煤熱液變質作用

基本介紹

• 中文名：煤熱液變質作用
• 外文名：hydrothermal metamorphism of coal
• 學科：煤地質學
• 引起物質：熱液、熱氣高溫流體

釋義

煤熱液變質作用指侵入岩漿在冷卻過程中分異出的熱液、熱氣高溫流體沿斷層、裂隙上涌到地殼淺部，進入煤系和煤層，引起高溫異常熱場，使煤發生的變質作用。由於熱液受岩石透水性和裂隙暢通性的控制，造成其溫度的分布不均，從而導致不同煤分層的煤級可能違反希爾特規律，煤層中會形成氣孔和非均質體。熱液溶有多種礦物質，常含有岩漿分異出的揮發性元素如氟、氯、硫等和水溶性鹽類；熱液可形成偉晶岩脈、石英脈、金屬礦脈，並與圍岩進行元素交換形成圍岩蝕變。內蒙古伊敏煤田賦存晚侏羅世—早白堊世褐煤，而其中的五牧場礦區卻發育了煙煤，這是由於白堊紀末岩漿的侵入和強烈的熱液活動導致區域岩漿熱變質和熱液變質作用造成的。

其它煤變質作用

煤的深成變質作用

煤的深成變質作用是指在正常低溫狀態下，煤的變質程度隨煤層沉降幅度的加大、地溫增高和受熱時間的持續而增高。德國學者希爾特1873年在研究魯爾等煤田時，發現隨地層深度增加煤的揮發分產率有規律地減少。這一現象稱之謂希爾特定律。希爾特定律奠定了煤的深成變質作用類型的基礎。多數煤田遵循這一規律，然而也有煤田出現反常，較淺煤層變質程度比深煤層高，或同一煤層在很短距離內變質程度差異較大。這些反常可能是煤級形成的多因素影響、多階段疊加、多種作用複合的結果。深成變質煤的演化程度總與一定的構造沉降、地熱作用及有效受熱時間的配置相對應，是一種具有普遍意義的煤變質現象。地溫分布的不均一性及其隨時間的地溫場變化在一定程度上制約煤深成變質作用的發展。

煤的區域岩漿熱變質作用

煤的區域岩漿熱變質作用是指聚煤凹陷內有岩漿活動，岩漿及所攜帶氣液體的能量可使地溫場增高。形成地熱異常帶，從而引起煤的變質作用。根據岩漿性質、侵入規模、侵入深度和沉積蓋層的封閉程度分為3個亞型：淺成、中深成、和深成岩漿熱變質作用。區域岩漿熱變質作用常可達到很高的變質程度，煤級分帶一般為環帶狀，越靠近岩體，煤的變質程度就越高，受區域岩漿熱變質作用影響的煤，變質梯度高且涉及的地域廣且疊加效果顯著。高變質煤帶的圍岩往往發生蝕變，圍岩中熱液石英脈和方解石脈是區域岩漿熱變質作用的重要標誌。。

煤的接觸變質作用

煤的接觸變質作用是指岩漿直接接觸或侵入煤層，由其所帶來的高溫、氣體、液體和壓力，促使煤發生變質作用。根據岩體規模及侵入方式，將煤的接觸變質作用分為3個亞型：脈岩岩漿接觸變質作用、小型淺成岩漿接觸變質作用和大型深成岩漿接觸變質作用。接觸變質作用使煤層、煤的顯微組分、煤級、化學及工藝性質、顯微結構和化學結構等均受熱發生變化。許多資料說明火成岩只在與煤層接觸部位或不大的範圍內有明顯影響，較小的岩體其影響範圍很少超過50m。由於岩體規模小，熱量少，散熱快，此類型較常見但影響所及的範圍有限。岩體的種類、大小、產狀等，都直接影響著接觸變質帶的範圍，應作為岩漿熱變質的一種特殊類型來看待。

討論煤的變質因素

以上談的煤的變質類型，其實質是把引起煤變質的因素歸為溫度、壓力和時間。但這都只是使煤變質的外部條件。必須考慮煤層本身甚至圍岩在煤變質過程中所起的作用。

1、成煤原始物質成分與環境的不同，在相同的溫度和壓力作用下煤的變質程度顯然會有差別。因為成煤時古地理環境不同，引起成煤植物群落的差異，不同的植物群落形成的煤其煤岩組分和化學成分會有不同。介質不同的氧化還原條件，對最終參加成煤物質的成分也起著很大作用。煤岩組分中穩定組分含量高的煤，其變質程度相對偏低。煤變質程度較高的地區，穩定組分很少或見不到。這可能是與穩定組分的結構有關，因為穩定組分這類物質結構上縮合芳香部較少而側鏈較長，在煤的變質過程中側鏈的穩定性小容易逸散。側鏈的逸散消耗了使煤變質的能量。其它煤岩組分，如鏡質組含量對煤質的影響已有不少報導。

2、同沉積構造對煤變質的影響，在成煤過程中，同沉積構造控制了成煤期的古地理環境，古地理環境的不同可導致植物群落髮育的差異，有機物的氧化、保存以及混入礦物雜質的多少和圍岩成分等的差異。煤的變質帶、煤系的等厚線，含煤性分區線、煤的變質帶方向與煤系等厚線及含煤性分區界線方向的聯繫，可以知道煤的變質與同沉積構造控制下的古地理環境有密切關係或是受到後期改造。

鏡質組反射率在測定低煤化階段時輔以殼質組的螢光性是目前測試煤級最有效的參數.不過由於雙反射的影響，在測試高變質煤時仍不夠理想。新的煤級參數，如以牙形刺的色變指數、抱粉的透明度和顏色變化、伊利石的結晶度、共生礦物的形成溫度以及碳優勢指數等在煤化過程中的變化表示煤級，都可作為煤級參數。另外，煤中礦物形成溫度和粘土礦物隨溫度增高產生的變化可用於確定成煤溫度，進而估算出煤化程度。