煤岩显微组分划分
显微煤岩组分的识别

具体分类如下: 首先以挥发分把硬煤划分为0~9共10个类 别,而6~9类煤需再按恒湿(30℃,相对湿度96%时)无 灰基煤的高位发热量的大小来划分类别。在1类煤中,又 按挥发分划分为A、两个小组。A组煤的Vdaf>3%~6.5%,B 组煤的Vdaf>6.5%~10%。 然后在上述0~9类硬煤中,再 按煤的黏结性指标(自由膨胀序数或罗加指数)划分为 0~3共4个组别。
二、实验仪器和工具
(1)透射光显微镜、 反射光显微镜(带油浸物镜):
(2)标准煤薄片、 煤光片:
(3)载玻片、橡皮泥、洗耳球、 擦镜质:
(4)香柏油(n=1.515)
四、实验内容 1.识别镜质组显微煤岩特征 镜质组是煤的主要显微组分。低变质程度的 烟煤中镜质组在透射光下,为橙红、
褐红色。在反射光下为灰色。油浸反射光下 为深灰色。
色变为白色;透光色变深,
由橙红色变为棕色,直至
在煤化作用过程中
不透明;正交偏光下光学 光性变化不及镜质组明
下呈灰黑色到深灰色, 反射率比其他显微组分 都低,突起由中高突起
各向异性明显增强
显
降到微突起。
在油浸反射光下,颜
具有明显的荧光性。
色稍浅、反射力稍强略显 突起
煤化度增加,荧光强度减 弱,直至消失
思考题
1.在光学显微组分下如何区分 镜质组、稳定组和惰性组?
2.不同煤化程度煤的显微组分 特征有哪些?
煤岩分析

煤是一种固体可燃有机岩。
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、成因及合理利用的科学。
有以下几种分类方式:1.镜煤镜煤的颜色深黑、光泽强,是煤中颜色最深和光泽最强的成分。
镜煤特点:①质地纯净,结构均一,具贝壳状断口和内生裂隙。
②镜煤性脆,易碎成棱角状小块。
③在煤层中,镜煤常呈凸透镜状或条带状,条带厚几毫米至1~2cm,有时呈线理状存在于亮煤和暗煤之中。
镜煤的显微组成单一,主要是植物的木质显微组织经凝胶化作用形成的。
性质:V、H高,粘结性强,矿物质含量少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。
在煤层中丝炭的数量一般不多,常呈扁平透镜体,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。
特点:①在煤层中,丝炭常呈扁平透镜体沿煤层的层理面分布,厚度多在1~2mm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。
②丝炭的孔隙度大,吸氧性强,丝炭多的煤层易发生自燃。
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。
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。
特点:①较脆易碎,断面比较平坦,②比重较小。
③亮煤的均一程度不如镜煤,表面隐约可见微细层理。
④亮煤有时也有内生裂隙,但不如镜煤发育。
⑤常呈较厚的分层,有时甚至组成整个煤层。
在煤层中,亮煤是最常见的宏观煤岩成分。
亮煤的性质接近镜煤,但质量比镜煤差。
4.暗煤暗煤的光泽暗淡,一般呈灰黑色。
暗煤的组成比较复杂。
它是在活水有氧的条件下,富集了壳质组、惰性组或掺进较多的矿物质转变而成。
煤岩显微组分划分
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煤岩显微组分划分A1 镜质组镜质组是由成煤植物的木质纤维组织,经腐植化作用和凝胶化作用而形成的显微组分组。
在低煤化烟煤中,镜质组的透光色为橙色一橙红色,油浸反射光下呈深灰色,无突起。
随煤化程度增加,反射力增大,反射色变浅,可由深灰色变为白色;透光色变深,可由橙红色变为棕色,直至不透明;正交偏光下光学各向异性明显增强。
镜质组有时具弱荧光性。
根据细胞结构保存程度及形态、大小等特征,分为3个显微组分和若干个显微亚组分。
A1.1 结构镜质体显微镜下显示植物细胞结构的镜质组显微组分(指细胞壁部分)。
根据细胞结构保存的完好程度,又分为2个亚组分。
A1. 1.1 结构镜质体1细胞结构保存完好的结构镜质体。
细胞壁未膨胀或微膨胀,细胞腔清晰可见,细胞排列规则。
细胞腔中空,或为矿物和其他显微组分充填。
A1. 1. 2 结构镜质体2细胞壁强烈膨胀,细胞腔完全变形或几乎消失,但可见细胞结构残迹。
细胞腔闭合后常呈线条状结构。
由树叶形成的结构镜质体2,常具角质体镶边,有时显示团块状结构。
A1.2 无结构镜质体显微镜下不显示植物细胞结构的镜质组分。
根据形态特征,无结构镜质体又分为4个亚组分。
A1.2. 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。
A1.2. 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。
A1.2. 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 um。
油浸反射光下呈深灰色或浅灰色,透射光下为红色--红褐色。
煤的岩相组成
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显微组分及其成因 煤岩学的研究方法 煤岩学的应用1935年:“显微组分”概念1953年:国际煤岩学委员会(宏观煤岩组成:肉眼naked eye微观显微组分:显微镜,包括透射光、反射光宏观煤岩成分与有机显微组分之间的关系宏观成分显微成分镜质组壳质组惰质组宏观煤岩组成肉眼或放大镜→腐植煤的宏观煤岩组成镜煤vitrain丝炭fusain亮煤clarain暗煤durain成因:由成煤植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成木质纤维组织:包括以木质素、纤维素和半纤维素组成的生物质显微镜下观察以镜质组为主,还含有数量不等的惰质组和壳质组不少煤层以亮煤为主组成较厚的分层,甚至整个煤层宏观煤岩组成─亮煤外观:光泽暗淡、灰黑色、表面粗糙、结构致密、比重大粘结性差;富含壳质组的暗煤,宏观略带油脂光泽,挥发分和氢含量较高,粘结性较好,且比重较小;含大量矿物质的暗煤,则密度大,灰分产率高,煤质差宏观煤岩组成外观:与木炭相似,灰黑色、性脆、多孔、呈纤维状结构成因:由成煤植物的木质纤维组织经丝炭化作用和火焚作用而形成的丝质体和半丝质体宏观煤岩组成煤暗煤暗淡、黑色或灰黑色、坚硬、表面粗糙丝炭丝绢光泽、黑色、纤维状、软、很脆、组分不均一腐泥煤烛煤暗淡或微油脂光泽、黑色、均匀、非层状、很硬、贝壳状断口、黑色条痕藻煤类似烛煤,外表微带褐色,褐色条痕宏观煤岩类型总体相对光泽强度光亮煤半亮煤半暗煤暗淡煤煤的显微组分:在显微镜下区别和辨识的基本组成成分煤的显微组分腐植煤的有机显微组分✓镜质组vitrinite✓惰质组inertinite✓壳质组liptinite煤的有机显微组分●木质纤维组织在厌氧细菌作用下形成腐植酸、沥青质等→结构镜质体●木质纤维组织在沼泽水的浸泡下吸水膨胀,发生胶体化学变化,使植物细胞结构破坏乃至消失,成为凝胶体→无结构镜质体透射光:黄色→橙红色普通反射光下呈灰色,无凸起;油浸反射光下呈深灰色傅家谟等《煤成烃地球化学》科学出版社,北京,火焚:沼泽森林火灾中形成的类似木炭的物质,成煤过程中形成惰质组。
煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅰ:镜质体

收稿日期:2021-03-12 修回日期:2021-03-27 责任编辑:韩晋平 DOI:10.13225/j. cnki. jccs.2021.0419 基金项目:国家自然科学基金资助项目(U1810202) ; 111引智计划资助项目(B17042) 作者简介:代世峰(1970—),男,山东日照人,教授,博士生导师。E-mail:daishifeng@ gmail. com 引用格式:代世峰,唐跃刚,姜尧发,等•煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析I:镜质体[J].煤炭学报,
摘 要:煤的显微组分定义与分类的国际标准“ICCP system 1994”是国际煤和有机岩石学委员会
(ICCP)历经26 a( 1991-2017)完成,按照显微组分组和发表的时间,该标准共分4个部分,分别是
镜质体(1998)、惰质体(2001)、腐质体(2005)和类脂体(2017)。“ICCP system 1994”目前已被国
第46卷第6期 2021年 6月
煤炭学报 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY
Vol. 46 No. 6 Jun. 2021
煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)
解析I:镜质体
l1>2,a 代世
跃册,姜尧发勺刘晶晶s任德妃,赵峰华-赵蕾-王西駅
(1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083; 2.中国矿业大学国际煤地质学研究中心,江苏徐州221116)
微组分组被划分为3个亚组,结构镜质体亚组、碎屑镜质体亚组和凝胶镜质体亚组,它们分别进一
步被划分为2个显微组分。其中,划分亚组的主要依据是植物组织的破环(降解)程度,显微组分
之间的区分主要依据是凝胶化程度和(或)形貌特征。该分类体系与ICCP腐植体分类体系紧密关
中国煤炭分类指标及其各类煤质用途

中国煤炭分类指标及其各类煤质用途中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)制定了煤类编码系统。
各类煤用两位阿拉伯数码表示。
十位数系按煤的挥发分分组,无烟煤为0、烟煤类为1~4、褐煤为5。
个位数,无烟煤类为1~3,表示煤化程度;烟煤类为1~6,表示粘结性;褐煤类为1~2,表示煤化程度。
各煤类符号用前两个字的汉语拼音第一个字母(大写表示)。
如贫煤(PinMei)PM、贫瘦煤(PinShoumei)PS,无烟煤小类在字母后加阿拉伯数字区分(WY1、WY2、WY3),1/3焦煤和1/2中粘煤在字母前用阿拉伯数字表示(1/3JM和1/2ZN)。
1. 分类参数(1)煤阶(rank),对于中、高煤阶煤,以镜质组平均随机反射率ran%作为分类参数;对于低煤阶煤,以恒湿无灰基高位发热量Qgr.daf,MJ/kg作为分类参数。
(2)显微组分组成(maceral group composition):以煤的显微组分组成中无矿物质基镜质组含量(%,V/V)表示,Vt,mmf(vol,%)。
(3)品位(grade):以干燥基灰分表示,Ad,%。
2. 分类方法(1)按煤阶分类:用恒湿无灰基高位发热量Qgr.daf=24MJ/kg为界来区分低煤阶煤(<24 MJ/ kg)与中煤阶煤(≥24MJ/kg);用镜质组平均随机反射率ran=2.%为界来区分中煤阶煤(<2%)与高煤阶煤(≥2%);规定ran≥0.6%的煤必须按ran%来分类,ran<0.6%的煤必须按Qgr.dafMJ/kg来分类。
(2)按煤的显微组分组成分类:以无矿物质基镜质组含量(%,V/V)表示煤岩显微组分组成。
(3)按煤的品位分类:以干燥基灰分表征煤的品位。
3. 分类图图2-1-1表示了中国煤层煤分类系统。
4. 命名表述煤类名称的冠名顺序以品位、显微组分组成、煤阶依次排列。
表2-1-2为示例。
重点:煤的用途和煤质要求(1).无烟煤(WY)无烟煤的特点是固定碳高,挥发分低,纯煤真密度高达1.35~1.90,无粘结性,燃点高,一般达360~420℃左右。
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
煤的显微组分鉴定与定量课件
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化学分析只能测定煤中的化学成分 ,无法提供关于煤的显微组分的信 息。
仪器分析定量测定
仪器分析方法
采用仪器分析方法,如红外光谱 法、光谱法等,可以测定煤中各 有机和无机组分的含量,如脂肪 族化合物、芳香族化合物、矿物
质等。
仪器分析的优点
仪器分析可以同时测定煤中多种 有机和无机组分的含量,具有较
详细描述
通过对煤的显微组分进行鉴定和定量分析,可以了解煤中不 同组分的地球化学特征,如碳同位素组成、矿物质含量等, 从而推断出煤的形成环境和演变过程,为地球化学研究提供 重要信息。
05
煤的显微组分鉴定与定量 研究展望
发展新型鉴定方法
开发自动化和智能化的鉴定系统
01
利用机器学习和图像识别技术,提高鉴定的准确性和效率。
仪器分析法
红外光谱分析
红外光谱可以测定煤中有机质的分子结构和化学键类型,了解煤的成因和变质 程度。
核磁共振分析
核磁共振可以测定煤中氢原子或碳原子的分布和化学环境,提供更深入的分子 结构信息。
03
煤的显微组分定量测定
显微镜观察定量测定
观察煤的显微组分
通过显微镜观察煤的显微组分,如有机质、矿物质、植物残留等,并对它们进行 分类和识别。
煤中水
以两种形式存在,吸附水和结 晶水。
煤中矿物质
主要来自成煤植物的根、茎、 叶和外壳的矿物质。
煤的显微组分研究意义
01
了解煤的形成过程和变质作用
显微组分的分类和定量研究有助于了解煤的形成过程和变质作用,为煤
田地质学、地球化学等领域提供基础数据。
02
提高煤炭利用效率
通过对显微组分的分类和定量研究,可以了解各种显微组分的物理和化
煤显微组分

煤显微组分煤是一种有机的生物岩石,可以用岩石学的方法来研究煤,这就是所谓的煤岩学。
从煤岩学角度来划分,煤是由有机显微组分和少量的无机显微组分组成的有机生物岩。
有机显微组分可以分为镜质组、惰质组、壳质组三大类。
物理性质煤岩有机显微组分的物理性质,对煤岩有机显微组分的物理挑选有着重要的指导意义。
(1)密度。
因为显微组分密度不同,所以在了解煤显微组分之前,应该掌握各个显微组分的密度差异。
惰质组显微组分密度最大,镜质组次之,壳质组密度最小。
随着煤变质程度的加深,各个显微组分的密度差异逐渐变小,慢慢会相互交融最终相同。
(2)硬度。
惰质组硬度大于镜质组,在显微组分中惰质组硬度最高。
由于壳质组含量过低不予比较。
(3)润湿性。
各显微组分憎水性为壳质组最强,镜质组其次,惰质组最弱,但是从本质来看各个显微组分的憎水性区别不明显,不能一味地将显微组分的润湿性作为区分它们的标准。
化学性质在有机显微组分中惰质组碳含量要多于镜质组,壳质组碳含量最小;而关于显微组分氢含量则是壳质组最大,镜质组稍低于壳质组,惰质组最小;关于显微组分挥发性,壳质组要远远强于镜质组以及惰质组,所以在煤热解时壳质组最先挥发,在煤岩沉积变质过程中,壳质组反应也是最强烈的,以至于在煤的显微组分中壳质组的含量最低,通常在对比各个显微组分之间差异时,由于壳质组含量过小,不易被提取出来,而不将壳质组作为参与实验对象。
煤岩组分工艺性质煤岩3个显微组分的脆度都有差异,而且其脆度越大越容易被破坏粉碎。
根据哈氏可磨性指数就可以测定出煤粉碎的难易程度。
其中,惰质组脆性最大,通常最快被破碎;镜质组较小,在粉碎时会产生较小粒级;壳质组韧性大以至于难以被破碎,通常存在于大粒级。
因此,在工业作业时,可根据各煤岩显微组分的可碎性和可磨性差异,使用先破碎后筛分的方法,把富集在大粒级的壳质组用于煤炭的液化、气化,再将富集在中粒级的镜质组和富集在较细粒级的惰质组用于炼焦,从而提升煤最大利用效率,在保证质量的基础上提高生产效率增加经济利益。
煤的性质

• 煤的风化、自燃 2、煤的自燃 煤风化过程的实质是煤的氧化过程,是放热过程 如果煤氧化释放的热量不能及时散发,则会被煤吸收 而使煤温度提高。温度的提高又促使煤剧烈的氧化,放 热更多。当温度达到煤的温度着火点就会发火燃烧,故 称为自燃。 风化是由于煤低温氧化热量积累而燃烧。
b. 惰质组:是由植物的木质纤维组织经过丝炭化作用形 成的。惰质组也是煤中比较常见的一种显微组分,在 煤中的含量约为10%~20%。
c. 壳质组:是由植物有机组分中化学性质稳定的角质层, 孢粉、树脂、树蜡等保存在煤中形成的。成煤过程中 几乎没有发生质的变化,其原始形态特征保存完好。 壳质组在煤中的含量不多。
热稳定性差的块煤在气化或燃烧时迅速爆裂成小块或煤粉,轻则 炉内结渣,增加炉内阻力和带出物,降低气化或燃烧效率,重则 破坏整个气化过程,甚至造成停炉事故。因此,块煤气化或燃烧 要求有足够的热稳定性。
6、煤的电性质与磁性质
主要包括导电性,介电常数、磁化率等。煤的电、磁性质, 对于煤的结构研究及其工业应用具有很大的意义。
氧化丝质体,胞腔充填黄铁矿
二、煤的物理性质
颜 色 和 光 泽
断 口 和 裂 隙
煤 的 密 度
煤 的 机 械 性 质
煤 的 热 性 质
电 性 质 与 磁 性 质
煤 的 光 学 性 质
1、煤的颜色和光泽
• 煤的颜色 煤的颜色是指新鲜(未被氧化)的煤块表面的天然 色彩,它是煤对不同波长的可见光吸收的结果。 条痕色:煤在磁板上划出条痕的颜色,反映煤真 正的颜色轭。 • 煤的光泽 煤的光泽是指煤的新鲜断面对正常可见光的反射能 力,是肉眼鉴定煤的标志之一。
第一章
煤化学基础
Байду номын сангаас气 煤
煤岩组分性质及变化

7.43
6.40 6.88
4.43
2.37 3.54
36.43
39.60 25.30
63.57
60.40 74.70
样品 原料煤
Cdaf % 79.77
Hdaf % 4.67
Odaf % 14.37
Ndaf % 0.99
Sdaf % 0.20
镜质组
惰质组
77.83
82.63
5.03
3.77
15.94
谢
谢!
• 镜质组:变化均匀且 灵敏 • 惰质组:低煤级阶段 增长较快,煤化后期 增长较慢 • 壳质组:低煤阶阶段 增长缓慢,中煤化烟 煤阶段迅速增长,焦 煤阶段与镜质组一致
煤化过程中显微组分反射率变化趋势
煤化作用过程中镜质组孔隙率变化趋势
煤化过程中镜质组化学性质变化
80
150
Vdaf,%
Cdaf,%
煤化过程中壳质组化学性质变化
150 50 0 0 0.5 R,% 1 1.5
Cdaf,%
100
100 80 60 40 20 0 0 0.5 R,% 1 1.5
Vdaf,%
15
2
H/C原子比
0 0.5 R,% 1 1.5
Hdaf,%
10 5 0
1.5 1 0.5 0 0 0.5 R,% 1 1.5
煤岩组分化学性质
• • • • • • 碳含量:惰质组>镜质组>壳质组 氢含量:壳质组>镜质组>惰质组 O/C:镜质组>惰质组 挥发分:壳质组>镜质组>惰质组 水分:镜煤>丝炭 矿物:暗煤和丝炭矿物含量较高
煤岩组分性质差异
样品 Mad % Ad % Vdaf % FCdaf %
[解析]煤岩学
![[解析]煤岩学](https://img.taocdn.com/s3/m/5aaf84e5a26925c52cc5bfad.png)
[解析]煤岩学1.显微组分特征及其成因。
(很大,注意组分差别)答:在光学显微镜下能够识别出来的组成煤的基本成分,成为显微组分。
由植物遗体变化而成的为有机显微组分,而矿物杂质则成为无机显微组分。
(一)煤的有机显微组分煤的有机显微组分可划分为三大组:镜质组、壳质组和惰性组。
1、镜质组镜质组是由植物的根茎叶在覆水的还原条件下,经过凝胶化作用而形成。
低中煤阶段时,镜质组在透射光下具橙红、褐红色、,反射光下呈灰至浅灰色。
氧含量较高,氢含量中等,碳含量较低,挥发分产率较高,具最好的粘结性,是炼焦的最主要成分。
分为三种显微组分:结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体。
(1)结构镜质体保存有植物的细胞结构,在煤中往往呈透镜状产出。
根据细胞结构保存的完好程度,又可以分为结构镜质体1(细胞结构保存完好,胞腔排列整齐,胞壁不膨胀或稍有膨胀)和结构镜质体2(胞壁膨胀,胞腔变小,胞腔大小不一,排列不整齐。
胞腔闭合后常显示线条状结构,常有角质体镶边,有时显示团块状结构)。
(2)无结构镜质体显微镜下观察不到细胞结构,电子显微镜下可见粒状结构。
据产状,形态和成因的不同,又分为四个亚组分: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。
呈透镜状或条带状。
轮廓清楚,成分均一,不含任何其他杂质。
发育垂直裂隙。
2)胶质镜质体常充填在植物组织的细胞腔或其他孔隙中,无确定形态,不含杂质。
3)基质镜质体常由富纤维植物转化,无固定形态,充当其他显微组分和矿物质的胶结物。
4)团块镜质体呈圆形或椭圆形单体或群体分布,边界清晰,内部均一。
(3)碎屑镜质体粒度小于10微米的镜质组分碎屑,多呈粒状或不规则状,多余碎屑惰质体等混合堆积。
不易区别。
2.惰性组又称丝质组,常见显微组分组。
由植物的根茎叶等组织在比较干燥的氧化条件下,经过丝炭化作用后在泥炭沼泽中沉积下来所形成;也可以由泥炭表面经炭化、氧化、腐败作用和真菌的腐蚀所造成。
还可以由镜质组和壳质组经煤化作用形成。
显微煤岩类型分类
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显微煤岩类型分类引言显微煤岩类型分类是指对煤岩样品进行显微镜观察和分析,根据其组分成分和结构特征对其进行分类的过程。
通过显微煤岩类型分类,可以更加全面、详细地了解煤的性质和特点,为煤的利用和矿物资源调查提供科学依据。
本文将对显微煤岩类型分类的方法、分类体系以及煤岩类型的特征进行探讨。
方法进行显微煤岩类型分类的方法主要包括样品制备、显微镜观察、特征描述和分类命名。
1.样品制备样品制备是首先要进行的步骤,它包括采集煤岩样品、制备薄片和染色等操作。
采集的煤岩样品应当具有代表性,包括不同地层、不同类型和不同成熟度的样品。
制备薄片时,要将样品打磨成适当的大小,并使用显微镜刀片剥离出透明的薄片。
染色可以选择用甲醛或其他染料进行。
2.显微镜观察使用显微镜对煤岩样品进行观察。
观察时要调整显微镜的放大倍数、聚焦和光源等,以获得清晰的图像。
观察时需要注意煤岩的结构特征,如组分成分、纤维状结构、粒状结构等。
3.特征描述观察煤岩样品后,需要对其组分成分和结构特征进行描述。
组分成分包括有机质、无机质和其他矿物组分的含量和种类。
结构特征包括纤维状结构、粒状结构和孔隙结构等。
4.分类命名根据煤岩样品的特征描述,将其分类并命名。
分类可以按煤的成因、成熟度、组分成分等进行划分。
常见的分类体系有露天煤、地下煤、焦煤、褐煤、无烟煤等。
分类体系显微煤岩类型分类的分类体系主要包括成因分类、结构分类和组分分类。
一、成因分类根据煤的成因特征将其分为以下几类: 1. 生物成因煤:指由植物古残体经过长时间的压实和热解作用形成的煤岩。
2. 热成因煤:指由于地壳运动和岩浆活动引起的温度升高,使埋藏在地下的有机物质煤化生成的煤岩。
3. 化学成因煤:指由于地下水的溶解、析出和沉积作用,使有机物质煤化生成的煤岩。
二、结构分类根据煤岩的结构特征将其分为以下几类: 1. 纤维煤:指煤岩中的有机质呈纤维状排列的煤岩。
2. 粒状煤:指煤岩中的有机质成为粒状结构的煤岩。
显微组分特征
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• (10)碎屑壳质体(liptodetrinite)粒径小于3μm的壳质 组分。常成群出现,在油浸反射光下呈深灰色,在蓝光激 发下发亮黄色荧光。
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地球科学与测绘工程学院
煤显微组分特征
2.惰质组
是常见显微组分组,含量较高,多数煤中含量居第二位,由于在焦化过 程中其组分不软化具有惰性而得名。包括丝质体、半丝质体、粗立体、微 粒体、菌类体和惰屑体等六种显微组分。
透射光
镜下特征
反射光 荧光 弱荧 光或 不具 荧光 明显 荧光 性 弱荧 光或 不具 荧光
镜 质 组
类 脂 组 惰 质 组
V
木质素 纤维素等
角质层 木栓层 树脂等
50%-80%
橙红色
灰色 深灰色
E
几乎没发生 实质性变化 而保存于煤 中 丝炭化作用 火焚化作用
较低
黄色 橙红色
黑色 灰黑色
I
木质素 纤维素等
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镜质组分类
(1)结构镜质体 保存有植物的细胞结构,在煤中往往呈透镜体壮产出。 1)结构镜质体1:细胞结构保存完好,胸腔排列整齐,胞壁不膨胀或稍有 膨胀 2)结构镜质体2:胞壁膨胀,胞腔变小,胞腔大小不一,排列不整齐
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中国矿业大学Leabharlann 北京)地球科学与测绘工程学院
• (3)木栓质体(suberinite)木栓层的栓质细胞壁,主要 是由植物茎的周皮组织中的木栓层转变而来。胞腔有时中 空,有时充填团块镜质体,常显示叠砖状或叠瓦状构造。
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• (4)叶绿素体(chlorophyllinite)是由植物的叶绿素转变 形成的稳定组分。在煤中很少见,呈圆粒状,粒径1-5微 米。在透射光下呈淡绿色;在油浸反射光下很难识别;在 蓝光激发下发血红色荧光,随激发时间延长,荧光色由血 红色变为玫瑰色,最后变为乳白色。
chap4_煤的组成-岩石组成
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பைடு நூலகம்
主要内容: 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 概述summarization
1、什么是煤岩学 Coal petrology / petrography? petrography? 用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。 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naked eye 宏观方法macroscopical method-用肉眼naked 或放大镜观察煤,根据其颜色colour 条痕色striation 或放大镜观察煤,根据其颜色colour 、条痕色striation colour、光泽luster、裂隙fissure/crack和断口fracture等 colour、光泽luster、裂隙fissure/crack和断口fracture等, 识别煤岩宏观煤岩成分 煤岩宏观煤岩成分lithotype,判断煤的性质。 识别煤岩宏观煤岩成分lithotype,判断煤的性质。
三、烟煤的宏观煤岩类型 3、半暗煤 镜煤和亮煤的含量占25%-50%,由暗煤及亮煤组成, 镜煤和亮煤的含量占25%-50%,由暗煤及亮煤组成, 常以暗煤为主,有时也夹有镜煤和丝炭的线理、 常以暗煤为主,有时也夹有镜煤和丝炭的线理、细 条带和透镜体。半暗型煤的特点是光泽比较暗淡, 条带和透镜体。半暗型煤的特点是光泽比较暗淡, 硬度和韧性较大,比重较大,内生裂隙不发育, 硬度和韧性较大,比重较大,内生裂隙不发育,断 口参差不齐。显微镜下观察,镜质组含量为40%口参差不齐。显微镜下观察,镜质组含量为40%60%,有时即使镜质组含量大于60%, 60%,有时即使镜质组含量大于60%,但是由于矿 物质含量高, 物质含量高,而使煤的相对光泽强度减弱而成为半 暗煤。半暗煤的质量多数较差。 暗煤。半暗煤的质量多数较差。
7-02煤岩学培训教材-煤岩显微组分的识别
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微粒体Mi
粗粒体Ma 碎屑惰质体Id
微粒体Mi
粗粒体Ma 碎屑惰质体Id
1微米,白色细粒
大于10微米,不规则浑圆状单体 形态不规则的惰质组碎屑
分组
显微组分 孢粉体Sp 角质体Cu 树脂体Re 荧光体F1 树皮体Ba 木栓质体Sub 沥青质体Bt 渗出沥青体Ex 藻类体Alg 碎屑壳质体Ed
显微亚组分 大孢子体Sp1 小孢子体Sp2 角质体Cu 树脂体Re 荧光体F1 树皮体Ba 木栓质体Sub 沥青质体Bt 渗出沥青体Ex 结构藻类体Alg1 层状藻类体Alg2 碎屑壳质体Ed
1 烟煤的显微组分分类
分组 显微组分 结构镜质体 显微亚组分 结构镜质体T1 结构镜质体T2 均质镜质体C1 镜质组 V 无结构镜质体 C 基质镜质体C2 团块镜质体C3 胶质镜质体C4 碎屑镜质体Vd 丝质体F 半丝质体SF 惰质组 I 菌类体Scl 碎屑镜质体Vd 火焚丝质体F1 氧化丝质体F2 半丝质体Sf 菌类体Scl 细胞壁未膨胀 胞壁变形,可见结构 均一,平整。测Ro 无固定形态,胶结其它组分矿物。测Ro 圆形,椭圆形轮廓清晰,均质块状或充填 无固定形态,充填 粒径10微米镜质组碎屑 壁薄,反射率、突起高 壁厚,反射率、突起稍低,细胞结构较差 过度组分,保存细胞结构 圆形,椭圆形,单胞腔、多胞腔 特征
煤岩学培训教பைடு நூலகம் 02煤岩显微组分识别
中钢集团鞍山热能研究院有限公司
主要内容
• • • • • • 一 煤的生成 二 煤岩相关标准 三 烟煤的显微组分分类和特征 1 烟煤的显微组分分类 2 烟煤的显微组分特征 四 煤中的矿物质
一 煤的生成
古代植物:大量的古代植物生长、死亡及累积是形成煤 层的物质基础; 地球生物化学作用:大量死亡及累积的古代植物主要经 厌氧生化(如:堆积在沼泽并被水淹没)作用,发生地 球生物化学作用生成泥炭――煤的前驱体。成煤第一阶 段。 地球物理化学作用:地壳变迁使泥炭埋入地下,发生脱 水、成岩变化,在地热及熔岩等作用下发生变质作用, 煤阶(煤的变质程度,即煤的“年龄”)逐渐提高,形 成不同变质程度的煤种。煤阶可用镜质组平均反射率或 挥发份表示。
煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究——以任楼煤矿为例

2020年12月伊犁师范学院学报(自然科学版)Dec.2020第14卷第4期Journal of Yili Normal University(Natural Science Edition)Vol.14No.4煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究——以任楼煤矿为例董致成1,2,冯松宝1,2*,闫顺风1,2(1.宿州学院资源与土木工程学院,安徽宿州234000;2.安徽省教育厅矿井水资源化利用重点实验室,安徽宿州234000)摘要:为阐明在相同煤化程度下煤中显微组分结构差异特征,运用傅里叶红外光谱仪测试相同煤化程度下煤中不同显微组分的官能团,并采用Origin9.0软件进行分峰拟合与计算.结果表明:富氢程度参数镜质组高于壳质组、壳质组高于惰质组;脂肪结构参数壳质组高于镜质组、镜质组高于惰质组;芳构化程度镜质组高于惰质组、惰质组高于壳质组;生烃潜力镜质组强于壳质组和惰质组,壳质组的脂肪链较长利于生油,而惰质组的芳构化程度更高于壳质组.关键词:任楼煤矿;FTIR;镜质组;壳质组;惰质组中图分类号:TQ53文献标识码:A文章编号:1673-999X(2020)04-0046-070引言煤的组成较为复杂,一般由有机显微组分、无机矿物质和水等组成,其中有机显微组分为煤中主要组分,且有机显微组分的结构与煤的性质有着直接关系.因此分析煤的性质与特征要对煤中显微组分的结构特征进行研究.例如,陈建平[1]通过红外光谱法进行煤中干酪根的芳香族结构和脂族结构参数测定,最终按照干酪根脂族结构指数和芳香族结构指数划分出煤沼相、湖泊煤沼过度相和湖相3种不同有机相,对有机质类型也进行了划分;黄福堂[2]运用红外漫反射光谱和谱带分离技术对海拉尔盆地煤的显微组分进行研究,得出煤中显微组分来源不同,分子结构也不同,还通过相关参数将煤中显微组分的生油潜力与生烃潜力进行分析;王华[3]对石马洼煤进行显微组分富集与红外光谱测定,计算结果与相关参数比较后得出石马洼煤中惰质组与镜质组相比,惰质组中芳构化程度较高、脂肪链长度较短、支链较多且氧化程度较弱;冯杰[4]选取不同地区不同煤化阶段的样品进行研究,通过傅里叶红外光谱进行定量分析,得出随煤化程度的增高,羟基振动逐渐减弱至无烟煤完全消失、芳氢与脂氢比例增大,随煤芳香度的增加,羧基、羰基、羟基逐渐消失.以上研究为傅里叶红外光谱对煤中显微组分结构研究建立了相关参数模型,对煤中显微组分的含量和结构进行了比较.但各项研究内容较为单一,其内容只针对煤中显微组分结构研究或只针对构建相关参数,没能将相关参数与显微组分结构分析进行结合.基于此,本文以任楼煤矿的煤作为研究对象,通过傅里叶红外光谱仪对煤中显微组分结构进行分析,再收稿日期:2019-11-10基金项目:宿州学院新工科试点专业建设项目“资源勘查工程”(szxy2018xgk04);安徽省教育厅自然科学重点项目“岩浆侵入作用下煤成烃动力学参数变化规律及其控制机理研究——以淮北煤田为例”(KJ2016A771);宿州学院重点课程建设项目“应用地球化学”(szxy2018zdkc62).作者简介:董致成(1999—),男,吉林白城人,研究方向:地球化学.*通信作者:冯松宝(1982—),安徽宣城人,博士,副教授,研究方向:有机地球化学及环境地球化学.董致成,冯松宝,闫顺风:煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期运用相关参数进行计算与比较,最终得出其显微组分结构的傅里叶红外光谱特征.1样品及实验方法1.1地质背景任楼煤矿位于安徽省宿州市西南约30km 外濉溪县与蒙城县的交界处,是临涣矿区任楼井田的煤矿.井田北起界沟断层,南至F 7断层与许疃井田毗邻,东南部以F 23断层为界.浅部以11号煤层露头为界,深部至31煤层-800m.井田走向长为9.8~14km,宽为1.2~3.5km,井田面积约43km 2.该井田含煤岩系为石炭系和二叠系.煤种为优质气煤,是理想的动力用煤和炼焦煤,产品近销江浙一带,远销日本、菲律宾等东南亚国家.图1任楼煤矿构造图[5]1.2样品选取及制备任楼煤矿是皖北矿业中具有代表性的矿厂,结合了其他皖北煤矿煤的多种特征.根据任楼煤矿实际开采情况,按照GB/T 482-2008《煤层煤样采取方法》的采样方法,采集了2个样品(RL-18-4和RL-18-5),采集2个样品可以进行相互对比避免出现偶然性,样品的基本信息见表1.运用浮选法分离富集显微组分[6,7],对2个样品的3种显微组分分别进行了富集,富集物放入202-00AB 电热恒温干燥箱内,温度调至100℃进行24h 脱水处理,储存于干燥器中待用.表1样品基本信息47伊犁师范学院学报(自然科学版)2020年1.3实验方法(1)将储存于干燥器中的样品取出,再选取一定量的(色谱纯)溴化钾试剂,将样品和(色谱纯)溴化钾放入202-00AB电热恒温干燥箱内,在100℃左右的温度下进行2h干燥.(2)干燥后选取样品与(色谱纯)溴化钾的比例1∶180混合研磨,并采用溴化钾压片法制样,压力大小为8MPa,经过15s后取出,得到模片直径和厚度分别为13mm和1mm的透明薄片.(3)采用德国布鲁克TENSORII型傅里叶红外光谱仪进行检测,其波长参数为400~4000cm-1,分辨率为4.0cm-1.将制备好的模片卡入FTIR放入样品槽中扫描32次[8].(4)扫描结束后得到红外光谱图,进行基线校正、归一化、平滑等处理,并用Origin9.0软件进行分峰拟合,计算峰的面积.2吸收峰归宿及参数选择2.1吸收峰归宿红外光谱通常将谱图分成高频区和低频区,两区之间以1500cm-1为界.高频区对应化学键和官能团的特征频率区,吸收峰不多;低频区反映了整个分子由于振动、转动所引的整个分子的特征吸收峰,显微组分红外光谱主要分布于低频区.据红外光谱学和有机化学原理,煤的显微组分红外光谱主要存在几种类型的吸收峰[9]:脂链结构吸收峰、芳香结构吸收峰和杂原子基团吸收峰等.煤的显微组分红外光谱图中主要特征官能团吸峰带归属区见表2.表2煤的显微组分红外光谱图主要吸收峰峰位/cm-12950292028501600 1380~1460强度宽吸收强中等-弱强中等代号ⅠⅡⅢⅣⅤ归属脂肪族CH3不对称伸缩振动主要是CH2不对称伸缩振动CH2对称伸缩振动芳烃中的芳核的-C=C-伸缩振动主要是烷键结构上的CH3,CH2变形振动2.2参数选择研究红外光谱图中几个特别峰的面积比值是为了更具体更直接地反映出镜质组、壳质组和惰质组的参数差异.结合其官能团的成烃演化规律,选择以下3组红外光谱参数[10,11]:(1)脂肪结构参数KAL =A(CH2)/A(CH3):表示脂链长度,当CH2的伸缩振动吸收峰和CH3的伸缩振动吸收峰比值越大,则脂肪连越长.具体计算方法:(A(Ⅱ)+A(Ⅲ))/A(Ⅰ).(1)(2)富氢程度参数I HO =(A(CH2)+A(CH3))/A(C=C):表示生烃能力和脂肪烃含量多少.波数2950cm-1、2920cm-1和2850cm-1等是类脂结构CH3和CH2的伸缩振动吸收峰.具体计算方法:(A(Ⅱ)+A(Ⅲ))/A(Ⅳ).(2)(3)芳构化结构程度参数I Ar =(A(CH2+CH3))/A(C=C):表征有机质热演化程度,当CH2与CH3的变形振动吸收峰共同贡献与C=C的伸缩振动吸收峰的比值越小,表明有机质热演化程度越高,反映的是芳核上的脂族结构.具体计算方法:48董致成,冯松宝,闫顺风:煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期(A (Ⅰ)+A (Ⅱ)+A (Ⅲ))/A (Ⅳ).(3)3结果与讨论3.13种显微组分的红外光谱如图2所示,各相关官能团振动频率具有如下特点:壳质组烷基基团的特征:高波数区段烷烃(C-H 伸缩振动)呈现双峰或多峰,从整个观测波数范围来看其吸收峰强度为中等,而且其中较高波数峰(2920cm -1)的吸收峰强度大于较低波数峰(2850cm -1),在低波数区段烷烃(C-H变形振动)也呈现双峰或单峰,但其吸收峰强度低于高波数区段,其较高波数峰(1460cm -1,CH 3、CH 2变形振动)强度高于较低波数峰(1380cm -1,CH 3的对称弯曲振动).镜质组烷基基团的特征:高波数区段烷烃为多峰出现,吸收峰强度较高,其中高波数峰(2920cm -1)的吸收峰高于较低波数峰(2850cm -1),在低波数区段烷烃(C-H变形振动)也呈现多峰,从整个波数范围来看,其低波数区段吸收峰强度低于高波数区段吸收峰强度,其较高波数峰(1460cm -1)高于较低波数峰(1380cm -1).惰质组烷基基团的特征:高波数区段烷烃为多峰叠加呈现,且吸收峰强度较高,但其中较低波数峰(2850cm -1)高于高波数峰(2920cm -1)的吸收峰,在低波数区段烷烃(C-H 变形振动)的吸收峰也较高,但其较高波数峰(1460cm -1)高于较低波数峰(1380cm -1).壳质组芳烃基团的特征:高波数区段芳烃(1600cm -1,C=C 伸缩振动)面内变形振动,呈双峰出现,吸收强度较强.镜质组芳烃基团的特征:高波数区段芳烃(1600cm -1,C=C 伸缩振动)面内变形振动,呈单峰出现,其强度相对低于壳质组中该峰强度.惰质组芳烃基团的特征:高波数区段芳烃(1600cm -1,C=C 伸缩振动)面内变形振动,也呈单峰出现,其强度低于镜质组和壳质组.图2RL -18-4三种显微组分红外光谱图3.2数据处理在实际操作后得到的红外光谱图中,由于煤中的官能团较多,且官能团的吸收带都对红外光谱有贡献,导致有许多位置产生谱峰叠加,所以不容易确定吸收峰的位置及其边界.本文实验利用谱峰拟合方法对所得到的红外光谱图进行分峰拟合,并且计算峰的面积,从而反映样品的红外光谱特征[12,13],运用Origin 9.0软件对RL-18-4的几个峰进行分峰拟合举例.将Origin 9.0软件处理后的图片导入CorelDRAW X7中绘制呈现,如图3所示.49伊犁师范学院学报(自然科学版)2020年图3RL -18-4分峰拟合结果50董致成,冯松宝,闫顺风:煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期使用Origin 9.0软件进行分峰拟合,以RL-18-4为例,在进行分峰拟合的过程中发现由于煤中的许多官能团都对红外光谱有贡献,为了更好地得到想要的峰值,便进行多次分峰,1460cm -1如图3(a )所示,1600cm -1如图3(b )所示,2850cm -1、2920cm -1如图3(c )所示;同时在软件上对其特征峰值进行面积的计算,且计算出其红外光谱参数,见表3.表3傅里叶红外光谱参数结果样品号RL -18-4RL -18-4RL -18-5RL -18-5壳质组镜质组惰质组煤样壳质组镜质组惰质组煤样A 14601.491.810.822.451.158.052.153.59A 16009.897.065.467.239.8211.2512.4511.57A 28505.085.463.584.655.809.825.027.01A 29206.585.342.565.018.229.581.726.51I HO1.181.531.121.341.431.720.541.17K AL 1.300.980.721.081.420.980.340.93I Ar0.150.260.150.340.120.720.170.313.3讨论与分析由表3可知,对任楼矿煤样的显微组分的富氢程度参数((A (CH 2)+A (CH 3))/A (C=C ))比较,镜质组平均值为1.63,壳质组平均值为1.30,惰质组平均值为0.83,所以镜质组高于壳质组、壳质组高于惰质组;脂肪结构参数(A (CH 2)/A (CH 3))比较,镜质组平均值为0.98,壳质组平均值为1.36,惰质组平均值为0.53,所以壳质组高于镜质组、镜质组高于惰质组;芳构化程度参数((A (CH 2+CH 3))/A (C=C ))比较,镜质组平均值为0.49,壳质组平均值为0.14,惰质组平均值为0.16,所以镜质组高于惰质组、惰质组高于壳质组.(1)镜质组特征:化学结构中含有大量的富氢基团,还含有脂肪结构,主要是以短链脂肪结构为主.原因分析:镜质组是由植物的根、茎、叶细胞壁的木质素在覆水的还原条件下,经过凝胶化作用形成的显微组分.在此过程中,因在水中环境的影响和本身为细胞壁的木质素的结构,导致氢元素增加,因此大量富集氢基团.由于细胞壁长时间在水中浸泡导致破碎,因此产生许多短链脂肪结构.(2)惰质组特征:芳香结构组成,脂肪结构较少,主要是短链脂肪结构为主.原因分析:惰质组是由植物的根、茎、叶细胞壁的木质素和纤维素在干燥的氧化条件下,经过丝炭化作用下形成的显微组分.大体上与镜质组相似,但由于经历丝炭化作用后碳化程度升高,因此芳香结构较多.(3)壳质组特征:化学结构中含有丰富的脂族侧链,主要以长链脂肪烃为主.原因分析:壳质组是由植物体中的角质膜、树脂、树蜡、木栓质等成分转化而成,是稳定性强的组分,在泥炭化作用和褐煤直到低煤级烟煤阶段的成岩作用期间,几乎没有发生过实质性的变化而保存在煤的组分中.因此以长链脂肪烃为主.4结论本文通过对任楼煤矿开采的煤进行傅里叶红外光谱测试后得出以下结论:(1)在气煤阶段,不同显微组分傅里叶红外光谱图整体趋势大致相似,但各峰值的吸光度有所不同,表明不同显微组分中官能团的种类相似,但含量不同.含量不同的原因与煤的本身的成分特征、环境和煤形成过程中经历不同的作用有关.(2)在相同煤化程度下将不同显微组分的峰值进行分峰求和得出:在脂肪结构参数比较中壳质组高于5152伊犁师范学院学报(自然科学版)2020年镜质组和惰质组,表明壳质组中脂肪链长度长于镜质组和惰质组,从而推断出壳质组的结构特征是以长链脂肪烃为主.在富氢程度参数比较中镜质组高于壳质组和惰质组,表明镜质组的生烃潜力强于壳质组生烃潜力和惰质组生烃潜力.在芳构化结构程度参数比较中惰质组最低、壳质组次之、镜质组最高,表明惰质组的有机质热演化程度最高、壳质组次之、镜质组最低.参考文献:[1]陈建平,罗平,李晋超.用干酪根红外光谱划分烃源岩有机相[J].科学通报,1998(05):544-547.[2]黄福堂,冯子辉,邹玉良.海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱特征[J].地球化学,1998(05):500-506.[3]王华,杜美利,张国涛.石马洼煤显微组分结构特征的红外光谱分析[J].煤炭转化,2015,38(03):5-11.[4]冯杰,李文英,谢克昌.傅立叶红外光谱法对煤结构的研究[J].中国矿业大学学报,2002(05):25-29.[5]张旭刚,郭然.任楼煤矿矿井地质构造规律研究[J].煤炭科学技术,2009,37(12):103-106.[6]赵伟,张晓欠,周安宁,等.神府煤煤岩显微组分的浮选分离及富集物的低温热解产物特性研究[J].燃料化学学报,2014,42(05):527-533.[7]SHU 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structural difference characteristics of macerals in coal under the same coalification degree.Fourier infrared spectrometer was used to test the functional groups of different macerals in coal under the same coalification degree,and Origin9.0was used for peak fitting and calculation.The results showed that the hydrogen-rich parameters of vitrinite were higher than that of exinite and that of exinite were higher than that of inertinite.The fat structure parameters of exinite were higher than that of vitrinite and vitrinite than that of inertinite.The aromatization degree of vitrinite was higher than that of inertinite and inertinite was higher than that of exinite.The results showed that the hydrocarbon generation potential of vitrinite was stronger than that of exinite and inertinite,the fat chain of exinite was longer,and the aromatization degree of inertinite was higher than that of exinite.Key words::renlou coal mine;FTIR;vitrinite;exinite;inertinitewords。
煤岩显微组分分类
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本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。
本标准起草单位: 煤炭科学研究总院西安分院。 本标准起草人: 群、 张 陈佩元、 窦廷焕、 罗俊文。 本标准委托煤炭科学研究总院西安分院负责解释。
率略低, 透光色略浅。该组分亦为反射率测定标准组分之一。
A . 团块镜质体 123 . 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; 单独出现, 也可 最大者可达30 0u m。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。 A . 胶质镜质体 l24 . 均一纯净, 无确定形态, 常充填在细胞腔、 裂隙及真菌体和抱粉体的空腔中。 F 镜 其他光性特征与均
作了重要修改。主要有: 1 删去半镜质组, 采用国际标准镜质组、 惰质组和壳质组的三分划分方案。
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 增加显微组分的英文名称。 5 对附录A 附录B中显微组分和矿物特征的描述内容作了部分修改。 、 本标准自 实施之日 代替G / 158 95 起, BT 8-190 5
G / 1 3-19 97 95 煤岩术语 B r 2 3 分类依据
采用成因与工艺性质相结合的原则, 以显微镜油浸反射光下的特征为主, 结合透射光和荧光特征进
行分类。 首先根据煤中有机成分的颜色、 反射力、 突起、 形态、 结构特征, 划分出显微组分组; 再根据细胞结构 保存程度、 形态、 大小以及光性特征的差别, 将显微组分组进一步划分为显微组分和显微亚组分。 4 分类方案 烟煤显微组分分类方案见表 1其中包括 , 个显微组分组,0 2 个显微组分、2个显微亚组分。特征 1
显微煤岩类型分类
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显微煤岩类型分类显微煤岩是指在显微镜下观察到具有煤质结构和组分的岩石。
根据其成因、组成和结构特征,可以将显微煤岩分为不同的类型。
本文将从以下几个方面进行分类介绍。
一、按成因分类1. 热液交代型显微煤岩:这种类型的显微煤岩是由于地下水或其他流体在高温高压条件下与原来的碳质物质发生反应而形成的。
这种显微煤岩具有较高的含硫量和较低的灰分,通常呈灰色或黑色。
2. 热液蚀变型显微煤岩:这种类型的显微煤岩是由于地下水或其他流体在高温高压条件下对原来的沉积物进行蚀变而形成的。
这种显微煤岩含有较多的铁、钙等元素,呈灰色或黄色。
3. 热演化型显微煤岩:这种类型的显微煤岩是由于地下水或其他流体在高温条件下对原来的碳质物质进行演化而形成的。
这种显微煤岩通常呈黑色或棕黑色,含有较高的挥发分和较低的灰分。
4. 热解型显微煤岩:这种类型的显微煤岩是由于地下水或其他流体在高温条件下对原来的有机物质进行热解而形成的。
这种显微煤岩通常呈棕色或黄褐色,含有较高的挥发分和较低的灰分。
二、按组成分类1. 藻类显微煤岩:这种类型的显微煤岩主要由藻类残骸组成,通常呈深灰色或黑色。
2. 木材显微煤岩:这种类型的显微煤岩主要由木材残骸组成,通常呈棕色或黄褐色。
3. 稀树草类显微煤岩:这种类型的显微煤岩主要由稀树草类残骸组成,通常呈浅灰色或灰黄色。
4. 混合型显微煤岩:这种类型的显微煤岩由多种有机物质混合而成,颜色和化学特征各异。
三、按结构分类1. 纤维结构显微煤岩:这种类型的显微煤岩具有纤维状的结构,通常呈黑色或深灰色。
2. 粒状结构显微煤岩:这种类型的显微煤岩具有粒状的结构,通常呈棕色或黄褐色。
3. 无定形结构显微煤岩:这种类型的显微煤岩没有明显的纹理和结构,通常呈灰色或浅黄色。
4. 层理结构显微煤岩:这种类型的显微煤岩具有明显的层理结构,通常呈黑色或深灰色。
总之,显微煤岩是一种具有特殊化学组成和物理性质的特殊岩石。
根据其成因、组成和结构特征进行分类可以更好地认识和了解它们的性质和应用价值。
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A1 镜质组镜质组是由成煤植物的木质纤维组织,经腐植化作用和凝胶化作用而形成的显微组分组。
在低煤化烟煤中,镜质组的透光色为橙色一橙红色,油浸反射光下呈深灰色,无突起。
随煤化程度增加,反射力增大,反射色变浅,可由深灰色变为白色;透光色变深,可由橙红色变为棕色,直至不透明;正交偏光下光学各向异性明显增强。
镜质组有时具弱荧光性。
根据细胞结构保存程度及形态、大小等特征,分为3个显微组分和若干个显微亚组分。
A1.1 结构镜质体显微镜下显示植物细胞结构的镜质组显微组分(指细胞壁部分)。
根据细胞结构保存的完好程度,又分为2个亚组分。
A1. 1.1 结构镜质体1细胞结构保存完好的结构镜质体。
细胞壁未膨胀或微膨胀,细胞腔清晰可见,细胞排列规则。
细胞腔中空,或为矿物和其他显微组分充填。
A1. 1. 2 结构镜质体2细胞壁强烈膨胀,细胞腔完全变形或几乎消失,但可见细胞结构残迹。
细胞腔闭合后常呈线条状结构。
由树叶形成的结构镜质体2,常具角质体镶边,有时显示团块状结构。
A1.2 无结构镜质体显微镜下不显示植物细胞结构的镜质组分。
根据形态特征,无结构镜质体又分为4个亚组分。
A1.2. 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。
A1.2. 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。
A1.2. 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 um。
油浸反射光下呈深灰色或浅灰色,透射光下为红色--红褐色。
A1.2. 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。
A1.3 碎屑镜质体粒径小于10um的镜质组碎屑,多呈粒状或不规则状,偶见棱角状。
常被基质镜质体胶结,并且不易与基质镜质体区分。
A2 惰质组主要由成煤植物的木质纤维组织受丝炭化作用转化形成的显微组分组。
少数惰质组分来源于真菌遗体,或是在热演化过程中次生的显微组分。
油浸反射光下呈灰白色一亮白色或亮黄白色,反射力强,中高突起。
透射光下呈棕黑色一黑色,微透明或不透明。
一般不发荧光。
惰质组在煤化作用过程中的光性变化不及镜质组明显。
根据细胞结构和形态特征等惰质组分为以下若干组分。
A2.1 丝质体油浸反光下为亮白色或亮黄白色,中一高突起,具细胞结构,呈条带状、透镜状或不规则状。
常见细胞结构保存完好,甚至可见清晰的年轮及分节的管胞。
细胞腔一般中空或被矿物、有机质充填。
根据成因和反射色不同分为2个亚组分。
A2.1.1 火焚丝质体植物或泥炭在泥炭沼泽发生火灾时,受高温碳化热解作用转变形成的丝质体。
火焚丝质体的细胞结构清晰,细胞壁薄,反射率和突起很高,油浸反光下为亮黄白色。
A2.1.2 氧化丝质体与火焚丝质体相比,细胞结构保存较差,反射率和突起稍低,油浸反光下为亮白色或白色。
A2.2 半丝质体油浸反光下为灰白色,中突起,呈条带状、透镜状或不规则状。
具细胞结构,有的呈现较清晰的、排列规则的木质细胞结构,有的细胞壁膨胀或仅显示细胞腔的残迹。
A2.3 真菌体来源于真菌菌孢子、菌丝、菌核和密丝组织。
油浸反射光下呈现灰白色、亮白色或亮黄白色,中一高突起,显示真菌的形态和结构特征。
来源于真菌菌孢的真菌体,外形呈椭圆形、纺锤形,内部显示单细胞、双细胞或多细胞结构。
形成于真菌菌核的真菌体,外形呈近圆形,内部显示蜂窝状或网状的多细胞结构。
A2.4 分泌体由树脂、丹宁等分泌物经丝炭化作用形成,因而常被称为氧化树脂体,但它也可能起源于腐植凝胶。
油浸反射光下为灰白色、白色至亮黄白色,中高突起。
形态多呈圆形、椭圆形或不规则形状,大小不一,轮廓清晰。
一般致密、均匀。
根据结构不同可分为无气孔、有气孔和具裂隙的3种。
无气孔的多为较小的浑圆状,表面光滑,轮廓清晰。
有气孔的往往具有大小相近的圆形小孔。
第三种则呈现出方向大约一致或不一致的氧化裂纹。
A2.5 粗粒体油浸反光下为灰白色、白色、淡黄白色,中一高突起,基本上不呈现细胞结构。
有的完全均一,有的隐约可见残余的细胞结构。
通常为不规则的浑圆状单体或不定形基质。
一般大于30um。
A2.6 微粒体油浸反光下呈白灰色一灰白色至黄白色的细小圆形或似圆形的颗粒,粒径一般在1um以下。
常聚集成小条带,小透镜体或细分散在无结构镜质体中。
也常充填于结构镜质体的胞腔内或呈不定形基质状出现。
反射力明显高于镜质组,微突起或无突起。
主要为煤化作用过程中的次生显微组分。
A2.7 碎屑惰质体为惰质组的碎屑成分,粒径小于30um,形态极不规则。
A3 壳质组主要来源于高等植物的繁殖器官、保护组织、分泌物和菌藻类,以及与这些物质相关的降解物。
从低煤级烟煤到中煤级烟煤,壳质组在透射光下呈柠檬黄色一黄色一桔黄色一红色,大多轮廓清楚,外形特征明显;在油浸反射光下呈灰黑色到深灰色,反射率比煤中其他显微组分都低,突起由中高突起降到微突起。
随煤化程度增高,壳质组反射率等光学特征比共生的镜质组变化快,光镜质组反射率达1.4%左右时.壳质组的颜色和突起与镜质组趋于一致;当镜质组反射率大于2.1%以后,壳质组的反射率变得比镜质组还要高,常具强烈的光学各向异性。
壳质组具有明显的荧光性。
从低煤级烟煤到中煤级烟煤,壳质组在蓝光激发下发绿黄色一亮黄色一橙黄色一褐色荧光,随煤化程度增高,荧光强度减弱,直至消失。
A3.1 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。
A3.1.1 大孢子体长轴一般大于100um,最大可达5 000~10 000um。
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。
A3.1.2 小孢子体长轴小于100um。
在垂直层理的煤片中,多呈扁环状、蠕虫状、细短的线条状或似主角形状。
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。
A3.2 角质体来源于植物的叶和嫩枝、果实表皮的角质层。
显微镜下角质体呈厚度不等的细长条带。
外缘平滑,而内缘大多呈锯齿状,叶的角质体保存完好时,为上下两片锯齿相对,且末端褶曲处呈尖角状。
一般顺层理分布,有时密集呈薄层状。
角质体可以镶边的形式与镜质组伴生。
根据厚度,可将角质体分为厚壁角质体和薄壁角质体两种。
来源于植物的树脂以及树胶、脂肪和蜡质分泌物。
树脂体主要呈细胞充填物出现,有时也呈分散状或层状出现。
在垂直层理的煤片中,树脂体常呈圆形、卵形、纺锤形等,或呈小杆状。
在透射光下,树脂体多呈淡黄白色、柠檬黄色,也呈橙红色。
油浸反射色深于孢粉体和角质体,多为深灰色,有时可见带红色色调的内反射现象。
一般不显示突起。
A3.4 木栓质体来源于植物的木栓组织的栓质化细胞壁。
细胞腔有时中空,有时为团块状镜质体充填。
常显示叠瓦状构造。
栓质化细胞壁在油浸反射光下呈均一的深灰色,低突起到微突起,在低煤级烟煤中可发较弱的荧光。
A3.5 树皮体可能来源于植物茎和根的皮层组织,细胞壁和细胞腔的充填物皆栓质化。
在油浸反射光下呈灰黑色至深灰色,低突起或微突起。
树皮体有多种保存形态,常为多层状、有时为多层环状或单层状等。
在纵切面上,由扁平长方形细胞叠瓦状排列而成,呈轮廓清晰的块体。
水平切面上呈不规则的多边形。
透射光下呈柠檬黄、金黄、橙红及红色。
具有明显的亮绿黄色、亮黄色至黄褐色荧光,各层细胞的荧光强度不同,荧光色差异较大。
A3.6 沥青质体沥青质体是藻类、浮游生物、细菌等强烈降解的产物。
油浸反射光下呈棕黑色或灰黑色。
没有一定的形态和结构,分布在其他显微组分之间,也见有充填于细小裂隙中或呈微细条带状出现。
微突起或无突起,反射率较低,荧光性弱,呈暗褐色。
A3.7 渗出沥青体渗出沥青体是各种壳质组分及富氢的镜质体,在煤化作用的沥青化阶段渗出的次生物质。
呈楔形或沿一定方向延伸,充填于裂隙或孔隙中,并常与母体相连,其光性特征与母体基本一致或略有差别。
透射光下呈金黄色或橙黄色;蓝光激发下荧光色变化较大,多为亮黄色或暗黄色,多与母体的荧光色相似。
A3.8 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。
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。
A3 9.1 结构藻类体普通反射光下为灰色,结构和形态清晰,低一中突起。
油浸反射光下呈灰黑色或黑色,反射率很低。
透射光下色调不均一,多呈柠檬黄色,橙黄色。
兰光激发下发强荧光,结构更加清晰,随煤化程度增高,荧光色由柠檬黄色变化为橙黄色至红褐色。
煤中常见的是由皮拉藻形成的结构藻类体,呈不规则的椭圆形和纺锤形等形状。
在垂直层理切片中,表面呈斑点状、海绵状,边缘呈放射状、似菊花状的群体细胞结构特征。
由轮奇藻形成的结构藻类体较少见,水平切面为中空的环带,边缘呈齿状,在垂直切面上中空部分压实后呈线性。
A3.9.2 层状藻类体细胞结构和形态保存不好,在垂直层理的切面中呈纹层状、短线条状。
油浸反射光下呈黑色至暗灰色,反射率很低。
蓝光激发下荧光色为黄色,桔黄色至褐色。
A3.10 碎屑壳质体粒径小于3um的碎屑状壳质体,常成群出现,在油浸反射光下呈深灰色,反射率低,在蓝光激发下发亮黄色荧光。