chap3-1煤的组成-岩石组成.-课件

第三章煤的岩相组成

Coalpetrographicconstituents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Coalpetrology/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macroscopicalmethod－用肉眼或扩展镜观察煤，依据其颜色、条痕色、光泽、裂隙和断口等，识别煤岩类型、推断煤的性质。

第一节概述2、煤岩学研究方法〔2〕微观方法microscopicalmethod－用显微镜研究煤：透射光、反射光透射光下transmissionlight：薄片2×2cm，厚0.02mm。依据颜色、形态和结构识别显微煤岩组分、推断煤的性质；

第一节概述微观方法－用显微镜研究煤反射光下reflectionlight/reflectedlight：光片直径2cm，厚1.5-2cm圆柱体。在一般反射光或油浸物镜下，依据颜色、形态、结构、突起、反光性等特征识别煤岩组分、推断煤的性质。

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,micropetrologicalconstituents)，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，见垂直裂痕。一般反射光下呈灰色，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。在显微镜下的特征是：(2)惰质组：透射光下呈黑色，不透明。反射光下突起高，呈白色，油浸反射光时呈亮白色。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：(3)壳质组：透射光下透明到半透明，呈黄色或橙红色，轮廓清楚，外形特别。一般反射光下大多有突起，呈深灰色，油浸反射光下－灰黑色或黑灰色。1.1镜质组〔又称凝胶化组分〕的形成通过凝胶化作用gelation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。主要发生两方面的变化：〔1〕一方面是植物组织在微生物作用下，发生：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；1.1镜质组〔又称凝胶化组分〕的形成〔2〕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％。

1.2、惰质组〔inertinite又称丝质组〕的成因惰质组是通过丝炭化作用或火焚作用形成。(1)丝炭化作用fusinization：成煤植物的组织在积水较少、湿度不够的条件下，木质纤维组织经过:脱水作用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。

1.2、惰质组〔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楚，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储存在煤中，经煤化作用后转化为壳质组。1.3、壳质组〔又称稳定组〕的成因煤中常见的壳质组分有：孢子体；花粉体；树脂体；角质体；木栓体等壳质组在透射光下透明到半透明，浮现黄色到橙红色，轮廓清楚，外形特别；在反射光下浮现深灰色，大多数有突起。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Clayminerals;：高岭石，伊利石，水云母，…

硫化物类矿物sulfideminerals：黄铁矿，白铁矿，…

碳酸盐类矿物carbonateminerals：方解石，菱铁矿，…

氧化物类矿物oxide

minerals

：石英，…

硫酸盐类矿物sulphate

minerals

：石膏，…第三节显微煤岩组分的反射率Reflectace在反射光下，显微组分表面的反射光强度和入射光强度之比称为反射率。反射率可以在空气中即干物镜下测定，以R(%)表示；也可以在油浸物镜下测定，以Ro(%)表示。从长焰煤到无烟煤，Ro增加十几倍，而R只增加两三倍。在与煤层层面成任意交角的切面上最大反射率不变，而最小反射率则随交角不同而变化。在三种有机显微组分中，随煤化程度的变化，只有镜质组浮现较为均匀的变化，因此，一般将油浸物镜下测定的镜质组最大反射率Romax作为分析比较的指标。第三节显微煤岩组分的反射率Reflectace煤的反射率是煤岩学定量研究煤性质的重要指标，特别是在反映煤的变质程度、猜测煤的粘结性，用于煤炭分类、指导煤炭加工利用等方面，具有十分重要的有用价值。第四节煤的岩石类型CoalLithotypes

依据颜色、光泽、硬度、裂隙和断口等，利用肉眼或扩展镜可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤vitrain、亮煤clarain、暗煤durain和丝炭fusain。在显微镜下观察，镜煤和丝炭是单一成分，亮煤和暗煤是混合成分。1、腐植煤的煤岩类型1.1镜煤vitrain镜煤呈黑色，光泽最强，质地均匀，性脆，断口多呈贝壳状，内生裂隙特别发育。在煤层中镜煤常呈透镜状或条带状，大多厚几毫米到1～2cm，有时呈线理状夹在亮煤或暗煤中。镜煤的显微组成单一，主要是植物的木质纤维组织经凝胶化作用形成的镜质组。性质：V、H高，粘结性强，矿物质含量少1.2丝炭fusain丝炭外观象木炭，颜色灰黑，具有显然的纤维状结构和丝绢光泽。丝炭疏松多孔，性脆易碎，碎后成为纤维状或粉末状，能染指。在煤层中丝炭的数量一般不多，常呈扁平透镜体，大多厚1～2mm至几mm，有时也能形成不连续的薄层。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，主要是植物经受火灾后的木炭转化而来的惰质组构成。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。1.3亮煤clarain颜色深黑，光泽较强，仅次于镜煤，性较脆，内生裂隙发育。亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细纹理，内生裂隙发育程度不及镜煤。在显微镜下观察，亮煤组成比较复杂，它以镜质组为主，并含有不同数量的惰质组、壳质组和矿物质。亮煤是最常见的宏观煤岩成分，不少煤层是以亮煤为主组成的，有的整个煤层都是亮煤组成的。性质：亮煤的性质接近镜煤，但由于惰质组和矿物质的存在，质量比镜煤差。1.4暗煤durain光泽暗淡，一般呈灰黑色，致密，比重大，内生裂隙不发育，坚硬而具韧性，断面粗糙。暗煤也是煤层中常见的宏观煤岩成分，在煤层中，可以由暗煤为主形成较厚的分层，甚至单独成层。在显微镜下观察，暗煤组成复杂，一般镜质组较少，矿物质含量较高。性质：取决于各组分的含量，如富含壳质组分，V、H高，粘结性强；富含惰质组分，矿物含量高，密度大，V低、弱粘结。腐植煤的岩石类型与显微组分之间的关系3煤岩学的应用〔1〕煤的成因研究在显微镜下观察煤的薄片,可以确定成煤植物的种类，依据煤中储存的植物遗体(表皮,孢子,花粉)，确定成煤植物的种属。〔2〕煤的可选性研究煤中矿物质的种类、粒度、数量及其分布特征对煤的可选性影响极大。通过研究显微组分(包括无机显微组分)的组成与其可选性关系的研究，可以猜测煤的可选性，选择合理的破碎粒度、选煤工艺和流程。3煤岩学的应用〔3〕评价煤质、指导煤炭加工利用在煤质评价和指导煤炭加工利用时，常常出现一些仅用化学分析的方法所不能解释的现象，而必需应用煤岩学的方法才干解决。结构镜质体徐州夏桥太原组16煤层透射光95×无结构镜质体－均质镜质体徐州张小楼下石盒子组1煤层透射光135×无结构镜质体－均质镜质体湖