煤岩学基础解析PPT学习教案

1、会计学1煤岩学基础煤岩学基础(jch)解析解析第一页，共53页。2022-6-192第一节 宏观(hnggun)煤岩组成一、宏观煤岩成分：肉眼可以一、宏观煤岩成分：肉眼可以(ky)区分的基本组成区分的基本组成单元。单元。 英国煤岩学家英国煤岩学家M.Stops(1919) 在条带状烟煤首次在条带状烟煤首次分出镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种煤岩成分。国际分出镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种煤岩成分。国际煤岩学委员会煤岩学委员会ICCP（1957，1963）称之为煤的岩石）称之为煤的岩石类型。类型。 其中，镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，暗煤和其中，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。亮煤是

2、复杂的煤岩成分。 第1页/共53页第二页，共53页。2022-6-193第2页/共53页第三页，共53页。2022-6-194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或由于森林火灾(huzi)所形成。所形成。第3页/共53页第四页，共53页。2022-6-195第4页/共53页第五页，共53页。2022-6-196第5页/共53页第六页，共53页。2022-6-197宏观煤岩类型宏观煤岩类型划分指标划分指标总体相对光泽强度总体相对光泽强度光亮成分（镜煤亮光亮成分（镜煤亮煤）含量煤）含量光亮煤光亮煤光泽强光泽强80%半亮煤

3、半亮煤光泽较强光泽较强8050%半暗煤半暗煤光泽较暗光泽较暗5020 % 暗淡煤暗淡煤光泽暗淡光泽暗淡20%第6页/共53页第七页，共53页。2022-6-198第7页/共53页第八页，共53页。2022-6-199第8页/共53页第九页，共53页。2022-6-19103、半暗煤：、半暗煤： 光泽较弱，常以暗煤为主，镜煤和暗煤含量占光泽较弱，常以暗煤为主，镜煤和暗煤含量占2050%，镜煤和丝炭，镜煤和丝炭成细条带、透镜状和线理状分布。内生裂隙不发育，断口参差不齐，硬成细条带、透镜状和线理状分布。内生裂隙不发育，断口参差不齐，硬度和韧性很大。镜质组含量度和韧性很大。镜质组含量4060%，个别大

4、于，个别大于60%，但因矿物质含量高，但因矿物质含量高，而使得煤的相对光泽强度变弱。，而使得煤的相对光泽强度变弱。4、暗淡煤：、暗淡煤： 光泽暗淡，主要为暗煤，镜煤和亮煤含量小于光泽暗淡，主要为暗煤，镜煤和亮煤含量小于20%，有时有少量，有时有少量(sholing)丝炭和矿物质。通常成块状、致密、坚硬、韧性大、密度大丝炭和矿物质。通常成块状、致密、坚硬、韧性大、密度大，内生裂隙不发育。镜质组含量一般低于，内生裂隙不发育。镜质组含量一般低于40%，惰质组含量可达，惰质组含量可达50%以以上。矿物质含量相对最高。上。矿物质含量相对最高。第9页/共53页第十页，共53页。2022-6-1911 根据

5、煤化程度，褐煤可以分为软、暗、亮褐煤三个煤级。其中后根据煤化程度，褐煤可以分为软、暗、亮褐煤三个煤级。其中后两者统称为硬褐煤。因亮褐煤的宏观两者统称为硬褐煤。因亮褐煤的宏观(hnggun)特征与烟煤近似，因特征与烟煤近似，因此可借用烟煤的宏观此可借用烟煤的宏观(hnggun)分类术语。分类术语。 软褐煤和暗褐煤的宏观软褐煤和暗褐煤的宏观(hnggun)特征与硬煤不同，不能划分出四种宏观特征与硬煤不同，不能划分出四种宏观(hnggun)煤岩成煤岩成分。分。 GB/T12937-1995中划分为：中划分为： 木质木质(m zh)煤（木煤煤（木煤10%）、碎屑煤（木煤、丝炭均小于）、碎屑煤（木煤、丝

6、炭均小于10%）、丝质）、丝质煤（丝炭煤（丝炭10% ）和矿化煤。）和矿化煤。木煤：轮廓清楚的腐植化植物组织残体，相当于镜煤。木煤：轮廓清楚的腐植化植物组织残体，相当于镜煤。第10页/共53页第十一页，共53页。2022-6-1912第二节 煤的物理性质(wl xngzh)第11页/共53页第十二页，共53页。2022-6-1913（一）颜色（一）颜色(yns) 煤的颜色煤的颜色(yns)：新鲜煤块表面的自然色彩。反映煤表面对可见光的：新鲜煤块表面的自然色彩。反映煤表面对可见光的选择吸收能力。选择吸收能力。1、表色：在普通白光照射下，煤表面反射光线所显示的颜色、表色：在普通白光照射下，煤表面反

7、射光线所显示的颜色(yns)。 与宏观煤岩类型和煤的变质程度有关与宏观煤岩类型和煤的变质程度有关: 褐煤褐色或黑褐色褐煤褐色或黑褐色 烟煤黑色，烟煤黑色， 无烟煤灰黑至钢灰色无烟煤灰黑至钢灰色第12页/共53页第十三页，共53页。2022-6-1914（一）颜色（一）颜色 2、条痕：煤粉末的颜色。一般常用镜煤或较纯净的亮煤在、条痕：煤粉末的颜色。一般常用镜煤或较纯净的亮煤在脱釉的瓷板上刻划的条痕而得到。脱釉的瓷板上刻划的条痕而得到。 主要与煤的变质程度有关：随着煤的变质程度提高，煤的主要与煤的变质程度有关：随着煤的变质程度提高，煤的粉末色由浅到深粉末色由浅到深 褐煤浅棕色褐煤浅棕色(zngs)

8、 长焰煤、弱粘煤、不粘煤棕色长焰煤、弱粘煤、不粘煤棕色(zngs) 气煤和气煤和13焦煤棕黑色焦煤棕黑色 肥煤和焦煤黑色略带棕色肥煤和焦煤黑色略带棕色(zngs) 瘦煤、贫瘦煤和贫煤黑色瘦煤、贫瘦煤和贫煤黑色 无烟煤钢灰色无烟煤钢灰色 第13页/共53页第十四页，共53页。2022-6-1915（一）颜色（一）颜色 3、透光色：把煤磨成薄片（厚约、透光色：把煤磨成薄片（厚约0.03mm），用显微镜在普通透），用显微镜在普通透射光下观察，煤薄片显示出的颜色，又称体色。射光下观察，煤薄片显示出的颜色，又称体色。 透光色是煤对不同波长可见光选择吸收的结果。不同的煤岩组分透光色是煤对不同波长可见光选择

9、吸收的结果。不同的煤岩组分具有不同的透光色，常见的有黄色、红色和黑色；同一煤岩组分在具有不同的透光色，常见的有黄色、红色和黑色；同一煤岩组分在不同煤化阶段显示出不同的透光色。煤级越高，透光性越差，无烟不同煤化阶段显示出不同的透光色。煤级越高，透光性越差，无烟煤几乎煤几乎(jh)不透明。不透明。第14页/共53页第十五页，共53页。2022-6-1916（一）颜色（一）颜色 4、反光色：把煤的表面磨光，用显微镜在普通反射光下观察，煤、反光色：把煤的表面磨光，用显微镜在普通反射光下观察，煤光面显示出的颜色，称反光色。光面显示出的颜色，称反光色。 各种煤岩组分的反光色均呈灰至白色。不同的煤岩组分具有

10、不同各种煤岩组分的反光色均呈灰至白色。不同的煤岩组分具有不同的反光色；同一煤岩组分在不同煤化的反光色；同一煤岩组分在不同煤化(mihu)阶段反光色也不同。随阶段反光色也不同。随煤化煤化(mihu)程度的增高，煤反光色逐渐变浅。程度的增高，煤反光色逐渐变浅。第15页/共53页第十六页，共53页。2022-6-1917（一）颜色（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，、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。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，常见反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而变化，常见(chn jin)

11、有绿黄色、黄色、棕色等。随煤化程度的增高，荧光减弱，至有绿黄色、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。高价煤荧光消失。第16页/共53页第十七页，共53页。2022-6-1918第17页/共53页第十八页，共53页。2022-6-1919%0 .11%26. 0maxoR%1 .22%406. 6maxaR第18页/共53页第十九页，共53页。2022-6-1920煤的机械强度与煤化程度、煤岩组成煤的机械强度与煤化程度、煤岩组成(z chn)(z chn)、矿物质含量以及、矿物质含量以及风化等因素有关。风化等因素有关。 第19页/共53页第二十页，共53页。2022-6-

12、1921第20页/共53页第二十一页，共53页。2022-6-1922（2）煤的显微硬度：指煤对坚硬物体压入）煤的显微硬度：指煤对坚硬物体压入 的对抗能力。的对抗能力。 通过显微镜下，正四锥体金刚石压头在规通过显微镜下，正四锥体金刚石压头在规定的试验力和一定作用时间内压入显微组分的定的试验力和一定作用时间内压入显微组分的程度程度(chngd)来测定。来测定。 压痕越大，显微硬度越小，反之亦然。压痕越大，显微硬度越小，反之亦然。煤的显微硬度与煤的煤化程度煤的显微硬度与煤的煤化程度(chngd)（见（见图）、图）、显微组分、成煤环境有关：显微组分、成煤环境有关： 惰质组惰质组镜质组镜质组壳质组壳质

13、组 强还原煤强还原煤弱还原煤；弱还原煤； 镜质组镜质组惰质组惰质组壳质组。壳质组。 第24页/共53页第二十五页，共53页。2022-6-1926数量的不同和煤的结构、挥发数量的不同和煤的结构、挥发分产率以及分产率以及(yj)水分的差异，水分的差异，也能得到不同的结果。可磨性也能得到不同的结果。可磨性的测定的理论依据主要是根据的测定的理论依据主要是根据磨碎定律即在研磨煤粉时所消磨碎定律即在研磨煤粉时所消耗的功与煤所产生的新表面积耗的功与煤所产生的新表面积成正比。一般是采用哈特格罗成正比。一般是采用哈特格罗夫法测定可磨性。夫法测定可磨性。丝质组可磨性丝质组可磨性半丝质组半丝质组 镜质组、壳质组。

14、镜质组、壳质组。第25页/共53页第二十六页，共53页。2022-6-1927第26页/共53页第二十七页，共53页。2022-6-1928有贝壳状断口。有贝壳状断口。第27页/共53页第二十八页，共53页。2022-6-1929第28页/共53页第二十九页，共53页。2022-6-19301.01.21.41.61.895908580Cdaf/%无 烟 煤煤 化 程 度 增 高气 煤图 5-3 煤 岩 组 分 真 比 重 与煤 化 程 度 的 关 系（ 据 中 国 煤 田 地 质 学 ， 1979）丝 炭丝炭化基质镜煤孢 子真比重d第29页/共53页第三十页，共53页。2022-6-1931

15、7、孔隙率、孔隙率 孔隙：成煤过程中不同作用下，在煤中形成的微小孔隙：成煤过程中不同作用下，在煤中形成的微小空隙。空隙。 研究方法：压汞法、扫描电镜技术以及低温研究方法：压汞法、扫描电镜技术以及低温(dwn)液氮吸附的方法。液氮吸附的方法。成因类型：成因类型： （1 1）气孔：煤化作用）气孔：煤化作用(zuyng)(zuyng)过程中由于有机质演过程中由于有机质演化产生挥发物质的逸出而留下的孔化产生挥发物质的逸出而留下的孔洞。多为圆形、椭圆形，常见于均洞。多为圆形、椭圆形，常见于均质镜质体和基质镜质体。质镜质体和基质镜质体。气孔(qkng)第30页/共53页第三十一页，共53页。2022-6-

16、1932 （2）植物组织孔：具有一定规则分布和排列特征的孔隙，是由于）植物组织孔：具有一定规则分布和排列特征的孔隙，是由于(yuy)植物细胞组织内蛋白质、醣类等化学性质不稳定的化合物经生物植物细胞组织内蛋白质、醣类等化学性质不稳定的化合物经生物地球化学作用强烈分解而残地球化学作用强烈分解而残 留的空隙。留的空隙。植物植物(zhw)组织孔组织孔特征特征：排列规则，大小均一：排列规则，大小均一，保存完整，具一定的方向，保存完整，具一定的方向性性 。常见于半丝质体、丝质体。常见于半丝质体、丝质体和结构镜质体和基质镜质体。和结构镜质体和基质镜质体。第31页/共53页第三十二页，共53页。2022-6-

17、1933（3 3）原生粒间孔：成煤时各种成煤物质）原生粒间孔：成煤时各种成煤物质(wzh)(wzh)之间的空隙。之间的空隙。7、煤的孔隙(kngx)性特征特征(tzhng)：排列不规：排列不规则，大小不一，形态各异则，大小不一，形态各异。常见于碎屑状显微组分。常见于碎屑状显微组分之间或颗粒状基质镜质体之间或颗粒状基质镜质体之间。之间。第32页/共53页第三十三页，共53页。2022-6-1934（4 4）溶蚀孔：黄铁矿、碳酸盐等可溶性矿物）溶蚀孔：黄铁矿、碳酸盐等可溶性矿物(kungw)(kungw)，在地下水或，在地下水或热液作用下受到溶蚀而形成的次生孔隙。热液作用下受到溶蚀而形成的次生孔隙

18、。溶蚀(rn sh)孔隙7、煤的孔隙(kngx)性特征特征：孤立分布，大小形态不一，具有溶蚀边，一般不具连通性。：孤立分布，大小形态不一，具有溶蚀边，一般不具连通性。成因成因：在成煤过程中或成煤后期地质作用中地下水对可溶性矿物的溶蚀作用所致；或是由于有机质在热演化过程中所形成的酸碱有：在成煤过程中或成煤后期地质作用中地下水对可溶性矿物的溶蚀作用所致；或是由于有机质在热演化过程中所形成的酸碱有 机气体对可溶性矿物的溶蚀作用所致。机气体对可溶性矿物的溶蚀作用所致。 第33页/共53页第三十四页，共53页。2022-6-1935构造孔是指煤固结成岩后由于受构造应力作用使煤体发生破坏而形成的孔隙，如粒

19、构造孔是指煤固结成岩后由于受构造应力作用使煤体发生破坏而形成的孔隙，如粒间孔和摩擦间孔和摩擦(mc)孔。粒间孔是指煤在构造应力作用下，煤体发生破坏后煤中有机孔。粒间孔是指煤在构造应力作用下，煤体发生破坏后煤中有机显微组分颗粒之间的孔隙。摩擦显微组分颗粒之间的孔隙。摩擦(mc)孔是指煤体在构造应力作用发生摩擦孔是指煤体在构造应力作用发生摩擦(mc)或滑动而形成的孔隙。或滑动而形成的孔隙。7、煤的孔隙(kngx)性第34页/共53页第三十五页，共53页。2022-6-1936%100TRDARDTRD7、煤的孔隙(kngx)性第35页/共53页第三十六页，共53页。2022-6-1937煤的孔隙煤

20、的孔隙(kngx)性与煤化程度的关系性与煤化程度的关系褐煤褐煤(hmi)的孔隙高，约的孔隙高，约1525%；无烟煤的孔隙率也较高，约在无烟煤的孔隙率也较高，约在510%；低中煤级烟煤的孔隙率较低，约低中煤级烟煤的孔隙率较低，约25%。第36页/共53页第三十七页，共53页。2022-6-1938第37页/共53页第三十八页，共53页。2022-6-1939cd第38页/共53页第三十九页，共53页。2022-6-1940第39页/共53页第四十页，共53页。2022-6-194192Cdaf干燥干燥(gnzo)煤煤85未干燥未干燥(gnzo)煤煤原因：原因：对对Cdaf 5mm; 中条带状结构

21、：条带宽为中条带状结构：条带宽为35mm; 细条细条(x tiao)带状结构：条带宽为带状结构：条带宽为13mm。 条带状结构在烟煤的半亮型煤和半暗型煤中最为常见，年轻褐煤条带状结构在烟煤的半亮型煤和半暗型煤中最为常见，年轻褐煤和无烟煤中不明显。和无烟煤中不明显。二、煤的结构二、煤的结构(jigu)(jigu)和和构造构造第47页/共53页第四十八页，共53页。2022-6-1949 2）线理状结构：指镜煤、丝炭、粘土矿物等以厚度小于）线理状结构：指镜煤、丝炭、粘土矿物等以厚度小于1mm的的 线理线理断续分布于煤中，形成线理状结构。按线理之间交替的线距，又可分密断续分布于煤中，形成线理状结构。

22、按线理之间交替的线距，又可分密集集(mj)线理状结构和稀疏线理状结构。在半暗型煤和半亮型煤中常见。线理状结构和稀疏线理状结构。在半暗型煤和半亮型煤中常见。 3）凸镜状结构：指镜煤、丝炭、粘土矿物、黄铁矿等，常以大小不等的）凸镜状结构：指镜煤、丝炭、粘土矿物、黄铁矿等，常以大小不等的凸镜体形式散布于煤中，构成凸镜状结构。半暗型和暗淡型煤中常见，凸镜体形式散布于煤中，构成凸镜状结构。半暗型和暗淡型煤中常见，有时光亮型煤中也可见到。有时光亮型煤中也可见到。 4）均一状结构：指组成成分较单纯、均匀，形成均一状结构。如镜煤、）均一状结构：指组成成分较单纯、均匀，形成均一状结构。如镜煤、腐泥煤、腐植腐泥煤

23、类等，都具有均一状结构。光亮型煤和暗淡型煤有腐泥煤、腐植腐泥煤类等，都具有均一状结构。光亮型煤和暗淡型煤有时也表现出均一状结构。时也表现出均一状结构。二、煤的结构二、煤的结构(jigu)(jigu)和构造和构造第48页/共53页第四十九页，共53页。2022-6-1950 5）粒状结构：由于煤中散布着大量孢子或矿物杂质，使煤呈现出粒状结构。多）粒状结构：由于煤中散布着大量孢子或矿物杂质，使煤呈现出粒状结构。多见于暗煤或暗淡型煤中。有时含黄铁矿鲕粒或含黄铁矿结核而呈鲕粒状结构或豆状结见于暗煤或暗淡型煤中。有时含黄铁矿鲕粒或含黄铁矿结核而呈鲕粒状结构或豆状结构。构。 6）叶片状结构：煤中有在量的木

24、栓层或角质层，使煤呈现纤细的页理，如叶片状、）叶片状结构：煤中有在量的木栓层或角质层，使煤呈现纤细的页理，如叶片状、纸片状等，煤易被分成薄片。角质残植煤和树皮残植煤具有叶片状结构。纸片状等，煤易被分成薄片。角质残植煤和树皮残植煤具有叶片状结构。 7）木质状结构：煤中保存了植物茎部的木质纤维组织的痕迹，植物茎干的形态清晰）木质状结构：煤中保存了植物茎部的木质纤维组织的痕迹，植物茎干的形态清晰可辨，称木质状结构。褐煤中常见到木质状结构。可辨，称木质状结构。褐煤中常见到木质状结构。 8）纤维状结构：为丝炭所特有，它是植物根茎组织经丝炭化作用而形成的，可见到）纤维状结构：为丝炭所特有，它是植物根茎组织

25、经丝炭化作用而形成的，可见到植物原生的细胞结构沿着一个方向延伸表现出纤维状，疏松植物原生的细胞结构沿着一个方向延伸表现出纤维状，疏松(sh sn)多孔。观察时多孔。观察时要在煤层层面丝炭上才可见到。要在煤层层面丝炭上才可见到。二、煤的结构二、煤的结构(jigu)(jigu)和和构造构造第49页/共53页第五十页，共53页。2022-6-1951 2、次生结构、次生结构 煤的次生结构是指煤层形成后受到应力作用产生的各种煤的次生结构是指煤层形成后受到应力作用产生的各种次生的宏观结构。主要包括：次生的宏观结构。主要包括： 1）碎裂结构：指煤被密集的次生裂隙相互交切成碎块）碎裂结构：指煤被密集的次生裂

26、隙相互交切成碎块，但碎块之间基本没有位移，可见到煤层的层理。碎裂结构，但碎块之间基本没有位移，可见到煤层的层理。碎裂结构往往位于断裂带的边缘。往往位于断裂带的边缘。 2）碎粒结构：煤被破碎成粒状，主要粒级大于）碎粒结构：煤被破碎成粒状，主要粒级大于1mm。大。大部分煤粒由于相互位移摩擦失去棱角，煤的层理被破坏，碎部分煤粒由于相互位移摩擦失去棱角，煤的层理被破坏，碎粒结构往往位于断裂带的中心部位粒结构往往位于断裂带的中心部位(bwi)。 3）糜棱结构：煤被破碎成很细的粉末，主要粒级小于）糜棱结构：煤被破碎成很细的粉末，主要粒级小于1mm。有时被重新压紧，已看不到煤层的层理和节理，煤易。有时被重新压紧，已看不到煤层的层理和节理，煤易捻成粉末。糜棱结构一般出现在压应力很大的断裂带中。捻成粉末。糜棱结构一般出现在压应力很大的断裂带中。