煤中的矿物质一(黏土矿物和碳酸盐矿物)

1、占60%80%,两种形式出现，一为结晶状态，如高岭石；二为非结晶的微粒体。最常见的为高岭石、伊利石、蒙脱石和绿泥石。粘土矿物作为煤中主要矿物质之一,其矿物特征与煤变质关系密切,扫描电子显微镜观察结果表明,低变质煤中粘土矿物标型形态差,常见的为泥质颗粒集合体或隐晶质物质。随着煤级的升高,粘土矿物单矿物形态趋于明显,矿物种类也随之转变。高变质无烟煤中后生自形晶粘土矿物多见。粘土矿物不仅在时间上和空间上与煤有不可分割的成生联系，而且在物性方面（如热导率、渗透率、孔隙度等）也有较多相近之处.二者都是低温低压敏感物质,转变不可逆。高岭石：高岭石是含氧盐大类硅酸盐类层状硅酸盐亚类矿物。单晶相互叠置呈书页状

2、或蠕虫状聚合体，一般呈土状，白色，有时带浅褐色、浅红色，在酸性淡水条件下比较稳定。搬运沉积或风化而成。高岭石的形成主要受地球化学条件的控制,而且在温度增加时即转变为伊利石。在缺少碱金属和碱土金属的酸性介质中，由火成岩和变质岩中的长石或其他硅酸盐矿物经风化作用形成。高岭石的晶体化学式为2SiO2-Al2O3-2H2O,其理论化学组成为46.54%的SiO2,39.5%的A12O3,13.96%的H2O。物理性质:纯者白色，因含杂质可染成深浅不同的色调，本样品为白色。土状光泽，硬度23.5。比重2.612.68；可吸水具可塑性，但不膨胀。结构特点:三斜晶系。高岭石的结构单元层为1:1型，八面体片为

3、二八面体型，有三分之一的八面体晶位是空缺的，层间无阳离子。伊利石：含K2O3%7%,呈鳞片状、土状或块状，白色、灰白色，有时也为浅黄或浅绿色；中、碱性环境中比较稳定，多为碎屑成因。伊利石的形成除了必要的地球化学条件外,与温度关系密切,探讨粘土矿物与煤变质关系,重点应考虑伊利石的矿物学特征。煤系地层中伊利石的成因大致有三种,一是从物源区搬运来的原生沉积伊利石,二是蒙脱石因钾离子富集而转变成伊利石,三是由高岭石在碱性条件下于早期成岩作用阶段转变而成。伊利石是常见的一种黏土矿物，常由白云母、钾长石风化而成，并产于泥质岩中，或由其他矿物蚀变形成。它常是形成其他黏土矿物的中间过渡性矿物。纯的伊利石黏土呈

4、白色，但常因杂质而染成黄、绿、褐等色。蒙脱石：碱性环境下风化的产物。蒙脱石属于含氧盐大类硅酸盐类层状硅酸盐亚类矿物。蒙脱石主要由基性火成岩在碱性环境中风化而成，也有的是海底沉积的火山灰分解后的产物。晶体化学式：(Na,Ca)0.33(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2nH2O结构特点:单斜晶系。地质学国家级oTir3实验教学强中心晶体形态：电子显微镜下呈绒毛状或毛毡状。通常呈土状或块状集合体，本样品为致密块状集合体。物理性质:白色或灰白色，因含杂质而染有黄、浅玫瑰红、蓝或绿等色，本样品为灰白色；具蜡状光泽。硬度12。比重23。蒙脱石的阳离子交换能力很强，有强烈的吸附性；还有遇

5、水强烈膨胀性。鉴定特征:遇水膨胀性，强烈的吸附性，低硬度和轻比重是其鉴定特征。确切的鉴定需要结合X射线，热分析及化学分析等。方解石：敲击方解石可以得到很多方形碎块，故名方解。方解石是石灰岩和大理岩的主要矿物。含铁锰时为浅黄、浅红、褐黑等等，但一般多为白色或无色。无色透明的方解石也叫冰洲石化学组成:CaCO3。常含锰和铁等。结构特点：三方晶系；晶体结构和变形的NaCl型结构极为相似，即将NaCl型结构沿一三次对称轴方向压扁后，即可变为方解石型结构。晶体形态:常见的单形有：1010六方柱，0001底面，1011菱面体，以及2131复三方偏三角面体等。可见聚片双晶或接触双晶。物理性质:本样品为肉红色

6、，透明，条痕白色，玻璃光泽。硬度3,解理平行菱面体1011完全。中等比重。鉴定特征:菱面体完全解理，硬度3,与冷稀HCl相遇剧烈起泡。白云石：属于含氧盐大类碳酸盐类矿物。化学组成：CaMgCO32。常含铁和锰，偶含钴、锌等。结构特点：三方晶系。白云石结构中的Ca和Mg在位置上的分布和含镁方解石结构中ca和Mg在位置上的分布是不同的。前者的Ca和Mg沿c轴方向交替分布，而含镁方解石中的Ca和Mg在位置上是可以任意置换的。因此从结构看，含镁方解石是无序的，而白云石是有序的,称为复合化合物。晶体形态：单晶体常呈101-1菱面体。晶面常弯曲或马鞍形。有时呈柱状或板状。双晶常见者有以(0001)、(10

7、1-0)、(112-0)为双晶面的聚片双晶。本样品为弯曲成马鞍状的晶体组成的晶簇，与石英晶簇共生。物理性质：本样品为肉红色；条痕白色；透明；玻璃光泽，硬度小于小刀(3.54)；性脆；解理平行1011完全；解理面有弯曲。比重中等(2.86)。鉴定特征：白云石可以借其马鞍形的晶体外形，遇冷稀HCl反应微弱，条痕加镁试剂变蓝而与方解石及菱镁矿区别。菱铁矿:菱铁矿属于含氧盐大类碳酸盐类矿物。化学组成：FeCO3。常含镁、锰以及少量的Ca。结构特点：三方晶系；晶体结构和变形的NaCl型结构极为相似，即将NaCl型结构沿一个L3对称轴方向压扁或者拉伸后，即可变为方解石型结构。晶体形态:单晶常呈有101-1

8、菱面体，集合体常见粒状，致密块状，结核状。本样品为块状。国家级地质学实验教学示范中心国家级地质学实验教学示范中心物理性质:本样品为浅棕色，条痕白色，玻璃光泽。硬度小于小刀（3.5-4.5）,解理平行菱面体101-1完全，可见。中等比重（3.96），常因含Mg、Mn比重有所降低。鉴定特征：比重较大，硬度小于小刀，与热HCl相遇起泡，烧后变黑，其残渣具有磁性。文石（霰石）是含氧盐大类碳酸盐类矿物。化学组成:CaCO3结构特点：正交晶系。晶体结构中,Ca2+近似成六方紧密堆积（在方解石中Ca2+近似成立方紧密堆积）；每个Ca2+与其相接触的氧离子不是六个（在方解石中Ca2+与其相邻的氧离子是六个），而是九个，所以Caz+配位数为9。晶体形态:单晶体常呈柱状或尖锥状；以（110）为双晶面的接触又晶常见。本样品单体为板条状，集合体呈晶簇状。物理性质:无色或白色；本样品为无色透明，条痕白色，玻璃光泽，断口油脂光泽。硬度小于小刀（3.54）；解理平行010不完全；比重中等（2.94）。遇冷稀HCl即剧烈发生气泡。鉴定特征:和方解石很象，但解理与方解石不同，方解石具有菱面体三组完全解理