煤顯微組分

煤顯微組分

光學顯微鏡下能夠識別出來組成煤的基本單位,稱為顯微組分。由植物遺體變化而成的稱為有機顯微組分,而煤中的礦物雜質則稱為無機顯微組分。研究煤的顯微組成,可把煤磨製成薄片(厚度0.02mm左右),在光學顯微鏡下,用透射光進行觀測。不同的顯微組分,其顏色不同,有紅色、黃色、棕色、黑色等,結構、形態也不同。但煤薄片的研究僅限於低、中煤化程度的煤,中、高煤化程度的煤因其逐漸不透明而不利於研究。把煤磨成光片,或把煤粒粘結起來製成粉煤光片,在光學顯微鏡下,用反射光進行觀測,不同的顯微組分,其反光色、形態、結構和突起不同。不同煤化程度的煤均可在反射光下進行觀測,故光片和粉煤光片得到廣泛的套用。透射光和反射光下看到的煤的顯微組分,可分為有機顯微組分和無機顯微組分。

基本介紹

  • 中文名:煤顯微組分
  • 外文名:maceral
  • 學科:煤地質學
  • 分類:有機顯微組分、無機顯微組分
  • 所屬:煤的岩石組成
  • 觀察工具:光學顯微鏡
有機顯微組分,鏡質組,殼質組,惰質組,無機顯微組分,粘土礦物,碳酸鹽礦物,氧化物和氫氧化物礦物,硫化物礦物,硫酸鹽礦物,其他稀少礦物,

有機顯微組分

煤的有機顯微組分可分為三大組,即鏡質組殼質組惰質組,每組中可根據形態和結構的不同再分出若干顯微組分和顯微亞組分。

鏡質組

鏡質組是煤種最常見的顯微組分,其含量約占50%~80%以上。鏡質組是由植物的根、莖、葉在覆水的還原條件下,經凝膠化作用而形成。低、中煤階時,鏡質組在透射光下呈橙紅色、褐紅色,反射光下呈灰色、淺灰色,有時具有弱的螢光性。鏡質組分性脆。裂隙和微孔隙發育,微孔孔徑一般在50nm到2μm之間。鏡質組的密度在1.27~1.80g/cm3之間,中煤階時有最低值,高煤階時密度大。根據植物細胞結構的保存程度及形態特徵,鏡質組可分出下列各種顯微組分:結構鏡質體、無結構鏡質體(包括均質鏡質體、基質鏡質體、團塊鏡質體、膠質鏡質體)、鏡屑體等。

殼質組

殼質組分由於化學性質穩定,不易被細菌等微生物破壞、分解,故又稱穩定組。殼質組分含大量脂肪族成分,故有人稱為類脂組。殼質組包括孢子體、角質體、木栓體、樹脂體、藻類體、螢光體、瀝青質體、滲出瀝青體和殼屑體等顯微組分。殼質組在透光下多數成黃色、少數為黃綠色、紅橙色,反射光下呈深灰色、灰色。有突起。各種殼質組分都有自己的特定形態,輪廓清楚。殼質組分具有強的螢光性,在藍光、紫外光的激發下可發出綠黃、亮黃色的螢光。殼質組分的反射率比鏡質組分和惰質組分低,密度小,可用重液分離的方法將其富集。
木栓體木栓體

惰質組

惰質組是煤中常見的顯微組分,因其在結焦過程中不軟化,呈惰性,故名惰質組。惰質組分的成因有多種:植物遺體在缺水多氧的環境下,經氧化而形成;森里火災,植物受不完全燃燒也可形成;泥炭表層受真菌等微生物腐解;強烈的煤化作用也可使各種組分惰質化。惰質組分在透射光下一般為黑色不透明,反射光下呈亮白色、黃白色或灰白色,惰質組分不發螢光。由於惰質組分密度較大,硬度較高,故常顯示正突起。惰質組分的反射率高,但不同的惰質組分有差別,至高煤階,各組分差別減小。惰質組分含碳量高,含氫量低氧含量中等,揮發分低,熱解時不具粘結性,煤中惰質組分高對煉焦不利。惰質組分不生油,生氣的數量也較少。我國西北地區中生代的煤中,惰質組分含量高,華北地區古生代煤中惰質組含量少一些,新生代多數煤中惰質組分含量很少。
惰質組可分出絲質體、半絲質體、粗粒體、微粒體、菌類體和惰屑體等顯微組分。
原生絲質體(黑色)原生絲質體(黑色)

無機顯微組分

煤中的礦物雜質稱為無機顯微組分,煤中礦物質的數量和性質會影響煤的加工和利用,並造成環境污染但有些礦物質則可以加工利用。煤中礦物質按來源可分為原生礦物、同生礦物、後生礦物。煤中礦物雜質有粘土礦物、碳酸鹽礦物、硫化物、氧化物、氫氧化物、鹽類,還有一些重礦物和痕量元素。

粘土礦物

粘土礦物是煤中含量最多的礦物雜質,約占煤中礦物雜質總量的60%~80%。常見的粘土礦物以高嶺石和伊利石為主,而蒙脫石和伊利石——蒙脫石混層礦物較少,煤中粘土礦物通常以兩種形式存在,一種呈結晶狀態,如高嶺石,另一種呈非結晶的微粒狀,充填胞腔或分散在基質中,有時集合成條帶狀、透鏡狀、團塊狀或不規則狀。
高嶺石高嶺石

碳酸鹽礦物

煤中常見的碳酸鹽礦物有方解石菱鐵礦,還有少量的白雲石鐵白雲石等。煤在鍋爐中燃燒時,這些礦物會降低灰渣的熔點,使煤灰容易結渣,影響生產。
煤中方解石多數為後生礦物,由於地下水的活動,使CaCO3在煤的裂隙或層面上沉澱形成;有時由於岩漿熱液作用,也可形成方解石,在一些海相的聚煤環境中,有時也發現原生的方解石晶體。
煤中菱鐵礦多呈球狀結核、透鏡狀或隱晶質塊體,結核內常具放射狀、同心圓狀結構,有時交代植物組織。煤中菱鐵礦是在氧氣不足的弱還原條件下形成的同生礦物,在氧化條件下,易生成褐鐵礦。

氧化物和氫氧化物礦物

煤中常見的氧化物是石英,還有少量的金紅石玉髓蛋白石赤鐵礦磁鐵礦等。常見的氫氧化物是褐鐵礦、硬水鋁石
石英石英

硫化物礦物

最常見的是黃鐵礦,偶見少量的白鐵礦方鉛礦閃鋅礦黃銅礦硫鎳鈷礦雄黃、雌黃和辰砂等。

硫酸鹽礦物

常見的是石膏CaSO4·2H2O。煤中的石膏多為後生作用形成。

其他稀少礦物

煤中還發現有瀝青鈾礦火山玻璃碎片、沸石脈、海綠石陽起石藍銅礦等幾十種微量礦物,還有少量重礦物,如鋯石電氣石石榴子石等。痕量元素有Ag、As、B、Ge、V等十幾種。

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