第二章 煤的岩相组成及其性质

第二章煤的岩相组成及其性质

煤是一种固体可燃矿物，从岩石学的角度来说，它是一种可燃性有机沉积岩。因此，可以用研究岩石的手段来研究煤。有关这个领域的学科就是煤研学。在煤化学中作为一章来介绍，但不代表煤岩学不重要，在近年来，煤岩学在焦化领域和煤转化中应用越来越广泛。效果很显著！！

煤研学研究意义:1、阐明煤的成因；2、鉴定煤的成分；3、了解各成分变化对煤质的影响；4、更深刻了解煤的特性；5、指导煤的合理利用和工艺加工。

方法有两种：

宏观研究：用肉眼或放大镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜色，光泽，端口，条痕，硬度等外观特征。适于野外勘探、采煤。

微观研究：利用光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采用显微镜。

煤研学研究认为：煤并非学一物质，而是由多种性质不同的煤岩组分组成的。正是这些不同组分的不同组合，造成了煤在物理、化学和工艺性质上的千差万别。

那么，煤中究竟都有那些煤岩组分呢？

第一节煤岩的宏观研究

一、宏观煤岩成分

1919年，M. Stopes(斯. 托普斯)用肉眼观察煤。首先将煤分成四种宏观煤岩拼分，即镜像、亮煤、暗煤和丝炭。并描述了它们间的差异。此划分和命名一直沿用至今。

其中，镜煤和丝炭是单一组分，而亮煤和暗煤是混合组分，各宏观煤岩成分的外部特征见下表。

二、宏观煤岩类型

宏观煤岩成分是岩石分类的基本单位，但在评价煤层性质应用上有一定困难，镜、丝层薄且不规则，亮、暗层虽厚，但常互相交叉过渡，分层不很明确。因此，在观察煤层时，若以宏观成分来评价，不便定量，也不便于了解全貌。

因此，按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。

光亮煤：煤层中总体光泽最强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之和大于75%），只含有少量的暗煤和丝炭，条带结构不明显，具有贝壳状断口，内生裂隙发育，脆度大，易破碎。

半光亮煤: 煤层中总体光泽较强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之和大于50-75%），其余为暗煤，也夹有丝炭，条带状结构明显，内生裂隙较发育，常带有棱角状或阶梯状断口。是最常见的宏观煤岩类型。

半暗煤：煤层中总体光泽较弱的类型，镜、亮煤二者之和仅为50-75%，其余为暗煤，也夹有丝炭，硬度、韧度和密度都较大。

黯淡煤：煤层中总体光泽最弱的类型，镜、亮煤二者之和25%以下，其余多为暗煤，也夹有丝炭。通常呈块状构造，层里不明显，硬度、韧度和密度都大。

第二节煤岩的显微研究

煤岩的显微研究是指将煤制成煤片以后，在显微镜下观察研究。

一、煤片的种类

1、薄片，20×20mm2 厚0.03mm

用透明胶固定在玻璃板上，在透射光下观察，地质部门用得多。

2、光片：φ20、厚15-20，圆柱体或20×20方柱体，观察面精细磨光。

可用块煤，也可以用粉煤（用粘结剂）制作，在反射光下观察，

制作较容易，目前用途最广。

3、光薄片：两面磨光，且薄，在反光、透光下均可，制做难，很少

用。

二、煤岩的显微组分

十分复杂，包括有机、无机两大类。

（一）有机纤维组分

在显微镜下观察，可按颜色和形态不同，把煤中有机物分成三大显微组分，即镜质组，丝质组和壳质组（稳定组）。

1、镜质组（Vitrinite）（凝胶化组分）

煤中主要显微组分

主要来源，植物中的木、纤组织经凝胶化作用形成，我国多数煤

田镜质组含量约为60%-80%。

颜色：

透光下：透明，橙红→棕红（低中度），随V daf↑→增加颜色加深。

反光下：深灰→浅灰，随V daf↑→颜色逐渐变浅，无突起。

以下是镜质组

结构镜质体

2、丝质组（Inertinite ）(惰性组或惰质组) 也是煤中常见显微组分，另叫惰质组或惰性组 主要来源：植物木、纤组织经丝炭化作用形成。 颜色：透射光下，黑色，不透明

反射光下，白 亮黄色（黄白色），有较高的突起。随V daf

变化不明显。

无结构镜质

基质镜质组

粗粒体

丝质体

菌类体3、壳质组（Exinite）(稳定组)

来源：植物中的皮壳和分泌物，即生化稳定性高的脂类转来。

颜色：透光下，黄→橙黄，半透明，

反光下，灰黑→黑灰，具有中高突起在同变质程度煤中其

反射率最低。

树皮体（木栓体）：呈叠瓦状和鳞片状。

角质体：角质体存在于植物的叶，枝芽的最外层，呈宽度不等的条带状，外缘光滑，内缘有锯齿状。

孢子体：呈封闭的扁环形，内缘光滑

树脂体：由树脂转来，呈圆或椭圆形。

巩膜体

孢子体角质体

主要显微组分镜下特征（郭松涛、虞继舜）

类组组分显微结构及形态

颜色

分布状态透射光下反（油浸）正交偏光

镜质类

V

结构镜质体Ⅰ细胞结构完好橙-橙红深灰-灰条带消光透镜体、碎片结构镜质体Ⅱ细胞膨胀剧烈橙红-红深灰色微弱网状消光条带、透镜状均质镜质体无细胞结构均一物质橙红深灰色微粒状、均匀消光宽窄不同的条带透镜状胶质镜质体

均一致密凝胶体流动痕

迹

橙红深灰色微粒状、均匀消光同均质镜质体，此组分少见基质镜质体均一或否没有固定形态橙红深灰色微粒状、均匀消光多见于长焰煤团块镜质体均一团块轮廓清晰均质块红褐色深灰或浅灰均匀消光

碎屑镜质体小于10μm小碎片,有棱角红深灰在煤种少见

SV

结构半镜质体同结构镜质体棕红-红棕灰色

无结构半镜质体同无结构半镜质体灰色微突起

碎屑半镜质体同碎屑镜质体灰色

丝质类

I

结构丝质体明显细胞结构黑色不透明亮白-亮黄白高突起透镜状或碎块状无结构丝质体无细胞结构黑色不透明亮白-亮黄白高突起透镜状、条带状、碎块状粗粒体残余细胞结构白-淡黄白、突起较高

微粒体细小圆形颗粒白-黄白、无微突起

SI

结构半丝质体有细胞结构棕-棕黑白-灰白色

半丝质体无细胞结构棕-棕黑白-灰白色

碎屑丝质体小于30μm 棕-棕黑白-灰白色

稳

定类E

孢粉体

大孢子为扁环或透镜体，

小孢子小扁环蠕虫状

黄色黑灰色答孢子分散、小孢子呈群体角质体

薄厚不同狭长条带外缘光

滑内缘呈锯齿状

黄色黑灰色平行堆积树脂体椭圆、纺锤形、无结构黄色黑灰色分散

树皮体平行条带、叠瓦或鳞片状黄-橙黄黑灰色密集或分散

不定性轮廓清晰不规则黄色黑灰色分散

腐泥类

藻类体群体细胞结构黄、黄褐绿黄深灰-黑群体腐泥基质体无结构黄、黄褐绿黄深灰-黑

树脂体