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中国煤岩特徵

(2019-09-14 01:03:33) 百科综合
中国煤岩特徵

中国煤岩特徵

煤岩特徵指的是煤的岩相组成、成因、结构、性质、煤化程度及其加工利用特性等。中国煤炭资源丰富,煤类齐全,煤岩特徵突出。煤岩总体特徵聚煤期多等。

基本介绍

  • 中文名:中国煤岩特徵
  • 外文名:petrological characteristic of Chinese coal 
  • 学科:煤岩学
  • 特徵:聚煤期多等

煤岩特徵

(1)聚煤期多。由于不同地质时代成煤植物及聚煤环境不同,形成了各种成因类型的煤。①早古生代,在浅海环境下,广泛发育菌藻类低等植物,形成并演化成腐泥无烟煤或石煤。②泥盆纪,在滨海环境下,裸蕨类及原始鳞木等高等植物繁衍,形成了典型的角质残植煤。③晚二叠世在潮坪环境下,由辉木、鳞木等植物的树皮体,富集成树皮残植煤,这种特殊类型的残植煤,仅见于中国。④白垩纪,松科、杉科等裸子植物大量繁殖,树脂体经搬运、聚积而形成树脂残植煤。⑤石炭纪、二叠纪、侏罗纪等主要聚煤期,则以腐植煤为主,也有腐泥煤、腐植腐泥煤等成因类型的煤。油页岩主要发育在石炭系、二叠系和早第三系。
(2)晚古生代一些形成于潮滩环境的煤层,在泥炭沼泽发育过程中经常受到海水浸漫,海相动物及其碎片带入沼泽,致使在煤层的钙质夹矸中,甚至在煤中,常含有丰富的有孔虫、棘皮动物、腕足类、瓣鳃类等多门类海相化石。
广西和贵州东部晚二叠世形成于局限碳酸盐台地潮滩的煤层,受海水影响更明显,保存有大量黄铁矿化的硫细菌和硫酸盐还原菌,成煤植物中有丰富的菌藻类低等植物参与,形成了世界上少见的特高有机硫煤。
(3)西北、华北一些形成于早、中侏罗世内陆泥炭沼泽的煤,惰质组含量高,使低、中煤级烟煤的粘结性降低或丧失,煤类以弱粘煤和不粘煤为主。
(4)一些晚古生代和中生代煤田,由于受中生代以来强烈构造和岩浆活动的影响,煤区域岩浆热变质作用强烈,无烟煤占很大比例。因而,在显微煤岩组成上,具各向异性组分发育,并常见热液成因矿物。

各主要聚煤期煤岩特徵

晚石炭世早二叠世煤

晚石炭世、早二叠世是中国重要的聚煤期,煤炭资源广泛分布于华北、西北及东北地区。煤类齐全,产量居各时代之首。其聚煤环境以广阔的滨海平原及三角洲平原为主,气候湿润,繁衍着茂密的森林沼泽,沼泽植被以石松纲鳞木类和裸子植物的科达类高大乔木植物为主,晚期种子蕨类植物渐占优势。
该聚煤期煤的成因类型以腐植煤为主。山西浑源、蒲县,山东新汶、滕州,江苏徐州等地也见有藻煤、烛煤发育。华北煤盆地北缘的山西河曲、保德等地的太原组,有形成于滨岸泥炭沼泽的角质煤薄层。显微组分以镜质组为主,惰质组次之,壳质组大多不超过10%,且以小孢子体为主,角质体次之。安徽淮南等地二叠纪煤中树皮体较多。
由于华北煤盆地具有北高南低的趋势,海水从东部或东南方向侵入,向西北方向超覆,因而泥炭沼泽的发展和显微煤岩组成呈南北分带的规律。盆地北缘的兴隆、大同北部、準格尔和西缘的石嘴山、韦州等地,太原组和山西组煤层以半暗煤、暗淡煤为主,煤中惰质组含量常达40%以上,矿物含量高,以粘土为主,反映盆缘及泥炭沼泽潜水位较低。从盆地边缘向盆地内部,从北向南,太原组煤层有半亮煤、光亮煤、镜质组含量增高,而惰质组含量减低的趋势,在北部开平、宁武一带,镜质组含量为56%~60%,中部霍西、肥城、济宁一带为76%~85%,而南部徐州、平顶山一带达78%~89%。
在垂向上,太原组煤层中镜质组含量高,均质镜质体较多,薄壁角质体含量稍高,黄铁矿含量较高,反映成煤植物中木本植物较多,沼泽覆水程度和还原程度较强; 山西组煤层中镜质组含量较低,基质镜质体较多,粗粒体、惰屑体和孢子体含量较高,黄铁矿含量低,反映沼泽水位较低,氧化作用较强;石盒子组煤层发育于南部淮南、淮北等地,煤中壳质组含量较高,常达10%以上。

晚二叠世煤

晚二叠世煤炭资源广泛分布在华南地区,中、高煤化烟煤和无烟煤发育。其聚煤环境以沖积平原、滨海三角洲平原、潮滩、潟湖环境为主,也有局限碳酸盐台地环境,气候温暖潮湿,成煤植物以鳞木、辉木为主,也有真蕨类植物和裸子植物。煤的成因类型以腐植煤为主,江西乐平、浙江长广有树皮残植煤,贵州水城有烛藻煤。
晚二叠世煤显微组成的特点之一是,煤中树皮体普遍发育;成为壳质组的主体,江西、贵州、四川等地煤层的一些分层中树皮体富集,可达30%~40%,其聚煤环境大多与滨岸的三角洲平原或潮坪有关。在黔中、川南等地的无烟煤中,根据各向异性亦发现有相当数量的变树皮体。壳质组中有小孢子体、角质体、藻类体等。惰质组以氧化丝质体为主,粗粒体、惰屑体较多,常见微粒体和菌类体。惰质组含量与古陆关係密切,川滇古陆东侧、江南古陆西侧的沖积平原、上三角洲平原,煤中惰质组含量高达30%~40%以上。在低、中煤化烟煤中,镜质组含量大多在70%~75%以下,而在中、高煤化烟煤和无烟煤中,则常达80%~90%以上。
晚二叠世煤中黄铁矿含量较高,形态以微粒状、自形晶、莓粒状和团块状为主,常见有黄铁矿化菌藻类化石和黄铁矿化高等植物组织。在高煤级烟煤和无烟煤中,也有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物矿物。西南地区晚二叠世煤中石英含量较高,同生的石英自形晶普遍发育,常见金红石与粘土矿物共生,反映了源岩玄武岩的成分和地球化学特点。

早中侏罗世煤

早中侏罗世是中国另一重要聚煤期,煤炭资源主要分布在西北和华北一系列大、中型内陆盆地。煤的成因类型以腐植煤为主,在山西大同、陕西黄陇和新疆吐哈等地,有烛煤和腐泥煤。煤级以低煤级烟煤为主。
中侏罗世煤大多形成于湖滨三角洲平原、沖积平原以及沖积扇前缘环境,具有惰质组含量高、壳质组含量低(<3%~5%)和矿物含量低的特点,是低灰、低硫、高挥发分的优质动力用煤。鄂尔多斯盆地厚煤层分布广泛,煤中常见大量凝胶化和丝炭化的裸子植物木质部和凝胶化的周皮组织;惰质组中以氧化丝质体为主,粗粒体较多,原始氧化的楔形裂隙发育,显微煤岩类型以微镜煤、微惰煤和微镜惰煤为主;除粘土矿物和石英外,普遍发育菱铁矿结核;成煤植物以松柏类、银杏类及真蕨类植物为主,反映泥炭沼泽具有淡水、弱覆水、水流活动性较强、介质为弱还原—弱氧化的特点。一般,形成于沖积平原、废弃三角洲朵叶体的煤层,其惰质组含量高达40%~50%以上,而形成于湖湾区或远离河道低洼地区的煤层,则其惰质组含量较低。山西大同大同组的煤层,新疆西山窑组的煤层,也有此特点。有些煤分层中,薄壁角质体镶边的叶角质体局部富集成“落叶层”。
新疆早侏罗世八道湾组煤层的镜质组含量高,为84%~95%。

晚侏罗世早白垩世煤

主要分布在内蒙古东部和东北的一系列断陷盆地。煤的显微组成中以树脂体较多而区别于晚古生代煤和西北、华北的早中侏罗世煤。
内蒙古东部—大兴安岭西侧的煤盆地多,煤层巨厚,有海拉尔、霍林河、胜利等大型褐煤盆地。霍林河盆地形成于沖积扇前浅水湖盆聚煤环境的主採煤层,成煤植物以松柏类和银杏类为主,木质煤含量较高,显微组成中腐植组占90%以上,以腐木质体和碎屑腐植体为主,稳定组中以树脂体和薄壁角质体居多,也有木栓质体、孢子体和沥青质体,菌孢子、菌核和密丝组织等多种菌类体发育。煤中矿物较多,除粉砂级石英、粘土矿物、菱铁矿结核外,还有长石、黑云母。此外,也有岩屑、火山玻璃等,反映盆地近缘的特徵。煤级为暗褐煤—亮褐煤。
黑龙江、吉林、辽宁的晚侏罗世早白垩世煤,以低、中煤级烟煤为主。东部,黑龙江的鸡西、双鸭山、鹤岗等地,煤中镜质组含量为60%~80%;西部,辽宁阜新、铁法和吉林营城等地,煤中镜质组较含量高达70%~95%。在同一盆地内,下部煤层中的惰质组和矿物含量高于上部煤层。

早第三纪煤

主要分布在东北、华北一系列内陆断陷盆地,部分地区与指状海湾沟通。东部的小型断陷盆地有厚煤层发育。煤的成因类型以腐植煤为主,辽宁抚顺、山东黄县、吉林桦甸等盆地出现腐植煤—腐植腐泥煤—腐泥煤—油页岩的连续沉积。煤类多为褐煤;辽宁抚顺等地,由于古地温较高而出现低煤级烟煤。煤的巨观类型以光亮煤和半亮煤为主,显微组成以富含镜质组(腐植组)、贫惰质组(<5%)和含树脂体较多为特色。抚顺煤田树脂体局部富集成“琥珀煤”,抚顺煤田的煤精主要由腐植腐泥基质组成,緻密坚韧,为良好的工艺品材料。
华南地区早第三纪褐煤分布在广东茂名,广西百色、南宁,海南长昌等地。茂名、百争等地褐煤与油页岩共生。

晚第三纪煤

主要分布在云南上百个煤盆地。其中,小龙潭、昭通等煤田赋存有巨厚的褐煤煤层。昭通煤田褐煤的巨观煤岩类型以细屑煤、细屑木质煤为主,也有木质煤和矿化煤。显微组分中腐植组占90%以上。细屑煤主要由草本植物及阔叶类植物降解形成的细屑体以及由根、茎、叶所形成的腐木质体组成;木质煤则以由松、杉等针叶类植物木质部所形成的腐木质体为主组成。煤中可见植物细根及喜湿植物残体,表明其成煤植物複杂多样,堆积方式以原地为主,也有一定的异地成分参与。云南褐煤中发育多种菌类体;由于大多属低煤化的软褐煤,木质部细胞壁残留有相当数量的纤维素和木质素,在正交偏光下具各向异性;常见植物油所形成的萜烯体。云南褐煤蜡含量高的“白泡煤”中,富含矿物沥青质基质和孢粉体、壳屑体等稳定组组分。
台湾中新统3个煤组均含海陆互动相薄煤层。

第四纪煤

分布在东北、云南等地,主要是泥炭,但在云南腾冲盆地由于异常的地热场,更新统已见软褐煤,昆明盆地下更新统滇池组也有软褐煤和暗褐煤煤层发育。

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