煤地质复习题

1、 煤地质学一、名词解释1、泥炭化作用：高等植物死亡后，变成泥炭的生物化学作用过程称为泥炭化作用。2、凝胶化作用：凝胶化作用是指植物的主要组成部分在泥炭化作用中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐殖酸和沥青质为主要成分的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。3、丝炭化作用：由于氧化作用和脱氢、脱水作用，在弱氧化及还原条件下，形成贫氢富炭的丝炭的过程。4、残植化作用：在泥炭化作用过程中的水介质流动通畅、经常有新鲜氧气供给的条件下，凝胶化作用和丝炭化作用的产物被先分解破坏并不断被流水带走，使植物残体中的稳定组分大量地集中形成残植煤的过程。5、腐泥化作用：低等植物(藻类)和浮游生物遗体在滞流还原环境和厌氧

2、微生物参与下，经过复杂的生物化学变化形成的富含水分的有机软泥(腐泥) 的过程称为腐泥化作用。6、煤化作用的阶段：当泥炭形成后，由于沉积盆地的沉降，泥炭被埋藏于深处，在温度、压力增高等物理、化学作用下，形成褐煤、烟煤、无烟煤、变无烟煤，称为=7、希尔特定律：煤的变质程度随埋藏深度的加深而增高称为希尔特定律。8、深成变质作用：是指煤层因沉降而埋藏于地下深处，由于地热及在上覆岩系静压力作用下所发生的变质作用9、岩浆变质作用：由于岩浆热、挥发分气体和压力的影响，引起煤的变质程度增高的作用。10、区域岩浆热力变质作用：这些深成侵入体虽有时离煤层或含煤岩系有一定的距离，但由于其巨大的热能的影响，足以使煤发

3、生区域性变质，所以又称为区域热力变质作用11.接触变质作用：是指各种岩床、岩墙、岩脉等浅成岩体侵入或接近煤层，这些侵入体的热能使煤层达1000以上而发生变质。12、自旋回：主要是指在一沉积体系内部，由于能量和沉积补给物质的再分配，沉积体系的总沉积能量和补给物质未发生变化。13、聚煤盆地：是指原始含煤沉积盆地，聚煤盆地可以保持其原始沉积盆地的基本面貌，但大多数由于后期构造变动和剥蚀作用而被分割为一系列后期构造盆地。二、填空1、泥炭沼泽的类型： 按照泥炭沼泽表面形态和水源补给以及养分和植被等特征划分：低位泥炭沼泽、中位泥炭沼泽、高位泥炭沼泽 按植被生长情况划分：草本沼泽、泥炭藓沼泽、木本沼泽 依据

4、沼泽的水动力条件分类：闭流沼泽、覆水沼泽、泥炭沼泽 依据水介质的盐度分类：淡水沼泽、半咸水沼泽和咸水沼泽依据成因环境分类：河漫沼泽、湖成沼泽、滨海沼泽2、 泥炭的有机组分主要包括以下几个部分：1）腐殖酸;2）沥青质;3）未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素；4）变化不大的稳定组分，如角质膜、树脂，孢粉3、煤化作用的因素：温度、时间、压力。4、煤的变质划分为深成变质作用、岩浆变质作（区域岩浆热变质作用和接触变质作用）、动力变质作用5、煤的裂隙：内生裂隙、外生裂隙6、煤的结构分为原生结构（条带状结构、线理状结构、凸镜状结构、均一状结构、粒状结构、叶片状结构、木质状结构、纤维状结构）

5、次生结构(碎裂结构、碎粒结构、糜棱结构)煤的构造-层状构造、块状构造7、腐殖煤的宏观煤岩成分是包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭8、宏观煤岩类型分为光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤9、煤的有机显微组分可划分为三大组：镜质组、壳质组和惰性组10、煤中的物质按来源可分为原生矿物、同生矿物、后生矿物11、煤中有机质及其元素组成：碳、氢、氧、氮、硫、磷12煤中无机质有水分、矿物质和煤灰、煤中稀有分散元素13、根据聚煤盆地形成的动力条件可分为拗陷型、断陷型和构造侵蚀型三种基本类型三、判断含煤岩系的顶、底界面不都是等时性界面，可以是穿时的。宏观煤岩类型分为光亮型煤（80%）、半亮型煤（50%-80%）、半暗

6、型煤（20%-50%）和暗淡型煤（20%）沥青化作用四、简答1、泥炭沼泽形成的自然地理、地貌条件：1）首先，缓慢沉降的低洼地带，有利于水的汇聚不利于水的排泄，由于基底的缓慢沉降，使地下水位能够保持缓慢速度持续抬升;-构造条件2）其次，泥炭沼泽发育地区大多与活动能量大的水体（江、河、湖、海）间以一定形式的保护屏障被相对隔离的地带，如海湾泻湖地带、废弃河道等;-水文条件 形成泥炭沼泽的水文条件主要是入水量，即地表水和地下水流入量及大气降水量要大于出水量，才能使泥炭沼泽持续发育。方程式：入水量=出水量+存水量。3）再次，泥炭沼泽发育地带，大多为地表地形高差变化不大且地表宽缓低平能量低的地带。-地貌条

7、件2、 煤的成因分类大 类类 型腐 植 类腐 植 煤-凝胶质煤组、丝炭质煤组、类脂质煤组残 植 煤-角质残植煤、树皮残植煤、孢子残植煤、树脂残植煤腐植腐泥类腐植腐泥煤-烛煤、煤精腐 泥 类腐 泥 煤-藻煤、胶泥煤3、煤的变质作用类型答：在煤化作用过程中，热增温对煤的变质起着主导作用。由于引起煤变质的热源和增热的方式及变质特征的不同，将煤的变质划分为深成变质作用、岩浆变质作用（区域岩浆热变质作用和接触变质作用）、动力变质作用。4、区域岩浆热力变质作用(1) 煤变质的垂直分带明显，变质带厚度及平面宽度都较小。(2)这种变质作用所产生的变质带，在平面上的展布特征与煤系和上覆岩系等厚线的展布无关，而与

8、深成岩体分布有一定关系,围绕岩体展布。(3)煤的变质程度决定于岩体大小，以及与岩体距离的远近。5、接触变质作用特征(1)在侵入体与煤层接触带附近，常有不规则的天然焦出现，这是接触变质的特征性产物。(2) 经接触变质作用的煤，颜色变浅，比重增大，灰分增高，挥发分和发热量降低，粘结性消失，愈近岩体愈明显。(3)在接触带中，煤的镜质组因经受高温溶解时气体逸出而具气孔状构造，形成多气孔和沟槽的天然焦，其最大反射率和各向异性随温度提高而增大。(4)在接触带附近，常常存在规模较小且不规则的局部煤质分带现象。6、中国煤炭分类国家标准将中国煤分为14大类无烟煤，贫煤，贫瘦煤，瘦煤，焦煤，13焦煤，肥煤，气肥煤

9、，气煤，12中粘煤，弱粘煤，不粘煤，长焰煤，褐煤7、为保证焦炭的质量，对炼焦用煤有如下要求1）有较强的结焦性和粘结性:有时也用一部分弱粘结煤代替气煤；2）煤的灰分要低：3）煤的硫分要低：4）配煤的挥发分要合适：5）其他指标要求：要求配煤总水分Mt在7%10%之间，粒度要求小于3mm占80%以上8、煤系旋回结构的成因分析煤系旋回结构形成的原因主要有沉积成因、构造成因及气候变化成因。沉积作用因素是指在一种沉积体系内部，其沉积、搬运能量所发生的周期性变化。气候的周期性变化，所形成的旋回结构也是多样的。地壳运动因素引起的旋回结构往往分布范围较广规模较大9、油页岩形成的沉积环境一般认为，油页岩主要为还原

10、环境的静水沉积，主要有以下三种沉积环境：1.大型的内陆湖成盆地：主要属于泥灰岩或泥质灰岩型，伴生沉积的还有火山凝灰岩和盐类。2.浅海陆棚环境：此种地带往往为大面积稳定薄层油页岩的形成提供了良好的条件。油页岩大多属于黏土类和硅质类型，也可以为碳酸盐岩型。世界上多为黑色页岩沉积。 3.小型湖泊、沼泽及伴生沼泽的泻湖环境：此种地带往往形成与煤系伴生的油页岩。且大多位于煤层层位以上五、论述题1、植物演化与成煤作用的关系 植物界可分为低等植物和高等植物两大类别。 属于低等植物的有藻类和菌类，存在于元古代到早泥盆世，为植物发展演化的菌藻类植物时期。高等植物是由低等植物历经长期演变而来的，在形体结构和生理功

11、能特征上都比低等植物更加复杂。成煤作用也就具有阶段性：原因在于植物演化与成煤作用具有密切关系，而植物演化具有明显的阶段性。1菌藻类植物时代元古代到早泥盆世为低等植物发育时代。因此不可能有大规模的聚煤作用发生。由低等植物经过一系列变化形成的煤，其灰分很高，有一定的发热量。这类煤称为“石煤”。2裸蕨植物时代晚志留世至早中泥盆世为世界上最古老的陆生植物时代。植物由水生到陆生的转化过程，是植物由低等向高等发展的重要转折时期。裸蕨类植物是地质历史上最早的陆生植物，仅能适宜滨海潮湿低地。其高度不足1m，裸厥植物仍然是比较原始的植物。3蕨类、种子蕨类植物时代晚泥盆世至晚二叠世早期，是高等植物发育、发展和演化

12、的最重要的时期，以孢子植物蕨类和裸子植物的种子蕨为主。这个时期的气候条件是温暖、潮湿，适合植物生长，在全球范围内比较一致。石炭-二叠纪是全世界范围内最重要的聚煤时期，地势比较平坦，植物繁盛，聚煤作用强，为第一大聚煤时期，形成了分布广泛的聚煤盆地和含煤地层。4裸子植物时代自晚二叠世晚期至中生代，是裸子植物最为繁盛的时代。主要特点是：地球上干旱气候带扩大，石炭-二叠纪的植物群逐渐衰落，由蕨类植物进入到裸子植物繁盛时期。侏罗纪和早白垩世被认为是世界上第二个重要的聚煤期。在我国，侏罗纪是最为重要聚煤时期。5被子植物时代早白垩世以后至古、新近纪是植物进入到高级发展的重要阶段。但是，这个时期构造活动更加强

13、烈，气候分带也更加明显。这个时期被称为世界上第三个重要聚煤时期。地质历史时期的聚煤作用是与地质历史中植物演化密不可分的，植物的演化和发展决定了聚煤作用的发生;2.植物残骸的堆积方式（理论或学说）1.原地生成说或称为“原地堆积说”原地生成说认为，造煤植物的残骸堆积于植物繁衍生存的泥炭沼泽内，没有经过搬运，在原地堆积并转变为泥炭，最终成煤。主要依据：现代泥炭沼泽（湿地）繁殖大量植物，植物遗体在原地变成泥炭，且没有发现被搬运的迹象；煤层底板的沼泽相粘土岩中常有垂直的根系化石，表明这里为植物生长的土壤；煤层中陆源碎屑矿物比较少；大多数煤层厚度在大面积范围内比较稳定，说明当时成煤环境是一种稳定的环境。煤

14、层可以作为标志层进行大范围对比。2.异地生成说（异地堆积说）异地生成说认为，泥炭层形成的地方，即植物残体大量堆积的地方并不是成煤植物生长的地方，植物残体从生长地经过长距离搬运后，再在浅水盆地、泻湖、三角洲地带堆积而成。主要依据是在现代的三角洲地带(如亚马逊河、刚果河等)，常可见到从上游原始森林区带来的大量漂木，在湖泊中见到漂浮的泥炭层，某些煤田内曾见有树根朝上倒置的树化石，煤中混有大量矿物杂质，煤层底板岩性与煤层在沉积上有大的差异，如煤层底板为石灰岩等化学沉积等。3.微异地生成说（或称“亚原地生成说”）泥炭沼泽内部植物残体、部分泥炭受冲刷搬运并重新堆积的现象比较常见。如河漫滩沼泽、三角洲平原沼

15、泽受河水泛滥的影响，以及滨海沼泽受海潮、风暴潮的影响，都可能造成沼泽内部的局部搬运和重新堆积现象。这种现象基本仍属于原地生成范畴，一般称为“微异地生成”或“亚原地生成” 在微异地生成的煤片中，常见植物结构组分破碎、局部微细斜层理和微波状细层理等特征，以及各种煤岩显微组分的碎屑体和原有植物组织的氧化现象和大量矿物杂质的混入等。3. 煤化作用跃变1）第一次跃变（）：发生在长焰煤开始阶段(Cdaf=7580，Vdaf43，镜质体反射率Romax0.6)，与石油开始形成阶段相当。即与生油阶段相当。这次跃变的特点是：发生沥青化作用，生成沥青质。随煤化程度的提高，各种含氧官能团逐渐脱落，在Rom0.6以前

16、主要析出CO2和H2O；当煤化作用达到Rom0.50.6阶段，芳香核稠环上开始脱落脂肪族和脂肪族官能团和侧链，形成以甲烷为主的挥发物，于是开始了生成沥青质的沥青化作用。2） 第二次煤化跃变（）出现在肥煤到焦煤阶段 （Cdaf87，Vdaf29， Romax1.3。镜质体反射率Romax1.3）对应于石油的“死油线”第二次煤化跃变（）特点：煤中甲烷的大量逸出，释放出大量的氢。富氢的侧链和键的大量缩短及减少；煤的比重下降到最小值；煤的显微孔隙度逐渐缩小，水分减少。发热量则升高到最大值(这是和镜质组的硬度、密度的最小值，以及炼焦时可塑性最大值相一致)；焦煤阶段，由于化学结构的变化，水分含量（主要是内

17、在水分）又有所回升；煤的物理、工艺性质发生转折：耐磨性、焦化流动性、粘结性、内生裂隙数目等都达到极大值，内面积、湿润热等达到最小值。称为煤化作用转折。第二次跃变的结果-煤化台阶：壳质组与镜质组在颜色、突起、反射率等的差异愈加变小。因此，壳质组从Vdaf=2922这一阶段的明显变化又称为煤化台阶。生油生气：本阶段与油气形成的深成阶段后期(即热裂解气开始形成阶段)相当，石油烃转化为气体烃，因此它对应于石油的“死亡线” 。（3）第三次跃变（）发生于烟煤变为无烟煤阶段（Cdaf=91，Vdaf8，Romax2.5）。煤化作用的第三次跃变以后，就是有人称为无烟煤化作用和半石墨化作用的阶段，代表了煤化作用

18、的最终阶段，其产物是无烟煤和变无烟煤的形成。（4）第四次跃变为无烟煤与变无烟煤分界（Cdaf93.5，Hdaf=2.5，Vdaf4.0，镜质体反射率Rmax4，Rmin3.5）。已经不属于煤化作用阶段。第四次跃变特点是：在化学煤化作用方面，主要表现为氢含量与氢碳原子比的急剧下降。碳含量随埋藏深度的增加也明显地增大。硬度增大、光泽增强，到变无烟煤时几乎呈金属光泽，宏观上微层理已不明显。4. 随着变质程度增高煤的颜色和光泽呈现什么样的规律？为什么？1） 颜色腐植煤的表色随煤化程度的增高而变化。褐煤通常为褐色、褐黑色；低中煤化程度的烟煤为黑色;高煤化程度的烟煤为黑色略带灰色，无烟煤往往为灰黑色，带有铜黄色或银白色的色彩。随着煤的变质程度增高，煤的粉色由浅到深：浅褐深褐褐黑黑色煤级越高，透光性越差，无烟煤几乎不透明随