岩漿接觸或侵入煤層時因其高溫、揮發物和壓力使煤發生變質的作用。導致煤發生接觸變質的，常是岩牆、岩脈、岩床等淺成侵入體，通常其覆蓋層較薄，煤受其高溫產生的揮發性氣體較易逸出，冷卻也較快。由於這種快速加熱在一定程度上與煉焦過程相似，因而與岩漿侵入體直接接觸的煤常轉變為天然焦和高變質煤。
基本介紹
- 中文名：煤接觸變質作用
- 外文名：contact metamorphism of coal
- 學科：煤地質學
- 有關：侵入體的產狀、成分以及侵入次數
釋義,原因,特點,主要特徵,影響因素,
釋義
岩漿接觸或侵入煤層時因其高溫、揮發物和壓力使煤發生變質的作用。
原因
導致煤發生接觸變質的，常是岩牆、岩脈、岩床等淺成侵入體，通常其覆蓋層較薄，煤受其高溫產生的揮發性氣體較易逸出，冷卻也較快。由於這種快速加熱在一定程度上與煉焦過程相似，因而與岩漿侵入體直接接觸的煤常轉變為天然焦和高變質煤。接觸變質影響的範圍小。中國江西樂平鳴山礦輝綠岩岩牆上部寬1.10m，中部寬1.00m，下部寬0.80m，除與岩牆接觸處的煤變為天然焦外，往外只變為高變質煙煤，煤接觸變質帶總寬度不足1m(表1);淮北石合縣早二疊世煤層中有厚0.29m的斜長斑岩岩脈，緊靠岩脈處的煤變質為天然焦，但是距岩脈1m以外的煤。
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。
接觸變質會增高煤的礦化程度，接觸變質煤的灰分普遍較高，特別是無煙煤、超無煙煤，距岩漿侵入體越近，灰分越高。岩漿侵入體與煤之間可呈突變的平面接觸，也可呈岩煤混合的不規則接觸。被煤污染的岩漿侵入體常轉變成碳酸鹽和其它一些次生礦物，稱為“白色捕虜體”，其主要成分CO2部分來自伴隨岩漿侵入體的揮發物，部分由煤與水在高溫下反應生成。大量CO2的存在，使煤和岩漿侵入體中的礦物轉變成碳酸鹽，其中最常見的是方解石。接觸帶上的岩漿侵入體和高變質煤中都產生有很多裂隙、裂縫，有時充填有煤在經受高溫過程中形成的焦油狀物質 (靠近接觸帶的煤在受高溫時，可形成塑性物質進入接觸帶兩側的裂隙、裂縫中)。據宮靜嫻等的綜合資料，山東燕山晚期岩漿侵入某煤層形成的煤接觸變質，分帶如下 (岩牆寬0.31m)。
(1)焦岩混合帶。指岩漿侵入煤層後，從出現天然焦開始到混於天然焦中的岩漿岩團塊消失為止的接觸帶，寬0.25m。這部分天然焦顏色最淺，相對密度最大，礦化最嚴重，顯微鏡下可見到葉片狀、流紋狀，花瓣狀、梳狀、鑲嵌狀等結構和各向異性小球體;後生氣孔多為圓形，孔徑1～50μm，氣孔中以充填方解石為多，其次為石英、黃鐵礦;反射率可達8%或更高。化學特性為揮發分、氧含量、發熱量降低，碳含量、水分、灰分增高。
(2)天然焦帶。為純天然焦帶，寬0.24m。從焦岩混合帶向外可依次分為緻密焦、礫狀焦、柱狀焦和粒狀焦。
(3)煤焦混合帶。指天然焦帶之外側，介於天然焦和煤之間的過渡帶，寬0.25m，為煤和天然焦的混合物。其巨觀特徵是疏鬆，不均一，黑色，染手。
(4)高變質煤帶。指煤焦混合帶外側未形成天然焦但已受岩漿接觸影響的高煤級帶，寬0.20m。
(5)正常煤。指完全未受岩漿接觸變質影響的煤。
已與未受接觸變質影響的煤具有相同的揮發分 。
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。
影響因素
煤變質作用，指的是褐煤向煙煤、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。
