煤岩学基础与研究方法概述

第四章煤的岩相组成

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。
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
微观方法－用显微镜研究煤
透射光下：薄片 2×2 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。
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
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

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。

第四章++煤岩学基础

（3）反射荧光色
煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的颜色，称为反射荧光色。反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而变化，有绿黄色、黄色、棕色等。随煤级增高，荧光减弱，至高煤阶荧光消失。
(1)镜质组：透射光下呈透明到半透明，呈黄色或橙红色，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。
受到煤化程度、煤岩组成和煤风化程度的影响。
（一）颜色
煤的颜色是煤对不同波长可见光波吸收的结果。在不同的光学条件下，煤呈现不同的颜色。在普通白光照射下，煤表面反射光线所显示的颜色称为表色。
腐植煤的表色随煤化程度的增高而变化：
①褐煤通常为褐色、褐黑色；
②低中煤化程度的烟煤为黑色，
③高煤化程度的烟煤为黑色略带灰色，无烟煤往往为灰黑色，带硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。随着外加机械作用力的性质不同，煤的硬度表现形式也不一样。煤的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和磨损硬度三类。
刻划硬度在矿物学里一般指物质刺入另外一种较软物质的能力。常以莫氏矿物硬度单位计算，是用标准矿物刻划煤所测定的相对硬度。即滑石1(硬度最小），石膏2，方解石3，萤石4，磷灰石5，正长石6，石英7，黄玉8，刚玉9，金刚石10。宏观煤岩成分中，暗煤硬度最大，亮煤、镜煤硬度小。煤的硬度还与煤级有关，褐煤和中煤化程度的烟煤硬度最小，为2~2.5，无烟煤硬度最大，接近4。
1.表色
根据表色可以明显地区别出褐煤、烟煤和无烟煤。腐泥煤的表色变化较大，有深灰色、棕褐色、甚至灰绿色至黑色。煤中的水分能使颜色加深，而煤中的矿物质往往使煤的颜色变浅。
2.粉色
煤研成粉末的颜色称为粉色。它可用钢针刻划煤的表面或用镜煤在未上釉的瓷板上刻划条痕而得，粉色也称条痕色。煤的粉色一般略浅于表色。粉色较固定，用粉色判断煤的煤化程度效果较好。

《煤岩分析知识》课件

03 煤岩分析的应用
煤质评价
煤质评价是煤岩分析的重要应用之一，通过对煤的物理性质、化学成分、工艺性能等方面的测定和分析，确定煤的质量和用途。
煤质评价在煤炭资源开发、加工利用和贸易等方面具有重要意义，有助于合理利用煤炭资源，提高煤炭利用率和经济效益。
煤炭分类
煤炭分类是煤岩分析的重要应用之一，通过对煤的岩相组成、化学成分、工艺性能等方面的测定和分析，将煤炭分成不同的类别。
密度是指单位体积内煤岩的质量，硬度则是指煤岩抵抗外力刻划或压入的能力。不同种类的煤岩具有不同的密度和硬度，这些性质的变化也会随着煤化程度的加深而发生变化。
煤岩的化学性质
煤岩的化学性质包括可燃性、还原性、酸碱性和氧化性等。这些性质决定了煤岩在燃烧、还原、酸碱反应和氧化反应等方面的化学行为。
可燃性是煤岩最重要的化学性质之一，它决定了煤岩作为燃料的使用价值。还原性和酸碱性则影响着煤岩在高温高压下的反应行为，对于煤化工和气化过程具有重要的意义。氧化性则与煤岩的储存和运输有关，因为氧化作用可能导致煤岩变质和自燃等问题。
煤炭燃烧特性分析
煤炭燃烧特性分析是煤岩分析的重要应用之一，通过对煤的燃烧反应、燃烧产物、燃烧过程等方面的测定和分析，研究煤炭的燃烧特性和规律。
VS
煤炭燃烧特性分析有助于指导煤炭燃烧设备的优化设计和运行管理，提高燃烧效率，减少污染物排放。
04 煤岩分析技术的发展趋势
煤岩分析技术的研究现状
《煤岩分析知识》ppt 课件
目录
Contents
• 煤岩分析概述 • 煤岩的组成与结构 • 煤岩分析的应用 • 煤岩分析技术的发展趋势 • 煤岩分析的实践案例
01 煤岩分析概述
煤岩分析的定义

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。

04 第四章煤岩学基础

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第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
（六）煤的压缩性煤在恒温下加压，其体积变化的百分数，
称为煤的压缩性。压缩性与煤化程度有关，煤化程度越高，压缩性越小。加压后丝质组体积变化极少，镜质组有变化，稳定组分变化最大，但到高煤级时，其压缩性比镜质组小。显微组分的压缩性随压力的增大而增加，壳质组变化最大，镜质组其次，惰性组最小。
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第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
1.表色
腐植煤根据表色可以明显地区别出褐煤、烟煤和无烟煤。腐泥煤的表色变化较大，有深灰色、棕褐色、甚至灰绿色至黑色。煤中的水分能使颜色加深，而煤中的矿物质往往使煤的颜色变浅。
2.粉色
煤研成粉末的颜色称为粉色。可用钢针刻划煤的表面或用镜煤在未上釉的瓷板上刻划条痕而得，粉色也称条痕色。
②丝炭的孔隙度大，吸氧性强，丝炭多的煤层易发生自燃。
丝炭是植物的木质纤维组织在缺水的多氧环境中缓慢氧化或由于森林火灾所形成。
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第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
3．亮煤
亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色，亮煤的组成比较复杂。它是在覆水的还原条件下，由植物的木质纤维组织经凝胶化作用，并掺入一些由水或风带来的其它组分和矿物杂质转变而成。
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第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质
2．丝炭
外观象木炭，颜色灰黑，具明显的纤状结构和丝绢光泽，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，比重较大。
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第四章 §1 宏观煤岩组成及煤的物理性质

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

煤的抗磨硬度指煤岩组分的抗磨强度，用煤在研磨抛光时的阻力大小来表示，表现为各显微组分的突起的高低。它
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。

煤的岩石学组成及煤岩学研究方法

煤的岩石学组成及煤岩学研究方法煤，这个在我们生活中常见又常被忽视的“黑金”，其实可有不少故事可讲。

说它是岩石吗？好像不完全是。

说它是矿物吧，也不完全对。

毕竟它的形成可不简单，背后可是有着漫长的地质历史。

咱们从煤的岩石学组成说起，话说它并不是单一的东西，而是各种有机物、无机物和水分的混合体。

你别看它黑乎乎的，里面的成分可复杂了。

一方面，它是由古代植物遗骸经过亿万年埋藏、加压、加热，最后变成了我们今天能烧的煤。

另一方面，它的“内涵”还包括了矿物成分，这些矿物常常是粘土、石英、碳酸盐等无机物。

哎，说到这里，你能想象到一个黑乎乎、黏糊糊、还带着些许金属味的煤块吧。

反正，不管怎么看，它都不至于让人有多舒服的感觉，但它的组成呢，倒是让人忍不住想多了解一番。

说到煤的岩石学组成，那可就得提煤的四大成分——有机质、矿物质、水分和气体了。

有机质是煤的“主干”，也就是煤的“核心”，它大部分是由植物遗骸组成的。

虽然这些植物早已被时间吞噬，但它们的影子却依然留在煤里面。

这些植物在漫长的地质过程里，随着温度和压力的变化，逐渐转变成了煤的不同类型。

咱们常听到的无烟煤、烟煤、褐煤，它们的区别就在于有机质的成熟度和煤的成分。

煤越老，含碳量越高，热值也就越大。

至于矿物质呢，简单来说，就是煤里那些杂七杂八的“杂质”。

有些煤矿的煤，打开一看，矿物成分就像炒菜放的调料一样，五花八门，什么石膏、石英、黏土都有。

水分和气体嘛，煤里可是含有不少水分的，水蒸气含量高的煤，点着了它那可是火力全开。

至于气体，煤一加热，它里面的甲烷、二氧化碳、氮气等可就冒出来了。

这个气体可不简单，拿它来发电，甚至是气化生产化肥，煤不仅能“燃”起来，还能“放气”供咱们用。

提到煤岩学的研究方法，哎呀，那真的是一门学问呢。

咱们先不说那些高深的实验技术，单单是把煤块从矿里挖出来，你得细细观察它的结构。

你想啊，煤长得虽然不显眼，但它的内部可有不少文章可做。

咱们从煤的外观看，得先搞清楚它是软的、硬的，还是中等的。

煤的岩石组成

第三章煤的岩相组成Coal petrographic constituents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Coal petrology / petrography ？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（1）宏观方法macroscopical method －用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、条痕色、光泽、裂隙和断口等，识别煤岩类型、判断煤的性质。

第一节概述第一节概述2、煤岩学研究方法（2）微观方法microscopical method－用显微镜研究煤：透射光、反射光透射光下transmission light：薄片2×2 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；微观方法－用显微镜研究煤反射光下reflection light / reflected light ：光片直径2 cm，厚1.5-2 cm 圆柱体。

在普通反射光或油浸物镜下，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(macerals, micropetrological constituents)，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vitrinite惰质组inertinite壳质组exinite。

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：(1)镜质组：透射光下呈透明到半透明，呈黄色或橙红色，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。

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。

煤岩学研究方法

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——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。

第四章煤的组成有机质矿物质煤的结构大分子结构物理空间结构化学结构一般以镜质组作为研究对象含量多组成均匀，变化平稳煤大分子结构的概念煤是由分子量不同、分子结构相似但又不完全相同的一组“相似化合物”的混合物组成多个相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成的立体结构煤大分子结构的基本概念基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，分规则和不规则两部分规则部分由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核不规则部分是连接在核周围的烷基侧链和各种官能团随着煤化程度的提高，构成核的环数增多，连接在核周围的侧链和官能团数量则不断变短和减少含硫官能团硫醇（R—SH）硫醚（R—S—R’）二硫醚（R—S—S—R’）硫醌杂环硫含氮官能团主要以六元杂环、吡啶环或喹啉环等形式存在煤结构模型的分类1、化学结构模型Fuchs结构模型Given结构模型Wiser结构模型本田结构模型Shinn结构模型2、物理结构模型Hirsch模型交联模型两相模型缔合模型其它网络模型（Cody的刚性链模型、Painter 的离子聚合物模型）煤大分子结构的现代概念一、煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物二、结构单元的核心是缩合芳香核三、结构单元的周边有不规则部分四、结构单元之间由桥键连接五、氧、氮、硫的存在形式六、低分子化合物七、煤化程度对煤结构的影响第五章煤是由无机组分和有机组分组成。

有机组分是煤炭利用和加工的主要对象。

为指导煤炭综合利用和进行煤质分析，通常采用工业分析和元素分析方法。

工业分析——初步判断煤的性质、种类和工业用途。

该分析方法简便，应用较广，对煤炭贸易有直接指导作用。

元素分析——了解煤的主要元素组成。

第三章_煤岩学

树脂体
– 树脂体来源于植物的分泌物树脂、蜡质等。 – 镜下特征：有多种形状，常以圆形、椭圆形、棒形及棱角状的单个树脂体或呈小透镜状聚集体出现，一般无结构，轮廓清晰。有时可见带环结构．而聚集体则呈不均匀的块状体,树脂体还常以充填细胞腔或呈不规则形式出现。在反光油浸镜下呈灰黑色至深灰色，有时可见带红色的内反射现象,无突起或微突起。透射光下为柠檬黄色、橙黄色或橙红色。在蓝光激发下，荧光色有明显的强弱之分,有的呈绿黄色、橙黄色，有的呈黄褐色等带环状的树脂体，外环荧光较弱。

无结构镜质体
特点：在普通显微镜下没有显示植物细胞结构的镜质组分。它常作为其它各种显微组分碎片和共生矿物的基质胶结物或填充物。四种亚组分：均质镜质体、胶质镜质体、基质镜质体、团块镜质体

均质镜质体
物细胞结构，为完全均一的物质。常见有垂直于层理的裂纹，有时可见有镶边角质体；大部分均质镜质体用氧化剂腐蚀后，在50×物镜下观察，可见清晰的木质细胞结构或树皮结构。反光油浸镜下为深灰色；透射光下为均一结构，呈

角质体
镜下特征：在反光油浸镜下为薄厚不等的、深灰黑色的细长条带，外缘平滑，而内绿呈形态备异的锯齿状，末端拆曲处呈尖角状。可因受挤压而成登层状。常见其以镶边形式与镜质体伴生。根据其薄厚不同又可分为厚角质体和薄角质体两个变种。在同一煤中角质体的荧光色强弱不一．为亮绿黄色,亮黄色、橙黄色及黄褐色。通常其荧光比孢子体强些或相近.
低、中变质煤
煤的有机显微组分的透光色、透明度、煤的成因形态、结构和轮廓等研究
反普通反射煤的有机显微组分射光（a）煤的光片、的反射色、形态、结光油浸反射煤砖光片构、轮廓、突起、反射率、显微硬度等法光（o）其它方法

第4章煤岩学基础-2

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（二）惰性组
惰性组的特点：
1）惰性组在透射光下为黑色不透明；
2）反射光下为亮白色至黄白色； 3）碳含量最高、氢含量最低、氧含量中等； 4）比重为1.5，磨蚀硬度和显微硬度高； 5）突起高，挥发分低，没有任何粘结性。
6）惰性组的芳构化程度高，反射率高，由于先期氧化，惰性组在煤化作用期间变化较小。
第四章
煤岩学基础－２
§４煤的显微组成
1
第四章 §４煤的显微组成
引言 : 1.显微组分、有机显微组分、无机显微组分。
在光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本成分，称为显微组分。
由植物遗体变化而成的为有机显微组分，
而矿物杂质则称为无机显微组分。
2
第四章
2.研究方法与手段
§４煤的显微组成
（1）煤薄片：把煤磨成薄片在透射光下进行研究。主要鉴定标志是显微组分的颜色（透光色）、形态、结构等。（2）煤光片：把煤块的表面磨光，然后在反射光下进行研究，显微组分的主要鉴定标志除了颜色（反光色）、形态、结构外，还有突起。不同的显微组分其磨损硬度不同，硬的组分不易磨损，显出突起，软的组分则不显突起。
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（一）镜质组
2．无结构镜质体
显微镜下观察不到植物的细胞结构，电子显微镜下可见粒状结构。据形态、产状和成因的不同，又可分为以下四个亚组分：
1 ）均质镜质体植物木质纤维组织经凝胶化作用变成均一状的凝胶。在煤中以透镜状或条带状产出。均质镜质体轮廓清楚，成分均一，不含任何其它杂质。 2）胶质镜质体指胶体腐植溶液充填到植物胞腔
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基质镜质体
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基质镜质体
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微镜煤，微亮煤互层；均质镜质体，树脂体，角质体
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煤化学第03章煤岩学基础

（1）孢粉体
孢粉体是由成煤植物的繁殖器官大孢子、小孢子和花粉形成的，分为2个显微亚组分。由大孢子形成的孢粉体称为大孢子体。由于小孢子和花粉在煤垂直层理切片中非常相似，很难区分，故将小孢子和花粉形成的孢粉体统称为小孢子体。
a）大孢子体长轴一般大于100μm，最大可达5 000～10 000 μm。在垂直层理的煤片中，常呈封闭的扁环状。常有大的褶曲，转折处呈钝圆形。大孢子体的内缘平滑，外缘一般平整光滑，有时可见瘤状、刺状等纹饰。 b）小孢子体长轴小于100 μm。在垂直层理的煤片中，多呈扁环状、蠕虫状、细短的线条状或似三角形状。外缘一般平整光滑，有时可见刺状纹饰。常呈分散状单个个体出现，有时可见小孢子体堆或囊堆。
（8）荧光体由植物分泌的油脂等转化而成的具强荧光的壳质组分。在蓝光激发下发很强的亮黄色或亮绿色荧光。荧光体常呈单体或成群的粒状、油滴状及小透镜状，主要分布于叶肉组织间隙或细胞腔内。油浸反射光下为灰黑色或黑灰色，微突起，透射光下为柠檬黄色或黄色。（9）藻类体藻类体是由低等植物藻类形成的显微组分，它是腐泥煤的主要组分。根据结构和形态特征分为2个亚组分。 a）结构藻类体
1）均质镜质体。在垂直层理切面中呈宽窄不等的条带状或透镜状，均一、纯净，常见垂直层理方向的裂纹。低煤级烟煤中有时可见不清晰隐结构，经氧化腐蚀，可见清晰的细胞结构。该组分为镜质组反射率测定的标准组分之一。 2）基质镜质体。没有固定形态，胶结其他显微组分或共生矿物均匀基质镜质体显示均一结构，颜色均匀；不均匀基质镜质体为大小不一、形态各异、颜色略有深浅变化的团块状或斑点状集合体。与均质镜质体相比，反射率略低，透光色略浅。该组分亦为反射率测定标准组分之一。 3）团块镜质体。多呈圆形、椭圆形、纺锤形或略带棱角状、轮廓清晰的均质块体。常充填细胞腔，其大小与细胞腔一致；也可单独出现，最大者可达300 μm。油浸反射光下呈深灰色或浅灰色，透射光下为红色一红褐色。 4）胶质镜质体。均一纯净，无确定形态，常充填在细胞腔、裂隙及真菌体和孢粉体的空腔中。镜下其他光性特征与均质镜质体相似。

越崎教材煤田地质学第三章煤岩学基础

3.1 煤的显微组分
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）

4煤岩学基础-1详解

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一、宏观煤岩成分
4、暗煤
暗煤一般呈灰黑色，光泽暗淡，密度大，内生裂隙不发育，断面粗糙，致密坚硬具韧性。常以较厚的分层出现，其至单独成层。
显微镜下观察，暗煤的组成复杂多样，其特征和性质取决于显微组成。富含惰质组的暗煤，宏观往往略带丝绢光泽，挥发分低，粘结性弱；富含壳质组的暗煤，略带油脂光泽，挥发分和氢含量较高，粘结性较好；含大量粘土矿物的暗煤，则密度大，灰分产率高。
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一、煤的光学性质
（一）颜色
5 、反射荧光色：煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的颜色，称为反射荧光色。反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而变化，常见有绿黄色、黄色、棕色等。随煤化程度的增高，荧光减弱，至高价煤荧光消失。
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一、煤的光学性质
（二）光泽
煤的光泽：煤的断面对可见光的反光能力。煤光泽强弱与煤岩成分、煤化程度和煤的成因类型的关系: 1、镜煤﹥亮煤﹥暗煤丝炭呈丝绢光泽 2、随煤化程度提高而增强： – 暗淡光泽→沥青光泽→玻璃光泽→金刚光泽→似金属光泽 – 褐煤－暗淡光泽长焰煤－沥青光泽气煤－强沥青光泽或弱玻璃光泽肥煤－玻璃光泽焦、瘦煤－强玻璃光泽贫煤－金刚光泽无烟煤－似金属光泽 3、腐植煤﹥腐泥煤
惰质组>镜质组>壳质组强还原煤<弱还原煤
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二、煤的机械性质及空间结构性质
（3）煤的耐磨硬度：指用磨料抛光时显微组分的抗磨强度。软的显微组分磨损快，容易凹下，硬的显微组分磨损慢，相对突出，显示突起。 • 煤的耐磨硬度与煤的煤化程度、显微组分的关系：在低、中煤级煤中，丝炭比较硬，在磨光面上显示突起，而镜煤的比较软，不显突起；随着煤级的增高，镜煤和丝炭抗磨硬度逐渐接近。

《煤化学》讲稿03章-煤岩学基础

包括黄铁矿、白铁矿等
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
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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
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石膏
9
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红石膏石膏石膏石膏
自然硫
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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
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（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

煤化学-煤的组成-岩石组成

丝炭的成因：
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丝炭的成因：
在成煤过程中，丝炭是由成煤植物的木质纤维组织经丝炭化作用而形成的。在显微镜下观察，丝炭是具有明显的植物细胞结构的丝炭化组织－丝质体和半丝质体。
第二节宏观煤岩组成 Lithotype of coal
二、宏观煤岩成分 3、亮煤（Clarain）亮煤的光泽仅次于镜煤，较脆，内生裂隙也较发育，程度次于镜煤，比重较小，有时也有贝壳状断口。亮煤是最常见的煤岩成分，不少煤层以亮煤为主组成较厚的煤层，甚至整个煤层。亮煤的均匀程度不如镜煤，表面隐约可见微细的纹理，是由镜煤、暗煤（有时还有丝炭）等薄的分层交织组成的。
脱水作用dehydration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。
1.3.1 惰质组（ inertinite又称丝质组）的成因
（2）火焚作用burning：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％，
镜煤的成因：
在成煤过程中，镜煤是由成煤植物的木质纤维组织经凝胶化作用而形成的。显微镜下观察，镜煤的轮廓清楚，质地纯净，显微组成比较单一，是一
种简单的宏观煤岩成分。
第二节宏观煤岩组成 Lithotype of coal
二、宏观煤岩成分 2、丝炭(Fusain) 外观象木炭，颜色灰黑，性脆，具有明显的纤维状结构和微弱的丝绢光泽的宏观煤岩成分。丝炭疏松多孔，性脆易碎，能染指。在煤层中一般丝炭数量不多，常呈扁平透镜体沿煤的层面分布，大多数厚度 l～2mm至几mm，有时也能形成不连续的薄层。不同煤化程度煤中所含的丝炭，性质很少变化。