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文档简介

1、煤的岩相组成Coal petrographic constituents,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 Coal petrology / 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macroscopical method用肉眼naked eye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,识别煤岩宏观煤岩成分lithotype,判断煤的性质。,第一节 概述summariza

2、tion,2、煤岩学研究方法 (2) 微观方法microscopical method 用显微镜研究煤 :透射光、反射光 透射光下transmission light:薄片slice/thin coal sections 22 cm,厚 0.02 mm。 根据颜色colour、形态form和结构structure识别显微煤岩组分micropetrological constituents、判断煤的性质;,第一节 概述summarization,微观方法用显微镜研究煤 反射光下reflection light / reflected light :光片(polished briquette) 直

3、径 2 cm,厚1.5-2 cm 圆柱体。在普通反射光或油浸物镜oil immersion objective下,根据颜色、形态、结构、突起、反光性等特征识别煤岩组分、判断煤的性质。 光片分为煤光片polished block和粉光片(砖光片) polished briquette 。,第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal,一、宏观煤岩成分的定义 根据煤的颜色colour、光泽luster、硬度hardness、裂隙fissure/crack和断口fracture等,利用肉眼或放大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

4、和丝炭fusain 。,第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal,二、宏观煤岩成分 1、镜煤vitrain 颜色最黑、光泽最亮、质地均匀、常具有内生裂隙、性脆易碎成小立方块、具贝壳状断口;内生裂隙发育,垂直于条带,裂隙面呈眼球状,有时填充有方解石、黄铁矿薄膜。在煤层中镜煤常呈透镜状或条带状,大多厚度几个mm到12cm,有时呈线理状夹杂在亮煤或暗煤中,但有明显的分界线。镜煤的成因:,镜煤的成因: 在成煤过程中,镜煤是由成煤植物的木质纤维组织经凝胶化作用而形成的。显微镜下观察,镜煤的轮廓清楚,质地纯净,显微组成比较单一,是一种简单的宏观煤岩成分。,第二节 宏观煤岩组成 Lithot

5、ype of coal,二、宏观煤岩成分 2、丝炭(Fusain) 外观象木炭,颜色灰黑,性脆,具有明显的纤维状结构和微弱的丝绢光泽的宏观煤岩成分。丝炭疏松多孔,性脆易碎,能染指。在煤层中一般丝炭数量不多,常呈扁平透镜体沿煤的层面分布,大多数厚度l2mm至几mm,有时也能形成不连续的薄层。不同煤化程度煤中所含的丝炭,性质很少变化。 丝炭的成因:,丝炭的成因: 在成煤过程中,丝炭是由成煤植物的木质纤维组织经丝炭化作用而形成的。在显微镜下观察,丝炭是具有明显的植物细胞结构的丝炭化组织丝质体和半丝质体。,第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal,二、宏观煤岩成分 3、亮煤(Clara

6、in) 亮煤的光泽仅次于镜煤,较脆,内生裂隙也较发育,程度次于镜煤,比重较小,有时也有贝壳状断口。亮煤是最常见的煤岩成分,不少煤层以亮煤为主组成较厚的煤层,甚至整个煤层。亮煤的均匀程度不如镜煤,表面隐约可见微细的纹理,是由镜煤、暗煤(有时还有丝炭)等薄的分层交织组成的。 亮煤的成因:,亮煤的成因: 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来的,以镜质组为主,还含有数量不等的惰质组和壳质组。,二、宏观煤岩成分 4、暗煤(Durain) 光泽暗淡,一般呈灰黑色,结构致密或呈粒状,比重大,硬度和韧性都大,断面比较粗糙,一般不发育内生裂

7、隙。在煤层中,暗煤是常见的宏观煤岩成分。暗煤与亮煤的主要不同点在于暗煤中含有较多的惰质组和壳质组。当暗煤中这两种组分的比例发生变化时,对其性质影响很大,一般含壳质组较多的暗煤性质优于含惰质组较多的暗煤。 暗煤的成因:,暗煤的成因: 显微镜下观察,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、惰质组或掺入较多的矿物质转变而成的。富含惰质组的暗煤,宏观往往略带丝绢光泽,挥发分低,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。,第二节 宏观煤岩组成 Lithotype of coal,三、烟煤的

8、宏观煤岩类型 宏观煤岩成分是煤的岩石分类的基本单位,在评价煤层的岩石组成和性质时,不便于进行定量,也不易了解煤层的全貌。因此,通常根据煤的平均光泽强度,煤岩成分的数量比例和组合情况划分出宏观煤岩类型,作为观察煤层的单位。按平均光泽的强弱依次分为:光亮煤、半亮煤、半暗煤及暗淡煤四种基本宏观煤岩类型。 具体划分见下表:,宏观煤岩类型的划分指标,三、烟煤的宏观煤岩类型 1、光亮煤 主要由镜煤和亮煤组成,含量大于75%。在四种类型中光泽最强。由于成分较均一,条带状结构一般不明显。光亮煤具有贝壳状断口,内生裂隙发育,脆性较大,易破碎。在显微镜下观察,镜质组含量一般在80%以上,显微煤岩类型以微镜煤为主。

9、光亮煤的质量最好,中煤化程度时是最好的炼焦用煤。,三、烟煤的宏观煤岩类型 2、半亮煤 镜煤和亮煤含量占75%50%,常以亮煤为主,由镜煤、亮煤和暗煤组成,也可能夹有丝炭。平均光泽强度较光亮煤稍弱。半亮煤的特点是条带状结构明显,内生裂隙较发育,常具有棱角状或阶梯状断口。半亮型煤是最常见的煤岩类型。如华北晚石炭世煤层多半是由半亮型煤组成的。显微镜下观察,镜质组含量一般在60%80%。,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,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,硬度和韧性较大,比重较大,内生裂隙不发育

10、,断口参差不齐。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%,但是由于矿物质含量高,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。,三、烟煤的宏观煤岩类型 4、暗淡煤 主要由暗煤组成,镜煤和亮煤含量低于25%,有时有少量镜煤、丝炭或夹矸透镜体。光泽暗淡,通常呈块状构造,致密,坚硬,韧性大,密度大层理不明显。内生裂隙不发育。个别煤田,如青海大通煤田有以丝炭为主组成的暗淡型煤。显微镜下观察,镜质组含量低于40%,而惰质组含量可达50%以上,与其它宏观煤岩类型相比,暗淡煤的矿物含量往往最高,煤质也多数很差。但含壳质组多的暗淡煤的质量较好,比重小。,四、褐煤的宏

11、观煤岩类型 不作要求,第三节 煤的显微组分,煤的显微组分(macerals, micropetrological constituents),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分为三组:镜质组vitrinite 、惰质组inertinite和壳质组exinite。凝胶化组分与丝炭化组分之间的过渡组分(半镜质组、半丝质组) 在显微镜下的特征是: 1.1 镜质组:透射光transmission light下呈透明

12、到半透明,呈黄色或橙红色,较均一,不含或少含矿物质,见垂直裂纹。,普通反射光下general reflection light呈灰色,油浸反射光下呈深灰色,随变质程度增高颜色逐渐变浅,无突起。到接近无烟煤变质阶段时,透光镜下已变得不透明,反光镜下则变成亮白色。随变质程度增高非均质性逐渐增强。,1.1.1 镜质组(vitrinite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tissue在微生物作用下,发生: 分解decomposition 水解hydrolyzati

13、on 化合combination形成新的化合物并破坏植物组织器官的细胞结构;,(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5080,甚至90。,1.1.2 镜质组的显微组分 镜质组按其凝胶化作用程度的不同,根据其镜下的结构和形状又可为以下几种显微组分:结构镜质体、无结构镜质体和镜屑体。 (1)结构镜质体 镜下可以看出植物细胞结构的镜质组组分。根据细胞结构保存的完整程度,可以分为两种亚组分:,1)结构镜质体1 :细胞结构清晰,保存完好,胞

14、腔呈圆形、椭圆形、矩形或纺锤形,排列整齐,胞壁不膨胀或微膨胀。胞腔大多被胶质镜质体、树脂体、微粒体或粘土矿物所充填。细胞壁与细胞腔的颜色呈现差异。在反光油浸镜下细胞壁为深浅略有差异的深灰至灰色;细胞腔颜色随填充物不同变化很大。在透射光下呈橙色至橙红色。正交偏光镜下可见清晰的条带状消光。在煤中常呈透镜体、少数呈碎片状出现。 2)结构镜质体2 :胞壁膨胀,胞腔变小压扁呈线形,且大小不一,排列不整齐。当胞腔内无充填物时,压缩后的胞腔残痕呈平行短线。在煤中常呈条带状或透镜状出现。,1.1.2 镜质组的显微组分 (2)无结构镜质体 由于植物组织经历了强烈的凝胶化作用,在普通光学显微镜看不出植物细胞结构的

15、镜质组显微组分。它常作为其他各种显微组分碎片和共生矿物的基质胶结物或充填物。 根据形态、产状和成因的不同无结构镜质体可再细分四种亚显微组分:均质镜质体、胶质镜质体、基质镜质体和团块镜质体。,均质镜质体,镜下特征:在普通显微镜下,不显示植物细胞结构,为完全均一的物质。常见有垂直于层理的裂纹,有时可见有镶边角质体:大部分均质镜质体用氧化剂腐蚀后,在50物镜下观察,可见清晰的木质细胞结构或树皮结构。反光油浸镜下为深灰色;透射光下为均一结构,呈橙红色。,胶质镜质体,基本上是一种没有结构、均一致密的真正胶状的凝胶体,有时可见流动的痕迹。没有一定形状,其边界被伴生的显微组分所包围。例如渗入到细胞腔中或充填

16、于裂隙中,还可见充填于菌类体和孢子体的空腔中。,基质镜质体,镜下特征:呈现为均一或不均一的致密状态,没有固定形态。一般均作为其他显微组分、碎屑及共生矿物的胶结物或充填物。其中均一基质体显示出均一结构、颜色均匀,胶结着各种显微组分及矿物杂质。透光镜下及正交偏光镜下呈现出与均质镜质体相似的光性特征。不均一的基质体则为大小不一、形状各异、颜色略有深浅变化的团块状或斑点状的集合体。有的在油浸镜下为深灰色,具有不甚清晰的不均匀的木质结构,其中胶结有少量的孢子体及其他组分和矿物质,此种常见于长焰煤。,团块镜质体,镜下特征:为均一团块状。大多呈圆形、椭圆形、纺锤形或多少带有棱角状的轮廓清晰的均质块体。可单独

17、出现或充填于细胞腔中(此时其大小与植物细胞腔一致,为50100微米),也可成为较大的圆形或椭圆形的单个体,最大的可超过300微米。,1.1.2 镜质组的显微组分 (3)镜屑体 镜屑体又称碎屑镜质体,是由镜质组碎屑颗粒(小于10微米)所组成,多呈粒状或不规则形状,偶呈棱角状。多数来源于成煤早期阶段,巳被分解的植物细碎片和腐植泥炭的碎颗粒,很少是压力下被挤碎的镜质组碎片。碎屑镜质体常被基质镜质体和胶质镜质体胶结,由于其颜色、突起、反射率和基质镜质体相近,往往被视为基质镜质体。镜屑体在煤中是少见的镜质组组分。,1、煤的有机显微组分,1.2 壳质组:透射光下透明transparent到半透明,呈黄色或

18、橙红色,轮廓清晰,外形特殊。普通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。 壳质组是成煤植物中,化学稳定性强的组成部分,在泥炭化和成岩阶段保存在煤中的组分几乎没有发生什么质的变化。 在典型的腐植煤中,壳质组是次要的显微组分,在腐泥煤和油页岩中富含壳质组。,1.2.1 壳质组( exinite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保存在煤中,经煤化作用后转化为壳质组。稳定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,即孢子、角质、树皮、树脂及渗出沥青等。

19、,1.2.2 壳质组( exinite又称稳定组)的显微组分,煤中常见的壳质组显微组分有: 孢子体sporophyte; 花粉体pollen 树脂体rosin; 角质体cutin 木栓体phellem等。,孢子体sporophyte(小孢子体,大孢子体,花粉体),小孢子体(包括花粉体)一般小于0.2mm。在垂直层理的煤片中,多呈小扁环状或蠕虫状,以及细短的线条或似三角状;外缘平整光滑,有时可见表面具有刺状、棒状等纹饰,通常呈个体出现,但也有呈小孢子堆形式出现。大孢子体一般大于0.2mm。在垂直层理的煤片中常呈封闭的扁环状,末端的折曲处呈钝圆形,并常有大的褶皱。胞腔多为空的,孢子体内缘平滑,外缘

20、一般也平整光滑,但有时可见到瘤状纹饰。在低变质煤中,在蓝光激发下,孢粉体的荧光性较强,但其色调不一,为亮黄、橙黄及橙褐色等。8472348,角质体。镜下特征:在反光油浸镜下为薄厚不等的、深灰黑色的细长条带,外缘平滑,而内缘呈形态各异的锯齿状,末端折曲处呈尖角状。一般顺层理分布,有时密集,可因受挤压而成叠层状。常见其以镶边形式与镜质体伴生。根据其薄厚不同又可分为厚角质体和薄角质体两个变种。在同一煤中角质体的荧光色强弱不一,为亮绿黄色、亮黄色、橙黄色及黄褐色。,树皮体:系指植物的茎、枝等外部栓质化的组织。有的仅细胞壁栓质化,而我国的树皮体呈现出细胞壁及细胞腔皆为栓质化物质,前者称树皮体1,后者称树

21、皮体2。 镜下特征:多由扁平的长方形或砖形木栓细胞组成,排列规则。纵切面为叠瓦状结构。弦切面为不规则的鳞片状结构,色调不均一。在煤中常以轮廓清晰的条形或碎块状与镜质组组分夹层或出现在其他基质中。,树脂体:树脂体来源于植物的分泌物树脂、蜡质等。 镜下特征:有多种形状,常以圆形、椭圆形、棒形及棱角状的单个树脂体或呈小透镜状聚集体出现,一般无结构,轮廓清晰。有时可见带环结构,而聚集体则呈不均匀的块状体。脂体还常以充填细胞腔或呈不规则形式出现。在反光油浸镜下呈灰黑色至深灰色,有时可带红色的内反射现象,无突起或微突起。透射光下为柠檬黄色、橙黄色或橙红色。在蓝光发下,荧光色有明显的强弱之分,有的呈绿黄色、

22、橙黄色,有的呈黄褐色等带环状的树脂体。,沥青质体:一般认为,沥青质体是由藻类、浮游生物、细菌类脂物和相似的物质,经强烈分解后形成的。最早只在褐煤中发现,后来经荧光研究,在低变质烟煤中也发现有较多的沥青质。 镜下特征:没有一定的形态和结构,分布在其它显微组分之间,也有的充填于细小的裂隙中。反光油浸镜下为棕黑色或灰黑色,微突起或无突起。反射率低。往往可见彩色的内反射色调,在低变质烟煤中比孢子体的反射率要高。在荧光镜下具有相对较弱的淡褐色荧光。,1.3 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。,1.3.1 惰质组(inertinite又称丝质组)的成因,惰质组是

23、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、湿度不足的条件下,木质纤维组织经过: 脱水作用dehydration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。,1.3.1 惰质组( inertinite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晰,且由于没有经受凝胶

24、化作用,细胞壁没有发生吸水膨胀,因此,胞壁薄。煤中含量在1020,对煤的性质有重要影响。,1.3.2 惰质组( inertinite又称丝质组)的显微组分,(1)丝质体 丝质体是由植物的根、茎干、枝的木质部,经过强烈的丝炭化作用而形成的。常指具有清晰而且比较规则的木质细胞结构的丝炭化组分。 丝质体在透射光下细胞壁为黑色,不透明;反射光下突起高而反射力强。保存着明显的细胞结构,胞腔大而且胞壁薄,胞腔形状有长方形、圆形或扁圆形。薄壁丝质体有时易破碎成弧状、星状结构,其胞腔常被粘土矿物或黄铁矿填充。,1.3.2 惰质组( inertinite又称丝质组)的分类,(2)半丝质体 丝炭化作用强烈时形成丝

25、质体,作用中等或较弱时形成半丝质体。半丝质体是丝质体与结构镜质体之间的过渡型丝炭化组分。细胞结构保存较差;磨蚀硬度、显微硬度中等。透射光下呈褐色至黑色,具各向异性;反射光下呈灰白色或浅灰色,突起较高。油浸反光下,与丝质体相比颜色偏灰,突起略低。半丝质体的细胞结构大多没有丝质体保存完好,碳、氢含量处于丝质体和结构镜质体之间。,1.3.2 惰质组( inertinite又称丝质组)的分类,(3)其他 惰质组还有:粗粒体、菌类体、微粒体和惰屑体 等显微组分。,2、 煤中的矿物质无机显微成分,无机显微组分系指煤中的矿物质。它的来源包括:成煤植物体内的无机成分(矿物质),成煤过程中混入的矿物质,后者是煤

26、中矿物质的丰要来源。常见的矿物主要有黏土矿物、硫化物、氧化物及碳酸盐类等四类。,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Clay minerals;:高岭石kaolinite,伊利石,水云母, 硫化物类矿物sulfide minerals :黄铁矿pyrite,白铁矿, 碳酸盐类矿物carbonate minerals :方解石calcite,菱铁矿, 氧化物类矿物oxide minerals :石英quartz, 硫酸盐类矿物sulphate minerals :石膏gypsum,,反射光下煤中常见矿物的鉴

27、定标志,3、显微煤岩类型,3.1 显微煤岩类型的定义 煤的显微组分,尤其是壳质组、微粒体和粗粒体很少单独存在,更多的情况是与其他显微组分共生。 显微镜下划分出的不同显微组分或显微组分组的各种组合,称为显微煤岩类型。每一种显微煤岩类型都有自己的组成特点和化学工艺性质,并反映一定的沉积环境。为了便于将煤岩分析应用于煤的加工利用,特别是用于炼焦煤的配煤,煤岩学家C.A.赛勒1954年在给国际煤岩学委员会术语分会的信中,首先提出显微煤岩类型一词,为国际煤岩学委员会(ICCP)采纳。,3、显微煤岩类型,3.2国际显微煤岩类型分类 国际煤岩学委员会的显微煤岩类型分类是国际煤岩学界中广泛使用的显微煤岩类型分

28、类,也是中国所采用的标准(表4-12)。 显微煤岩类型视其主要是由一种、两种或三种显微组分组构成,相应地命名为单组分、双组分或三组分3类。 单种组分含量超过95,称为单组分组类型,分为:微镜煤、微壳煤、微惰煤。,3、显微煤岩类型,双组分显微煤岩类型主要是由两组显微组分构成的,这两组显微组分之和大于95%,两个显微组分组之间的含量比可有较大的变化,但都必须大于总量的5%。如微亮煤的镜质组和壳质组含量都不能小于5%,也都不能单独达到95%。但双组分显微煤岩类型可根据其中的一种显微组分组占优势而划分为两个亚组,例如微亮煤中以镜质组为主时,称为微镜亮煤;以壳质组为主时,称微壳亮煤。同样,双组分的微暗煤

29、可分出以壳质组占优势的微暗煤(微壳暗煤)和以惰质组占优势的微暗煤(微惰暗煤),等等。,3、显微煤岩类型,三组分显微煤岩类型规定三组显微组分的含量各自都大于5%,称微三合煤。其中微暗亮煤表明镜质组含量多于壳质组和惰质组,微亮暗煤是惰质组含量多于镜质组和壳质组,而微镜惰壳煤则以壳质组占优势。,煤岩显微组分的分类及命名,方案可分为两种类型: 一类侧重于成因研究,组分划分得较细,常用透光显微镜观察; 另一类侧重于工艺性质及其应用的研究,组分划分得较为简明,常用反光显微镜观察。地质部门倾向于前者,煤炭使用部门倾向于后者。 考虑到研究和应用两方面,下面介绍三类分类方案。,中国烟煤显微组分的分类与命名。“中

30、国烟煤有机显微组分分类”标准是1986年由煤炭科学研究院地勘分院提出,经讨论修改后定为国家标准。该分类方案考虑了研究和使用两个方面,按组、组分及亚组分进行分类。此分类方案将烟煤有机显微组分划分为镜质组、半镜质组、惰质组及壳质组。,惰质组分类-中国烟煤显微组分分类,壳质组分类-中国烟煤显微组分分类,国际硬煤显微组分分类,国际硬煤显微组分的分类与命名。国际硬煤(即烟煤)显微组分的分类方案是由国际煤岩学委员会提出的,该方案是侧重化学工艺性质的分类方案。在该分类方案中煤的有机显微组分仅分为三组,即镜质组、壳质组及惰性组。以下分组分、亚组分及组分几种。其中组分及亚组分的划分也比较简单,而显微组分的种则是

31、根据成煤植物所属的门类及植物的器官而定名的。,国际硬煤显微组分分类-镜质组,国际硬煤显微组分分类-壳质组,惰质组,我国冶金系统炼焦煤显微组分的分类,我国冶金系统煤岩工作者从煤应用角度出发(主要是指用于炼焦生产),提出了“炼焦煤显微组分的分类与命名”方案。 该方案以成因分类为基础,着重考虑了各煤岩显微组分的加热特性,即各显微组分在炼焦过程中的差异和相似性进行分类。因此,显微组分的划分不宜过细。此方案将烟煤显微组分划分为镜质组、半镜质组、稳定组、丝质组及矿物五组,其中前四组为有机显微组分,最后一组为无机显微组分。,惰性活性计算,第三节煤岩显微组分的性质,3.1煤岩显微组分的分离与富集,对煤岩显微组

32、分的分离,国内外已做了大量工作。一般是先手选,再筛选,最后用密度法精选,即可分离出纯度较高的煤岩显微组分。,按煤的不同性质采用不同的分离步骤,主要包括初步分离(手选、筛选、氯化锌密度液分离)和精细分离(有机密度液自然沉降和离心分离)两个步骤。,(1)初步分离。初步分离的主要目的在于使显微组分得到初步富集。 1)手选主要根据煤岩成分的光泽以及其他物理特征的差别加以挑选。如壳质组多集中于暗淡煤中,致密而硬,密度较小。用肉眼鉴别手选,即可达到初步富集某一显微组分的目的。,2)筛选对于煤岩组成不均一的煤,可利用煤岩组分抗破碎性的不同,将煤样进行筛分。一般软丝炭最脆,集中在最小的粒级;镜煤抗破碎性弱,富

33、集在较小的筛级中;暗煤的韧性较大,抗破碎性强,集中在粗粒级。也可取所需的筛级,再用氯化锌溶液进行初步分离,即可使某显微组分有较高的富集程度。,(2)精细分离是指煤样在有机密度液中自然沉降或离心分离。经此步骤后,一般即可获得所要求纯度的显微组分样品。所用的有机密度液通常应具有黏度小、润湿能力强、分层快、易挥发、干燥后无残留物、对煤质的抽提作用小等特点。一般多采用苯和四氯化碳配成所需要的密度液进行分离。,煤的显微组分的化学组分-工业分析和元素分析,煤岩显微组分的工业分析和元素分析结果按其煤化度和显微组分不同,显示出有规律的变化。中国科学院煤化学研究所对我国若干煤田显微组分的工业分析和元素分析的结果

34、 。,当煤化度相同时,丝质组的碳含量最高,壳质组次之,镜质组稍低于壳质组;,氢含量和挥发分则以壳质组最高,镜质组次之,丝质组最低;而氧含量则以镜质组最高,丝质组次之,壳质组最低。,随煤化度的增加,所有显微组分的挥发分都趋于减少,黄质组减少得最多,其次是镜质组,丝质组减少的幅度最小。最后趋于一致。,炼焦性质 处于一定变质阶段的镜质组具有良好的膨胀性和黏结性,并随煤化度的变化而变化,先由低到高,再由高到低,大致在肥煤处出现最大值;稳定组的软化温度最低,有良好的流动性,也是炼焦的活性组分;丝质组在隔绝空气条件下加热H寸既不软化,也不黏结,属惰性组分。 干馏时,稳定组的煤气和焦油产率最高,其次是镜质组

35、,最低是丝质组,加氢液化时,稳定组和镜质组为活性组分,丝质组为惰性组分,很难液化。,第四节 显微煤岩组分的反射率Reflectance,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oil immersion lens/oil-immersion objective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,只有镜质组呈现较为均匀的变化,因此,一般将油浸物镜下测

36、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Reflectance,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、预测煤的粘结性,用于煤炭分类、指导煤炭加工利用等方面,具有十分重要的实用价值。,腐植煤的宏观煤岩成分与显微组分之间的关系,3 煤岩学的应用,(1)煤的成因研究Coal origin 在显微镜下观察煤的薄片,可以确定成煤植物的种类, 根据煤中保存的植物遗体(表皮,孢子,花粉),确定成煤植物的种属。,煤岩学在煤田地质方面的应用,(2)确定煤的煤化度 由于煤中镜质组反射率随煤化度增高而呈现规律性的变化,因此,用它来判断煤的煤化度。研究表明,镜质组反射率用于判断中、高煤化度的烟煤效果最佳;用于判断无烟煤效果良好;用于判断不粘煤和褐煤效果差。,(3)勘探石油和天然气 对沉积岩中分散有机质的发射率进行了研究,发现油气形成阶段与镜质组反射率之间有良好

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