煤的岩石组成煤岩学基础
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2009-04-《煤化学》讲稿 03 章-煤岩学基础-1
31
（一）孢子体
孢子和花粉的外孢壁
是孢子植物的繁殖器官，都是由单细胞组成的，一般雌 性的孢子体称为大孢子，雄性的孢子体称为小孢子。 大孢子体一般直径为 0.1～ 3mm， 有时可达 5～10mm， 在煤中被挤压成扁平体，纵切面为封闭的长环状，折曲 处呈钝圆形。 大孢子表面常有瘤状、棒状和刺绣状等各种纹饰。有时3 个或4个大孢子在一起，称为三孢体或四孢体。有些大孢子破 碎成长条带状，其孢壁两边均较光滑，不显锯齿形而区别于角 质层。
19
（二）无结构镜质体 在普通显微镜下没有显示植物细胞结构的镜质组分。 它常作为其他各种显微组分碎片和共生矿物的基质胶体 物或填充物。 显微组分 无结构镜质体 显微亚组分 均质镜质体 胶质镜质体 基质镜质体 团块镜质体
20
1
均质镜质体 一般在较厚的镜煤或镜质组层中出现，主要由植物的木 质部和叶等组织经凝胶化作用转变而成， 常呈宽窄不等的条带状和透镜状，均一、纯净，发育垂 直裂纹，具有较正常的反射率，是作为测量反射率以确定煤级 的标准组分；
含碳酸 盐煤样
2
煤的不均一性，对煤的物理化学性质和加工工艺特性均 有很大的影响。 确定煤的岩石组成和煤化程度，是正确评价煤质、确定
煤的合理利用途径的主要依据，也是研究煤的成因和变质程度
的基础。 煤岩学研究方法是在不破坏煤的原生结构、表面性质的 情况下，以物理方法为主，直接对煤的各方面性质进行研究。 优点：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
22
未刻蚀部分
刻蚀部分
SLIDE 42 Telocollinite 均质无结构镜质体 (normal vitrinite of compressed cell wall) which has been etched (right half of particle) to show compressed cell structure (240 microns on long axis) 23
（一）孢子体
孢子和花粉的外孢壁
是孢子植物的繁殖器官，都是由单细胞组成的，一般雌 性的孢子体称为大孢子，雄性的孢子体称为小孢子。 大孢子体一般直径为 0.1～ 3mm， 有时可达 5～10mm， 在煤中被挤压成扁平体，纵切面为封闭的长环状，折曲 处呈钝圆形。 大孢子表面常有瘤状、棒状和刺绣状等各种纹饰。有时3 个或4个大孢子在一起，称为三孢体或四孢体。有些大孢子破 碎成长条带状，其孢壁两边均较光滑，不显锯齿形而区别于角 质层。
19
（二）无结构镜质体 在普通显微镜下没有显示植物细胞结构的镜质组分。 它常作为其他各种显微组分碎片和共生矿物的基质胶体 物或填充物。 显微组分 无结构镜质体 显微亚组分 均质镜质体 胶质镜质体 基质镜质体 团块镜质体
20
1
均质镜质体 一般在较厚的镜煤或镜质组层中出现，主要由植物的木 质部和叶等组织经凝胶化作用转变而成， 常呈宽窄不等的条带状和透镜状，均一、纯净，发育垂 直裂纹，具有较正常的反射率，是作为测量反射率以确定煤级 的标准组分；
含碳酸 盐煤样
2
煤的不均一性，对煤的物理化学性质和加工工艺特性均 有很大的影响。 确定煤的岩石组成和煤化程度，是正确评价煤质、确定
煤的合理利用途径的主要依据，也是研究煤的成因和变质程度
的基础。 煤岩学研究方法是在不破坏煤的原生结构、表面性质的 情况下，以物理方法为主，直接对煤的各方面性质进行研究。 优点：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
22
未刻蚀部分
刻蚀部分
SLIDE 42 Telocollinite 均质无结构镜质体 (normal vitrinite of compressed cell wall) which has been etched (right half of particle) to show compressed cell structure (240 microns on long axis) 23
2煤的物质组成
光泽暗淡，主要为暗煤，镜煤和亮煤含量小于20%，有时
有少量丝炭和矿物质。通常成块状、致密、坚硬、韧性大、 密度大，内生裂隙不发育。镜质组含量一般低于40%，惰质 组含量可达50%以上。矿物质含量相对最高。
2.1 煤的岩石组成－褐煤的岩石类型
根据煤化程度，褐煤可以分为软、暗、亮褐煤三个煤级。
其中后两者统称为硬褐煤。因亮褐煤的宏观特征与烟煤近似，
2.1 煤的岩石组成－宏观煤岩组成（烟煤）
镜煤vitrain：光亮、均一、常具有内生裂隙的宏观煤岩成分。
识别标志：煤中颜色最黑，光泽最亮，成分均一，性脆，贝壳状断 口，轮廓清晰，垂直于条带的内生裂隙发育
分布特征：一般以条带状、透镜状出现，厚度几mm至1~2cm
性质：V、H含量高，粘结性强，矿物质含量少
2.1 煤的岩石组成－有机显微组分(硬煤)
镜质组：也称为凝胶化组分，是腐植煤中最主要的显微组分
(50-80%)。由植物中茎、根、叶及薄壁组织细胞壁的木质纤
维组织经过凝胶化作用形成。（无）烟煤中的镜质组的前身 是泥炭和褐煤中的腐植质，是经历腐植化、凝胶化作用而形
成的。
可分为结构镜质体、无结构镜质体（均质镜质体、基质 镜质体、团块镜质体以及胶质镜质体）、镜屑体。 Δ 腐植化作用：在有氧条件下，植物细胞壁的木质纤维素首先 受到腐木菌等真菌的侵蚀，后受到喜氧细菌的作用，形成黄
2. 煤的物质组成
2. 煤的物质组成
内 容 提 要
1.煤的岩石组成
2.煤的化学组成
2.1 煤的岩石组成-宏观、微观特征
煤是由古代植物死亡后的残骸经过复杂的生物化学、物理
化学和地球化学作用转变而成的固体可燃有机矿产。 从岩石学观点看，煤属于沉积岩，是一种固体可燃有机岩。
第四章++煤岩学基础
（3）反射荧光色
煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的颜色，称为反 射荧光色。反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而 变化，有绿黄色、黄色、棕色等。随煤级增高，荧光减 弱，至高煤阶荧光消失。
(1)镜质组：透射光下呈透明到半透明，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 射光下呈灰色，油浸反射光下呈深灰色，无突起。
受到煤化程度、煤岩组成和煤风化程度的影响。
（一）颜色
煤的颜色是煤对不同波长可见光波吸收的结果。在不同 的光学条件下，煤呈现不同的颜色。在普通白光照射下， 煤表面反射光线所显示的颜色称为表色。
腐植煤的表色随煤化程度的增高而变化：
①褐煤通常为褐色、褐黑色；
②低中煤化程度的烟煤为黑色，
③高煤化程度的烟煤为黑色略带灰色，无烟煤往往为灰 黑色，带硬度是指煤抵抗外来机械作用的能力。随着外加机 械作用力的性质不同，煤的硬度表现形式也不一样。煤 的硬度分为刻划硬度、压痕硬度和磨损硬度三类。
刻划硬度在矿物学里一般指物质刺入另外一种较软物质 的能力。常以莫氏矿物硬度单位计算，是用标准矿物刻 划煤所测定的相对硬度。即滑石1(硬度最小），石膏2， 方解石3，萤石4，磷灰石5，正长石6，石英7，黄玉8， 刚玉9，金刚石10。宏观煤岩成分中，暗煤硬度最大， 亮煤、镜煤硬度小。煤的硬度还与煤级有关，褐煤和中 煤化程度的烟煤硬度最小，为2~2.5，无烟煤硬度最大， 接近4。
1.表色
根据表色可以明显地区别出褐煤、烟煤和无烟煤。腐泥 煤的表色变化较大，有深灰色、棕褐色、甚至灰绿色至 黑色。煤中的水分能使颜色加深，而煤中的矿物质往往 使煤的颜色变浅。
2.粉色
煤研成粉末的颜色称为粉色。它可用钢针刻划煤的表面 或用镜煤在未上釉的瓷板上刻划条痕而得，粉色也称条 痕色。煤的粉色一般略浅于表色。粉色较固定，用粉色 判断煤的煤化程度效果较好。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
煤的岩石组成煤岩学基础
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
煤化学 第四章 煤的岩石组成
第四章煤的岩石组成煤是一种固体可燃有机岩。
煤岩学是把煤作为一种有机岩石，以物理方法为主研究媒的物质成分、结构、性质、成因及合理利用的学科。
它是煤地质学的一个分支，与古生物学、沉积岩石学、煤地球化学、煤工艺学和石油地质学等学科密切相关。
煤岩学研究始于1830年，英国人赫顿(Hutton)发展了在显微镜下用透射光观察煤薄片的技术，发现了煤中存在着大量的植物结构，并提出了煤是由植物生成的论断。
1919年英国人斯托普斯(M.Stapes)用肉眼观察煤时，将宏观煤岩成分分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种类型，并详细描述了它们的特征和性质的差别。
1924年波托涅编写了《普通煤岩学概论》一书，第一次提出了“煤岩学"这个术语。
1925年德国人斯塔赫(E.Stach)介绍了煤的光片技术，利用反射光观察煤的光片，并使用了油浸物镜研究煤。
1928年斯塔赫和屈耳魏恩又发明了粉煤光片。
1935年斯托普斯建议使用煤岩显微组分这一术语，使煤岩学的研究向微观方向前进了一步。
20世纪初期广泛开展煤的显微镜下的观察、研究，使煤岩学逐渐发展形成一门独立的学科。
显微镜下研究煤是煤岩学的主要手段。
煤的应用领域不断扩大，需求量与日俱增，为使煤得到综合、合理利用，必须加强对煤的物质成分的研究。
煤的显微组分、显微类型和煤化作用是煤岩学的主要研究内容。
煤岩学在地质学领域和工业中的应用日益广泛。
应用煤岩学方法确定的煤岩组成和煤化程度，是评定煤的性质和用途的重要依据，也是研究煤的生成和变质的重要基础。
第一节宏观煤岩组成一、宏观煤岩成分宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位。
在国际煤岩学界，宏观煤岩成分称为煤岩类型(Lithotype of coal).指煤层中肉眼可以识别的不同条带，是用肉眼区分煤的岩石分类的基本组成单位。
腐植煤煤层通常由镜煤(光亮条带)、亮煤(半光亮条带)、暗煤、(暗淡条带)和丝炭(矿物木炭)组成。
根据颜色、光泽、断口、裂隙、硬度等性质，用肉眼可以将煤区分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭四种宏观煤岩成分。
煤岩学基础
微观方法－用显微镜研究煤
显微镜下研究煤的方法： 研究方法 研究对象
透射光法
煤的薄片
研究内容
侧重点
煤的有机显微组分的透
光色、透明度、形态、结 煤的成因研
构和轮廓等
究
反 普通反射光 射 （a）
光 油浸反射光 法 （o）
煤光片、 煤砖光片
煤的有机显微组分的反 射色、形态、结构、轮廓 、突起、反射率、显微硬 度等
1.1 镜质组（ Vitrinite）的成因
通过木质素组织凝胶化作用形成。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。一方 面是植物组织在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化 合物并破坏植物组织器官的细胞结构；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50－80％，甚至90％。
煤岩显微组分的反射率
①在与煤层层面成任意交角的切面上 最大反射率不变，而反射率则随交角 不同而变化，源于煤中晶体的各向光 学异性； ②从长焰煤到无烟煤，Rmaxo增加十几 倍，而Rmax只增加两三倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤岩显微组分的反射率变化规律
①镜质组的反射率随挥发分降低有 规律地均匀提高 ②反射率从低到高的次序为稳定组 、镜质组、丝质组。 ③在Romax=1.5稳定组、镜质组的区 别消失；Cdaf在87~89% ③ 镜质组最大反射率作为煤化程 度的指标（为什么？)
3.2 煤岩组分的定量方法
试片随之移动。如此测定第“一、第二……等测线，直至 测完整个试片。显然，含量高的组分，出现在视域中心 (十字丝交点上)的机会多，按的次数必然愈多。因此， 每一个键上按的次数与所有键上按的总数之比，就是该 组分的体积百分含量，其计算公式为：
煤岩学
煤的抗磨硬度指煤岩组分 的抗磨强度，用煤在研磨抛光 时的阻力大小来表示，表现为 各显微组分的突起的高低。它
表示煤的相对硬度大小。
煤的显微硬度与煤化程度的关系
第二节 煤的宏观研究
煤的宏观研究：是指用肉眼或借助放大镜观察煤的岩石特 征，包括煤的宏观物理性质、结构、构造、宏观煤岩组分和 宏观煤岩类型等。
第三章 煤岩学的基本知识
煤是固体可燃有机矿产，是一种特殊的沉积岩。其岩石组 成比较复杂，常具有明显的不均匀性，主要由有机物质组成， 含有无机矿物杂质。
煤岩学是从岩石学的角度研究煤的物质组成、物理性质
和结构、构造并确定其成因及合理应用的边缘学科。
煤岩学的 研究方法
显微研究：是在显微镜下依据煤的形态特征和 光学性质研究显微煤岩组分、显微煤 岩类型、显微物理性质等。
煤的宏观研究的意义：能够初步确定煤的成因类型、煤化程度、宏观 组成、煤层的结构及其复杂程度等，为评价煤质、研究煤（煤层）的形 成环境、煤层对比、煤层开采、煤的综合利用等问题提供依据。
一、煤的宏观物理性质
煤的宏观物理性质有煤的光学性质、力学性质、空间结构 性质、热性质、电磁性质等，主要包括煤的颜色、条痕色、 光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度、表面积、孔隙度、 导电性等方面。
煤的折射率是光线通过煤的界面时发生折射后进入煤的内
部，其入射角的正弦和折射角的正弦之比，用N表示。随着煤
化程度的增高，煤的折射率也相应增高，从1.680增至2.02。
（二）煤的显微硬度、抗磨硬度
煤的显微硬度（维氏硬度， HV）指在显微镜下以很小的负 荷压力（0.01kg~0.02kg）将 金刚石锥压入煤的显微组分， 测量压痕大小，得到显微硬度 值。压痕越大，煤的显微硬度 越小；反之，显微硬度越大。 它表示煤的绝对硬度大小。
表示煤的相对硬度大小。
煤的显微硬度与煤化程度的关系
第二节 煤的宏观研究
煤的宏观研究：是指用肉眼或借助放大镜观察煤的岩石特 征，包括煤的宏观物理性质、结构、构造、宏观煤岩组分和 宏观煤岩类型等。
第三章 煤岩学的基本知识
煤是固体可燃有机矿产，是一种特殊的沉积岩。其岩石组 成比较复杂，常具有明显的不均匀性，主要由有机物质组成， 含有无机矿物杂质。
煤岩学是从岩石学的角度研究煤的物质组成、物理性质
和结构、构造并确定其成因及合理应用的边缘学科。
煤岩学的 研究方法
显微研究：是在显微镜下依据煤的形态特征和 光学性质研究显微煤岩组分、显微煤 岩类型、显微物理性质等。
煤的宏观研究的意义：能够初步确定煤的成因类型、煤化程度、宏观 组成、煤层的结构及其复杂程度等，为评价煤质、研究煤（煤层）的形 成环境、煤层对比、煤层开采、煤的综合利用等问题提供依据。
一、煤的宏观物理性质
煤的宏观物理性质有煤的光学性质、力学性质、空间结构 性质、热性质、电磁性质等，主要包括煤的颜色、条痕色、 光泽、硬度、脆度、断口、裂隙、密度、表面积、孔隙度、 导电性等方面。
煤的折射率是光线通过煤的界面时发生折射后进入煤的内
部，其入射角的正弦和折射角的正弦之比，用N表示。随着煤
化程度的增高，煤的折射率也相应增高，从1.680增至2.02。
（二）煤的显微硬度、抗磨硬度
煤的显微硬度（维氏硬度， HV）指在显微镜下以很小的负 荷压力（0.01kg~0.02kg）将 金刚石锥压入煤的显微组分， 测量压痕大小，得到显微硬度 值。压痕越大，煤的显微硬度 越小；反之，显微硬度越大。 它表示煤的绝对硬度大小。
太原讲义—煤岩4
煤岩分析第一部分：煤岩学基本知识1.煤的不均一性煤岩学是把煤看成一种沉积岩，在自然状态下以光学显微镜为主要手段来进行研究的一门学科。
煤这种可燃有机岩石，在岩石组成上常常具有明显的不均一性。
一方面表现在煤是有机物质和无机物质组成的复合体；另一方面还在于组成煤的植物有机残体所具有的复杂性和多样性。
煤的这种不均一性对煤的性质和对煤的加工利用都发生深刻的影响。
煤岩组成是按岩石学原理和方法划分的各种宏观与微观组分，不同煤田或煤层中的煤岩组成很不相同。
煤岩特征反映了煤的生成的演化过程，反映了煤的煤化程度。
2.煤岩显微组分把煤磨制成薄片、光片在透射光、反射光和荧光显微镜下观察，进一步看出煤是由更家复杂的有机和无机组分构成的（主要在反射光做研究）。
岩石学中把构成岩石的各种结晶组分称为矿物，煤岩学中则把显微镜下可以辨认的构成煤的各种有机组分称之为显微组分。
为了统一在显微镜下识别与划分煤岩组成，国际煤岩学会（ICCP）规定主要用显微镜在反射光、物镜25~50、油浸倍下观察煤种各种组分的形态，测定某些煤岩组分的物理化学性质，探讨他们以古植物组织的关系，具体划分显微组分和亚组分。
按照上述方法，烟煤部分，我国制定了烟煤显微组分分类，将煤的显微组分划分为镜质组、半镜质组、惰质组、稳定组四个组分。
它和国际硬煤显微组分分类所不同的是在镜质组V与惰质组I之间，多划出一个过度组分——半镜质组SV，其反射率一般比镜质组略高0.2%~0.3%，这一点可作为划分组别的定量依据；但随煤阶增高时，半镜质组和镜质组就很难加以区分。
为了与国际接轨，中国沿用的“四分法”将改为“三分法”，即将半镜质组并入镜质组，按镜质、惰质和壳质组三种组分加以划分。
3.显微组分的成因煤的镜质组、惰质组、稳定组三个不同显微组分是植物在不同的沉积环境下经过不同的过程而形成的。
植物在沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖、死亡，其遗体在微生物作用下，低等植物形成了腐泥，高等植物形成了泥炭。
煤的岩石组成(煤岩学基础).
透射光，松柏银杏结构镜质体，横切面示 生长年轮。
透射光，鳞木结构镜质体
透射光，真菌结构(镜质)体。
透射光，科达木结构镜质体，横切面， 正方形或近等径多边形大管腔
透射光，科达木结构镜质体，径切面，显示 交叉场或紧挤的纹孔
透射光，结构镜质体（红），树脂体（黄）
透射光，松柏-银杏结构镜质体，木质部， 胞腔充满树脂体
1.1 镜质组（又称凝胶化组分）的成因
根据凝胶化程度的不同，镜质组还可细分为： 结构镜质体:
结构镜质体1，结构镜质体2 无结构镜质体
均质结构镜质体 胶质镜质体 基质镜质体 团块镜质体 碎屑体
A、结构镜质体：
能在显微镜下见到一定植物细胞结构。 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化 细胞壁。 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。
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
煤中常见的稳定组分有：孢子体、树 脂体、角质体、木栓体、藻类体等。稳定 组分在透射光下透明到半透明，呈现黄色 到橙红色，轮廓清楚，外形特殊；在反射 光下呈现深灰色，大多数有突起。
A、孢子体：包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为0.1-0.3mm 雄性的孢子体一般小于0.1mm，称小孢子。 在煤中被挤压呈扁平体，纵切面为封闭的 长环状，折曲处呈钝圆形。
质。普通反射光油浸反只射有光2-3倍，这说明油浸物镜的 为什么要采用两种方解的法象分？力辨远率比也干高物，镜测强试，误对差反小射，率具
光片的制备方法见有P7较1 大优越性。因此，反射光下 通常用油浸物镜进行观察。
第二节 煤的显微组分及显微煤岩类型
煤的显微组分(maceral, micropetrological unit)，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：
第4章 煤岩学基础-2
26
（二）惰性组
惰性组的特点：
1）惰性组在透射光下为黑色不透明；
2）反射光下为亮白色至黄白色； 3）碳含量最高、氢含量最低、氧含量中等； 4）比重为1.5，磨蚀硬度和显微硬度高； 5）突起高，挥发分低，没有任何粘结性。
6）惰性组的芳构化程度高，反射率高，由于先期 氧化，惰性组在煤化作用期间变化较小。
第四章
煤岩学基础－２
§４ 煤的显微组成
1
第四章 §４ 煤的显微组成
引言 : 1.显微组分、有机显微组分、无机显微 组分。
在光学显微镜下能够识别出来的组成煤的 基本成分，称为显微组分。
由植物遗体变化而成的为有机显微组分，
而矿物杂质则称为无机显微组分。
2
第四章
2.研究方法与手段
§４煤的显微组成
（1）煤薄片：把煤磨成薄片在透射光下进行研 究。主要鉴定标志是显微组分的颜色（透光色）、 形态、结构等。 （2）煤光片：把煤块的表面磨光，然后在反射 光下进行研究，显微组分的主要鉴定标志除了颜 色（反光色）、形态、结构外，还有突起。不同 的显微组分其磨损硬度不同，硬的组分不易磨损， 显出突起，软的组分则不显突起。
12
（一）镜质组
2．无结构镜质体
显微镜下观察不到植物的细胞结构，电子显微镜 下可见粒状结构。据形态、产状和成因的不同，又 可分为以下四个亚组分：
1 ）均质镜质体 植物木质纤维组织经凝胶化作用 变成均一状的凝胶。在煤中以透镜状或条带状产出。 均质镜质体轮廓清楚，成分均一，不含任何其它杂质。 2）胶质镜质体 指胶体腐植溶液充填到植物胞腔
17
基质镜质体
18
基质镜质体
19
微镜煤，微亮煤互层；均质镜质体，树脂体，角质体
20
（二）惰性组
惰性组的特点：
1）惰性组在透射光下为黑色不透明；
2）反射光下为亮白色至黄白色； 3）碳含量最高、氢含量最低、氧含量中等； 4）比重为1.5，磨蚀硬度和显微硬度高； 5）突起高，挥发分低，没有任何粘结性。
6）惰性组的芳构化程度高，反射率高，由于先期 氧化，惰性组在煤化作用期间变化较小。
第四章
煤岩学基础－２
§４ 煤的显微组成
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第四章 §４ 煤的显微组成
引言 : 1.显微组分、有机显微组分、无机显微 组分。
在光学显微镜下能够识别出来的组成煤的 基本成分，称为显微组分。
由植物遗体变化而成的为有机显微组分，
而矿物杂质则称为无机显微组分。
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第四章
2.研究方法与手段
§４煤的显微组成
（1）煤薄片：把煤磨成薄片在透射光下进行研 究。主要鉴定标志是显微组分的颜色（透光色）、 形态、结构等。 （2）煤光片：把煤块的表面磨光，然后在反射 光下进行研究，显微组分的主要鉴定标志除了颜 色（反光色）、形态、结构外，还有突起。不同 的显微组分其磨损硬度不同，硬的组分不易磨损， 显出突起，软的组分则不显突起。
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（一）镜质组
2．无结构镜质体
显微镜下观察不到植物的细胞结构，电子显微镜 下可见粒状结构。据形态、产状和成因的不同，又 可分为以下四个亚组分：
1 ）均质镜质体 植物木质纤维组织经凝胶化作用 变成均一状的凝胶。在煤中以透镜状或条带状产出。 均质镜质体轮廓清楚，成分均一，不含任何其它杂质。 2）胶质镜质体 指胶体腐植溶液充填到植物胞腔
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基质镜质体
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基质镜质体
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微镜煤，微亮煤互层；均质镜质体，树脂体，角质体
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煤质基础必学知识点
煤质基础必学知识点1. 煤炭的组成和性质：煤炭是一种含碳量较高的岩石，主要成分有碳、氢、氧、硫和少量氮等元素，含有较高的固体有机物质。
根据其含碳量和热值可以分为无烟煤、烟煤、气煤和褐煤等不同种类。
2. 煤的形成和分布：煤是在地质历史长期的积累和变质作用下形成的，主要分布在地壳上的矿盆中，如山西、陕西、内蒙古等地。
3. 煤的分类和等级：煤可以根据其化学成分、热值和使用特性等进行分类，常见的分类方法有煤种分类、煤系分类和煤炭品位分类等。
4. 煤储层的测定和评价：通过地质勘探和煤层分析等手段，可以确定煤储层的厚度、质量和储量等参数，并对煤炭质量进行评价。
5. 煤的燃烧过程：煤在燃烧过程中会产生烟尘、硫酸雾、SO2等大气污染物，同时还会产生煤气、灰渣和煤灰等副产品。
6. 煤的利用和开发：煤炭是我国重要的能源资源，主要用于发电、供热和工业生产等领域。
目前，煤的开发与利用主要集中在石煤气、有机化学原料和煤炭衍生物等方面。
7. 煤炭的环境影响：煤炭开采和利用过程中会产生大量的废气、废水和固体废物，对环境造成一定的影响。
同时，燃烧产生的大气污染物也会导致大气污染和温室效应。
8. 煤炭的清洁化利用：为了减少煤炭燃烧带来的环境影响，目前正致力于煤炭的清洁化利用技术研究和推广，如煤气化、煤海藻生物质合成气技术等。
9. 煤的资源金融化：随着煤炭市场的发展和资本的介入，煤炭资源金融化已经成为煤炭行业的一种发展趋势，通过金融工具对煤炭资源进行投资和融资。
10. 煤炭行业的政策和管理：为了规范煤炭行业的发展和减少环境影响，国家出台了一系列的政策和管理措施，如煤炭资源税、煤炭企业准入和环境保护等方面的政策。
煤的岩相组成、性质与应
由橙红色变为棕色，直至
在煤化作用过程中
不透明；正交偏光下光学 光性变化不及镜质组明
下呈灰黑色到深灰色， 反射率比其他显微组分 都低，突起由中高突起
各向异性明显增强
显
降到微突起。
在油浸反射光下，颜
具有明显的荧光性。
色稍浅、反射力稍强略显 突起
煤化度增加，荧光强度减 弱，直至消失
随煤化程度增高，壳质组反射率光学特征比共生的镜质组 变化快，当镜质组反射率达1.4%左右时，壳质组的颜色和 突起与镜质组趋于一致；当镜质组反射率大于2.1%以后， 壳质组的反射率变得比镜质组还高，常具强烈的光学各向 异性。
6.1 宏观煤岩组成 6.1.1 宏观煤岩成分是根据颜色、光泽、
断口、裂隙、硬度等性质的不同，肉眼可 以区分的煤的基本组成单元。
简单
复杂
简单
镜煤 颜色 最黑 光泽 最亮
亮煤 黑色 较亮
暗煤 丝炭 灰黑色 灰黑色
暗淡
丝绢光 泽
镜煤
亮煤
暗煤
丝炭
其 质地均匀，性脆 具有微细层理、 坚硬且具有韧 纤维状结构、
光亮煤 半亮煤 半暗煤 暗淡煤
光泽 最强
较强
较弱
最弱
镜煤和 亮煤含
大于80%
量
条带状 结构
不明显
内生 发育
裂隙
断口 贝壳状
大于50%80%
明显
较发育
仅为20%50%
不发育
20%以下
块状结构，层 理不明显
不发育
棱角状或阶 参差不齐
梯状
光亮煤 半亮煤
中变 黏结性强 黏结性较
质阶
好
段
最好的炼 最常见的 焦用煤 宏观煤岩
煤化学 第03章 煤岩学基础
（1）孢粉体
孢粉体是由成煤植物的繁殖器官大孢子、小孢子和花粉形成 的，分为2个显微亚组分。由大孢子形成的孢粉体称为大孢子 体。由于小孢子和花粉在煤垂直层理切片中非常相似，很难 区分，故将小孢子和花粉形成的孢粉体统称为小孢子体。
a）大孢子体 长轴一般大于100μm，最大可达5 000～10 000 μm。在垂直层理的煤片中，常呈封闭的扁环状。常有大 的褶曲，转折处呈钝圆形。大孢子体的内缘平滑，外缘一般 平整光滑，有时可见瘤状、刺状等纹饰。 b）小孢子体 长轴小于100 μm。在垂直层理的煤片中，多 呈扁环状、蠕虫状、细短的线条状或似三角形状。外缘一般 平整光滑，有时可见刺状纹饰。常呈分散状单个个体出现， 有时可见小孢子体堆或囊堆。
（8）荧光体 由植物分泌的油脂等转化而成的具强荧光的壳质组分。在蓝光激发 下发很强的亮黄色或亮绿色荧光。荧光体常呈单体或成群的粒状、 油滴状及小透镜状，主要分布于叶肉组织间隙或细胞腔内。油浸反 射光下为灰黑色或黑灰色，微突起，透射光下为柠檬黄色或黄色。 （9）藻类体 藻类体是由低等植物藻类形成的显微组分，它是腐泥煤的主要组分。 根据结构和形态特征分为2个亚组分。 a）结构藻类体
1）均质镜质体。在垂直层理切面中呈宽窄不等的条带状或透 镜状，均一、纯净，常见垂直层理方向的裂纹。低煤级烟煤中 有时可见不清晰隐结构，经氧化腐蚀，可见清晰的细胞结构。 该组分为镜质组反射率测定的标准组分之一。 2）基质镜质体。没有固定形态，胶结其他显微组分或共生矿 物均匀基质镜质体显示均一结构，颜色均匀；不均匀基质镜质 体为大小不一、形态各异、颜色略有深浅变化的团块状或斑点 状集合体。与均质镜质体相比，反射率略低，透光色略浅。该 组分亦为反射率测定标准组分之一。 3）团块镜质体。多呈圆形、椭圆形、纺锤形或略带棱角状、 轮廓清晰的均质块体。常充填细胞腔，其大小与细胞腔一致； 也可单独出现，最大者可达300 μm。油浸反射光下呈深灰色或 浅灰色，透射光下为红色一红褐色。 4）胶质镜质体。均一纯净，无确定形态，常充填在细胞腔、 裂隙及真菌体和孢粉体的空腔中。镜下其他光性特征与均质镜 质体相似。
越崎教材煤田地质学第三章煤岩学基础
3.1 煤的显微组分
显微组分（Maceral）是指煤在显微镜下能够区别和辨识的最基本的组成成分，是显微 镜下能观察到的煤中成煤原始植物残体转变而成的有机成分。煤不是均一的物质，而是由各 种不同的组分所组成。与矿物组成的形式相同，煤由显微组分组成，但有差别。一种矿物特 征是有非常确定的化学成分，其物质是均一的，而且大多数矿物实际上是晶质的。反之，煤 的一种显微组分在其化学成分和物理性质上相近，但有很大变化，并且是非晶质的。
孢子多见于古生代的煤中，花粉主要出现在中生代、新生代的煤中。 2)角质体 ( Cutinite ) 角质体是由植物的角质层转变而来的组分，又是由一种复杂的脂类混合物质所组成。 它存在于植物的叶、枝、芽的最外层。具有保护植物组织的作用。在显微镜下呈现宽度不等 的长条带状，其一边外缘平滑，而另一边（内缘）呈现明显锯齿状，转折端为尖角状。有时 角质层被挤压成叠层状或盘肠状，末端折曲处多带尖角状折曲等特征（图版 1-f），故易于与 大孢体相区别。 3)树脂体(Resinite) 树脂体是植物分泌组织——树脂道的分泌物。当植物受伤时流出体外，保护植物不致 干枯腐烂，并具有防止微生物侵袭作用，它的化学性质稳定，能较好的保存在煤中，它的 形状多样，主要为圆形、椭圆形，也有不规则形状，轮廓清楚，没有结构。有时充填在有 细胞结构的胞腔中。透射光下呈黄色、浅黄色，透明到半透明，反射光下呈灰色，低突起， 表面均一，无结构，轮廓清楚，易识别，其化石为琥珀，是工艺美术的原料。我国抚顺古新 近纪煤中富含树脂体。 4）本栓质体（Suberinite） 本栓质体是指植物木栓层细胞壁, 主要是由植物茎（少数由根）的周皮组织中木栓层转 变而来。细胞腔有时中空，有时充填团块镜质体。由多层扁平的长方形木栓细胞所组成，排 列规则。具有栓质化的细胞壁，其主要成分是木栓素，具有抵抗高温、强酸和细菌的能力， 并具有不透水、不透气，它是构成植物良好的保护组织。因此，它能较好的保存在煤中。多 数木栓保持原有木栓细胞的形态和结构特征。其纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造，弦切面呈鳞 片状，胞腔内充填鞣质或凝胶质（图版 1-g）。在煤中呈碎片状和长条状存在。木栓质体多 是褐煤显微组分，但我国中新生代的低级烟煤中常见木栓质体。 5）树皮体（Barkinite） 是由细胞壁和细胞腔充填物都已栓化的植物茎或根的形成层以外的所有组织形成的类 脂组分（图版 1-h）。树皮体的颜色，在油浸反射光和投射光下都不均匀；蓝光激发下荧光 强度中等或较弱。 树皮体是中国晚古生代煤中特有的显微组分，尤其在我国南方晚二叠世龙潭组煤中普遍 存在，含量很高。在煤中常以轮廓清楚的宽条带状或碎片状出现。世界闻名的“乐平煤”就 是由树皮体高度富集，形成典型的树皮残植煤，其中树皮体含量大于 50%或更高。 6）藻类体（Alginite） 藻类体是由藻类形成的组分。煤中常见的藻类体是绿藻和蓝绿藻，如皮拉藻、轮奇藻 等。它们是由几十个至几百个黄绿色单细胞组成的群体，单细胞个体直径为 5—10µm，呈 放射状、菊花状排列，纵切面为椭圆形、纺锤形。群体直径几十至几百 µm，群体中有时中 部有空洞或裂口，成为群体的中央空隙。群体外缘不规则，表面呈蜂窝状或海绵状结构， 其中深色斑点为胞腔。分解程度较深时，结构模糊或完全不显结构。在透射光下，透明并 呈淡黄绿色、柠檬黄色、黑褐色等。反射光下，呈各种色调的灰色、深灰色、低突起。油 浸反射光下近乎黑色。山西浑源二叠纪煤中就有藻类体形成的煤。 7) 类脂碎屑体（Liptodetrinite）
显微组分（Maceral）是指煤在显微镜下能够区别和辨识的最基本的组成成分，是显微 镜下能观察到的煤中成煤原始植物残体转变而成的有机成分。煤不是均一的物质，而是由各 种不同的组分所组成。与矿物组成的形式相同，煤由显微组分组成，但有差别。一种矿物特 征是有非常确定的化学成分，其物质是均一的，而且大多数矿物实际上是晶质的。反之，煤 的一种显微组分在其化学成分和物理性质上相近，但有很大变化，并且是非晶质的。
孢子多见于古生代的煤中，花粉主要出现在中生代、新生代的煤中。 2)角质体 ( Cutinite ) 角质体是由植物的角质层转变而来的组分，又是由一种复杂的脂类混合物质所组成。 它存在于植物的叶、枝、芽的最外层。具有保护植物组织的作用。在显微镜下呈现宽度不等 的长条带状，其一边外缘平滑，而另一边（内缘）呈现明显锯齿状，转折端为尖角状。有时 角质层被挤压成叠层状或盘肠状，末端折曲处多带尖角状折曲等特征（图版 1-f），故易于与 大孢体相区别。 3)树脂体(Resinite) 树脂体是植物分泌组织——树脂道的分泌物。当植物受伤时流出体外，保护植物不致 干枯腐烂，并具有防止微生物侵袭作用，它的化学性质稳定，能较好的保存在煤中，它的 形状多样，主要为圆形、椭圆形，也有不规则形状，轮廓清楚，没有结构。有时充填在有 细胞结构的胞腔中。透射光下呈黄色、浅黄色，透明到半透明，反射光下呈灰色，低突起， 表面均一，无结构，轮廓清楚，易识别，其化石为琥珀，是工艺美术的原料。我国抚顺古新 近纪煤中富含树脂体。 4）本栓质体（Suberinite） 本栓质体是指植物木栓层细胞壁, 主要是由植物茎（少数由根）的周皮组织中木栓层转 变而来。细胞腔有时中空，有时充填团块镜质体。由多层扁平的长方形木栓细胞所组成，排 列规则。具有栓质化的细胞壁，其主要成分是木栓素，具有抵抗高温、强酸和细菌的能力， 并具有不透水、不透气，它是构成植物良好的保护组织。因此，它能较好的保存在煤中。多 数木栓保持原有木栓细胞的形态和结构特征。其纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造，弦切面呈鳞 片状，胞腔内充填鞣质或凝胶质（图版 1-g）。在煤中呈碎片状和长条状存在。木栓质体多 是褐煤显微组分，但我国中新生代的低级烟煤中常见木栓质体。 5）树皮体（Barkinite） 是由细胞壁和细胞腔充填物都已栓化的植物茎或根的形成层以外的所有组织形成的类 脂组分（图版 1-h）。树皮体的颜色，在油浸反射光和投射光下都不均匀；蓝光激发下荧光 强度中等或较弱。 树皮体是中国晚古生代煤中特有的显微组分，尤其在我国南方晚二叠世龙潭组煤中普遍 存在，含量很高。在煤中常以轮廓清楚的宽条带状或碎片状出现。世界闻名的“乐平煤”就 是由树皮体高度富集，形成典型的树皮残植煤，其中树皮体含量大于 50%或更高。 6）藻类体（Alginite） 藻类体是由藻类形成的组分。煤中常见的藻类体是绿藻和蓝绿藻，如皮拉藻、轮奇藻 等。它们是由几十个至几百个黄绿色单细胞组成的群体，单细胞个体直径为 5—10µm，呈 放射状、菊花状排列，纵切面为椭圆形、纺锤形。群体直径几十至几百 µm，群体中有时中 部有空洞或裂口，成为群体的中央空隙。群体外缘不规则，表面呈蜂窝状或海绵状结构， 其中深色斑点为胞腔。分解程度较深时，结构模糊或完全不显结构。在透射光下，透明并 呈淡黄绿色、柠檬黄色、黑褐色等。反射光下，呈各种色调的灰色、深灰色、低突起。油 浸反射光下近乎黑色。山西浑源二叠纪煤中就有藻类体形成的煤。 7) 类脂碎屑体（Liptodetrinite）
4煤岩学基础-1详解
2018/10/11
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一、宏观煤岩成分
4、暗煤
暗煤一般呈灰黑色，光泽暗淡，密度大，内生裂隙不发育， 断面粗糙，致密坚硬具韧性。常以较厚的分层出现，其至单独 成层。
显微镜下观察，暗煤的组成复杂多样，其特征和性质取决 于显微组成。 富含惰质组的暗煤 ，宏观往往略带丝绢光泽，挥 发分低，粘结性弱； 富含壳质组的暗煤 ，略带油脂光泽，挥发 分和氢含量较高，粘结性较好； 含大量粘土矿物的暗煤 ，则密 度大，灰分产率高。
16
一、煤的光学性质
（一）颜色
5 、反射荧光色：煤的磨光面用蓝光或紫外光激发而呈现的 颜色，称为反射荧光色。 反射荧光色随煤岩组分和煤化程度的不同而变化，常见有绿 黄色、黄色、棕色等。随煤化程度的增高，荧光减弱，至高价 煤荧光消失。
2018/10/11
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一、煤的光学性质
（二）光泽
煤的光泽 ：煤的断面对可见光的反光能力。 煤光泽强弱与煤岩成分、煤化程度和煤的成因类型的关系: 1、镜煤﹥亮煤﹥暗煤 丝炭呈丝绢光泽 2、随煤化程度提高而增强： – 暗淡光泽→沥青光泽→玻璃光泽→金刚光泽→似金属光泽 – 褐煤－暗淡光泽 长焰煤－沥青光泽 气煤－强沥青光泽或弱玻璃光泽 肥煤－玻璃光泽 焦、瘦煤－强玻璃光泽 贫煤－金刚光泽 无烟煤－似金属光泽 3、腐植煤﹥腐泥煤
惰质组>镜质组>壳质组 强还原煤<弱还原煤
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二、煤的机械性质及空间结构性质
（3）煤的耐磨硬度：指用磨料抛光时显微组分的抗磨强度。 软的显微组分磨损快，容易凹下，硬的显微组分磨损慢，相对突 出，显示突起。 • 煤的耐磨硬度与煤的煤化程度、显微组分的关系：在低、中 煤级煤中，丝炭比较硬，在磨光面上显示突起，而镜煤的比较 软，不显突起；随着煤级的增高，镜煤和丝炭抗磨硬度逐渐接 近。
第三章 煤岩学
团块镜质体
镜下待征：为均一团块状。大 多呈圆形、椭圆形、纺捶形或 多少带有棱角状的轮廓清晰的 均质块体。可单独出现或充填 于细胞腔中(此时其大小与植物
细胞腔一致，为50一100μm)，
也可成为较大的圆形或椭圆形 的单个体，最大的可超过 300μm。反光油浸镜下为深灰 或浅灰色,透射光下为淡红色至 红褐色，正交偏光镜下呈均匀 消光现象。
1.镜质组(Vitrinite)
它是腐植煤中最主要的显微组分.来源于由植物茎、叶的木质纤维组织，
经凝胶化作用(也称镜煤化作用)形成的各种凝胶体。镜质组的透明程度按 变质程度由低到高，透光色从橙红(长焰煤)到红棕色(肥煤,焦煤)，直到不
透明(焦煤以后)；反光色从深灰(长焰煤)到浅灰(焦煤)，直到白色(无烟煤)
2 壳质组（exinite)
壳质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，即袍子、角质、树皮、树脂及渗出沥 青等。此类组分在分类中称壳质组或稳定组。该组组分均 具有可辨认的持定形态持征。在反光油浸镜下呈灰黑色至 在透光镜下呈柠檬黄、桔黄或桔红色，轮廓清楚, 形态特 殊，具有明显的荧光效应。在蓝光激发下的反光荧光色为 浅绿黄色、亮黄色、桔黄色、橙灰褐色和褐色，其荧光强 度随变质程度的差异和组分不同而强弱不一。
随变质程度增加变成淡红色，到中变质阶段则呈与镜质
组相似的红色。荧光性也随变质程度增加而消失。
在煤中按其组分来源及形态特征可分为下列组分。
孢子是一些植物所产生的一种有繁殖或休眠作用的细胞，能直接发育 成新个体。孢子一般微小，单细胞。由于它的性状不同，发生过程和 结构的差异而有不同名称：
植物通过无性生殖产生的孢子叫“无性孢子”
藻类体
煤岩学基础
煤岩学基础一、煤岩学概念煤是由有机物质和无机矿物质混合组成的一种固体可燃有机岩。
煤岩学是把煤作为一种有机岩石，用岩石学的方法研究煤的物理性质、化学组成和工艺性质，进而确定其成因及合理用途的科学。
肉眼观察，煤是由各种宏观煤岩成分组成的，这些宏观煤岩成分组合成不同的宏观煤岩类型。
用显微镜观察时煤则由各种显微煤岩组分组成，这些显微煤岩组分组合成不同的显微煤岩类型。
不同的宏观煤岩成分和宏观煤岩类型由不同的显微煤岩类型组成。
不同的煤层，由于原来聚积条件不同，其煤岩组成也不相同。
在煤化过程中，各种煤岩组成均发生了深刻变化。
二、宏观煤岩特征1．腐植煤的宏观煤岩成分宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。
镜煤和丝炭是简单的煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂的煤岩成分。
镜煤的颜色深黑、光泽强，是煤中颜色最深和光泽最强的成分。
其质地纯净、结构均一，具贝壳状断口和内生裂隙。
丝炭外观像木炭，颜色灰黑，具明显的纤维状结构和丝绢光泽，丝炭疏松多孔、性脆易碎、能染指。
丝炭的胞腔有时被矿物质充填，称为矿化丝炭，矿化丝炭坚硬致密、相对密度较大。
在煤层中，丝炭常呈扁平状透镜体沿煤层的层理面分布，厚度多在1～2 mm至几毫米之间，有时能形成不连续的薄层；个别地区丝炭层的厚度可达几十厘米以上。
亮煤的光泽仅次于镜煤，一般呈黑色、较脆易碎，断面比较平坦、相对密度较小。
亮煤的均一程度不如镜煤，表面隐约可见微细层理。
亮煤有时也有内生裂隙但不如镜煤发育。
在煤层中，亮煤是最常见的宏观煤岩成分，常呈较厚的分层，有时甚至组成整个煤层。
暗煤的光泽暗淡，一般呈灰黑色、致密坚硬、相对密度大，韧性强，不易破碎，断面比较粗糙，一般不发育内生裂隙。
在煤层中，暗煤是常见的宏观煤岩成分，常呈厚、薄不等的分层，也可组成整个煤层。
2．腐植煤的宏观煤岩类型各种宏观煤岩成分的组合有一定的规律性，造成煤层中有光亮分层也有暗淡分层。
这些分层厚度一般为十几厘米至几十厘米，在横向上比较稳定。
煤炭分类与煤岩学基础
类 别
符号
数码 Vdaf / %
16 26 36 ＞10.0~20.0 ＞20.0~28.0 ＞28.0~37.0
分 类 GRI
（＞85） （＞85） （＞85）
指 标 Y / mm
＞25.0 ＞25.0 ＞25.0
b/%
（＞150） （＞150） （＞220）
肥
煤
FM
1/3 焦 煤 气 肥 煤
1/3JM QF
煤炭分类与煤岩学基础
“中国煤炭分类”（GB57511986），首先根据煤化程度，将 所有煤分为无烟煤、烟煤和褐煤。 共划分为14个大类和17个小类。
褐煤
烟煤
无烟煤
V>37.0%
V>10.0%
V≤10.0%
反映煤化程度的指标
反映煤化程度的指标主要有干燥无灰基挥发分 （Vdaf）、干燥无灰基氢元素含量（Hdaf）、 目视比色透光率（PM）、恒湿无灰基高位发热 量（Q gr, maf）等。此外，在研究煤质时， 还经常用到碳元素含量（Cdaf）、镜质组最大 反射率（Rmax）等。
丝炭外观象木炭，颜色灰黑，具有明显的 纤维状结构和丝绢光泽。丝炭疏松多孔， 性脆易碎，碎后成为纤维状或粉末状，能 染指。在煤层中丝炭的数量一般不多。
性质：致密坚硬、比重大，H低、C高，V 低，无粘结性，孔隙大。
镜质组
透射光下呈橙红色，透明或半透 明，较均一，不含或少含矿物质， 见垂直裂纹。普通反射光下呈灰 色，油浸反射光下呈深灰色，无 突起。
PM
11
贫瘦煤
PS
12
＞10.0~20.0
＞5~20
瘦 煤
SM
13 14
＞10.0~20.0 ＞10.0~20.0
煤岩学中有关煤的最主要的几个指标
煤岩学中有关煤的最主要的几个指标
煤岩学分析近年来发展很快，在煤质评价、优化配煤、炼焦生产中已广泛应用。
其研究方法源于地质学，主要研究工具是光学显微镜。
1、煤岩组成
要据形成的条件、过程和性质不同，显微镜下煤的显微组分可分为：
镜质组：主要由成煤植物的纤维形成，在结焦过程中能熔融、粘结，是活性物质。
丝质组：也主要由成煤植物的纤维形成，但和镜质组形成条件不同。
在结焦过程中不熔融、粘结，基本上保持原来的形态，是惰性物质。
半镜质组：介于镜质组和丝质组之间的一过度性组分。
稳定组：由植物的繁殖器官、保护器官等化学性质稳定的部分形成，挥发分高，是一种活性物质。
肥煤变质程度以后基本上消失，融为镜质组。
矿物：主要为无机矿物。
如石灰石、硫铁矿、石英、硅藻土、硫酸盐等。
煤的岩相组成在成煤过程中第一阶段即泥炭化阶段就已经确定下来。
2、镜质组反射率
该指标可以准确表征煤的变质程度。
一般的，该值高，其变质程度高，一般相应的，挥发分低，固定碳含量高，氢含量低。
3、镜质组反射率分布
该指标可以比较准确的反映炼焦煤的质量。
在控制炼焦煤质量方面，可以用来鉴定混煤。
单一煤有且只有一个峰，由几种煤混配而成，就有几个峰（见图）。
基本上单一煤严重混洗混配煤
利用反射率分布鉴定混煤，是目前唯一一种科学准确的方法，在控制炼焦精煤质量方面有着重要的意义。
变质程度不同的煤混合，反射率分布范围明显变大，甚至出现两个、多个峰；而变质程度相近的煤混合，反射率分布基本上还只出现一个峰，由于变质程度接近，其结焦性相近，所以也就没有必要再区分它们了。
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• 镜质组：透射光呈橙红\棕红\棕黑\黑， 透明或半透明，较均一，不含或少含矿 物质。普通反射光下呈灰色，油浸反射 光下呈深灰色灰\浅灰\白，无突起。
1、煤的有机显微组分
• 惰质组（丝质组）：透射光下呈棕黑到黑色 ，不透明。反射光下突起高，呈白色，油浸 反射光时呈亮白色。
• 壳质组：透射光下透明到半透明，呈黄色或 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，蓝光激发下绿黄色\亮黄色\ 橙黄色\褐色。
无定型无结构
基质镜质体，粗粒体，树皮体
均质镜质体（中部），小孢子体，粗粒体
基质镜质体，粗粒体，树皮体
D微粒体：呈圆形，粒径很小，一般小于1 微米，往往呈分散状态存在于无结构镜质 体体中，有时充填于镜质组的孢腔中。
透射光， 结构镜质 体
微粒体
E碎屑镜质体，碎屑惰质体。
E菌类体：由菌类和分泌物（主要指树脂） 形成的惰质体。
透射光，均质镜质体
b 基质镜质体： 由植物的木质纤维组织经凝胶化作用彻底 分解，胶体溶液凝聚而成。 不显示任何细胞结构 没有固定形态 胶结其他各种显微组分
透射光，基质镜质体，粗粒体、树皮体
透射光，富氢基质镜质体（橙红色）， 结构半镜质体（暗红色）
透射光，结构镜质体，基质镜质体，小孢 子，角质体
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
D、树脂体：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 状 透射光：黄色、浅黄色，透明或半透明
透射光，微暗亮煤；树脂体。
透射光，树脂体（黄色）
透射光，树脂体，基质镜质体，小袍子体等
透射光，树脂体。
A、孢子体：包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为0.1-0.3mm 雄性的孢子体一般小于0.1mm，称小孢子。 在煤中被挤压呈扁平体，纵切面为封闭的 长环状，折曲处呈钝圆形。
透射光，大胞子体
在煤中被挤压呈扁平体，纵切 面为封闭的长环状，折曲处呈
钝圆形。
基质镜质体（红），孢子体和树皮体（黄）
• 丝炭化作用：在积水较少、湿度不足的条件下，木 质纤维组织经脱水作用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丝炭化组分 。
• 火焚作用：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，组分细胞结构完整清晰，且由于 没有经受凝胶化作用，细胞壁没有发生吸水膨胀，因 此，胞壁薄。煤中含量在10－20％，对煤的性质有重 要影响。
• 植物组织经凝胶化作用并经煤化作用后形成镜质组 。
1.1 镜质组（又称凝胶化组分）的成因
• 根据凝胶化程度的不同，镜质组还可细分为：
• 结构镜质体:
•
结构镜质体1，结构镜质体2
• 无结构镜质体
•
均质结构镜质体 胶质镜质体
•
基质镜质体 团块镜质体
• 碎屑体
A、结构镜质体：
能在显微镜下见到一定植物细胞结构。 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化 细胞壁。 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。
透射光，小孢子体，角质体
C、木栓质体： 主要由植物的周皮组织中木栓层转变而来 有多层扁平的长方形木栓细胞壁组成，排 列规则；细胞腔有时中空，有时充填团块 镜质体 纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造 弦切面呈鳞片状
透射光，木栓质体，胞腔充填团块镜质体
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
鞣质体 细胞分 泌物转 变成的 团块腐 植体。
煤岩学研究的目的在于：通过煤岩成分的鉴定来阐 明煤的成因和煤岩成分在成煤过程中的变化对煤质的影 响，更合理地进行煤的分类，并搞清楚煤岩成分的各种 不同的物理、化学及工艺性质，从而指导煤的合理利用 和工艺加工。
主要内容： 煤岩组成的研究方法； 有机显微组分的特征及其成因； 煤岩学应用
第一节 概述
• 1、什么是煤岩学？ 用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。
煤的岩石组成煤岩学基 础
2020年4月28日星期二
第四章 煤的岩相组成
煤是一种有机生物岩，煤岩学是用研究岩石的方法 来研究煤的学科。它是与煤地质学、古生物学、煤化学 和煤工艺学等学科相关的一门边缘学科。
它以显微镜为主要工具，兼用肉眼和其他技术手段， 研究自然状态下煤的岩相组成、成因、结构、性质、煤 化度及其加工利用特性。
C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、 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10~100 微米或更大。
透射光，粗粒体，孢子体，基质镜质体。
浑圆形颗粒，透射光下黑褐色，反射光下白色至浅灰色
粗粒体．孢子体，镜质体。
角质体，基质镜质体，粗粒体。
蜂窝状、 似菊花状 。
发射荧光 ，蓝光激 发
结构镜质组、结构半镜质组、半丝质组渐变过渡
1.3、壳质组（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稳定组分 。
• 2、煤岩学研究方法 • 宏观方法－用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、
条痕色、光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型 、判断煤的性质。适用于野外勘探和采煤工作，太 粗略。 • 微观方法－用显微镜研究煤
由于浸油的折光率与物镜透镜
微观方法－用显微镜研究光煤学玻璃的折光率相近，使物镜 透镜与光片之间形成一个介质均
d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。
Байду номын сангаас木栓质体 ，胞腔充 填团块镜 质体
d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。
C、碎屑镜质体
由镜质组碎屑（＜10微米）组成，呈粒状或不规则形状
1.2、惰质组（又称丝质组）的成因
• 丝质组是通过丝炭化作用或火焚作用形成。
透射光，富氢基质镜质体，红色中显黄色调
透射光，富氢基质镜质体，红色中显黄色调
c 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 沉淀物。
充填于细胞腔或裂隙中的均一致密的胶状 无结构镜质体。
数量很少
无确定形态，不含其他杂质
一种真正没有结构的凝胶
透射光，结构镜质体，胶质镜质体
3.1显微煤岩组分分类与命名 关于煤岩显微组分的分类，国内外曾提出许
多分类方案，名词术语也不尽一致。 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；煤田地质部门 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。 煤炭使用部门
（1）中国烟煤显微组分的分类与命名
透射光下：薄片 2×匀2的cm整，体厚，0使.02射m入m物。镜根的据成颜象光
色、形态和结构识别显线微增煤多岩，组提分高、了判视断野煤中的各性显质微组 在普反通射反光射下光：或光油片浸反直分易变射径质影于光2 系象识下cm列的别，，中反。根厚，差从据1.在和长颜5-油清焰2色c浸晰 煤、m物度 到形圆镜， 无态柱下使 烟、体反其 煤结。射更 的 构、突起、反光性等特率征增识长别了煤十岩几组倍分，、而判在断干煤物的镜性下
凝胶和丝炭化作用也可能交替发生，除完 全丝炭化的物质不可能再进行凝胶化外， 处于丝炭化过程中的中间产物都可以再凝 胶化；处于凝胶化任何阶段的产物也都可 再进行丝炭化，半丝质体、微粒体和无结 构丝质体等就是这样形成的。
A丝质体
镜下特征：保存着明显的细胞结构，胞腔大 而胞壁薄，胞腔形状有长方形、圆形或扁圆 形。反射油浸镜下呈亮白色或亮黄白色，高 突起；透射光下呈黑色。在煤中常呈透镜状 或碎块状出现，有时可成一薄层而形成单组 分。
• 稳定组分在煤中的含量不大，对煤的性 质影响很小。个别情况下，有稳定组分 富集的煤出现，如乐平树皮煤、抚顺烛
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
• 煤中常见的稳定组分有：孢子体、 树脂体、角质体、木栓体、藻类体等。 稳定组分在透射光下透明到半透明，呈 现黄色到橙红色，轮廓清楚，外形特殊 ；在反射光下呈现深灰色，大多数有突 起。
透射光，松柏银杏结构镜质体，横切面示 生长年轮。
透射光，鳞木结构镜质体
透射光，真菌结构(镜质)体。
透射光，科达木结构镜质体，横切面， 正方形或近等径多边形大管腔
透射光，科达木结构镜质体，径切面，显示 交叉场或紧挤的纹孔
透射光，结构镜质体（红），树脂体（黄）
透射光，松柏-银杏结构镜质体，木质部 ，胞腔充满树脂体
透射光，光面大孢子体，厚壁小孢子体
透射光，小孢子体，角质体
透射光，均质镜质体，小孢子
B、角质体：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。
呈宽度不等的长条带状
特征：一边外缘平滑 另一边呈明显的锯齿 状 转折端为尖角状
透射光，角质体
透射光，角质体
透射光，均质镜质体，角质体镶边
1.1 镜质组（又称凝胶化组分）的成因
• 通过凝胶化作用形成。成煤植物的组织在气流 闭塞、积水较深的沼泽环境下:
• 一方面微生物作用下，分解、水解、化合形成新的 化合物并破坏植物组织器官的细胞结构；
• 另一方面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。
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：高岭石，伊利石，水云母，… 硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…
1、煤的有机显微组分
• 惰质组（丝质组）：透射光下呈棕黑到黑色 ，不透明。反射光下突起高，呈白色，油浸 反射光时呈亮白色。
• 壳质组：透射光下透明到半透明，呈黄色或 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，蓝光激发下绿黄色\亮黄色\ 橙黄色\褐色。
无定型无结构
基质镜质体，粗粒体，树皮体
均质镜质体（中部），小孢子体，粗粒体
基质镜质体，粗粒体，树皮体
D微粒体：呈圆形，粒径很小，一般小于1 微米，往往呈分散状态存在于无结构镜质 体体中，有时充填于镜质组的孢腔中。
透射光， 结构镜质 体
微粒体
E碎屑镜质体，碎屑惰质体。
E菌类体：由菌类和分泌物（主要指树脂） 形成的惰质体。
透射光，均质镜质体
b 基质镜质体： 由植物的木质纤维组织经凝胶化作用彻底 分解，胶体溶液凝聚而成。 不显示任何细胞结构 没有固定形态 胶结其他各种显微组分
透射光，基质镜质体，粗粒体、树皮体
透射光，富氢基质镜质体（橙红色）， 结构半镜质体（暗红色）
透射光，结构镜质体，基质镜质体，小孢 子，角质体
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
D、树脂体：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 状 透射光：黄色、浅黄色，透明或半透明
透射光，微暗亮煤；树脂体。
透射光，树脂体（黄色）
透射光，树脂体，基质镜质体，小袍子体等
透射光，树脂体。
A、孢子体：包括孢子和花粉的外包壁 雌性的孢子体称大孢子，直径为0.1-0.3mm 雄性的孢子体一般小于0.1mm，称小孢子。 在煤中被挤压呈扁平体，纵切面为封闭的 长环状，折曲处呈钝圆形。
透射光，大胞子体
在煤中被挤压呈扁平体，纵切 面为封闭的长环状，折曲处呈
钝圆形。
基质镜质体（红），孢子体和树皮体（黄）
• 丝炭化作用：在积水较少、湿度不足的条件下，木 质纤维组织经脱水作用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丝炭化组分 。
• 火焚作用：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，组分细胞结构完整清晰，且由于 没有经受凝胶化作用，细胞壁没有发生吸水膨胀，因 此，胞壁薄。煤中含量在10－20％，对煤的性质有重 要影响。
• 植物组织经凝胶化作用并经煤化作用后形成镜质组 。
1.1 镜质组（又称凝胶化组分）的成因
• 根据凝胶化程度的不同，镜质组还可细分为：
• 结构镜质体:
•
结构镜质体1，结构镜质体2
• 无结构镜质体
•
均质结构镜质体 胶质镜质体
•
基质镜质体 团块镜质体
• 碎屑体
A、结构镜质体：
能在显微镜下见到一定植物细胞结构。 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化 细胞壁。 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。
透射光，小孢子体，角质体
C、木栓质体： 主要由植物的周皮组织中木栓层转变而来 有多层扁平的长方形木栓细胞壁组成，排 列规则；细胞腔有时中空，有时充填团块 镜质体 纵切面呈叠砖状或叠瓦状构造 弦切面呈鳞片状
透射光，木栓质体，胞腔充填团块镜质体
透射光，木栓质体（黄色），鞣质体（红色）
鞣质体 细胞分 泌物转 变成的 团块腐 植体。
煤岩学研究的目的在于：通过煤岩成分的鉴定来阐 明煤的成因和煤岩成分在成煤过程中的变化对煤质的影 响，更合理地进行煤的分类，并搞清楚煤岩成分的各种 不同的物理、化学及工艺性质，从而指导煤的合理利用 和工艺加工。
主要内容： 煤岩组成的研究方法； 有机显微组分的特征及其成因； 煤岩学应用
第一节 概述
• 1、什么是煤岩学？ 用岩石学的观点和方法研究煤的组成和性质。
煤的岩石组成煤岩学基 础
2020年4月28日星期二
第四章 煤的岩相组成
煤是一种有机生物岩，煤岩学是用研究岩石的方法 来研究煤的学科。它是与煤地质学、古生物学、煤化学 和煤工艺学等学科相关的一门边缘学科。
它以显微镜为主要工具，兼用肉眼和其他技术手段， 研究自然状态下煤的岩相组成、成因、结构、性质、煤 化度及其加工利用特性。
C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、 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10~100 微米或更大。
透射光，粗粒体，孢子体，基质镜质体。
浑圆形颗粒，透射光下黑褐色，反射光下白色至浅灰色
粗粒体．孢子体，镜质体。
角质体，基质镜质体，粗粒体。
蜂窝状、 似菊花状 。
发射荧光 ，蓝光激 发
结构镜质组、结构半镜质组、半丝质组渐变过渡
1.3、壳质组（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稳定组分 。
• 2、煤岩学研究方法 • 宏观方法－用肉眼或放大镜观察煤，根据其颜色、
条痕色、光泽、硬度、断口等特征，识别煤岩类型 、判断煤的性质。适用于野外勘探和采煤工作，太 粗略。 • 微观方法－用显微镜研究煤
由于浸油的折光率与物镜透镜
微观方法－用显微镜研究光煤学玻璃的折光率相近，使物镜 透镜与光片之间形成一个介质均
d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。
Байду номын сангаас木栓质体 ，胞腔充 填团块镜 质体
d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。
C、碎屑镜质体
由镜质组碎屑（＜10微米）组成，呈粒状或不规则形状
1.2、惰质组（又称丝质组）的成因
• 丝质组是通过丝炭化作用或火焚作用形成。
透射光，富氢基质镜质体，红色中显黄色调
透射光，富氢基质镜质体，红色中显黄色调
c 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 沉淀物。
充填于细胞腔或裂隙中的均一致密的胶状 无结构镜质体。
数量很少
无确定形态，不含其他杂质
一种真正没有结构的凝胶
透射光，结构镜质体，胶质镜质体
3.1显微煤岩组分分类与命名 关于煤岩显微组分的分类，国内外曾提出许
多分类方案，名词术语也不尽一致。 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；煤田地质部门 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。 煤炭使用部门
（1）中国烟煤显微组分的分类与命名
透射光下：薄片 2×匀2的cm整，体厚，0使.02射m入m物。镜根的据成颜象光
色、形态和结构识别显线微增煤多岩，组提分高、了判视断野煤中的各性显质微组 在普反通射反光射下光：或光油片浸反直分易变射径质影于光2 系象识下cm列的别，，中反。根厚，差从据1.在和长颜5-油清焰2色c浸晰 煤、m物度 到形圆镜， 无态柱下使 烟、体反其 煤结。射更 的 构、突起、反光性等特率征增识长别了煤十岩几组倍分，、而判在断干煤物的镜性下
凝胶和丝炭化作用也可能交替发生，除完 全丝炭化的物质不可能再进行凝胶化外， 处于丝炭化过程中的中间产物都可以再凝 胶化；处于凝胶化任何阶段的产物也都可 再进行丝炭化，半丝质体、微粒体和无结 构丝质体等就是这样形成的。
A丝质体
镜下特征：保存着明显的细胞结构，胞腔大 而胞壁薄，胞腔形状有长方形、圆形或扁圆 形。反射油浸镜下呈亮白色或亮黄白色，高 突起；透射光下呈黑色。在煤中常呈透镜状 或碎块状出现，有时可成一薄层而形成单组 分。
• 稳定组分在煤中的含量不大，对煤的性 质影响很小。个别情况下，有稳定组分 富集的煤出现，如乐平树皮煤、抚顺烛
1.3、壳质组（又称稳定组）的成因
• 煤中常见的稳定组分有：孢子体、 树脂体、角质体、木栓体、藻类体等。 稳定组分在透射光下透明到半透明，呈 现黄色到橙红色，轮廓清楚，外形特殊 ；在反射光下呈现深灰色，大多数有突 起。
透射光，松柏银杏结构镜质体，横切面示 生长年轮。
透射光，鳞木结构镜质体
透射光，真菌结构(镜质)体。
透射光，科达木结构镜质体，横切面， 正方形或近等径多边形大管腔
透射光，科达木结构镜质体，径切面，显示 交叉场或紧挤的纹孔
透射光，结构镜质体（红），树脂体（黄）
透射光，松柏-银杏结构镜质体，木质部 ，胞腔充满树脂体
透射光，光面大孢子体，厚壁小孢子体
透射光，小孢子体，角质体
透射光，均质镜质体，小孢子
B、角质体：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。
呈宽度不等的长条带状
特征：一边外缘平滑 另一边呈明显的锯齿 状 转折端为尖角状
透射光，角质体
透射光，角质体
透射光，均质镜质体，角质体镶边
1.1 镜质组（又称凝胶化组分）的成因
• 通过凝胶化作用形成。成煤植物的组织在气流 闭塞、积水较深的沼泽环境下:
• 一方面微生物作用下，分解、水解、化合形成新的 化合物并破坏植物组织器官的细胞结构；
• 另一方面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。
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：高岭石，伊利石，水云母，… 硫化物类矿物：黄铁矿，白铁矿，… 碳酸盐类矿物：方解石，菱铁矿，… 氧化物类矿物：石英，… 硫酸盐类矿物：石膏，…