圆形、纺捶形或 多少带有棱角状的轮廓清晰的 均质块体。可单独出现或充填 于细胞腔中(此时其大小与植物
细胞腔一致，为50一100μm)，
也可成为较大的圆形或椭圆形 的单个体，最大的可超过 300μm。反光油浸镜下为深灰 或浅灰色,透射光下为淡红色至 红褐色，正交偏光镜下呈均匀 消光现象。
1.镜质组(Vitrinite)
它是腐植煤中最主要的显微组分.来源于由植物茎、叶的木质纤维组织，
经凝胶化作用(也称镜煤化作用)形成的各种凝胶体。镜质组的透明程度按 变质程度由低到高，透光色从橙红(长焰煤)到红棕色(肥煤,焦煤)，直到不
透明(焦煤以后)；反光色从深灰(长焰煤)到浅灰(焦煤)，直到白色(无烟煤)
2 壳质组（exinite)
壳质组分来源于植物的皮壳组织和分泌物，以及与这些物 质相关的次生物质，即袍子、角质、树皮、树脂及渗出沥 青等。此类组分在分类中称壳质组或稳定组。该组组分均 具有可辨认的持定形态持征。在反光油浸镜下呈灰黑色至 在透光镜下呈柠檬黄、桔黄或桔红色，轮廓清楚, 形态特 殊，具有明显的荧光效应。在蓝光激发下的反光荧光色为 浅绿黄色、亮黄色、桔黄色、橙灰褐色和褐色，其荧光强 度随变质程度的差异和组分不同而强弱不一。
随变质程度增加变成淡红色，到中变质阶段则呈与镜质
组相似的红色。荧光性也随变质程度增加而消失。
在煤中按其组分来源及形态特征可分为下列组分。
孢子是一些植物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞，能直接发育 成新个体。孢子一般微小，单细胞。由于它的性状不同，发生过程和 结构的差异而有不同名称：
植物通过无性生殖产生的孢子叫“无性孢子”
藻类体
煤岩学
第一章成煤原始物质与堆积环境成煤作用：从植物死亡堆积到形成煤炭的过程。
分两个阶段：①腐泥化（泥炭化）阶段：主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，主要作用：菌解作用（表生的生物地球化学作用）结果：使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭。
②煤化作用阶段：泥炭由于地层沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处经成岩作用，即煤在温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，使碳的含量进一步增加，成为褐煤；其后有的经历变质作用阶段，是褐煤受高温高压的影响而变为烟煤和无烟煤的过程。
植物组成低等植物：菌类，藻类（构造简单，无根、茎、叶等器官的分化。
如：发菜，海带，紫菜）苔藓、蕨类、裸子植物，被子植物（构造复杂，有根、茎、叶的区别）。
三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。
主要煤种为烟煤和无烟煤。
(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。
主要煤种为褐煤和烟煤。
(3)新生代的第三纪(古近纪新近纪)，成煤植物主要是被子植物。
主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。
低等植物主要组成：碳水化合物、蛋白质。
脂肪含量较高。
高等植物主要组成：纤维素、半纤维素、木质素为主。
泥炭沼泽的形成需具备三个条件：气候、地理、构造。
气候：适于植物的生长，地理：有水体，构造：沼泽要持续缓慢沉降。
沼泽分类:一）沼泽体发育过程的形式与阶段；可分为高位型、低位型；低位、中位、高位是根据土壤中水的来源划分发育过程由低级到高级阶段，因此有富养（低位）、中养（中位）和贫养（高位）之分。
低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。
富养（低位）沼泽特征：是发育的最初阶段。
表面低洼，经常成为地表径流和地下水汇集的所在。
水源补给主要是地下水，潜水面较高。
随着水流带来大量矿物质，营养较为丰富，灰分较高。
煤地质学重点
煤地质学重点煤地质学重点整理第1章成煤原始物质与堆积环境三大聚煤期：1)石炭-二叠纪是全世界范围内最重要的聚煤时期，地势比较平坦，植物繁盛，聚煤作用强，为第一大聚煤时期，形成了分布广泛的聚煤盆地和含煤地层。
2)自晚二叠世晚期至中生代，是裸子植物最为繁盛的时代。
侏罗纪和早白垩世被认为是世界上第二个重要的聚煤期。
在我国，侏罗纪是最为重要聚煤时期。
3)早白垩世以后至古、新近纪是植物进入到高级发展的重要阶段。
但是，这个时期构造活动更加强烈，气候分带也更加明显。
这个时期被称为世界上第三个重要聚煤时期。
植物遗体不是在任何环境下都能够堆积起来而转化成泥炭和腐泥的，必须具备两个基本条件：（1）必须有大量植物的持续繁殖和发展，这是成煤的物质基础；（2）植物遗体堆积起来后应及时与空气隔绝，以使植物遗体不被分解，能保存下来并进一步转化成泥炭或腐泥。
自然界中，符合这两个条件的堆积环境中，最主要的是沼泽（或泥炭沼泽）。
泥炭：是沼泽中死亡植物残体不断积累转化形成的天然有机矿产资源。
沼泽：指有植物生长的常年积水的洼地。
沼泽中植物死亡后其遗体能够被沼泽水所覆盖，使其与空气隔绝而不被完全氧化分解，并在逐渐堆积过程后经以生物化学作用为主的变化后可转变成泥炭的，称为泥炭沼泽。
泥炭沼泽的形成条件：1、低洼的能够积水的地形和能够给植物提供养分的土壤；2、年降水量大于蒸发量的气候条件；3、入水量（流入的地表水、地下水与大气降水）>出水量（流出的地表水、地下水与蒸发量）。
泥炭沼泽类型：按泥炭沼泽的表面形态和水源补给，以及养分和植被等特征，泥炭沼泽可划分：低位泥炭沼泽（定义：地形低洼，潜水面较高，主要由地下水补给，潜水面与沼泽水位基本相同。
又称富营养泥炭沼泽，对成煤最为有利。
）、高位泥炭沼泽（水源主要是由大气降水补给的沼泽。
其水面位于潜水面之上，水源不充足，水中缺少矿物质，因而一般没有高大的植物生长。
又称贫营养泥炭沼泽，在成煤过程中的作用不太重要。
煤炭分类与煤岩学基础
类 别
符号
数码 Vdaf / %
16 26 36 ＞10.0~20.0 ＞20.0~28.0 ＞28.0~37.0
分 类 GRI
（＞85） （＞85） （＞85）
指 标 Y / mm
＞25.0 ＞25.0 ＞25.0
b/%
（＞150） （＞150） （＞220）
肥
煤
FM
1/3 焦 煤 气 肥 煤
1/3JM QF
煤炭分类与煤岩学基础
“中国煤炭分类”（GB57511986），首先根据煤化程度，将 所有煤分为无烟煤、烟煤和褐煤。 共划分为14个大类和17个小类。
褐煤
烟煤
无烟煤
V>37.0%
V>10.0%
V≤10.0%
反映煤化程度的指标
反映煤化程度的指标主要有干燥无灰基挥发分 （Vdaf）、干燥无灰基氢元素含量（Hdaf）、 目视比色透光率（PM）、恒湿无灰基高位发热 量（Q gr, maf）等。此外，在研究煤质时， 还经常用到碳元素含量（Cdaf）、镜质组最大 反射率（Rmax）等。
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。
性质：致密坚硬、比重大，H低、C高，V 低，无粘结性，孔隙大。
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。
PM
11
贫瘦煤
PS
12
＞10.0~20.0
＞5~20
瘦 煤
SM
13 14
＞10.0~20.0 ＞10.0~20.0
煤岩学基础
煤岩学基础一、煤岩学概念煤是由有机物质和无机矿物质混合组成的一种固体可燃有机岩。
煤岩学是把煤作为一种有机岩石，用岩石学的方法研究煤的物理性质、化学组成和工艺性质，进而确定其成因及合理用途的科学。
肉眼观察，煤是由各种宏观煤岩成分组成的，这些宏观煤岩成分组合成不同的宏观煤岩类型。
用显微镜观察时煤则由各种显微煤岩组分组成，这些显微煤岩组分组合成不同的显微煤岩类型。
不同的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型由不同的显微煤岩类型组成。
不同的煤层，由于原来聚积条件不同，其煤岩组成也不相同。
在煤化过程中，各种煤岩组成均发生了深刻变化。
二、宏观煤岩特征1．腐植煤的宏观煤岩成分宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。
镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂的煤岩成分。
镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。
其质地纯净、结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。
丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具明显的纤维状结构和丝绢光泽，丝炭疏松多孔、性脆易碎、能染指。
丝炭的胞腔有时被矿物质充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密、相对密度较大。
在煤层中，丝炭常呈扁平状透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2 mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区丝炭层的厚度可达几十厘米以上。
亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色、较脆易碎，断面比较平坦、相对密度较小。
亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细层理。
亮煤有时也有内生裂隙但不如镜煤发育。
在煤层中，亮煤是最常见的宏观煤岩成分，常呈较厚的分层，有时甚至组成整个煤层。
暗煤的光泽暗淡，一般呈灰黑色、致密坚硬、相对密度大，韧性强，不易破碎，断面比较粗糙，一般不发育内生裂隙。
在煤层中，暗煤是常见的宏观煤岩成分，常呈厚、薄不等的分层，也可组成整个煤层。
2．腐植煤的宏观煤岩类型各种宏观煤岩成分的组合有一定的规律性，造成煤层中有光亮分层也有暗淡分层。
这些分层厚度一般为十几厘米至几十厘米，在横向上比较稳定。
越崎教材煤田地质学第三章煤岩学基础
显微组分（Maceral）是指煤在显微镜下能够区别和辨识的最基本的组成成分，是显微 镜下能观察到的煤中成煤原始植物残体转变而成的有机成分。煤不是均一的物质，而是由各 种不同的组分所组成。与矿物组成的形式相同，煤由显微组分组成，但有差别。一种矿物特 征是有非常确定的化学成分，其物质是均一的，而且大多数矿物实际上是晶质的。反之，煤 的一种显微组分在其化学成分和物理性质上相近，但有很大变化，并且是非晶质的。
孢子多见于古生代的煤中，花粉主要出现在中生代、新生代的煤中。 2)角质体 ( Cutinite ) 角质体是由植物的角质层转变而来的组分，又是由一种复杂的脂类混合物质所组成。 它存在于植物的叶、枝、芽的最外层。具有保护植物组织的作用。在显微镜下呈现宽度不等 的长条带状，其一边外缘平滑，而另一边（内缘）呈现明显锯齿状，转折端为尖角状。有时 角质层被挤压成叠层状或盘肠状，末端折曲处多带尖角状折曲等特征（图版 1-f），故易于与 大孢体相区别。 3)树脂体(Resinite) 树脂体是植物分泌组织——树脂道的分泌物。当植物受伤时流出体外，保护植物不致 干枯腐烂，并具有防止微生物侵袭作用，它的化学性质稳定，能较好的保存在煤中，它的 形状多样，主要为圆形、椭圆形，也有不规则形状，轮廓清楚，没有结构。有时充填在有 细胞结构的胞腔中。透射光下呈黄色、浅黄色，透明到半透明，反射光下呈灰色，低突起， 表面均一，无结构，轮廓清楚，易识别，其化石为琥珀，是工艺美术的原料。我国抚顺古新 近纪煤中富含树脂体。 4）本栓质体（Suberinite） 本栓质体是指植物木栓层细胞壁, 主要是由植物茎（少数由根）的周皮组织中木栓层转 变而来。细胞腔有时中空，有时充填团块镜质体。由多层扁平的长方形木栓细胞所组成，排 列规则。具有栓质化的细胞壁，其主要成分是木栓素，具有抵抗高温、强酸和细菌的能力， 并具有不透水、不透气，它是构成植物良好的保护组织。因此，它能较好的保存在煤中。多 数木栓保持原有木栓细胞的形态和结构特征。其纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造，弦切面呈鳞 片状，胞腔内充填鞣质或凝胶质（图版 1-g）。在煤中呈碎片状和长条状存在。木栓质体多 是褐煤显微组分，但我国中新生代的低级烟煤中常见木栓质体。 5）树皮体（Barkinite） 是由细胞壁和细胞腔充填物都已栓化的植物茎或根的形成层以外的所有组织形成的类 脂组分（图版 1-h）。树皮体的颜色，在油浸反射光和投射光下都不均匀；蓝光激发下荧光 强度中等或较弱。 树皮体是中国晚古生代煤中特有的显微组分，尤其在我国南方晚二叠世龙潭组煤中普遍 存在，含量很高。在煤中常以轮廓清楚的宽条带状或碎片状出现。世界闻名的“乐平煤”就 是由树皮体高度富集，形成典型的树皮残植煤，其中树皮体含量大于 50%或更高。 6）藻类体（Alginite） 藻类体是由藻类形成的组分。煤中常见的藻类体是绿藻和蓝绿藻，如皮拉藻、轮奇藻 等。它们是由几十个至几百个黄绿色单细胞组成的群体，单细胞个体直径为 5—10µm，呈 放射状、菊花状排列，纵切面为椭圆形、纺锤形。群体直径几十至几百 µm，群体中有时中 部有空洞或裂口，成为群体的中央空隙。群体外缘不规则，表面呈蜂窝状或海绵状结构， 其中深色斑点为胞腔。分解程度较深时，结构模糊或完全不显结构。在透射光下，透明并 呈淡黄绿色、柠檬黄色、黑褐色等。反射光下，呈各种色调的灰色、深灰色、低突起。油 浸反射光下近乎黑色。山西浑源二叠纪煤中就有藻类体形成的煤。 7) 类脂碎屑体（Liptodetrinite）
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煤光片、 煤砖光片
煤的有机显微组分的反
射色、形态、结构、轮廓、 煤的加工利
突起、反射率、显微硬度
用
等
其它方法
荧光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针微区分析技 术、煤的核磁共振（NMR）研究技术、煤的电子顺磁共 振（ESR）研究技术、煤的红外光谱研究技术、煤的X
射线光电子能谱（XPS）等
1、煤的有机显微组分（Organic Macerals ）
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。
油浸物镜：就是观察前要再切片上的滴一滴油的物镜，因为 油的光学特性跟玻璃差不多，不会产生折射，使物镜的分 辨率大幅提高。
微观方法－用显微镜研究煤
显微镜下研法
煤的薄片
研究内容
侧重点
煤的有机显微组分的透
光色、透明度、形态、结 煤的成因研
构和轮廓等
究
反 普通反射光 射 （a）
1.1 镜质组（ Vitrinite）的成因
通过木质素组织凝胶化作用形成。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％。
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够区别和辨识的基本 组成成分。分为：
①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（煤的有机质）。 ②无机显微组分： 在显微镜下能观察到的无机矿物质。
微观方法－用显微镜研究煤
研究方法：
透射光：薄片 2×2 cm，厚 0.2 mm。根据颜色、形态和结 构识别微煤岩组分、判断煤的性质。
反射光：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）。
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，…
反射光下煤中常见矿物的鉴定标志
我国一些煤样的显微组分分析%
3.1分离和富集方法和流程
3.2 煤岩组分的定量方法
测定煤岩组分常用的方法是计点法（数点法）。使用电 动计点器(又称电动求积仪)测定，电动计点器内两个主要 部分组成、一部分是机械台(央持薄片或光片用)；另一部分 是自动记录器(又称电磁计数器)，记录器上一般有8一l0个 键，最多有14个键。当按记录器上的键时，计数继电器就 计下一个数字，并通过电子管传递的讯号，控制机械台使 试片移动一个距离(仪器上的间距可按需要在一定范围内调 节)。计数时，每一个键代表一种固定的组分，在视域中见 到那种组分落在十字丝中心，即按相当于该组分的键，
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（ Inertinite，又称丝质组）的成因
丝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丝炭化组分。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。
煤的岩石组成
第六章 煤岩学基础
Basic Knowledge of Coal Petroloy
第六章 煤岩学基础
主要内容： ➢煤岩组成的研究方法 ➢有机显微组分及其成因 ➢有机显微组分的性质 ➢宏观煤岩学概述 ➢微观煤岩学在炼焦配煤中的应用
第一节 概述：煤岩学研究方法
1、什么是煤岩学(coal petrology)？
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。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。
煤显微组分的在煤化过程中变化
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（kaolinite)，伊利石，水云 母，…
用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。主要应用于煤的 成因、煤层对比、煤油勘探、选煤、炼焦。
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，将煤岩组分分为镜质组、壳质 组、丝质组、矿物组 ，判断煤的性质。
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（ Exinite又称稳定组）的成因
3.2 煤岩组分的定量方法