中國煤岩特徵

煤岩特徵指的是煤的岩相組成、成因、結構、性質、煤化程度及其加工利用特性等。中國煤炭資源豐富，煤類齊全，煤岩特徵突出。煤岩總體特徵聚煤期多等。

基本介紹

• 中文名：中國煤岩特徵
• 外文名：petrological characteristic of Chinese coal 
• 學科：煤岩學
• 特徵：聚煤期多等

煤岩特徵

(1)聚煤期多。由於不同地質時代成煤植物及聚煤環境不同，形成了各種成因類型的煤。①早古生代，在淺海環境下，廣泛發育菌藻類低等植物，形成並演化成腐泥無煙煤或石煤。②泥盆紀，在濱海環境下，裸蕨類及原始鱗木等高等植物繁衍，形成了典型的角質殘植煤。③晚二疊世在潮坪環境下，由輝木、鱗木等植物的樹皮體，富集成樹皮殘植煤，這種特殊類型的殘植煤，僅見於中國。④白堊紀，松科、杉科等裸子植物大量繁殖，樹脂體經搬運、聚積而形成樹脂殘植煤。⑤石炭紀、二疊紀、侏羅紀等主要聚煤期，則以腐植煤為主，也有腐泥煤、腐植腐泥煤等成因類型的煤。油頁岩主要發育在石炭系、二疊系和早第三系。

(2)晚古生代一些形成於潮灘環境的煤層，在泥炭沼澤發育過程中經常受到海水浸漫，海相動物及其碎片帶入沼澤，致使在煤層的鈣質夾矸中，甚至在煤中，常含有豐富的有孔蟲、棘皮動物、腕足類、瓣鰓類等多門類海相化石。

廣西和貴州東部晚二疊世形成於局限碳酸鹽台地潮灘的煤層，受海水影響更明顯，保存有大量黃鐵礦化的硫細菌和硫酸鹽還原菌，成煤植物中有豐富的菌藻類低等植物參與，形成了世界上少見的特高有機硫煤。

(3)西北、華北一些形成於早、中侏羅世內陸泥炭沼澤的煤，惰質組含量高，使低、中煤級煙煤的粘結性降低或喪失，煤類以弱粘煤和不粘煤為主。

(4)一些晚古生代和中生代煤田，由於受中生代以來強烈構造和岩漿活動的影響，煤區域岩漿熱變質作用強烈，無煙煤占很大比例。因而，在顯微煤岩組成上，具各向異性組分發育，並常見熱液成因礦物。

各主要聚煤期煤岩特徵

晚石炭世早二疊世煤

晚石炭世、早二疊世是中國重要的聚煤期，煤炭資源廣泛分布於華北、西北及東北地區。煤類齊全，產量居各時代之首。其聚煤環境以廣闊的濱海平原及三角洲平原為主，氣候濕潤，繁衍著茂密的森林沼澤，沼澤植被以石松綱鱗木類和裸子植物的科達類高大喬木植物為主，晚期種子蕨類植物漸占優勢。

該聚煤期煤的成因類型以腐植煤為主。山西渾源、蒲縣，山東新汶、滕州，江蘇徐州等地也見有藻煤、燭煤發育。華北煤盆地北緣的山西河曲、保德等地的太原組，有形成於濱岸泥炭沼澤的角質煤薄層。顯微組分以鏡質組為主，惰質組次之，殼質組大多不超過10%，且以小孢子體為主，角質體次之。安徽淮南等地二疊紀煤中樹皮體較多。

由於華北煤盆地具有北高南低的趨勢，海水從東部或東南方向侵入，向西北方向超覆，因而泥炭沼澤的發展和顯微煤岩組成呈南北分帶的規律。盆地北緣的興隆、大同北部、準格爾和西緣的石嘴山、韋州等地，太原組和山西組煤層以半暗煤、暗淡煤為主，煤中惰質組含量常達40%以上，礦物含量高，以粘土為主，反映盆緣及泥炭沼澤潛水位較低。從盆地邊緣向盆地內部，從北向南，太原組煤層有半亮煤、光亮煤、鏡質組含量增高，而惰質組含量減低的趨勢，在北部開平、寧武一帶，鏡質組含量為56%～60%，中部霍西、肥城、濟寧一帶為76%～85%，而南部徐州、平頂山一帶達78%～89%。

在垂向上，太原組煤層中鏡質組含量高，均質鏡質體較多，薄壁角質體含量稍高，黃鐵礦含量較高，反映成煤植物中木本植物較多，沼澤覆水程度和還原程度較強; 山西組煤層中鏡質組含量較低，基質鏡質體較多，粗粒體、惰屑體和孢子體含量較高，黃鐵礦含量低，反映沼澤水位較低，氧化作用較強;石盒子組煤層發育於南部淮南、淮北等地，煤中殼質組含量較高，常達10%以上。

晚二疊世煤

晚二疊世煤炭資源廣泛分布在華南地區，中、高煤化煙煤和無煙煤發育。其聚煤環境以沖積平原、濱海三角洲平原、潮灘、潟湖環境為主，也有局限碳酸鹽台地環境，氣候溫暖潮濕，成煤植物以鱗木、輝木為主，也有真蕨類植物和裸子植物。煤的成因類型以腐植煤為主，江西樂平、浙江長廣有樹皮殘植煤，貴州水城有燭藻煤。

晚二疊世煤顯微組成的特點之一是，煤中樹皮體普遍發育;成為殼質組的主體，江西、貴州、四川等地煤層的一些分層中樹皮體富集，可達30%～40%，其聚煤環境大多與濱岸的三角洲平原或潮坪有關。在黔中、川南等地的無煙煤中，根據各向異性亦發現有相當數量的變樹皮體。殼質組中有小孢子體、角質體、藻類體等。惰質組以氧化絲質體為主，粗粒體、惰屑體較多，常見微粒體和菌類體。惰質組含量與古陸關係密切，川滇古陸東側、江南古陸西側的沖積平原、上三角洲平原，煤中惰質組含量高達30%～40%以上。在低、中煤化煙煤中，鏡質組含量大多在70%～75%以下，而在中、高煤化煙煤和無煙煤中，則常達80%～90%以上。

晚二疊世煤中黃鐵礦含量較高，形態以微粒狀、自形晶、莓粒狀和團塊狀為主，常見有黃鐵礦化菌藻類化石和黃鐵礦化高等植物組織。在高煤級煙煤和無煙煤中，也有黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等硫化物礦物。西南地區晚二疊世煤中石英含量較高，同生的石英自形晶普遍發育，常見金紅石與粘土礦物共生，反映了源岩玄武岩的成分和地球化學特點。

早中侏羅世煤

早中侏羅世是中國另一重要聚煤期，煤炭資源主要分布在西北和華北一系列大、中型內陸盆地。煤的成因類型以腐植煤為主，在山西大同、陝西黃隴和新疆吐哈等地，有燭煤和腐泥煤。煤級以低煤級煙煤為主。

中侏羅世煤大多形成於湖濱三角洲平原、沖積平原以及沖積扇前緣環境，具有惰質組含量高、殼質組含量低(<3%～5%)和礦物含量低的特點，是低灰、低硫、高揮發分的優質動力用煤。鄂爾多斯盆地厚煤層分布廣泛，煤中常見大量凝膠化和絲炭化的裸子植物木質部和凝膠化的周皮組織;惰質組中以氧化絲質體為主，粗粒體較多，原始氧化的楔形裂隙發育，顯微煤岩類型以微鏡煤、微惰煤和微鏡惰煤為主;除粘土礦物和石英外，普遍發育菱鐵礦結核;成煤植物以松柏類、銀杏類及真蕨類植物為主，反映泥炭沼澤具有淡水、弱覆水、水流活動性較強、介質為弱還原—弱氧化的特點。一般，形成於沖積平原、廢棄三角洲朵葉體的煤層，其惰質組含量高達40%～50%以上，而形成於湖灣區或遠離河道低洼地區的煤層，則其惰質組含量較低。山西大同大同組的煤層，新疆西山窯組的煤層，也有此特點。有些煤分層中，薄壁角質體鑲邊的葉角質體局部富集成“落葉層”。

新疆早侏羅世八道灣組煤層的鏡質組含量高，為84%～95%。

晚侏羅世早白堊世煤

主要分布在內蒙古東部和東北的一系列斷陷盆地。煤的顯微組成中以樹脂體較多而區別於晚古生代煤和西北、華北的早中侏羅世煤。

內蒙古東部—大興安嶺西側的煤盆地多，煤層巨厚，有海拉爾、霍林河、勝利等大型褐煤盆地。霍林河盆地形成於沖積扇前淺水湖盆聚煤環境的主採煤層，成煤植物以松柏類和銀杏類為主，木質煤含量較高，顯微組成中腐植組占90%以上，以腐木質體和碎屑腐植體為主，穩定組中以樹脂體和薄壁角質體居多，也有木栓質體、孢子體和瀝青質體，菌孢子、菌核和密絲組織等多種菌類體發育。煤中礦物較多，除粉砂級石英、粘土礦物、菱鐵礦結核外，還有長石、黑雲母。此外，也有岩屑、火山玻璃等，反映盆地近緣的特徵。煤級為暗褐煤—亮褐煤。

黑龍江、吉林、遼寧的晚侏羅世早白堊世煤，以低、中煤級煙煤為主。東部，黑龍江的雞西、雙鴨山、鶴崗等地，煤中鏡質組含量為60%～80%;西部，遼寧阜新、鐵法和吉林營城等地，煤中鏡質組較含量高達70%～95%。在同一盆地內，下部煤層中的惰質組和礦物含量高於上部煤層。

早第三紀煤

主要分布在東北、華北一系列內陸斷陷盆地，部分地區與指狀海灣溝通。東部的小型斷陷盆地有厚煤層發育。煤的成因類型以腐植煤為主，遼寧撫順、山東黃縣、吉林樺甸等盆地出現腐植煤—腐植腐泥煤—腐泥煤—油頁岩的連續沉積。煤類多為褐煤;遼寧撫順等地，由於古地溫較高而出現低煤級煙煤。煤的巨觀類型以光亮煤和半亮煤為主，顯微組成以富含鏡質組(腐植組)、貧惰質組(<5%)和含樹脂體較多為特色。撫順煤田樹脂體局部富集成“琥珀煤”，撫順煤田的煤精主要由腐植腐泥基質組成，緻密堅韌，為良好的工藝品材料。

華南地區早第三紀褐煤分布在廣東茂名，廣西百色、南寧，海南長昌等地。茂名、百爭等地褐煤與油頁岩共生。

晚第三紀煤

主要分布在雲南上百個煤盆地。其中，小龍潭、昭通等煤田賦存有巨厚的褐煤煤層。昭通煤田褐煤的巨觀煤岩類型以細屑煤、細屑木質煤為主，也有木質煤和礦化煤。顯微組分中腐植組占90%以上。細屑煤主要由草本植物及闊葉類植物降解形成的細屑體以及由根、莖、葉所形成的腐木質體組成;木質煤則以由松、杉等針葉類植物木質部所形成的腐木質體為主組成。煤中可見植物細根及喜濕植物殘體，表明其成煤植物複雜多樣，堆積方式以原地為主，也有一定的異地成分參與。雲南褐煤中發育多種菌類體;由於大多屬低煤化的軟褐煤，木質部細胞壁殘留有相當數量的纖維素和木質素，在正交偏光下具各向異性;常見植物油所形成的萜烯體。雲南褐煤蠟含量高的“白泡煤”中，富含礦物瀝青質基質和孢粉體、殼屑體等穩定組組分。

台灣中新統3個煤組均含海陸互動相薄煤層。

第四紀煤

分布在東北、雲南等地，主要是泥炭，但在雲南騰衝盆地由於異常的地熱場，更新統已見軟褐煤，昆明盆地下更新統滇池組也有軟褐煤和暗褐煤煤層發育。