煤正常變質作用

煤正常變質作用

指的是褐煤煙煤無煙煤轉變的過程。煤在變質過程中,內部結構、化學組成、物理特徵以及工藝性能都呈有規律的變化。

基本介紹

  • 中文名:煤正常變質作用
  • 外文名:normal metamorphism of coal
  • 定義無煙煤轉變的過程
  • 變化:化學組成
  • 屬於:煤
  • 學科:煤地質學
概念,影響因素,類型,深成變質作用,區域岩漿熱力變質作用,動力變質作用,

概念

褐煤在地下較高的溫度和壓力作用下,轉變成煙煤無煙煤的地球化學作用—煤變質作用。表現在煤的成分、結構發生一系列變化,最為突出的是煤中的腐植酸全部消失,出現了粘結性,光澤增強,碳含量增加。這時褐煤逐漸變質轉化為煙煤。
煙煤的形成溫度約100℃。
煙煤因燃燒時冒煙而得名,一般為黑色,光澤較強,密度稍大。

影響因素

煤變質作用,指的是褐煤煙煤無煙煤轉變的過程。溫度、壓力和作用的持續時間是煤變質的主要因素。煤在變質過程中,內部結構、化學組成、物理特徵以及工藝性能都呈有規律的變化。在三種因素中以溫度因素最重要,因為溫度促使鏡質組中芳香結構發生化學變化,官能團和鍵減少,鏈縮短、縮聚,從而使煤的變質程度增高。時間因素指煤受熱的持續時間,煤經受溫度高於50~60℃時,其持續的時間越長,煤的變質程度就越高。上述時間因素與溫度因素的關係,主要是對深成變質作用而言。
至於區域岩漿熱變質作用與接觸變質作用,由於經受源於岩漿的溫度高,受熱的時間較短,量化研究尚少。從受熱持續時間而言,以深成變質作用最長,區域岩漿熱變質作用次之,接觸變質作用最短。壓力是煤變質不可缺少的因素,它主要促使煤的物理結構發生變化。由於煤對溫度和壓力的反應比圍岩靈敏,當褐煤變成煙煤、無煙煤時,圍岩一般不發生變質。因此,從褐煤轉變為煙煤、無煙煤的作用,實際上僅大致相當於沉積岩的成岩作用;而煤進一步轉變為石墨、天然焦的作用則與沉積岩的變質作用相當。但對煤來說,則都稱為變質作用。
(1)溫度:溫度是影響煤變質的主要因素。地溫增高,煤化程度增高。
(2)壓力:壓力也是引起煤變質的因素之一。由於上覆岩層沉積厚度不斷增大,使地下的岩層、煤層受到很大的靜壓力,導致煤和岩石的體積收縮,在體積收縮的過程中,發生內摩擦而放出熱量,使地溫升高,間接地促進煤的變質。此外在地殼運動的過程中,還會產生一定方向的構造應力,在構造應力的作用下,形成斷裂構造,斷裂兩側岩塊相對位移時,放出熱量,也可引起煤變質。
(3)時間:時間是影響煤變質的另一重要因素。在溫度、壓力大致相同的條件下,煤化程度取決於受熱時間的長短,受熱時間越長,煤化程度越高,受熱時間短,煤化程度低。

類型

由於引起煤變質的熱源和增熱的方式及變質特徵的不同,將煤的變質劃分為深成變質作用、岩漿變質作用(區域岩漿熱變質作用和接觸變質作用)、動力變質作用

深成變質作用

深成變質作用是指煤層因沉降而埋藏於地下深處,由於地熱及上覆岩系靜壓力作用下煤所發生的變質作用。

區域岩漿熱力變質作用

這種變質作用又稱區域熱力變質作用或遠程岩漿變質作用等。
主要特徵:
(1) 煤變質的垂直分帶明顯,變質帶厚度及平面寬度都較小。
(2)這種變質作用所產生的變質帶,在平面上的展布特徵與深成岩體分布有一定關係。
(3)煤的變質程度決定於岩體大小,以及與岩體距離的遠近。
特點:當構造應力作用於煤岩層而產生大量摩擦熱後,而導致煤的變質。由於這種熱量往往較少,因此動力變質作用主要發生在煤層圍岩導熱差,且熱量易於集中的相對密閉的環境。

動力變質作用

特點:當構造應力作用於煤岩層而產生大量摩擦熱後,而導致煤的變質。由於這種熱量往往較少,因此動力變質作用主要發生在煤層圍岩導熱差,且熱量易於集中的相對密閉的環境。

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