煤化作用及煤变质作用类型.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,煤化作用及煤变质作用类型,2026/10/4,2,煤化作用的阶段与特征,煤化作用的影响因素,煤的变质作用类型,第三章 煤化作用及煤变质作用类型,2026/10/4,3,煤的成岩作用与变质作用,煤化作用的特点,第一节 煤化作用的阶段与特征,2026/10/4,4,一、煤的成岩作用与变质作用,煤的成岩与变质作用的分界,:,一般认为，由于亮褐煤,(,中国的老褐煤、美国的亚烟煤,),已出现,镜煤,，具有强烈的,镜煤化作用,，并且,具有微弱的光泽,。因此，,变质作用,开始于,亮褐煤的形成,。,具有了光泽就进入了变质作用阶段。,2026/10/4,5,一、煤的成岩作用与变质作用,1,、煤的成岩作用,（,1,）成岩作用概念,由泥炭经过物理化学作用形成,年青褐煤,的过程，为煤的成岩作用。,泥炭年青褐煤,（不具光泽）,2026/10/4,6,一、煤的成岩作用与变质作用,（,2,）成岩作用机制,泥炭形成后，由于盆地的沉降，在上覆沉积物的覆盖下被埋藏于地下,:,压实、脱水、增碳,;,游离,纤维素,消失,;,凝胶化,组分逐渐固结,;,具有了微弱的,反射力,。,这一转变所历经的作用称为煤的成岩作用。据,stach,认为，这种作用大致发生于地下,200,400m,的浅层。,2026/10/4,7,一、煤的成岩作用与变质作用,（,3,）成岩作用特点,1,）成岩作用的化学作用结果,泥炭内的腐植酸、腐植质分子侧链上的,亲水官能团，以及环氧数目,不断地减少，形成各种挥发性产物,;,碳含量,增加，,氧和水分,含量减少,脱水,。,碳元素,(C),主要集中于稠环中。稠环的结合力强，具较大的稳定性。,（二）深成变质的特点,其宽度不大，从数厘米至数米不等。,德国学者希尔特在研究德国、法国、英国诸煤田煤质变化的基础上，提出：在地层大体水平的条件下，煤的挥发分每百米降低约2.,特点是：发生沥青化作用，生成沥青质。,6、煤化作用的发展是非线性的，表现为煤化作用的跃变，简称煤化跃变。,2、煤变质的分带性,又因深成变质作用主要是由地热引起，故又称为“地热变质作用”。,但当温度高过200时，试祥开始变化，最终转变为煤化较深的褐煤。,引起的次生分带现象也是局部的。,（2）垂直分带的影响因素,腐植复合物的稠核芳香系统不断增大，逐渐趋于紧密；,在地质历史时期，同一地点的地温梯度也不会是一成不变的。,发热量则升高到最大值(这是和镜质组的硬度、密度的最小值，以及炼焦时可塑性最大值相一致)；,在化学煤化作用方面，主要表现为氢含量与氢碳原子比的急剧下降。,煤的比重下降到最小值；,煤的变质梯度常以煤中可燃基挥发分减少的数值（Vdaf）表示，亦称挥发分梯度；,（1）煤变质作用概念,2026/10/4,8,一、煤的成岩作用与变质作用,（,3,）成岩作用特点,2,）煤的物理煤化作用,主要反映在发生了物理胶体反应，即,成岩凝胶化作用,，从而使未分解或未完全分解的木质纤维组织，不断转变为腐植酸、腐植质，使已经形成的腐植酸、腐植质变为,黑色,具有,微弱光泽,的凝胶化组分。,成岩作用中，,丝炭化组分和稳定组分,也发生变化。,2026/10/4,9,一、煤的成岩作用与变质作用,2,、煤的变质作用,（,1,）煤变质作用概念,年青褐煤，在较高的,温度,、,压力,及,较长地质时间,等因素的作用下，进一步发生物理化学变化，变成,老褐煤,(,亮褐煤,),、,烟煤,、,无烟煤,、,变无烟煤,的过程。,2026/10/4,10,一、煤的成岩作用与变质作用,（,2,）煤变质作用特点,腐植物质进一步聚合，腐植酸进一步减少，使腐植物质由酸性变为中性，出现了更多的,腐植复合物,;,失去大量的含氧官能团,(,如羧基,COOH,和甲氧基,OCH,3,),。,结束成岩凝胶化作用，,形成凝胶化组分,(,煤岩,);,植物残体已不存在，,稳定组分发生沥青化作用,。,2026/10/4,11,二、煤化作用特点,1,、增碳化趋势,随着,煤化程度的增加，煤中挥发物减少，碳含量增加,。即由泥炭阶段含有,C,、,H,、,O,、,N,、,S,五种主要元素，演变到无烟煤阶段基本上只含碳一种元素。因此，煤化作用，又称作,异种元素的排出过程,。,2026/10/4,12,二、煤化作用特点,2,、结构单一化趋势,随着煤化程度的增加,，即由泥炭阶段含,多种官能团,的结构，逐渐演变到无烟煤阶段只含,缩合芳核,的结构，最后演变为石墨结构。,煤化作用过程实际上是,依序排除不稳定结构的过程。,即逐渐保存稳定结构。,二、煤化作用特点,2,、结构单一化趋势,2026/10/4,13,二、煤化作用特点,3,、结构致密化和定向排列的趋势,低煤级,分子结构,高煤级,分子结构,煤的有机分子,侧链由长变短，数目变少,；,腐植复合物的,稠核芳香系统不断增大,，逐渐趋于紧密；,分子量加大，缩合度提高,；,分子排列逐渐规则化，从,混杂排列到层状有序排列,，反光性能增强。,3,、结构致密化和定向排列的趋势,2026/10/4,15,4,、随着煤化作用进程,煤显微组分性质呈现为均一性趋势。,在煤化作用的低级阶段，煤显微组分的,光性,和,化学组成,结构差异显著，但随着煤化作用的进行，这些差异趋于一致，,变得愈来愈不易区分。高变质煤的煤岩组分不易识别。,二、煤化作用特点,2026/10/4,16,二、煤化作用特点,5,、煤化作用是一种不可逆的反应,煤化作用只有由浅而深、或者被终止，不可能发生由深变质的煤转变为浅变质的煤，,不可逆转性。煤化作用不是简单的化学反应。,煤化作用能否形成,连续,的系列演化过程，决定于具体地质条件。例如，含煤盆地由,沉降转变为抬升,，这就会导致煤化作用的终止；如果后来由于岩浆作用的加剧，或盆地再度沉降，那么煤化作用还可能再次进行下去。,2026/10/4,17,二、煤化作用特点,6,、煤化作用的发展是非线性的，表现为煤化作用的跃变，简称煤化跃变。,煤的各种物理、化学性质的变化，在煤化进程中，快、慢、多、少是,不均衡的,。,煤化过程中镜质组反射率的增高是跳跃式的，发生了,4,次跃变。,2026/10/4,18,4,次煤化作用跃变：,亮褐煤,长焰煤,气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤无烟煤变无烟煤,褐煤,烟煤,无烟煤,（,1,）,第一次跃变（,）：发生在长焰煤开始阶段,(,C,daf,=75,80,，,V,daf,43,，,镜质体反射率,R,o,max,),，,与石油开始形成阶段相当。即与生油阶段相当。,二、煤化作用特点,2026/10/4,19,二、煤化作用特点,特点是：发生沥青化作用，生成沥青质。,沥青化作用是指壳质组,(,包括藻类体,),和镜质组在煤化过程中形成沥青质，即,石油型烃类的一种作用,。这种作用起始于硬褐煤阶段,(R,o,m,为,),，持续到早期肥煤阶段,(R,o,m,),。,随煤化程度的提高,，各种含氧官能团逐渐脱落，在,R,o,m,以前主要,析出,CO,2,和,H,2,O,；当煤化作用达到,R,o,m,阶段，芳香核稠环上开始,脱落脂肪族和脂肪族官能团和侧链,，形成以,甲烷,为主的挥发物，于是开始了,生成沥青质的沥青化作用,。,2026/10/4,20,二、煤化作用特点,（,2,）,第二次煤化跃变（,）出现在肥煤到焦煤阶段,C,daf,87,，,V,daf,29,，,R,o,max,。镜质体反射率,R,o,max,。,第二次煤化跃变（,）特点,：,煤中,甲烷,的大量逸出，释放出大量的氢。富氢的侧链和键的大量缩短及减少；,煤的,比重下降,到最小值；,煤的,显微孔隙度逐渐缩小,，水分减少。,到焦煤阶段,(C,daf,=89,，,V,daf,20,，,R,o,max,),腐植凝胶基本上完成了脱水作用，水分和孔隙度都达到了最低值；,2026/10/4,21,二、煤化作用特点,第二次煤化跃变（,）特点：,发热量则升高到最大值,(,这是和镜质组的硬度、密度的最小值，以及炼焦时可塑性最大值相一致,),；,焦煤阶段，由于化学结构的变化，,水分含量（主要是内在水分）又有所回升,；,煤的物理、工艺性质发生转折,：耐磨性、焦化流动性、粘结性、内生裂隙数目等都达到,极大值,，内面积、湿润热等达到,最小值,。称为煤化作用转折。,2026/10/4,22,二、煤化作用特点,第二次煤化跃变（,）特点：,第二次跃变的结果,-,煤化台阶：壳质组与镜质组,在颜色、突起、反射率等的差异愈加变小。因此，壳质组从,V,daf,=29,22,这一阶段的明显变化又称为煤化台阶。,生油生气,：本阶段与油气形成的深成阶段后期,(,即热裂解气开始形成阶段,),相当，石油烃转化为气体烃，因此它对应于,石油的“死亡线”。,2026/10/4,23,二、煤化作用特点,（,3,）,第三次跃变（,）发生于烟煤变为无烟煤阶段,C,daf,=91,，,V,daf,8,，,R,o,max,。,煤化作用的第三次跃变以后，就是有人称为无烟煤化作用和半石墨化作用的阶段，代表了煤化作用的最终阶段，其产物是无烟煤和变无烟煤的形成。,2026/10/4,24,二、煤化作用特点,（,4,）,第四次跃变为无烟煤与变无烟煤分界,C,daf,，,H,daf,，,V,daf,，镜质体反射率,R,max,4,，,R,min,。,已经不属于煤化作用阶段,。,2026/10/4,25,二、煤化作用特点,第四次跃变特点是：,在化学煤化作用方面，主要表现为,氢含量与氢碳原子比的急剧下降。碳含量随埋藏深度的增加也明显地增大,。,硬度增大、光泽增强,，,到变无烟煤时几乎呈金属光泽，宏观上微层理已不明显。,2026/10/4,26,二、煤化作用特点,无烟煤阶段镜质组反射率随着煤化作用进一步增高，进入变无烟煤以后，由于最小反射率（,Rmax,为,6,时）迅速减小，双反射率而急剧加大。,图,3-4,以氢含量和镜质组反射率（,Rmax,、,Rm,和,Rmin,）为基础，介于烟煤和石墨阶段之间的煤级的增高,2026/10/4,27,二、煤化作用特点,随深度增加煤化作用程度加深，并由此带来的镜质组反射率的变化。,图,3-5,原联帮德国北部闵斯特兰,1,号钻孔中的镜质组反射率（,Rmax,，,Rmin,和,Rm,）随深度而增加,2026/10/4,28,2026/10/4,29,第二节 煤化作用的影响因素,温度,、,压力,和,时间,是促使煤变化的重要因素，其中,温度,是煤化作用的主要因素。,2026/10/4,30,一、温度,1930,年,Gropp,和,Bode,曾将泥炭或,低煤化褐煤,置于密闭的容器内，在,1000,个大气压,的条件下逐渐加热，在,相当长的时间,内试样并,无变化,；但当,温度高过,200,时，试祥,开始变化,，最终转变为,煤化较深的褐煤,。两年后再度进行试验，在,1800,个大气压，温度低于,320,的条件下，虽然,时间持续很久也不能使褐煤进一步变化,，但当温度升到,320,时，褐煤就转变为具有,长焰煤,的特点，当温度升高到,346,时，所得的产物就具有典型,烟煤,的性质。温度再进一步增高到,500,时，产物则具有,无烟煤,的特性。,Gropp,和,Bode,的试验不仅说明,温度,和,压力,是煤化的因素，而且还进一步证明了与压力相比，,温度是更重要的因素,。,2026/10/4,31,温度,对于在成煤过程中的化学反应有,决定性,的作用。随着,地层加深,，,地温升高,，煤的,变质程度就逐渐加深,。高温作用的,时间愈长,，煤的变质程度,愈高,，反之亦然。在温度和时间的同时作用下，煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的，包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。,一、温度,2026/10/4,32,但是,受热持续时间,和,不同古地热史,的影响，特定的,煤化程度,与精确的,最大温度,之间的关系,较难确定,。,前苏联学者提出，受热,50Ma,，顿巴斯煤田的受热温度与煤化程度的关系：,温度,/,R,m,/,温度,/,R,m,/,65,90,110,0.50,0.65,0.85,130,140,170,1.15,1.53,2.00,一、温度,2026/10/4,33,温度的影响因素：,（,1,）当地的大地热流及古地温梯度：,盆地地温场,；,（,2,）地球深部岩浆活动，,岩浆热的叠加,状况；,（,3,）,构造热流场,；,（,4,）,放射性物质,产生的热；,（,5,）下伏和共生,岩石的导热性能,等。,一、温度,2026/10/4,34,二、时间,温度,和压力,持续作用于煤的时间长短,，也是影响煤化作用的重要因素。在相同的温度条件下，,受热时间越长，煤的变质程度越高,；,长时间的低温作用（大于,60,）,也能起到短时间的高温作用的效果。,2026/10/4,35,二、时间,煤化程度与温度和受热时间的关系,1510,6,a,；,21010,6,a,；,32010,6,a,（据,Karweil,，,1956,）,2026/10/4,36,三、压力,压力的双重特点,在不同压力下的煤化实验更加确认了,静压力对化学煤化作用起着抑制作用。,压力因素虽阻碍化学反应，但却引起煤的物理结构发生变化。,在煤化作用中，起决定作用的是化学煤化作用，而不是物理煤化作用。,2026/10/4,37,三、压力,压力的双重特点,在构造压应力作用下，,剪切与拉伸,能使芳香族单元层沿石墨形成的方向更加排列有序，这在半石墨化、石墨化阶段表现的更为明显。,静压力使煤的孔隙率和水分降低、比重增加，,还促使芳香族稠环平行于层面作有规则的排列。,构造应力影响到反射率值及镜质组的,各向异性，,其光性也发生变化。,2026/10/4,38,根据引起煤变质的,热源,及其,作用方式,和,变质特征,，可将煤变质作用划分为三种类型：,第三节 煤的变质作用类型,深成变质作用,岩浆变质作用,动力变质作用,区域岩浆热力变质作用,接触变质作用,2026/10/4,39,深成变质作用概念：,是指煤在地面下较深处受到,地热,和,上覆岩系静压力作用,所引起的变质作用。因其对煤的影响最广泛，也称为“,区域变质作用,”。,又因深成变质作用主要是由,地热,引起，故又称为“,地热变质作用,”。但作为深成变质热源的,地热,，在地壳各处是不同的。,一、深成变质作用,2026/10/4,40,（一）深成变质的热源及地温影响因素,地热来源于：,原始地球残余热,化学反应热,潮汐磨擦热,放射性元素蜕变热,重物质位移热,一、深成变质作用,2026/10/4,41,（一）深成变质的热源及地温影响因素,一、深成变质作用,地温的影响因素：,热源不同；,大地构造特征；,构造断裂强度；,岩石导热性,;,地下深处岩浆岩性质和活动特征,;,地下水活动特征等,2026/10/4,42,（一）深成变质的热源及地温影响因素,一、深成变质作用,地表下恒温带的温度和恒温带的深度在各地不同,2026/10/4,43,（一）深成变质的热源及地温影响因素,一、深成变质作用,地壳上的地热等温面不是水平的，反映了世界各地的地温梯度也是不同的。,2026/10/4,44,（一）深成变质的热源及地温影响因素,地温梯度,的差异，从而必然导致各地,煤变质梯度,的差异。,煤的变质梯度,：是指煤在地壳恒温层之下每加深,100,米煤变质程度增高的程度。煤的变质梯度常以煤中可燃基挥发分减少的数值（,V,daf,）表示，亦称,挥发分梯度,；或以镜质组的反射率增高的数值表示（,R,max,）表示，称为,反射率梯度,。,一、深成变质作用,2026/10/4,45,（一）深成变质的热源及地温影响因素,一、深成变质作用,不同煤田,地温梯度,不同，,挥发分梯度,也不一样。如山西阳泉、大同煤田的挥发分梯度为,1.4%3.3%,，豫西煤田挥发分梯度为,2%3%,，鲁中煤田为,4%,等。,2026/10/4,46,一、深成变质作用,不同位置煤层在同一深度，即使同一煤田，其煤的变质程度也是有差别；,在地质历史时期，同一地点的地温梯度也不会是一成不变的。,2026/10/4,47,（二）深成变质的特点,1,、希尔特定律,地热是由地表向地下深处逐渐增高的，因而在深成变质过程中，煤的变质程度也是沿煤系垂直剖面由浅处向深处逐渐增高的。德国学者希尔特在研究德国、法国、英国诸煤田煤质变化的基础上，提出：,在地层大体水平的条件下，煤的挥发分每百米降低约,2.3%,，即煤的变质程度随埋藏深度的加深而增高,希尔特定律,。,一、深成变质作用,2026/10/4,48,希尔特定律,是,普遍存在,的，但由于,局部火成岩的侵入,、,构造变动,、,煤的成因类型,或,煤岩类型,等因素的影响，也会使煤质,发生异常,变化。如徐州晚古生代煤田的,V,daf,值随深度加深而增高，这是因为下部太原组,4,号煤为腐泥煤，含藻类体达,70%,，故使,Vdaf,值比其上部的煤还高。,徐州煤田煤的挥发分随深度加深而增高,煤系,煤层,V,daf,Y,/mm,上石盒子组,山西组,太原组,2,号,3,号,4,号,38.64,37.83,43.98,11,14,28,一、深成变质作用,2026/10/4,49,一、深成变质作用,希尔特定律,希尔特定律,是,普遍存在,2026/10/4,50,（二）深成变质的特点,2,、煤变质的分带性,一、深成变质作用,(1),垂直分带,原始分带,在煤的深成变质过程中，由于煤系下部煤层或煤组受到大于上部的,温度,及,压力,，因而,变质程度,高低不同。这种煤质随沉降深度呈现规律性的变化，即为,煤质的垂直分带。,2026/10/4,51,（二）深成变质的特点,2,、煤变质的分带性,一、深成变质作用,（,2,）垂直分带的影响因素,煤质垂直分带的明显程度与分带的宽窄，主要决定于,煤的变质梯度,，变质梯度的大小又取决于,地热梯度和煤本身的特征,。,煤的变质梯度与带的关系。,受热时间与带的关系。,不同变质程度的煤，其挥发分梯度各异。,2026/10/4,52,一、深成变质作用,梯度与带的关系,：地热梯度大挥发分梯度和变质梯度也大引起相同煤质变化所需要的沉降深度也就愈小煤质的垂直分带就窄。,（,2,）垂直分带的影响因素,2026/10/4,53,一、深成变质作用,（,2,）垂直分带的影响因素,受热时间与带的关系,：受热时间的延长会使煤质变化所需的深度变的更小，煤质垂直分带则更窄。,不同变质程度的煤，其挥发分梯度各异。,中变质煤的变质梯度最大，因此中变质程度煤的分带现象明显，变质带厚度一般较小，这也是焦煤分布一般不如低和高变质煤广泛的原因之一。,一、深成变质作用,（,3,）水平分带,垂直分带的表现,煤变质的水平分带是,垂直分带性,的一种表现，由于地壳构造运动的影响，同一煤田内同一煤层或煤组在形成和形变过程中沉降深度不同，这就表现在煤系本身厚度变化和煤系上覆岩系厚度变化的不相同。,因此，使同一煤层或煤组所经受的变质程度不同，反映在平面上就构成煤质的水平带状分布特征。,一、深成变质作用,2026/10/4,56,煤质分带示意图,2026/10/4,57,德国鲁尔煤田石炭纪煤系厚度约,5000m,，挥发份随深度而递减，大致是每,100m,降低,2.3%,，在垂直剖面可以划分四个带。,一、深成变质作用,2026/10/4,58,一、深成变质作用,3,、深成变质作用与上覆岩系厚度,煤系与上覆岩系为连续沉积或有小的间断,-,上覆岩系厚度与煤系本身的沉降有关，对煤的深成变质有较大影响；,如果上覆岩系与煤系之间存在长期间断，甚至经历了不同的构造运动，必须对其剥蚀的上覆岩系厚度做,专门研究,。,2026/10/4,59,一、深成变质作用,4,、深成变质作用与煤层赋存深度的关系,煤层现今赋存的深度,对煤的变质也有影响。,在含煤岩系发生构造变动之后，由于后期形变造成了更大埋藏深度，在这种条件下由于,温度、压力和时间,因素的影响，仍然可使煤的变质程度累积加深。,尽管经受的温度低于构造变形之前,(,不低于,50),，但由于经历足够长的时间，煤的变质仍会继续加深。,如开平向斜轴部煤（焦煤）的变质程度高于两翼（肥煤和气煤）。,2026/10/4,60,一、深成变质作用,因而，形成了,等变质面,与,煤岩层面,呈一定交角的状况。,两者交角愈大,，反映,构造形变后煤层赋存深度对煤变质的影响愈大,。,根据等变质面与煤岩层面的关系，可以说明煤化作用发生的时间、强弱与构造形变（褶皱形变）的关系。,2026/10/4,61,二、岩浆变质作用,由于,岩浆热,、,挥发分气体,和,压力,的影响，使煤发生了变质作用。,形成条件：,岩浆的侵入、穿过或靠近煤层或煤系,。,根据侵入岩体的大小和侵人部位，以及侵入岩体与煤层的直接接触或间接影响，将此变质作用进一步划分为两种类型：一种是与浅成侵入岩有关的,接触变质作用,；另一种是与地下庞大的深成侵人体有关的,区域岩浆热力变质作用,。,2026/10/4,62,（一）,区域岩浆热力变质作用,这种变质作用又称,区域热力变质作用,或,远程岩浆变质作用,等。,区域岩浆热力变质作用有以下,主要特征,：,1,、由于变质作用是在区域地热场上叠加了岩浆热，故地区的,地热温度较高,，,地热梯度较大,，,煤变质的垂直分带明显,，,变质带厚度及平面宽度都较小,。,2,、这种变质作用所产生的变质带，在,平面上的展布特征,与煤系和上覆岩系等厚线的展布无关，而与,深成岩体,分布有一定关系。,3,、煤的,变质程度,决定于,岩体大小,，以及与,岩体距离的远近,。距岩体近的煤变质程度高，并常有热液矿化现象，远离岩体则变质程度较低。,二、岩浆变质作用,2026/10/4,63,（一）,区域岩浆热力变质作用,二、岩浆变质作用,区域岩浆热变质作用的标志：,在这种区域热力变质过程中，,由于岩浆热液作用，无烟煤带的围岩往往发生蚀变，,如硅化、叶蜡石化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化作用等，且石英砂岩变为石英岩，灰岩变质为结晶灰岩或大理岩，泥质岩变质为板岩。,特别是,热液石英脉,的发育，是,区域岩浆热变质作用的标志之一。,2026/10/4,64,（二）接触变质作用,接触变质作用,：是指各种岩床、岩墙、岩脉等浅成岩体,侵入或接近,煤层，这些侵入体的热能使煤层达,1000,以上。这种热影响多是局部的、多变的，地质时间是短暂的。,二、岩浆变质作用,中变质煤的变质梯度最大，因此中变质程度煤的分带现象明显，变质带厚度一般较小，这也是焦煤分布一般不如低和高变质煤广泛的原因之一。,在地质历史时期，同一地点的地温梯度也不会是一成不变的。,地温梯度的差异，从而必然导致各地煤变质梯度的差异。,随着地层加深，地温升高，煤的变质程度就逐渐加深。,无烟煤阶段镜质组反射率随着煤化作用进一步增高，进入变无烟煤以后，由于最小反射率（Rmax为6时）迅速减小，双反射率而急剧加大。,碳含量随埋藏深度的增加也明显地增大。,煤化过程中镜质组反射率的增高是跳跃式的，发生了4次跃变。,一、煤的成岩作用与变质作用,根据侵入岩体的大小和侵人部位，以及侵入岩体与煤层的直接接触或间接影响，将此变质作用进一步划分为两种类型：一种是与浅成侵入岩有关的接触变质作用；,煤的有机分子侧链由长变短，数目变少；,邻近侵入体附近，往往有不规则的天然焦带。,如山西阳泉、大同煤田的挥发分梯度为1.,2026/10/4,65,（二）接触变质作用,1,、接触变质作用的特征：,1,）在侵入体与煤层接触带附近，煤层,受热温度,和,增温速率高,，但,延续时间短,，,受热均匀性差,。邻近侵入体附近，往往有不规则的天然焦带。,二、岩浆变质作用,2026/10/4,66,（二）,接触变质作用,1,、接触变质作用的特征：,2,）经接触变质作用的煤，,颜色变浅,，,密度增大,，,灰分增高,，,挥发分和发热量降低,，,粘结性消失,，愈近岩体愈明显。在接触变质过程中，由于氧含量迅速减少，碳含量增加得慢，所以与正常煤相比、这种煤的挥发分、发热量均偏低。此外，由于煤在高温下分解时产生的,CH,4,气体与硫酸盐作用，可生成碳酸铁矿物。煤中碳酸盐矿物含量的增加，往往也是接触变质煤的持征之一。,二、岩浆变质作用,2026/10/4,67,3,）在接触带中，煤的镜质组因经受高温溶解时气体逸出而具气孔状构造，形成,多气孔和沟槽的天然焦,，其最大反射率和各向异性随温度提高而增大。,4,）在接触带附近，常常存在规模较小且不规则的,局部煤质分带现象,。其宽度不大，从数厘米至数米不等。,1,、接触变质作用的特征：,二、岩浆变质作用,2026/10/4,68,5,）,褐煤,和,无烟煤,的接触变质与,烟煤,不同。,多数烟煤,在岩浆侵入后，靠近侵人体的地方变为天然焦。如江苏利国煤矿开采的就是天然焦，且原来比较稳定的煤层在岩浆侵入后，由于塑性变形使天然焦呈串珠状。,褐煤,在侵入体侵入期间的变化是大量脱水、裂开和充填矿物质，它不会因受热变成胶质体，只是收缩、弯曲，并保留原有的显微结构。,无烟煤,在侵入体侵入期间不软化，保存无烟煤的结构，在化学组成、光学和其他性质上近似于石墨，具极大的各向异性。,1,、接触变质作用的特征：,二、岩浆变质作用,2026/10/4,69,（二）接触变质作用,2,、浅成岩体的接触变质作用的影响因素：,1),岩体的产状,：,岩墙,与,岩脉,都是垂直或斜交煤层穿过，因而它们对煤层的影响范围不大，形成的天然焦仅限于岩体两侧邻近部位，厚度通常只有几十厘米至几米。引起的次生分带现象也是局部的。,岩床,为顺层侵入的岩体，与煤接触的面积较大因而影响范围和程度也较大。,二、岩浆变质作用,2026/10/4,70,2),岩体的大小、侵入部位和侵入次数,：一般岩体愈大，对煤质影响愈大。岩体位于煤层下部对煤层变质的影响程度及范围比位于上部要大。侵入次数多对煤变质影响大。,3),岩浆的成分、性质及煤层围岩的物理性质,：通常酸性岩浆体由于合有较多的挥发性气体，因而对煤质影响大；基性岩浆体由于挥发性气体含量小，对煤变质的影响较小。煤与围岩的孔隙度大，导热性好，煤质受影响的程度就高。,二、岩浆变质作用,2,、浅成岩体的接触变质作用的影响因素：,2026/10/4,71,三、动力变质作用,动力变质作用,：,是指由于地壳构造变动的直接原因而造成煤发生变质的作用。,构造变动产生的,动压力,不能促进化学煤化作用的进行，一般只引起,物理煤化作用,。煤层在遭受强大的动力作用下发生碎裂、揉搓、摩擦等作用,由机械能转化为热能,成为增高煤变质程度的因素,从这一意义上说,它也是一种,热变质作用。,谢谢观看,谢谢观看,