煤矿地质学 第五章 煤与含煤岩系PPT幻灯片
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状植物体。最大特点是没有根、茎、叶等器官的分化，构 造比较简单，多数生活在水中，如：菌类和藻类； 高等 植物的最大特点是有Leabharlann Baidu、茎、叶等器官的分化，如：苔藓 植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物等。除苔藓植物外， 其它植物常能形成高大乔木，具有粗壮的茎和根。
• 由低等植物形成的煤称为腐泥煤。
• 由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含
前言
• 煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的
煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程 技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知 识，如成煤作用，煤种，煤层厚度及其稳 定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地 下的赋存情况等 。
第一节 成煤作用
一、成煤植物 煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。
植物分为低等和高等植物。 低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片
在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅 度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭 现象。
总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以 上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较 长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合， 只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业 价值的煤层。
三、成煤的必要条件
煤的形成并不是偶然的，它是受一定 条件控制的。资料表明，自然界煤的分布 无论从时间上和空间上都是不均衡的。综 合起来，煤的形成必须具备以下条件：植 物条件 、气候条件 、自然地理条件 、地壳 运动条件 。
（一）植物条件 植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁
殖，就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁 殖是形成煤的基本条件。
（三）自然地理条件
形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植 物广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保 存的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备 这种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积 沼泽化的自然地理环境。
沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性 积水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、 泻湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、 河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影 响，容易发育成大片沼泽。
（一）煤的宏观组成（腐植煤） 1）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝
壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少， 裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。 2）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤 维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主， 质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。 3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结 构不均一 4）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光 泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含 惰质组多成分结构不均一，氧化环境。
第二节 煤的物质组成、性质与分类
不同的煤种有不同的用途，这是由它的 化学组成、性质所决定的。因此，研究煤 的物质组成和性质，对于评价煤质和确定 煤的综合利用，都具有重要的实际意义。
一、煤岩成分和宏观煤岩类型
• 从岩石学观点来看，煤是一种可燃有机物。
像花岗岩是由石英、钾长石、斜长石矿物 组成的一样，腐植煤是由丝炭、镜煤、亮 煤四种成分组成。这四种成分称为煤岩成 分（亦称宏观煤岩组成）。
（二）宏观煤岩类型（腐植煤）
宏观煤岩类型
光泽
镜煤＋亮煤
光亮型煤
光泽极强
>75%
半亮型煤
光泽较强
75%--50%
半暗型煤
光泽暗淡
50%—25 %
（四）地壳运动条件 形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。
而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭 层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好 与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越 长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的 泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。 此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总 的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形 成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。
（二）气候条件
气候直接影响植物的生长和分解，只有在温 暖、潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。 同时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能 免遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发 育也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候 是形成煤的重要条件。
目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足 够的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带， 都可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下， 温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。
有大量的腐植酸而得名）。
• 在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采
的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的 重点。
（二）煤化阶段 泥炭或腐植煤转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理
化学变化称为煤化作用。煤化作用分为煤成岩作用和煤变 质作用两个阶段 1. 成岩作用 泥炭形成后，由于地壳运动的影响，使其沉降 到地壳较深处，在上覆泥砂等沉积物的压力作用下，泥炭 逐渐被压紧、脱水、固结，趋于致密。同时，泥炭中有机 质的分子结构和化学成分也发生一定变化，其中碳含量增 加、氢氧含量减少，腐植酸含量降低。泥炭转变为褐煤， 这一过程为成岩作用。 腐泥形成后，经成岩作用，转变为腐泥煤。 2.变质作用 褐煤形成后，当地壳继续下降，使其沉降到地 壳更深处，在温度和压力的作用下，褐煤内部的分子结构、 物理性质、化学性质等发生变化，碳含量进一步增加，氢 氧含量继续减少，光泽增强，密度增大，挥发分逐渐减少， 腐植酸完全消失。褐煤转变为烟煤、无烟煤。这一过程为 变质作用。 腐泥煤形成后，经变质作用，使煤的变质程度不断提高， 形成高变质的腐泥煤。
从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪 前就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿 年内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖 是从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗 纪、白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多， 森林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界 的飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭— —二叠纪聚煤期，侏罗——白垩纪聚煤期及第三 纪聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用 发生。
• 由低等植物形成的煤称为腐泥煤。
• 由高等植物形成的煤称为腐植煤（因其含
前言
• 煤是怎样形成的？它有什么特性？中国的
煤碳资源主要分部在哪些区域？煤矿工程 技术人员应该学习和掌握有关煤的一些知 识，如成煤作用，煤种，煤层厚度及其稳 定性，顶板、底板、标志层岩性，煤在地 下的赋存情况等 。
第一节 成煤作用
一、成煤植物 煤是由植物转变而来的。植物是成煤的原始物质。
植物分为低等和高等植物。 低等植物主要是由单细胞活多细胞构成的丝状和叶片
在地壳缓慢沉降过程中，同一地区，如果其沉降的幅 度不同，会造成煤层厚度的变化，出现分叉、变薄、尖灭 现象。
总之，在地壳发展过程中，只要某个地区同时具备以 上四个条件，而且彼此之间配合的较好，持续的时间也较 长，就能形成具有工业价值的煤层。如果彼此之间的配合， 只是短暂的，虽然也可能形成煤，但不可能形成具有工业 价值的煤层。
三、成煤的必要条件
煤的形成并不是偶然的，它是受一定 条件控制的。资料表明，自然界煤的分布 无论从时间上和空间上都是不均衡的。综 合起来，煤的形成必须具备以下条件：植 物条件 、气候条件 、自然地理条件 、地壳 运动条件 。
（一）植物条件 植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁
殖，就不可能有煤的形成。因此，植物的大量繁 殖是形成煤的基本条件。
（三）自然地理条件
形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植 物广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保 存的自然地理环境。自然界中，只有沼泽等具备 这种条件。因此，形成煤必须有适于发育大面积 沼泽化的自然地理环境。
沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期性 积水的洼地。一般滨海的广阔平原、内陆湖泊、 泻湖海湾、山间或内陆盆地、宽广河谷的河漫滩、 河口三角洲平原等，受地壳升降、海水进退的影 响，容易发育成大片沼泽。
（一）煤的宏观组成（腐植煤） 1）镜煤：乌黑，色深光强，成分均一，性脆，贝
壳状断口，轮廓清晰，粘结性好，矿物杂质少， 裂隙发育，大多由结构镜质体，均质镜质体组成。 2）丝炭：外观像木炭，颜色黑灰色或浅灰色，纤 维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，丝质体为主， 质轻者性脆，易污手，质重者，被矿物充填。 3）亮煤：表面隐约可见微细层理，光泽较强，结 构不均一 4）暗煤：含壳质组多，灰黑色，韧性好，油脂光 泽，水介质活动性强；含矿物质多，煤质差；含 惰质组多成分结构不均一，氧化环境。
第二节 煤的物质组成、性质与分类
不同的煤种有不同的用途，这是由它的 化学组成、性质所决定的。因此，研究煤 的物质组成和性质，对于评价煤质和确定 煤的综合利用，都具有重要的实际意义。
一、煤岩成分和宏观煤岩类型
• 从岩石学观点来看，煤是一种可燃有机物。
像花岗岩是由石英、钾长石、斜长石矿物 组成的一样，腐植煤是由丝炭、镜煤、亮 煤四种成分组成。这四种成分称为煤岩成 分（亦称宏观煤岩组成）。
（二）宏观煤岩类型（腐植煤）
宏观煤岩类型
光泽
镜煤＋亮煤
光亮型煤
光泽极强
>75%
半亮型煤
光泽较强
75%--50%
半暗型煤
光泽暗淡
50%—25 %
（四）地壳运动条件 形成具有工业价值的厚煤层，需要有很厚的泥炭层。
而泥炭层的堆积和保存与地壳的升降运动有关。首先泥炭 层的堆积，要求地壳不断缓慢地沉降，其沉降的速度最好 与植物遗体堆积的速度大致平衡，这种平衡持续的时间越 长，形成的泥炭层就越厚，否则就形不成泥炭层或形成的 泥炭层较薄。其次，泥炭层的保存也需要地壳不断沉降。 此外，为使一个地区能形成较多的煤层，又要求地壳在总 的沉降过程中发生多次小型升降或间歇性沉降。因此，形 成煤要求地壳运动总的趋势是不断地缓慢沉降。
（二）气候条件
气候直接影响植物的生长和分解，只有在温 暖、潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。 同时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能 免遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。而沼泽的发 育也要求潮湿的气候。因此，温暖、潮湿的气候 是形成煤的重要条件。
目前倾向于认为湿度是最重要的。只要有足 够的湿度，无论在热带、亚热带或温带、寒带， 都可以发育泥炭沼泽并形成泥炭层。但相比之下， 温度、潮湿的气候最有利于煤的形成。
有大量的腐植酸而得名）。
• 在自然界中，腐植煤占绝大数，目前开采
的也主要是腐植煤，所以腐植煤是介绍的 重点。
（二）煤化阶段 泥炭或腐植煤转变为褐煤、烟煤、无烟煤、超无烟煤的物理
化学变化称为煤化作用。煤化作用分为煤成岩作用和煤变 质作用两个阶段 1. 成岩作用 泥炭形成后，由于地壳运动的影响，使其沉降 到地壳较深处，在上覆泥砂等沉积物的压力作用下，泥炭 逐渐被压紧、脱水、固结，趋于致密。同时，泥炭中有机 质的分子结构和化学成分也发生一定变化，其中碳含量增 加、氢氧含量减少，腐植酸含量降低。泥炭转变为褐煤， 这一过程为成岩作用。 腐泥形成后，经成岩作用，转变为腐泥煤。 2.变质作用 褐煤形成后，当地壳继续下降，使其沉降到地 壳更深处，在温度和压力的作用下，褐煤内部的分子结构、 物理性质、化学性质等发生变化，碳含量进一步增加，氢 氧含量继续减少，光泽增强，密度增大，挥发分逐渐减少， 腐植酸完全消失。褐煤转变为烟煤、无烟煤。这一过程为 变质作用。 腐泥煤形成后，经变质作用，使煤的变质程度不断提高， 形成高变质的腐泥煤。
从地球上生物演化的历史来看，虽然震旦纪 前就已经出现了生物，但是煤主要是在最近数亿 年内植物大量繁殖之后形成的。植物的大量繁殖 是从石炭纪开始，特别是石炭纪、二叠纪、侏罗 纪、白垩纪及第三纪，植物生长繁茂，种类繁多， 森林广布，对成煤十分有利。因此，伴随植物界 的飞跃，出现了地史上重要的聚煤期，即石炭— —二叠纪聚煤期，侏罗——白垩纪聚煤期及第三 纪聚煤期。上述三大聚煤期在我国均有聚煤作用 发生。