沉積有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)組成

沉積有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)組成第1頁(yè)/共91頁(yè)一、煤的巖石組成二、煤的化學(xué)組成

第一節(jié)

煤的物質(zhì)組成

第2頁(yè)/共91頁(yè)（一）概述

思考題：研究煤的巖石組成有哪些方法？

一、煤的巖石組成宏觀方法

宏觀煤巖成分，宏觀煤巖類(lèi)型

煤的物理性質(zhì)（顏色、光澤、硬度、密度等）

微觀方法

薄片：顯微組分、顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、熒光性

磚片：顯微組分、顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、反射率超微結(jié)構(gòu)

電子顯微鏡、氣相色譜、激光光譜、光電子能譜

核磁共振、電子順磁共振，紅外光譜、X衍射第3頁(yè)/共91頁(yè)煤薄片煤磚光片粉煤光片UMPS50型顯微光度計(jì)第4頁(yè)/共91頁(yè)（二）煤的顯微組成

1、顯微組分的定義

光學(xué)顯微鏡下能夠識(shí)別出來(lái)的組成煤的基本單位。

鏡質(zhì)組Vitrinite

有機(jī)顯微組分

惰質(zhì)組

Inertinite

殼質(zhì)組

Exinite

無(wú)機(jī)顯微組分

礦物質(zhì)第5頁(yè)/共91頁(yè)2、鏡質(zhì)組

煤中含量在50~80%以上，強(qiáng)覆水、還原條件下經(jīng)生物化學(xué)和地球化學(xué)凝膠化作用而形成。①透射光下：橙紅色、褐紅色②反射光下：灰色、淺灰色，具有弱的熒光性③性脆，裂隙和微孔隙發(fā)育④O較高，Ｈ、揮發(fā)分中等，Ｃ較低，粘結(jié)、結(jié)焦性好⑤加氫液化時(shí)轉(zhuǎn)化率較高⑥煤化過(guò)程生成少量油，較多甲烷氣⑦在煤層中呈透鏡狀產(chǎn)生第6頁(yè)/共91頁(yè)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體按細(xì)胞保存程度和形態(tài)特征劃分無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體碎屑鏡質(zhì)體（1）結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體保存有植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，胞壁、胞腔清晰可辨。①結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體１

胞腔呈圓形，橢圓形，方形，紡錘形胞腔排列整齊，胞壁不膨脹或稍有膨脹。

②結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體２胞壁膨脹，胞腔壓扁呈短線狀，胞腔變小，大小不一，排列不規(guī)則第7頁(yè)/共91頁(yè)141231、2—結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體1；3、4—結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2第8頁(yè)/共91頁(yè)（2）無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體顯微鏡下觀察不到植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。①均質(zhì)鏡質(zhì)體：透鏡狀或條帶狀產(chǎn)出，輪廓清楚，成分均一，不含雜質(zhì)。

②基質(zhì)鏡質(zhì)體：基質(zhì)狀，無(wú)固定形態(tài)，成分非均一，可包裹其它組分，礦物質(zhì)含量較多。

③膠質(zhì)鏡質(zhì)體：充填植物胞腔中，或其它空腔中沉淀成凝膠，成分均一

④團(tuán)塊鏡質(zhì)體：呈圓形或橢圓形，常呈個(gè)體或群體出現(xiàn)，團(tuán)塊狀，輪廓清晰，成分均一。第9頁(yè)/共91頁(yè)12341—均質(zhì)鏡質(zhì)體；2—基質(zhì)鏡質(zhì)體；3—膠質(zhì)鏡質(zhì)體；4—團(tuán)塊鏡質(zhì)體第10頁(yè)/共91頁(yè)（3）鏡屑體粒度小于10um，比較少見(jiàn)，泥炭階段分解的植物或腐植泥炭的碎屑，與基質(zhì)鏡質(zhì)體在一起時(shí)不易區(qū)分，與殼質(zhì)組或惰質(zhì)組在一起時(shí)，易于辨認(rèn)。第11頁(yè)/共91頁(yè)3、殼質(zhì)組（類(lèi)脂組、穩(wěn)定組）①透射光：黃色，少數(shù)為綠黃色，紅橙色②反射光：深灰色，灰色、有突起，發(fā)黃色的熒光③腐泥煤、殘植煤、油頁(yè)巖中富集，密度低，重液易分離④Ｈ、Q、揮發(fā)分最高液化煉焦生油⑤類(lèi)型：孢子體角質(zhì)體藻類(lèi)體熒光體木栓體樹(shù)脂體瀝青質(zhì)體滲透瀝青質(zhì)殼屑體第12頁(yè)/共91頁(yè)⑴孢子體

孢子體是孢子植物的繁殖器官，保存下來(lái)的是其外胞壁。

特征：閉合長(zhǎng)環(huán)狀，拐角圓滑，有時(shí)表面具有紋飾。異孢植物，有雌雄之分同孢植物，無(wú)雌雄之分。

雌：大孢子雄：小孢子

▲花粉：

種子植物的繁殖器官，大小約為0.05mm，與小孢子難以分別。

第13頁(yè)/共91頁(yè)⑵角質(zhì)體

葉、葉柄、細(xì)莖、種子、果實(shí)上的一層透明薄膜，不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

特征：細(xì)長(zhǎng)條狀，一邊平滑，一邊呈鋸齒狀，拐角尖銳

薄壁角質(zhì)體：厚5~20um

厚壁角質(zhì)體：>50um

取決于植物種類(lèi)、植物組織、生長(zhǎng)環(huán)境第14頁(yè)/共91頁(yè)⑶樹(shù)脂體

植物分泌的產(chǎn)物：樹(shù)脂、樹(shù)膠、膠乳、脂肪、蠟質(zhì)、琥珀

特征：邊緣平滑，球形、卵形、紡錘形，充填于胞腔中，內(nèi)部均一，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。有機(jī)化學(xué)成分：萜烯體、異戊間二烯的縮聚。第15頁(yè)/共91頁(yè)⑷木栓質(zhì)體

樹(shù)皮中木栓組織轉(zhuǎn)變而來(lái)。

特征：數(shù)層至十幾層扁平的長(zhǎng)方形木栓細(xì)胞所形成，波浪狀排列緊密，縱切面呈疊瓦狀結(jié)構(gòu)，橫切面呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，熒光呈現(xiàn)褐黃色或暗褐色，熒光色不均勻。木栓化細(xì)胞壁除纖維素和木質(zhì)素外，還含有25-50%木栓體。第16頁(yè)/共91頁(yè)⑸藻類(lèi)體

腐泥煤，腐植、腐泥煤，油頁(yè)巖中常見(jiàn)。①結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體藻類(lèi)群體，厚壁單細(xì)胞藻類(lèi)

特征：水平切面上呈圓形，垂直切面上呈透鏡狀，扇狀、紡錘狀，外形清晰，邊緣呈鋸齒狀，表面呈蜂窩狀或海綿狀、放射狀，紋層狀，云朵狀輪廓。②層狀藻類(lèi)體單細(xì)胞藻／薄壁浮游藻類(lèi)／底棲藻類(lèi)群體

特征：水平切面呈扁平的小渾圓體，垂直切面呈細(xì)薄層狀，個(gè)體小，長(zhǎng)寬比大，不易辨認(rèn)。第17頁(yè)/共91頁(yè)1231—藻類(lèi)體（輪奇藻）；2—藻類(lèi)體（皮拉藻）；3—藻類(lèi)體第18頁(yè)/共91頁(yè)⑹瀝青質(zhì)體

類(lèi)脂物質(zhì)、藻類(lèi)、浮游生物、細(xì)菌。

特征：無(wú)固定形態(tài)，基質(zhì)狀，線理狀或細(xì)小透鏡狀產(chǎn)出。隨紫外線輻射時(shí)間加長(zhǎng)，熒光性增強(qiáng)。⑺滲出瀝青體次生煤巖組分：充填于孔隙／裂隙中

特征：母質(zhì)為殼質(zhì)組時(shí)，較強(qiáng)的熒光，為綠黃色、亮黃色；母質(zhì)為富氫鏡質(zhì)體時(shí)，較弱的熒光，呈褐黃，褐色。煤生烴，排烴的證據(jù)，煤成油的重質(zhì)烴類(lèi)富集物。第19頁(yè)/共91頁(yè)1231—瀝青質(zhì)體，孢粉體；2、3—滲出瀝青質(zhì)體第20頁(yè)/共91頁(yè)⑻熒光質(zhì)體葉肉細(xì)胞中油或脂肪，果實(shí)中的油或脂肪，煤化過(guò)程中的油或脂肪。

特征：呈小透鏡狀或粒狀集合體充填于細(xì)胞腔內(nèi)或集合成10-50um寬的薄層。⑼殼屑體特征：各種殼質(zhì)組分的碎屑體，不易與黏土礦物區(qū)分，但具有熒光性。

第21頁(yè)/共91頁(yè)3、惰質(zhì)組在結(jié)焦過(guò)程中不軟化，呈惰性。成因：

①植物遺體在缺水多氧的環(huán)境中，氧化而成。②森林火災(zāi)，植物不完全燃燒C60③泥炭表層受真菌等微生物的腐解④強(qiáng)烈的煤化作用特征：

①透射光：不透明②反射光：亮白色，黃色或灰白色，無(wú)熒光，正突起③Ｃ高，Ｏ中等，Ｈ和揮發(fā)分低，熱解不具有粘結(jié)性④顯微組分：絲質(zhì)體／半絲質(zhì)體／粗粒體／微粒體菌類(lèi)體／惰屑體

第22頁(yè)/共91頁(yè)⑴絲質(zhì)體植物的根、莖、葉經(jīng)絲碳化作用而成，在煤層中呈薄層狀，透鏡狀。

顯微亞組分：火焚絲質(zhì)體／氧化絲質(zhì)體／原生絲質(zhì)體

①火焚絲質(zhì)體

特征：細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存良好，細(xì)胞壁薄，胞間隙甚至植物的年輪都能見(jiàn)到，性脆，呈星狀、孤形等碎片。

②氧化絲質(zhì)體

特征：細(xì)胞結(jié)構(gòu)保存較好，細(xì)胞壁較厚，有時(shí)胞腔大小不一，排列不很整齊。

③原生絲質(zhì)體

特征：有些植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，能將黑色素沉淀在細(xì)胞膜中。第23頁(yè)/共91頁(yè)3456211、2—火焚絲質(zhì)體；3、5—氧化絲質(zhì)體；4—半絲質(zhì)體；6—絲質(zhì)體第24頁(yè)/共91頁(yè)⑵半絲質(zhì)體

絲炭作用，半透明，可見(jiàn)結(jié)構(gòu)。透射光：深棕色，黑棕色反射光：灰白色，灰色⑶粗粒體無(wú)定形、無(wú)結(jié)構(gòu)的凝膠狀惰質(zhì)組分，條帶狀、團(tuán)塊狀

成因：①泥炭強(qiáng)烈氧化和干燥作用②富脂類(lèi)形成煤化絲質(zhì)體③火焚泥炭⑷微粒體

特征：<1um的圓形小顆粒，微粒狀、細(xì)分散，各向異性

成因：

①殼質(zhì)組、富氫鏡質(zhì)組排出液態(tài)瀝青后的殘?jiān)?；②泥炭階段氧化絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體碎片。第25頁(yè)/共91頁(yè)1—粗粒體；2—粗粒體；3—微粒體；4—微粒體1234第26頁(yè)/共91頁(yè)⑸菌類(lèi)體菌孢子：真菌的繁殖器官，形態(tài)多樣。

①真菌體菌絲：真菌的營(yíng)養(yǎng)器官，單細(xì)胞連接而成。菌核：由菌絲組成，形態(tài)、大小相差懸殊。

特征：出現(xiàn)于第三紀(jì)煤中，圓形橢圓形，具蜂窩狀結(jié)構(gòu)。②非真菌體（似菌類(lèi)體）

特征：出現(xiàn)于晚古生代煤中，為絲炭化的樹(shù)脂體或團(tuán)塊狀鏡質(zhì)體，多呈園形、卵形或不規(guī)則狀，沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

▲

部分菌類(lèi)體，透射光：棕色、黑棕色；反射光：灰白、灰白色，可歸入半鏡質(zhì)組、鏡質(zhì)組中。

第27頁(yè)/共91頁(yè)12341—菌核體；2—菌核體和菌孢體；3—裂縫型似菌類(lèi)體；4—泡沫型似菌類(lèi)體第28頁(yè)/共91頁(yè)⑹惰屑體

特征：絲質(zhì)體，半絲質(zhì)體，菌類(lèi)體碎片，1~10um，菱角狀，不規(guī)則狀外形，輪廓清晰。

成因：

①泥炭化階段形成，真菌，放射菌氧化

②森林火災(zāi)，搬運(yùn)沉積③擠壓破碎第29頁(yè)/共91頁(yè)思考題：

1.鏡質(zhì)組各具體顯微組分的成因聯(lián)系？

2.在光學(xué)顯微鏡下如何鑒定顯微組分？

3.聚集有機(jī)質(zhì)與分散有機(jī)質(zhì)中的顯微組分種類(lèi)、數(shù)量有何區(qū)別？第30頁(yè)/共91頁(yè)4、煤中的礦物質(zhì)

（1）來(lái)源

①原生礦物：生物體中帶來(lái)，Ca、K、Mg、Na、O、

Si、S、P、Ｆe、Ｃl等化合物，Ｔi、Ｂ、Cu、

Mo、Zn、Co、V等微量元素。②同生礦物：外源礦物——泥炭堆積時(shí)，搬運(yùn)而來(lái)?；鹕剿樾?、粘土礦物、石英、長(zhǎng)石、巖屑等。內(nèi)源礦物——化學(xué)或生物化學(xué)成因。黃鐵礦、菱鐵礦、蛋白石、玉髓等。③后生礦物：埋藏演化中形成。地下水活動(dòng)、物理化學(xué)條件的變化形成：方解石、石膏、黃鐵礦、褐鐵礦、高嶺土、石英。巖漿熱液：石英、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等。第31頁(yè)/共91頁(yè)（2）種類(lèi)

粘土礦物：高嶺石，蒙脫石、伊利石

碳酸鹽礦物：方解石、白云石、鐵白云石、菱鐵礦

硫化物：黃鐵礦、白鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦

氧化物、氫氧化物：石英、蛋白質(zhì)、玉髓、金紅石、赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦

鹽類(lèi)：氯化物、芒硝、石膏、磷灰石

重礦物：鋯石、電氣石、石榴子石，金紅石、橄欖石等

微量元素：Ag、As、Ｂ、Ge、Ｇa、Ｖ、Ｔi、Sr、Ni、Mo第32頁(yè)/共91頁(yè)反射光下煤中常見(jiàn)礦物的鑒定標(biāo)志礦物顏色突起表面特征均質(zhì)性其它標(biāo)志主要產(chǎn)狀石英深灰色高，有暗色環(huán)邊平整均質(zhì)乳白色，彩虹色棱角狀、半棱角狀碎屑為主粘土礦物暗灰色、土灰色不顯突起微粘狀，或平整微粒、團(tuán)塊、透鏡體、薄層或充填黃鐵礦淺黃白色高突，有暗色環(huán)邊平整或呈蜂窩狀均質(zhì)微晶、自形晶、莓粒、球粒、脈狀白鐵礦較黃鐵礦白低于黃鐵礦強(qiáng)非均質(zhì)黃綠~紫偏光放射狀、同心圓狀或包殼狀方解石灰色微突起平整光滑強(qiáng)非均質(zhì)淺灰~暗灰偏光粘狀自形或它形晶脈狀充填菱鐵礦灰色高平整強(qiáng)非均質(zhì)淡黃~紅褐色半自形~自形菱形集合體，結(jié)核狀第33頁(yè)/共91頁(yè)5—高嶺石；6—分散狀粘土礦物；7—菱鐵礦；8—方解石脈（正交偏光）第34頁(yè)/共91頁(yè)1—充填胞腔的粘土礦物；2—團(tuán)塊狀和細(xì)分散狀粘土礦物；3—結(jié)核狀菱鐵礦；4—后生脈狀方解石第35頁(yè)/共91頁(yè)5—充填胞腔的黃鐵礦；6—結(jié)核狀黃鐵礦；7—團(tuán)塊狀黃鐵礦；8—石英第36頁(yè)/共91頁(yè)（三）顯微煤巖組分分類(lèi)方案

１、ICCP分類(lèi)

1957年提出，1974年被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織采用，1987年增補(bǔ)。

特征：側(cè)重于化學(xué)工藝性質(zhì)，分大類(lèi)——顯微組分組以成因劃分類(lèi)——顯微組分、顯微亞組分以具體的植物種類(lèi)劃分種——顯微組分種

2、中國(guó)分類(lèi)（GB/T15588~1995）

不同三級(jí)：組、組分、亞組分四組：鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組、殼質(zhì)組相同總體分類(lèi)原則：光性、工藝性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀、成因顯微組分命名第37頁(yè)/共91頁(yè)表3-1國(guó)際硬煤顯微組分分類(lèi)

顯微組分組

顯微組分顯微亞組分顯微組分組種鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體1結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體2科達(dá)樹(shù)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

真菌結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

木質(zhì)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

鱗木結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

封印木結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體

無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體均質(zhì)鏡質(zhì)體

膠質(zhì)鏡質(zhì)體

基質(zhì)鏡質(zhì)體

團(tuán)塊鏡質(zhì)體

鏡屑體惰質(zhì)組

半絲質(zhì)體

絲質(zhì)體火焚絲質(zhì)體氧化絲質(zhì)體

粗粒體菌類(lèi)體真菌菌類(lèi)體密絲組織體團(tuán)塊茵類(lèi)體假團(tuán)塊茵類(lèi)體

微粒體惰屑體第38頁(yè)/共91頁(yè)

續(xù)表3-1顯微組分組

顯微組分顯微亞組分顯微組分組種殼質(zhì)組孢子體薄壁孢子體

厚壁孢子體

小孢子體

大孢子體

角質(zhì)體樹(shù)脂體鏡質(zhì)樹(shù)脂體

木栓質(zhì)體藻類(lèi)體結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體皮拉藻類(lèi)體

輪奇藻類(lèi)體

層狀藻類(lèi)體

熒光體瀝青質(zhì)體滲出瀝青體碎屑?xì)べ|(zhì)體第39頁(yè)/共91頁(yè)顯微組分組

顯微組分顯微亞組分半鏡質(zhì)組結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體無(wú)結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體均質(zhì)半鏡質(zhì)體

基質(zhì)半鏡質(zhì)體

團(tuán)塊半鏡質(zhì)體

碎屑半鏡體惰質(zhì)組

粗粒體粗粒體1粗粒體2菌類(lèi)體菌類(lèi)體1菌類(lèi)體2殼質(zhì)組樹(shù)皮體表2-2中國(guó)煙煤顯微組分分類(lèi)與國(guó)際硬煤分類(lèi)方案的差別粗粒體1：相當(dāng)于同煤級(jí)半絲質(zhì)體，反射光下呈灰白色。粗粒體2：相當(dāng)于同煤級(jí)絲質(zhì)體，反射光下呈亮白色、黃白色。菌類(lèi)體1：真菌菌類(lèi)體，可見(jiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。菌類(lèi)體2：氧化樹(shù)脂體、似菌類(lèi)體，不具細(xì)胞結(jié)構(gòu)，見(jiàn)氧化裂紋。第40頁(yè)/共91頁(yè)（1）半鏡質(zhì)組（美國(guó)假鏡質(zhì)組、原蘇聯(lián)弱絲炭化組）特征：①光性特征，物理性質(zhì)，化學(xué)工藝性質(zhì)介于鏡質(zhì)組與惰質(zhì)組之間，煉焦時(shí)可軟化，但一般不能變成塑性狀態(tài)；②透射光：棕色、紅棕色③反射光：灰、淺灰色，微突起④Ｖdaf、Ｈdaf、Ｈ／Ｃ原子比小于鏡質(zhì)組

密度、Cdaf、芳香度大于鏡質(zhì)組

（2）樹(shù)皮體由多層長(zhǎng)方形細(xì)胞緊密排列而成，常呈迭瓦狀，其形態(tài)多為不規(guī)則塊狀。各細(xì)胞的色調(diào)常不均勻，具突起，具綠黃色、黃色、褐黃色熒光。第41頁(yè)/共91頁(yè)a—結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體，胞腔充填膠質(zhì)鏡質(zhì)體；b—結(jié)構(gòu)半鏡質(zhì)體（左），均質(zhì)半鏡質(zhì)體（右）；c—基質(zhì)半鏡質(zhì)體（中）；d—基質(zhì)半鏡質(zhì)體，團(tuán)塊半鏡質(zhì)體，小孢子體第42頁(yè)/共91頁(yè)c—樹(shù)皮體；d—樹(shù)皮體，弦切面，近等粒狀細(xì)胞形態(tài)；e—樹(shù)皮體，疊瓦狀構(gòu)造；f—樹(shù)皮體，熒光體第43頁(yè)/共91頁(yè)a—各向同性體；b—各向同性體，粗、細(xì)粒鑲嵌結(jié)構(gòu)；c—球粒狀各向異性熱解炭；d—中間相小球體反射正交偏光第44頁(yè)/共91頁(yè)e—粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu)；f—片狀、纖維狀粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu)體；g—球粒狀各向異性熱解炭；h—各向異性絲質(zhì)體反射正交偏光第45頁(yè)/共91頁(yè)3、褐煤的顯微組分分類(lèi)

顯微組分組

顯微組分顯微亞組分顯微組分組種腐植組結(jié)構(gòu)腐植體結(jié)構(gòu)木質(zhì)體腐木質(zhì)體結(jié)構(gòu)腐木質(zhì)體充分腐木質(zhì)體無(wú)結(jié)構(gòu)腐植體凝膠體

多孔凝膠體

均勻凝膠體

團(tuán)塊腐植體鞣質(zhì)體假鞣質(zhì)體碎屑腐植體細(xì)屑體密屑體惰性組

半絲質(zhì)體

絲質(zhì)體粗粒體菌類(lèi)體碎屑惰質(zhì)體穩(wěn)定組

葉綠素體第46頁(yè)/共91頁(yè)（四）顯微煤巖類(lèi)型

顯微煤巖類(lèi)型是各種顯微煤巖組分的組合特征、化學(xué)工藝性質(zhì)、沉積環(huán)境的反映。

1、ICCP的分類(lèi)

①顯微煤巖類(lèi)型條帶最小寬度為50um，即，最小覆蓋面積為50×50um２②側(cè)重于煤的化學(xué)工藝性質(zhì)的分類(lèi)③以鏡質(zhì)組、殼質(zhì)組、惰質(zhì)組三組分為100%劃分類(lèi)型微鏡煤V>95%

單組分組類(lèi)型組

微殼煤E>95%

微惰煤I>95%第47頁(yè)/共91頁(yè)雙組分組類(lèi)型組

微亮煤微鏡亮煤V+E>95%微殼亮煤微鏡惰煤微惰鏡煤V+I>95%微鏡惰煤

微暗煤微殼暗煤E+I>95%微亮暗煤三組分組類(lèi)型組微鏡三合煤

微暗亮煤V>I、E微殼三合煤微鏡惰殼煤E>I、V微惰三合煤

微亮暗煤I>V、E①

按主要顯微組分、亞組分組再細(xì)劃分為類(lèi)型；②考慮優(yōu)勢(shì)組分命名，含量小于5%的不計(jì)；

③

ICCP的鏡質(zhì)組=中國(guó)的鏡質(zhì)組+半鏡質(zhì)組；④精煤（礦物總量<20%或硫化物含量<5%，密度<1.5g/cm3）⑤大致反映沉積環(huán)境▲第48頁(yè)/共91頁(yè)表3-4微礦質(zhì)煤分類(lèi)微礦質(zhì)煤類(lèi)型礦物種類(lèi)礦物體積/%微泥質(zhì)煤粘土20~<60微硅質(zhì)煤石英20~<60微碳酸鹽質(zhì)煤碳酸鹽20~<60微硫化物質(zhì)煤硫化物5~<20微復(fù)礦質(zhì)煤兩種以上，但不含硫化物20~<60兩種以上，含硫化物<5%>5~<45兩種以上，含硫化物<10%>10~<30▲

礦物總量>60%或硫化物含量>20%，密度>2.0g/cm3為礦質(zhì)類(lèi)型第49頁(yè)/共91頁(yè)2、成因分類(lèi)

（1）前蘇聯(lián)熱姆丘日尼可夫和金茲堡分類(lèi)①煤與煤層的形成條件②顯微研究與宏觀研究結(jié)合起來(lái)③按凝膠化組分（鏡質(zhì)組）含量劃分六種類(lèi)型，再按各顯微組分劃分亞型凝膠化組分/%類(lèi)型0~10

絲炭~木煤質(zhì)煤10~25

暗煤質(zhì)煤25~50

亮暗煤質(zhì)煤50~75

暗亮煤質(zhì)煤75~100

亮煤質(zhì)煤90~100

木質(zhì)鏡煤~鏡煤質(zhì)煤第50頁(yè)/共91頁(yè)（2）地科院、重慶煤研所的分類(lèi)

①據(jù)腐植煤鏡質(zhì)組百分含量劃為四種類(lèi)型②再按惰質(zhì)組、殼質(zhì)組、礦物質(zhì)劃分15種亞型鏡質(zhì)組/%類(lèi)型

<40

暗煤型

40~60亮暗煤型

60~80

暗亮煤型

>80

亮煤型思考題：

1.生物質(zhì)、沉積有機(jī)質(zhì)、煤巖類(lèi)型的成因意義？

2.顯微煤巖類(lèi)型的環(huán)境意義？

3.成因分類(lèi)中各類(lèi)型的成因意義？第51頁(yè)/共91頁(yè)（五）煤的宏觀組成

1、腐植煤的宏觀煤巖成分

（1）鏡煤：烏黑，色深光強(qiáng)，成分均一，性脆，貝殼狀斷口，輪廓清晰，粘結(jié)性好，礦物雜質(zhì)少，裂隙發(fā)育，大多由結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，均質(zhì)鏡質(zhì)體組成。（2）絲炭：外觀像木炭，顏色黑灰色或淺灰色，纖維狀結(jié)構(gòu)，絲絹光澤，疏松多孔，絲質(zhì)體為主，質(zhì)輕者性脆，易污手，質(zhì)重者，被礦物充填。

（3）亮煤：表面隱約可見(jiàn)微細(xì)層理，光澤較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)不均一

（4）暗煤：含殼質(zhì)組多，灰黑色，韌性好，油脂光澤，水介質(zhì)活動(dòng)性強(qiáng)；含礦物質(zhì)多，煤質(zhì)差；含惰質(zhì)組多，成分結(jié)構(gòu)不均一，氧化環(huán)境。第52頁(yè)/共91頁(yè)

▲

①條帶厚度3-5mm構(gòu)成一個(gè)煤巖成分，不到3-5mm則合并；②過(guò)渡類(lèi)型：暗亮煤、亮暗煤；③宏觀與微觀的結(jié)合和聯(lián)系；④根據(jù)宏觀煤巖成分繪制煤層的形成曲線，用于煤相研究。

第53頁(yè)/共91頁(yè)2、腐植煤的宏觀煤巖類(lèi)型

宏觀煤巖類(lèi)型光澤鏡煤＋亮煤光亮煤光澤極強(qiáng)>75%

半亮煤光澤較強(qiáng)75%--50%

半暗煤光澤暗淡50%—25%

暗淡煤光澤極暗<25%

▲

①煤級(jí)和成因類(lèi)型相同，才能進(jìn)行光澤強(qiáng)度對(duì)比，新鮮面，不考慮具體光澤；②相同煤層中光澤最強(qiáng)的煤巖成分條帶（鏡煤）為參考標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)光澤；③最小分層厚度為3—10cm，視煤層厚度而定；

④每一種光澤類(lèi)型，據(jù)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)再分。

第54頁(yè)/共91頁(yè)3、褐煤的巖石類(lèi)型按變質(zhì)作用的強(qiáng)弱分為：軟褐煤，暗褐煤、亮褐煤（1）宏觀煤巖成分①木煤：保存有植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的纖維組織②絲炭：植物組織經(jīng)過(guò)氧化，森林火災(zāi)

③凝膠團(tuán)塊：輪廓清楚，結(jié)構(gòu)均一，可演變?yōu)殓R煤④基質(zhì)：木煤、絲炭、凝膠團(tuán)塊的混合物

⑤樹(shù)脂體：植物的分泌物⑥礦物：粘土礦物、硫化物、氧化物、鹽類(lèi)礦物⑦動(dòng)物化石第55頁(yè)/共91頁(yè)（2）巖石類(lèi)型組和巖石類(lèi)型的劃分

表3-5褐煤的巖石類(lèi)型組和巖石類(lèi)型劃分（ICCP，1986）巖石類(lèi)型組（組成成分）巖石類(lèi)型（結(jié)構(gòu)）種（凝膠化程度、腐植化程度、腐植凝膠含量）碎屑煤條帶狀煤褐色弱凝膠化煤黑色凝膠化煤木質(zhì)煤非條帶狀煤黃色非凝膠化煤褐色弱凝膠化煤黑色凝膠化煤絲質(zhì)煤富礦物質(zhì)煤

中國(guó)分為四種宏觀煤巖類(lèi)型

①木質(zhì)煤含木質(zhì)>10%；②碎屑煤

木煤，絲炭，均<10%

③

絲質(zhì)煤含絲炭>10%；④礦化煤礦物質(zhì)含量>25%第56頁(yè)/共91頁(yè)4、煤的成因類(lèi)型

(1)腐植煤包括由高等植物木質(zhì)纖維組成的狹義腐植煤和高等植物的殼質(zhì)組分組成的殘植煤。殘植煤的特征：

①殼質(zhì)組含量>50%，一般為70~90%

②

黑灰色、灰黑色，油脂光澤，葉片狀、粒狀結(jié)構(gòu)

③Hdaf和Vdaf含量、Tar產(chǎn)率高，韌性大④活水、富氧的環(huán)境（2）腐植腐泥煤

高等植物與低等植物混合而成。

（3）腐泥煤

低等植物組成和動(dòng)物組成。第57頁(yè)/共91頁(yè)121—腐植煤，微三合煤；2—樹(shù)皮殘植煤，江西樂(lè)平第58頁(yè)/共91頁(yè)腐泥煤特征：灰黑、灰色，瀝青光澤，致密均一，貝殼狀斷口，密度低、硬度大，韌性好，易點(diǎn)燃，具瀝青氣味表3-6煤的成因類(lèi)型腐植煤腐植煤殘植煤角質(zhì)殘植煤樹(shù)皮殘植煤孢子殘植煤樹(shù)脂殘植煤腐植腐泥煤燭煤藻燭煤煤精腐泥煤藻煤膠泥煤油頁(yè)巖石煤第59頁(yè)/共91頁(yè)1—樹(shù)脂殘植煤，黑龍江東寧；2—角質(zhì)殘植煤，云南祿勸；3—燭藻煤，貴州水城；4—藻燭煤（小孢子），山東騰州1234第60頁(yè)/共91頁(yè)1—燭煤，小孢子體，山西大同；2—燭煤，小孢子體，江蘇徐州；3—藻煤，山西渾源；4—膠泥煤，層狀藻類(lèi)體，瀝青質(zhì)體，結(jié)構(gòu)藻類(lèi)體碎屑1234第61頁(yè)/共91頁(yè)（六）煤的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

1、煤的宏觀結(jié)構(gòu)宏觀煤巖成分的形態(tài)、大小、厚度、生物殘?bào)w所表現(xiàn)出來(lái)的特征。寬條帶狀結(jié)構(gòu)條帶寬>5mm①條帶狀結(jié)構(gòu)中條帶狀結(jié)構(gòu)條帶寬3-5mm

細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)條帶寬1-3mm②線理狀結(jié)構(gòu)：煤巖成分呈<1mm的線理③透鏡狀結(jié)構(gòu)：煤巖成分成透鏡狀④均一狀結(jié)構(gòu)：成分單一、均勻，鏡煤、腐植腐泥煤

第62頁(yè)/共91頁(yè)

⑤粒狀結(jié)構(gòu)：大量孢子、樹(shù)脂體、礦物雜質(zhì)

⑥葉片狀結(jié)構(gòu)：樹(shù)皮或角質(zhì)形成

⑦木質(zhì)狀結(jié)構(gòu)：植物莖干的木質(zhì)纖維組織的痕跡

⑧纖維狀結(jié)構(gòu)：為絲炭所特有，一向延長(zhǎng)，保存木質(zhì)纖維組織結(jié)構(gòu)，疏松多孔，細(xì)胞排列2、煤的次生結(jié)構(gòu)

構(gòu)造應(yīng)力下產(chǎn)生的宏觀結(jié)構(gòu)

①碎裂構(gòu)造碎塊>2cm

②碎粒構(gòu)造粒度1cm

③糜棱構(gòu)造層理，煤巖成分看不見(jiàn)

思考題：構(gòu)造煤研究的地質(zhì)意義？

第63頁(yè)/共91頁(yè)1—原生結(jié)構(gòu)煤；2—碎裂煤；3—碎斑煤；4—糜棱煤2134第64頁(yè)/共91頁(yè)3、煤的構(gòu)造煤巖成分空間排列和分布所表現(xiàn)出來(lái)的組合特征，與煤巖成分自身大小，形態(tài)無(wú)關(guān)，而與成煤物質(zhì)聚積時(shí)的環(huán)境有關(guān)。

①層狀構(gòu)造：水平層理，水平波狀層理、斜層理、同生變形構(gòu)造，與水動(dòng)力條件有關(guān)②塊狀構(gòu)造：巖石組成單一，看不到層理，覆水較深的滯水條件。

第65頁(yè)/共91頁(yè)（一）概述

有機(jī)質(zhì)：主要由C、H、O、N、S等元素組成，是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物，是煤的主要組成部分；

無(wú)機(jī)質(zhì)：包括礦物雜質(zhì)和水分，它降低了煤的利用價(jià)值。（二）煤中的水分

1、水分的來(lái)源：植物本身水，泥炭堆積吸水，煤化脫水，地下水，開(kāi)采、運(yùn)輸中摻入

2、水在煤中的存在狀態(tài)

①外在水分（Mf）:大毛細(xì)管（d>200nm）中的游離水

二、煤的化學(xué)組成第66頁(yè)/共91頁(yè)②內(nèi)在水分（Minh）:存在d<200nm中的吸附水(100℃

)Minh≈Mad（空氣干燥基水分）結(jié)晶水（化合水）：以分子或離子形式參加礦物晶格構(gòu)造的水分。如

CaSO4?2H2OAl2O3?

SiO2?2H2O3、煤中水對(duì)工業(yè)利用的影響

第67頁(yè)/共91頁(yè)4、煤中水分的測(cè)定

Mad——煤的工業(yè)分析方法，GB212-911）通氮干燥法：稱(chēng)取一定量的空氣干燥煤樣，置于105一

110℃干燥箱中，在干燥氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。然后根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算出水分的百分含量。

2）甲苯蒸餾法：稱(chēng)取一定量的空氣干澡煤樣于圓底燒瓶中，加入甲苯共同煮沸。分餾出的液體收集在水分測(cè)定管中并分層，量出水的體積(mL)，以水的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)作為水分含量。第68頁(yè)/共91頁(yè)DC-100型馬弗爐第69頁(yè)/共91頁(yè)3）空氣干燥法稱(chēng)取定量的空氣干燥煤樣，置于105一110t干澡箱中，在空氣流中干燥到質(zhì)量恒定。然后根據(jù)煤樣的質(zhì)量損失計(jì)算出水分的百分含量。

Mt——GB/T211-1996

微波干燥法稱(chēng)取一定量粒度小于6mm的煤樣，置于微波爐內(nèi)。煤中水分子在微波發(fā)生器的交變電場(chǎng)作用下，高速振功產(chǎn)生摩擦熱，使水分迅速蒸發(fā)。根據(jù)煤樣干燥后的質(zhì)量損失計(jì)算全水分。第70頁(yè)/共91頁(yè)特低全水分煤低全水分煤中全水分煤中高高特高

SLMLMMMMHMHMSHM

≤6.0%>6.0~8.0>8.0~12.0>12.0~20.0>20.0~40.0>40.0表3-8全水分（Mt

）與空干基（Mad

）水分測(cè)定條件項(xiàng)目粒級(jí)/mm重量/g溫度/℃

各煤類(lèi)時(shí)間/minHMYMWYMt<13500145±5903060<610~12145±5453060Mad<0.21105~11012090120GB474煤樣的制備方法全水分分級(jí)第71頁(yè)/共91頁(yè)▲

煤分類(lèi)研究中常采用最高內(nèi)在水分(MHC)：即煤樣在30℃，相對(duì)濕度為96～97%的條件下達(dá)到吸濕平衡時(shí)測(cè)得的內(nèi)在水分。也即煤中毛細(xì)管吸附的水分達(dá)到飽和時(shí)的水分。最高內(nèi)在水分與煤級(jí)有關(guān)，它不受空氣濕度的影響，便于不同地區(qū)對(duì)比。圖3-1MHC與Vdaf的關(guān)系5、影響煤中水分的因素

表3-12中國(guó)不同煤級(jí)煤空氣干燥基水分的變化范圍

煤級(jí)HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Mad%28~1015~312~36~32~0.31.5~0.31.8~0.42.5~0.52.5~0.73.0~1.09.5~2.0第72頁(yè)/共91頁(yè)▲基準(zhǔn)的換算ar——asreceivedbasis收到基ad——airdriedbasis空氣干燥基d——drybasis干燥基daf——dryash-freebasis干燥無(wú)灰基dmmf——drymineral-matterfreebasis干燥無(wú)礦物基maf——moistash-freebasis恒濕無(wú)灰基m,mmf——moistmineral-matterfreebasis

恒濕無(wú)礦物基

第73頁(yè)/共91頁(yè)dafd

adarMfMadVFCA圖3-10煤質(zhì)指標(biāo)不同基準(zhǔn)示意圖第74頁(yè)/共91頁(yè)

（二）煤的灰分

1、灰分的概念

煤中可燃質(zhì)完全燃燒，煤中礦物質(zhì)在一定溫度下產(chǎn)生分解、化合等復(fù)雜反應(yīng)后剩下的殘?jiān)?/p>

2、礦物質(zhì)對(duì)煤加工利用的影響

1）造成運(yùn)輸和貯存的浪費(fèi)；

2）降低了焦炭的質(zhì)量和煉鋼鍋爐效率；

3）降低了煤的發(fā)熱量，增加了灰渣處理量；

4）煤灰利用，提取Ga、Ge、V、Ti3、煤灰分產(chǎn)率的測(cè)定粒級(jí)0.2mmad1gO2815±5℃1h測(cè)得Aad

灰分產(chǎn)率是一個(gè)固定值，與水分無(wú)關(guān)。

第75頁(yè)/共91頁(yè)4、影響煤灰分的因素

1）煤巖成分、煤巖類(lèi)型

2）原生礦物、同生礦物、后生礦物

3）人為因素

5、灰分劃分等級(jí)（Ad%

）

特低灰煤低灰煤中灰煤高灰煤

SLALAMAHA

動(dòng)力用煤≤

10.00%10.01~16.00%16.01~29.00%>29.00%

煉焦用煤≤

6.00%6.01~9.00%9.01~12.00%>12.00%GB/T15224.1——2004第76頁(yè)/共91頁(yè)

（三）煤的揮發(fā)分

1、測(cè)定方法粒級(jí)<0.2mmad1g隔絕空氣

900±10

℃7min

煤樣減輕的質(zhì)量占原煤質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，減去煤的Mad.

測(cè)得Vad，揮發(fā)分產(chǎn)率是一個(gè)固定值，與水分、灰分無(wú)關(guān)

2、影響因素①同一煤化程度，煤巖成分的影響

表2-14不同煤巖成分的揮發(fā)分(Vdaf%)比較

煤巖樹(shù)脂體藻類(lèi)體孢子體角質(zhì)體樹(shù)皮體鏡煤亮煤暗煤絲炭氣煤99.086.164.850.449.539.341.436.917.7第77頁(yè)/共91頁(yè)②相同煤巖成分，煤化程度影響表2-15不同煤級(jí)煤的揮發(fā)分變化范圍3、焦渣特征分類(lèi)

１號(hào)粉狀：沒(méi)有相互粘著的顆粒２號(hào)粘著：用手指輕碰焦渣即成粉狀或團(tuán)塊３號(hào)弱粘結(jié)：用手指輕壓即碎成小塊４號(hào)不熔融粘結(jié)：用手指用力壓才裂成小塊５號(hào)不膨脹熔融粘結(jié)：呈扁平狀，銀白色光澤，顆粒界線不清６號(hào)微膨脹熔融粘結(jié)：用手指壓不碎，銀白色光澤，有小膨脹泡７號(hào)膨脹熔融粘結(jié)：焦渣h<15mm，銀白色光澤，膨脹８號(hào)強(qiáng)膨脹熔融粘結(jié)：焦渣h>15mm，銀白色光澤，強(qiáng)膨脹煤級(jí)HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1Vdaf%65~5555~4848~4040~3636~2628~1820~1416~1010~6.56.5~3.5<3.5第78頁(yè)/共91頁(yè)當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量為2~12%時(shí)，

要減去空氣干燥煤樣碳酸鹽中二氧化碳含量(按GB212測(cè)定）當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量>12%時(shí)

要減去焦渣中二氧化碳對(duì)煤樣的百分?jǐn)?shù)揮發(fā)份分級(jí)——MT/T849-2000SLVLVMVMHVHVSHV

≤10.00%>10.0~20.0>20.0~28.0>28.0~37.0>37.0~50.0>50.0第79頁(yè)/共91頁(yè)

重復(fù)性限一個(gè)數(shù)值在重復(fù)條件下，即在同一實(shí)驗(yàn)室中，由同一操作者，用同一儀器，對(duì)同一試樣，于短期內(nèi)所作的重復(fù)測(cè)定，所得結(jié)果間的差值（在95％概率下）不能超過(guò)此數(shù)值。一個(gè)數(shù)值在再現(xiàn)條件下，即在不同實(shí)驗(yàn)室中，對(duì)從試樣縮制最后階段的同一試樣中分取出來(lái)的、具有代表性的部分所作的重復(fù)測(cè)定，所得結(jié)果的平均值間的差值揮發(fā)分測(cè)定的精密度揮發(fā)分/%重復(fù)性Vad/%再現(xiàn)性Vd/%

<200.300.5020~400.501.00>400.801.50第80頁(yè)/共91頁(yè)（四）固定碳（FC）

1、固定碳（FC）的概念

FC不是純碳，是由Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ組成的混合物。

(FC)ad=100-(Mad+Aad+Vad)(FC)daf=100-Vdaf

當(dāng)以固定碳產(chǎn)率表示煤有機(jī)質(zhì)特性時(shí)，必須用干燥無(wú)灰基表示，因?yàn)楣潭ㄌ寂c煤中的水分礦物質(zhì)無(wú)關(guān)。隨煤階的增高，煤的固定碳產(chǎn)率也逐漸升高。不同煤級(jí)煤的固定碳變化范圍煤級(jí)HM1HM2CYQMFMJMSMPMWY3WY2WY1FCdaf%35~4545~5252~6060~6464~7474~8280~8684~9090~93.593.5~96.5>96.5第81頁(yè)/共91頁(yè)2、燃料比國(guó)外尤其是日本FCdaf/Vdaf

表示燃料比思考題：

1.煤工業(yè)分析（水分、灰分、揮發(fā)分）方法如何更新？

2.煤的灰分產(chǎn)率與礦物質(zhì)含量的關(guān)系？FCd分級(jí)SLFCLFCMFCMHFCHFCSHFC≤45.00%>45.0~550.0>55.0~65.0>65.0~75.0>75.0~80.0>80.0第82頁(yè)/共91頁(yè)

（五）元素分析

1、煤中Ｃ、Ｈ含量測(cè)定

燃燒法粒級(jí)<0.2mmad0.2gO22H2O+CaCl2CaCl2·2H2O(吸H2O)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(吸CO2)4SO2+4PbCrO44PbSO4+2Cr2O3+O2↑(除S)4SO3+4PbCrO4PbSO4+2Cr2O3+3O2↑(除S)Cl2+2Ag2AgCl↓(除Cl)2NO2+MnO2Mn(NO3)2(除N)

第83頁(yè)/共91頁(yè)2、煤中N含量測(cè)定開(kāi)氏蒸餾法粒級(jí)<0.2mmad0.2

混合催化劑(Na2SO4和HgSO4)和H2SO4

加熱分解，煤中的氮?jiǎng)t轉(zhuǎn)化為NH3，與H2SO4作用，轉(zhuǎn)化為NH3(HSO4)

。加入過(guò)量的NaOH溶液中和H2SO4

，把NH3從NaOH溶液中蒸出，并吸收在硼酸溶液中。用H2SO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定，根據(jù)用去

H2SO4的量，計(jì)算煤中的氮含量。3、煤中O含量計(jì)算Oad=100-Cad-Had-Nad-St,ad-Mad-Aad[–(CO2)