第三章 岩石组成1

1、 第三部分第三部分 煤的岩相组成煤的岩相组成 煤的化学组成煤的化学组成 煤的族组成煤的族组成 主要内容：主要内容： （1）煤岩组成的研究方法）煤岩组成的研究方法 （2）有机显微组分及其成因）有机显微组分及其成因 （3）宏观煤岩组分）宏观煤岩组分含黄铁含黄铁矿煤样矿煤样含碳酸含碳酸盐煤样盐煤样 煤岩学：煤岩学： 用用肉眼肉眼或或光学仪器光学仪器研究煤的组成、成分、类型和性质研究煤的组成、成分、类型和性质 煤的不均一性，对煤的煤的不均一性，对煤的物理化学性质物理化学性质和和加工工艺特性加工工艺特性均均有很大的影响。有很大的影响。 确定煤的岩石确定煤的岩石组成组成和和煤化程度煤化程度，是正确，是正确

2、评价煤质评价煤质、确定、确定煤的合理煤的合理利用途径利用途径的主要依据，也是研究煤的的主要依据，也是研究煤的成因成因和和变质程变质程度度的基础。的基础。 煤岩学研究方法是在煤岩学研究方法是在不破坏煤的原生结构、表面性质不破坏煤的原生结构、表面性质的的情况下，以物理方法为主，直接对煤的各方面性质进行研究。情况下，以物理方法为主，直接对煤的各方面性质进行研究。 优点：优点：制作简单、操作方便、观察测试结果直观、分析制作简单、操作方便、观察测试结果直观、分析快以及论据充分快以及论据充分含黄铁含黄铁矿煤样矿煤样煤岩学研究煤煤岩学研究煤利用煤的利用煤的物理性质物理性质如：如： 颜色、条痕色、光泽、硬度、

3、断口、密度等颜色、条痕色、光泽、硬度、断口、密度等宏观研究法简单易行，便于推广，但宏观研究法简单易行，便于推广，但较粗略较粗略初步评定初步评定煤的性质和用途煤的性质和用途判断判断煤化程度煤化程度 (褐煤、烟煤、无烟煤褐煤、烟煤、无烟煤)确定确定煤岩类型煤岩类型宏观研究法宏观研究法微观研究法微观研究法宏观研究法宏观研究法利用利用肉眼肉眼或或放大镜放大镜微观研究法微观研究法利用利用显微镜显微镜通常采用的方法：通常采用的方法： 在在透射光透射光下研究煤的薄片（下研究煤的薄片（22cm，厚，厚0.02mm）鉴定标志鉴定标志颜色（透光色）、形态和结构等颜色（透光色）、形态和结构等 在在反射光反射光下研究

4、煤的光片下研究煤的光片 将煤块或煤粉制成煤的光片（将煤块或煤粉制成煤的光片（22.5cm、厚、厚1.52cm的方柱体或直径的方柱体或直径2cm、厚、厚1.52cm的圆柱体）的圆柱体）反射光下的研究反射光下的研究普通普通反射光（物镜在空气介质中观察）反射光（物镜在空气介质中观察）油浸油浸反射光（物镜在油浸介质中观察）反射光（物镜在油浸介质中观察） 由于由于油浸油浸的折射率（一般采用的折射率（一般采用1.5151.518）与物镜）与物镜光学玻璃的折光率接近，减少了空气中折射的影响，使光线光学玻璃的折光率接近，减少了空气中折射的影响，使光线集中，从而使各显微镜的特征更加明显，易于区别和辨识。集中，从

5、而使各显微镜的特征更加明显，易于区别和辨识。颜色（反光色）、形态和结构颜色（反光色）、形态和结构突起、反光性等突起、反光性等鉴定标志鉴定标志 目前国际煤岩学术委员会的显微组分分类方案是目前国际煤岩学术委员会的显微组分分类方案是侧重于化侧重于化学工艺性质学工艺性质的分类的分类 依据颜色、形态、结构和突起等特征划分显微组分依据颜色、形态、结构和突起等特征划分显微组分壳质组（稳定组和类脂组）壳质组（稳定组和类脂组） 煤中煤中最富含脂族结构最富含脂族结构的显微组分的显微组分镜质组镜质组 主体结构是复杂的大分子网络骨架，其间夹杂包络有各主体结构是复杂的大分子网络骨架，其间夹杂包络有各种种 MW 较低的化

6、合物或其他组分，较低的化合物或其他组分，大分子网络骨架大分子网络骨架的生物的生物来来源源是高等植物中的是高等植物中的木质素木质素 惰质组惰质组 由于在煤的加工过程中（如炼焦、气化等）这一组分表由于在煤的加工过程中（如炼焦、气化等）这一组分表现出现出低的粘结性和化学反应活性，低的粘结性和化学反应活性，将其称为惰质组将其称为惰质组按其按其成因成因和和工艺性质工艺性质的不同的不同大致可分为大致可分为: 结构镜质体：能在显微镜下见到一定植物结构镜质体：能在显微镜下见到一定植物细胞结构。细胞结构。即来源于植物的树干、树枝、叶和根等组织即来源于植物的树干、树枝、叶和根等组织器官，以细胞形态保留在煤中的镜质

7、化细器官，以细胞形态保留在煤中的镜质化细胞壁胞壁细胞结构完整或受压变形细胞结构完整或受压变形细胞腔往往被无结构镜质体充填细胞腔往往被无结构镜质体充填 无结构镜质体：在一般反射光和透射光下无结构镜质体：在一般反射光和透射光下难以见到植物细胞结构的凝胶化组分。难以见到植物细胞结构的凝胶化组分。（1 1）均质镜质体：煤中比较大的条带状无结）均质镜质体：煤中比较大的条带状无结构镜质体。构镜质体。 宽窄不一的条带状和透镜状宽窄不一的条带状和透镜状 均一、纯净均一、纯净 基质镜质体：常包含有孢粉角质层等壳质基质镜质体：常包含有孢粉角质层等壳质体，经凝胶化作用彻底分解（凝胶化基质）体，经凝胶化作用彻底分解（

8、凝胶化基质）的产物。的产物。 不显示任何细胞结构不显示任何细胞结构 没有固定形态没有固定形态 胶结其他各种显微组分胶结其他各种显微组分 胶质镜质体：泥炭和褐煤阶段腐植溶胶充胶质镜质体：泥炭和褐煤阶段腐植溶胶充填在死亡植物的细胞或其它空腔中的胶状填在死亡植物的细胞或其它空腔中的胶状沉淀物。沉淀物。 充填于细胞腔或裂隙中的均一致密的胶状充填于细胞腔或裂隙中的均一致密的胶状无结构镜质体。无结构镜质体。 数量很少数量很少 无确定形态，不含其他杂质无确定形态，不含其他杂质 一种真正没有结构的凝胶一种真正没有结构的凝胶 团块镜质体：多为圆形或卵圆形均质镜质体，孤立分布或作为填充物。 木栓质体木栓质体，胞腔

9、充，胞腔充填团块镜填团块镜质体质体透射光，丝质体。透射光，丝质体。透射光，透射光，半丝质体半丝质体 丝质体丝质体 粗粒体：一种无结构或者没有显示结构的粗粒体：一种无结构或者没有显示结构的无定形的丝炭作用基质，胶结着孢子体、无定形的丝炭作用基质，胶结着孢子体、角质体、树脂体和丝质体等显微组分。角质体、树脂体和丝质体等显微组分。 具有不固定的形态特征，其大小为具有不固定的形态特征，其大小为1010010100微米或更大。微米或更大。 微粒体：呈圆形，粒径很小，一般小于微粒体：呈圆形，粒径很小，一般小于1 1微微米，往往呈分散状态存在于无结构镜质体米，往往呈分散状态存在于无结构镜质体体中，有时充填于

10、镜质组的孢腔中。体中，有时充填于镜质组的孢腔中。孢子体：孢子体：包括孢子和花粉的外包壁包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为雌性的孢子体称大孢子，直径为0.10.3mm0.10.3mm 雄性的孢子体一般小于雄性的孢子体一般小于0.1mm0.1mm，称小孢子。，称小孢子。 呈扁环状，垂直层面的薄片中为蠕虫状，呈扁环状，垂直层面的薄片中为蠕虫状，断线状沿层理分布。断线状沿层理分布。 角质体：角质体：主要来自于植物的叶以及叶柄、主要来自于植物的叶以及叶柄、枝芽等表皮的角质蜡和角质层。枝芽等表皮的角质蜡和角质层。 呈宽度不等的长条带状呈宽度不等的长条带状 一边外缘平滑一边外缘平滑 另一边

11、呈明显的锯齿状另一边呈明显的锯齿状 转折端为尖角状转折端为尖角状 树脂体：树脂体：植物分泌组织的分泌物植物分泌组织的分泌物 形状多样：圆形、椭圆形、也有不规则形形状多样：圆形、椭圆形、也有不规则形状状 透射光：黄色、浅黄色，透明或半透明透射光：黄色、浅黄色，透明或半透明 树皮体：树皮体：细胞壁和细胞腔充填物栓质化的植细胞壁和细胞腔充填物栓质化的植物根或茎的形成层以外的所有组织形成的物根或茎的形成层以外的所有组织形成的壳质组。壳质组。 多由扁平的长方形或砖形木栓细胞组多由扁平的长方形或砖形木栓细胞组成，排列规则。成，排列规则。 迭瓦状结构。迭瓦状结构。 不规则的鳞片状结构。不规则的鳞片状结构。

12、色调不均一。色调不均一。藻类体：由藻类残体形成的显微组分。藻类体：由藻类残体形成的显微组分。 透射光下：淡黄绿色、柠檬黄色、黑透射光下：淡黄绿色、柠檬黄色、黑褐色等褐色等 反射光：灰色、深灰色反射光：灰色、深灰色 油浸反射光：黑色油浸反射光：黑色 放射状、菊花状排列放射状、菊花状排列 纵切面椭圆形、纺锤形纵切面椭圆形、纺锤形SLIDE 29 Fungal sclerotia菌核菌核 in vitrinite (240 microns on long axis)各国学者对煤的显微组分的分类和命名提出许多方案各国学者对煤的显微组分的分类和命名提出许多方案. . 归纳起来有两种类型：归纳起来有两种类

13、型： 侧重于成因侧重于成因研究，组分划分较细，常有透射光观察研究，组分划分较细，常有透射光观察 侧重于工艺性质侧重于工艺性质研究，分类较为简明，常用反射光观研究，分类较为简明，常用反射光观察察 在各国学者提出的分类方案基础上，在各国学者提出的分类方案基础上，19561956年在伦敦通年在伦敦通过了由国际煤岩学术委员会提出的显微组分分类草案。过了由国际煤岩学术委员会提出的显微组分分类草案。 国际煤岩学术委员会于国际煤岩学术委员会于1971年年和和1975年年两次对过去的两次对过去的分类草案作了进一步的修改补充。分类草案作了进一步的修改补充。 将将褐煤褐煤和和硬煤硬煤（烟煤烟煤和和无烟煤无烟煤）的

14、显微组分的分类分开）的显微组分的分类分开 因为褐煤和硬煤的显微组分不仅在物理、化学、工艺性因为褐煤和硬煤的显微组分不仅在物理、化学、工艺性质和成因等特点方面有很大的不同，质和成因等特点方面有很大的不同， 而且在显微组分的组成上也很不一致，而且在显微组分的组成上也很不一致， 因此不宜采用统一的分类方案。因此不宜采用统一的分类方案。 为探讨镜质组的成因，协调镜质组与褐煤的腐植组分类为探讨镜质组的成因，协调镜质组与褐煤的腐植组分类的差异，的差异，1995年年国际煤和有机岩石委员会（国际煤和有机岩石委员会（ICCP）对镜质）对镜质组再次分出结构镜质亚组、碎屑镜质亚组和凝胶镜质亚组等组再次分出结构镜质亚

15、组、碎屑镜质亚组和凝胶镜质亚组等三个亚组，并对镜质组的显微组分划分进行了调整三个亚组，并对镜质组的显微组分划分进行了调整组组亚组亚组显微组分显微组分镜质组镜质组结构镜质亚组结构镜质亚组结构镜质体结构镜质体凝胶结构镜质体凝胶结构镜质体碎屑镜质亚组碎屑镜质亚组镜屑体镜屑体凝胶碎屑体凝胶碎屑体凝胶镜质亚组凝胶镜质亚组团块凝胶体团块凝胶体凝胶体凝胶体表表3-2 1995年年 ICCP体系对镜质组的次级划分体系对镜质组的次级划分 凝胶结构镜质体凝胶结构镜质体、凝胶碎屑体凝胶碎屑体、团块凝胶体团块凝胶体和和凝胶体凝胶体分别对分别对应于应于均质镜质体均质镜质体、基质镜质体基质镜质体、团块镜质体团块镜质体和和胶质镜质体胶质镜质体。镜质组的两种分类系统，目前在国际学术界同时并行使用镜质组的两种分类系统，目前在国际学术界同时并行使用 目前我国煤的显微组分分类与国际分类一样，按镜质组、目前我国煤的显微组分分类与国际分类一样，按镜质组、壳质组和惰质组三大组来划分，以便于简单而有效的描述和壳质组和惰质组三大组来划分，以便于简单而有效的描述和辨别煤的组成和性质，适应煤的炼焦、液化、成型、燃烧等辨别煤的组成和性质，适应煤的炼焦、液化、成型、燃烧等加工利用工艺的需要。加工利用工艺的需要。褐煤显