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学习笔记煤岩学
煤岩学
中国地史聚煤模式演变与特征
沉积环境、聚煤类型、植物群落得演化、气候条件、
腐殖煤的成因类型
煤岩组分的烃产率、壳质组>镜质组>惰质组
凝胶化作用
煤岩学基础
1、煤的显微组分
国际硬煤显微组分分类
镜质组结构镜质体1、2科达木结构镜质体真菌结构镜质体木质结构镜质体鳞木结构镜质体封印木镜质体
无结构镜质体均质镜质体基质镜质体团块镜质体胶质镜质体
镜屑体
壳质组孢子体薄壁孢子体厚壁孢子体大孢子体小孢子体
角质体
树脂体镜质树脂体
木栓质体
藻类体结构藻类体皮拉藻类体轮奇藻类体
层状藻类体
荧光体
沥青质体
渗出沥青体
壳屑体
惰质组半丝质体
丝质体火焚丝质体氧化丝质体
粗粒体
菌类体真菌菌类体密丝组织体团块类菌类体
假团块菌类体
微粒体
惰屑体
镜质组
镜质组是腐殖煤中最主要的显微组分,凝胶化作用地球化学凝胶化作用又称为“镜质化作用”
结构镜质体1的细胞结构清晰细胞腔成圆形、椭圆形、矩形或纺锤形。
胞腔大部分被胶质镜质体、树脂体、微粒体及粘土矿物填充
无结构镜质体在普通显微镜下看不出结构的显微结构
均质镜质体
成条带状或透镜状出现,时有垂直层面的裂纹,纯净均一,反应来自强凝胶化的植物组织
被角质体镶边的结构镜质体和均质镜质体来源于植物的叶片和嫩枝统称为叶镜质体
反射率低,荧光性强,叶肉组织的细胞是由于凝胶化作用膨胀。
形成胶团状结构
基质镜质体
胶结其他显微组分和同生矿物的凝胶化基质。
成条带状、分叉条带状,反射率稍低于均质镜质体,原生灰分较多
团块镜质体指一种均一的团块状镜质组组分成圆形、椭圆形、长圆形,团块镜质体可作为胞腔填充物
非常稳定
胶质镜质体,沉淀在胞腔等空隙中纯胶状的腐殖凝胶演化而成。
没有混入其他物质,所以纯净。
胞腔内充满胶质镜质体
镜屑体镜质组碎屑颗粒组成
壳质组起源与高等植物的孢子外壳,有明显的荧光效应。
壳质组的氢含量、挥发分和产烃率最高。
孢子体来自成煤植物的繁殖器官孢子和花粉。
孢子细胞内部是原生质,孢子壁是由内壁、外壁和周壁组成
大孢子体称被压扁的扁平状,纵切面成封闭的长环状
煤中所见的主要是孢子的外壁
小孢子体纵切面剁成扁环状细短的线条状和蠕虫状。
角质体来源于植物的嫩芽、幼芽、果实的表皮所覆盖的角质层,角质层是由植物表皮细胞向外分泌而成。
显微镜下角质体成厚度不等的细长条带出现,外援平滑,而内援多成锯齿状
厚壁角质体薄壁角质体
树脂体树脂体主要呈细胞填充物出现,有时也称分散状或分层状出现
成圆形、卵形、纺锤形等,或成小杆状。
木栓质体来源于数目的木栓组织及根的表面和茎。
藻类体是由低等植物藻类形成的显微组分
结构藻类体
来源于群体藻类或厚壁单细胞藻类
层状藻类体
来源于小的单细胞藻或薄壁浮游藻类,或者底栖藻类群体
荧光质体分布在有角质体镶边的叶镜质体的小细胞腔和叶肉组织间隙中,呈小透镜体、李庄集合体产出
沥青质体呈细小的透镜状、线理状或基质状,大多无定型。
渗出沥青体
惰质组
惰质组的碳含量高,氧含量和氢含量低,芳构化程度高
丝质体与半丝质体丝炭化作用强时形成丝质体,程度差些成半丝质体
火焚丝质体,半丝植物或泥炭沼泽中发生火灾,未充分燃烧,经炭化而成,是石化的木炭
氧化丝质体,半丝
原生丝质体半丝
,煤化丝质体半丝
粗粒体一种无定型的凝胶状惰质组组分
其反射率高于镜质组,成灰色或白色,低突起或无突起。
微粒体惰质组中较特殊的显微组分。
反射光下成灰白或亮黄白,不显突起。
富含大量AL、
Si、O元素。
菌类体真菌遗体或树脂等分泌物形成的突起高、反射率高的惰性组分。
此外,还有一些别的组分,这里就不一一介绍了。
下面见表中国烟煤显微组分类
方案此法与国际上的区别就是分出了半镜质组,油浸反光要较镜质组浅,反射率要比镜质组高0.2-0.3%,下图为半镜质组。
中国烟煤显微组分分类方案
2、褐煤的显微组分
褐煤处于煤化作用初期保存的动物遗体较多,对于研究称煤作用有很大帮助。
腐植组:
主要由木质素,纤维素形成的腐植质形成,油寖反射光成灰色,含氧量高。
稳定组、惰质组。
显微组分的化学性质
镜质组镜质组与惰质组相比,镜质组的挥发分、氢含量、氧含量,同时水分、氮含量、焦油产率亦高。
煤化过程中,随煤级增高,镜质组的挥发分、氢含量、氧含量、碳氢原子比、氧碳原子比明显减少。
而碳含量,芳香度增加。
镜质组的化学作用受聚煤时期影响严重,
惰质组是碳含量极高。
壳质组的氢含量、挥发分最高,芳香度低。
煤中的矿物质
植物成因的矿物质
虽少,但是难以脱除。
路源碎屑成因的矿物质,如Ga、Fe、Mg等。
由风力和水力搬运到泥炭沼泽并沉积的路源矿物和岩屑。
如粘土矿物,石英等。
化学成因和生物成因的矿物质
矿物在水溶液中直接化学沉淀或溶液与泥炭有机质反应,以及煤中有机质和无机质反应形成的。
如高岭石、硫化物产物、菱铁矿和部分石英。
按形成时期分类的话就分为两类,是同生矿物和后生矿物。
同生矿物指的是在成煤作用第一阶段泥炭聚集期和早期成岩作用阶段形成的矿物。
后生矿物指的是在成煤作用第二阶段,煤层中形成的矿物。
主要由地下水带来的矿物。
三、煤中各类矿物
1、粘土矿物
大多数煤中最主要的矿物。
高岭石Al[Si4O10][OH]8、伊利石K0.75(Al1.75R0.252+)(Si3.5Al0.5)O10(OH)2。
普通反射光成灰色,油浸反射光下为黑色。
主要成微粒状、团块状、透镜状和薄层状产出,大多分布在基质镜质组中。
高岭石是在温暖潮湿气候的酸性介质条件下形成的。
粘土矿物中的碱金属在焦化过程中起催化作用。
2、氧化物和氢氧化物矿物
1、石英
煤中的主要矿物,油浸反射光下成黑色,有时显乳白色的内反射,局部呈彩虹色。
煤中石英主要以路源石英碎屑为主,随着远离路源区含量减少的趋势
2、金红石
不是主要矿物,但常见于中国西南晚二叠世煤中。
油浸R0=9.31%。
在煤中,金红石成柱状发育不完全的单晶和它形粒状集合体。
多分布在基质镜质体,与粘土矿物共生。
3、其他矿物
赤铁矿和磁铁矿不常见。
3、硫化物矿物
1、黄铁矿FeS
黄铁矿是煤中无机硫的主要来源,不透明矿物,具有生物结构的黄铁矿不多,但对于阐明成煤植物及聚积环境有重要意义。
不具生物结构的黄铁矿,没有生物的外形、结构,分布在均质镜质体和较纯的基质镜质体、树皮体中。
2、白铁矿FeS2
斜方晶系,
3、碳酸盐矿物
1、方解石CaCO3
煤中常见的充填分析的后生矿物,呈脉状,油浸反射光成灰棕色,
2、菱铁矿FeCO3
在泥炭形成阶段所成的典型同生矿物。
四、煤的宏观组成
1、煤岩成分
肉眼可以区分的基本组成单元。
1、镜煤
颜色最黑、光泽最亮的成分,质地均匀,贝壳状断口,性脆,易碎成棱角状小块。
2、亮煤
最常见的煤岩成分
3、暗煤
成灰色,光泽暗淡,密度大
4、丝炭
外观像木炭,颜色灰黑,具有明显的纤维结构和丝绢状光泽,疏松多孔,性脆易碎,能染指。
丝炭是具有植物细胞结构的丝炭木质纤维组织——丝质组和半丝质组。
含氢低,碳含量高,不具粘结性容易氧化自然。
褐煤的岩石类型
软褐、亮褐和暗褐。
暗褐跟亮褐统称为硬褐煤。
五、煤的物理性质
1、光泽
是指光下煤新鲜断面的反光能力,肉眼鉴定煤的主要指标之一。
光泽首先与其成煤植物和聚积环境有关。
2、颜色和粉色
颜色是指煤块表面的自然色彩。
在普通白光的照射下,煤表面反射光线所显示的颜色称为表色。
褐煤为褐色,烟煤黑色,无烟煤是灰黑色。
煤研成粉末的颜色是粉色,略浅于表色。
3、显微硬度(Hv维氏显微硬度)N/mm2
在显微镜下,根据正四棱锥体金刚石压头在测定的实验力和一定作用时间下压入显微组分的程度来测定。
压痕大显微硬度低,反之则大。
硬度取决于煤的结构单元中方向核的大小、分子间的排列的有序性氧含量及交联程度,以及高塑性物质的多少。
惰质组的显微硬度高。
4、显微脆度
镜质组是具有高脆度的显微组分,受压容易破碎。
5、耐磨硬度
指用磨料抛光时显微组分的抗磨强度。
6、煤的密度和孔隙性
煤的密度是主要物理性质,煤的相对密度是指单位体积煤的质量与同温度下同体积水的质量,二者数值上较接近。
密度根据测定方法的不同分视密度和真密度。
视密度包括煤的内部毛细孔和裂隙在内,所以煤的视密度远低于其真密度。
相同煤化程度的煤中,惰质组密度最大,镜质组次之,而壳质组最小。
煤的孔隙性
六、显微组分的反射率
是指光片中显微组分的反射强度与垂直入射光强度的百分比。
都是在油浸物镜下测得,代号为R0。
镜质组的各向异性随煤级增高变得愈来愈明显。
成煤的过程
1、概述
低等植物---腐泥煤高等植物---腐植煤
植物成煤因素:
植物遗体的堆积。
泥炭化阶段,1、被分解部分;2、另一部分合成了腐殖酸。
凝胶化作用,在弱氧化以及还原的条件下发生凝胶化作用---腐殖酸、沥青质。
强氧化下-----丝炭化作用。
发生在沼泽中,停滞,不太深的覆水条件下,弱氧化至还原环境中。
聚积环境与煤的岩相形成
物理条件,水的深度和流动性,近海煤田的煤富含镜质组、壳质组。
内陆的------树脂体、惰质组。
煤的还原程度是指煤中的有机质在成煤过程中受到还原的程度。
近海煤田的煤变质程度和煤岩组成相近
2、煤化阶段
A、成岩阶段
是指无定型的泥炭,因受上覆无机沉降物的巨大压力逐渐发生压紧、失水、胶体老化----褐煤。
(重力沉降)
B、变质阶段
褐煤沉降到地壳深处------变质。
(温度、压力、时间)
世界上的主要成煤期
中晚石炭世,早二叠世,早中侏罗世,晚侏罗世,早白垩世和白垩世,早第三纪。
我国主要是早中侏罗纪。
石炭纪-二叠纪:
大同、开滦、本溪、淮北、豫西和江城。
晚三叠纪:
达县、广元、攀枝花、平浪、萍乡、资兴。
侏罗纪:
新疆北部,甘肃中部、青海、陕甘宁盆地、晋北燕山。
晚侏罗世—早白垩纪:
鸡西、双鹤山。
阜新。
第三纪:
抚顺。
加里东运动:
古生代地壳运动的总称。
1、泥盆纪(4亿—3.6亿年前)
早:
裸蕨植物(因无叶而得名)裸蕨:
最原始的维管植物。
距今约3.7亿—3.9亿年。
蕨:
根部深埋地下的草本植物(一类植物的总称)。
中:
裸蕨三支后代根茎叶。
晚:
海水向东移,所以聚煤作用有一定的方向性。
2、石炭、二叠纪
1、石炭纪。
巨大的石松类和楔叶类,聚煤作用活跃。
早石炭纪主要分布在华南地区,以无烟煤为主少数贫煤和瘦煤。
早二叠世早期煤层,形势复杂。
早二叠世晚期,聚煤作用从东南向西北扩展。
早二叠世---晚二叠世,华南,聚煤。
自东南想西北呈阶段性迁移。
地球时代
太古代元古代古生代中生代新生代
地质单位:
宙代纪世期时
地层单位:
宇界系统阶带
晚古生代
聚煤作用有南北迁移变化的特点,聚煤环境多位于滨海附近,高硫煤较多,强还原性煤,成因类型以腐植煤为主,有藻煤、烛煤等腐泥煤,有煤成烃现象。
中生代
以裸子植物为主的大中型内陆湖泊河流相聚煤模式。
印支运动:
晚二叠纪---三叠纪之间的构造期。
中三叠世末华南大面积海退,广阔的浅海环境大部分转化为聚煤盆地。
裸子植物占绝对优势。
裸子植物是原始的种子植物,优越性体现在种子繁殖。
之前的蕨类都是以孢子进行有性繁殖的。
早中侏罗世以苏铁和银杏为主
玩侏罗世—白垩世以银杏和松柏植物为主。
中生代侏罗纪的煤的储量占全国首位,具有重要经济价值,中生代聚煤作用有自西南向东北迁移的趋势。
晚三叠世聚煤作用---秦岭以南,亮煤为主。
早中侏罗世聚煤作用—秦岭以北,天山、阴山以南,惰质组,过度组分含量高,透镜状丝炭。
西北某些盆地侏罗纪煤具有较强生烃潜力,中生代岩浆活动的南强北弱和阶段性是煤质分布具有一定方向性。
新生代6500万年前
以被子植物为主的中小型内陆湖泊沼泽相聚煤模式,新生代是地史发展的晚期阶段,生物演化是以被子植物和哺乳动物大发展为显著特点。
被子植物,植物界最高级的一类,绿色开花植物。
燕山运动,中国东部形成一系列北东向和北北向的褶皱和断层。
喜马拉雅运动新生代
第三纪
存在一条纵贯中部,呈西北-东南向分布的干旱气候带,聚煤盆地主要分布在该气候带南北两侧,潮湿气候带,第三纪煤变质程度低,一般为褐煤。
第四纪
中国泥炭主要赋存第四系上更新统和全新统。
中国泥炭以中、小型矿床为主
聚煤模式的演化
聚煤作用与古代地理及气候的关系
随着构造运动阶段性发展,聚煤作用逐步由浅海滨海向内陆迁移。
早古生代为浅海环境,晚古生代以滨海环境为主,新生代以内陆为主。
聚煤模式演化与古植物演化的关系
浅海----内陆海生---半水性----陆生
中国主要的聚煤期
早古生代
晚古生代中、晚泥盆世聚煤期(华南聚煤区)
早石炭世聚煤期(华南、西藏聚煤区)
晚石炭世、早二叠世聚煤期(华北聚煤区),早二叠世聚煤期(华南东部聚煤区)
晚二叠世聚煤期(华南聚煤区、西藏地区)
中生代晚三叠世聚煤期(华南聚煤区、西藏地区)早中侏罗世聚煤期(西北地区),晚侏罗世—早白垩世聚煤期(东北地区)
新生代早第三纪聚煤期(东北聚煤区)晚第三纪聚煤期(华南聚煤区、南方沿海及附近大陆架盆地)。
地质年代图
中国主要聚煤期的煤岩特征
早古生代煤的煤岩特征
没有陆生高等植物,古陆边缘近海浅海存在大量藻类低等生物,他们的遗体堆积于海底,在厌氧细菌的作用下分解转化成腐泥,以后经脱水,缩聚而逐渐成为煤。
称为石煤。
主要分布在湖北西部等。
变质程度高,达到无烟煤程度,灰、硫高,热值低。
其颜色多为暗灰或黑灰至灰黑色,光泽暗淡,结构均一,贝壳状或眼球状断口。
煤中有机组分以均一基质为主,矿物质含量高达30%--75%。
晚古生代煤的煤岩特征
1、泥盆纪煤的煤岩特征
最早形成腐植煤的聚煤时代,古植物处在陆生植物的初等,聚煤作用的规模小。
聚煤作用主要发生在中晚泥盆世,以无烟煤为主,角质残植煤(分布在康滇古陆两侧:
攀枝花,典型的纸煤,叶片状结构,角质体含量大于60%)
早石炭世煤的煤岩特征
主要分布在华南,西北及西藏地区有零星分布
加里东运动后,华南地区出现不同聚煤环境,云开、雪峰为界,东部是泄湖、海湾,西部以滨湖、海湾为主。
西部以滨海三角洲平原和滨海平原。
西北地区陕西的二峪河,西乡,祁连山等滨海的聚煤环境。
以无烟煤为主,泻湖海湾型的煤镜质组含量高达80%-90%。
华南西部聚煤区煤中镜质组以基质镜质组为主,占镜质组含量50%--60%,结构镜质组和均质镜质组次之,惰质组以丝质体为主。
华南东部仍以基质镜质体为主,但结构镜质体相对较多。
西北地区早石炭世煤中惰质组含量较高,青海南部折贾能一带可达96.7%。
早石炭世煤灰分都以SiO2为主,大于40%
北方晚石炭世、早二叠世煤的煤岩特征
分布在华北,西北和东北地区,太原组和山西组煤性最好。
拥有广阔的滨海平原,气候适宜,植物发达,大规模的聚煤时期,腐植煤为主。
在滨海平原内,低洼积水较深的区域形成腐泥煤和腐植-腐泥煤(山西蒲县、浑源、河北唐山开平、山东新汶、肥城兖州,徐州、淮南等)。
个别地区含有较高的壳质组(河北苏桥、山西的轩岗、大同、平朔、蒲县、洪洞,徐州,淮南)。
1、宏观煤岩类型及物理性质
1)光亮煤低煤化度呈黑色,高阶无烟煤呈灰黑色至深黑色。
密度较小,性脆易碎,贝壳状断口,内生裂隙发育。
在这一时期较少,
2)半亮煤颜色较浅,密度较小且性脆。
这一时期主要宏观类型,可达40%。
3)半暗煤由亮煤条带和暗煤条带组成,含有少量的镜煤和丝炭线理,较多矿物,硬度密度大,灰分高,具参差状断口,内生裂隙发育。
为这一时期主要煤岩特征。
4)暗淡煤由暗煤及丝炭条带和透镜体组成光泽暗淡密度大而坚韧,较多矿物质,无内生裂隙。
断口粗糙。
这一时期较少。
晋西北地区晚石炭世、早二叠世为海陆交互相和陆相沉积,受陆源影响较大,凝胶化作用没有南部强烈,从而形成半暗煤、暗淡煤为主的煤岩类型。
南部环境为滨海平原,凝胶化作用较强,形成以半亮煤和半暗煤为主的类型。
华北地区,无论是晚石炭世的太原组,还是早二叠世的山西组煤,都存在着由北向南煤中光亮煤和半亮煤增多的趋势。
2、显微组分性质及含量变化特点
北方晚石炭世和早二叠世煤的煤级分布大致表现为:
低煤化度烟煤主要分布在山西北部和西南部汾河地堑(qian)区;河北平原的多数煤田,山东的鲁西及鲁西南大部分煤田、两淮和苏北大部分煤田、河南西南部和东北部的部分煤田、西北和东北地区的有关煤田,也常以气—肥煤为主;无烟煤和高级无烟煤主要分布在山西沁水盆地北部和南部、河南中部和中北部,以及河北、山东两淮各煤田中岩浆活动周围,并在煤层及岩浆岩的接触带可见到接触变质形成的天然焦。
高级无烟煤主要分布在无烟煤区的周围。
1)晚石炭世太原组煤的显微组分和含量变化
中国北方晚石炭世早期接受海侵,石炭世末期又发生海退,海水进退过程中,形成了广阔的滨海冲积平原和滨海平原,并沉积了太原组煤系地层。
镜质组含量一般在60%--85%,半镜质组小于5%,惰质组长小于25%,少数可达30%,如山西的大宁、河东,山东新汶;壳质组<5%。
镜质组长以大片色深的均质镜质组和均一的基质镜质组为主,结构镜质组较少。
惰质组长以氧化丝质体和半丝质体为主粗粒体较多,微粒体由于是煤化过程中富氢有机物质热氧化产生的新的显微组分。
低煤级煤(R0max=0.55—0.6%)含微粒体数量不多,分布在基质镜质体、壳质组组分的周围或植物细胞里。
(R0max=0.7—0.8%)数量较多,甚至聚成积显微分层,如山西霍西煤田。
河北峰峰煤田煤中小孢子体含量高且以孢子堆的形式集中出现,河北苏桥地区发现由多种壳质组组分富集而成的残植煤
华北聚煤区按煤岩性质分北中南三个带:
1))北带太原、张邱至开滦一线以北地区,主要煤田有山西宁武、大同、河东煤田、府谷、北京京西、河北兴隆等煤田。
宏观煤岩以半暗煤和半亮煤为主,由南向北,半亮煤减少;镜质组含量在40%--70%,基质镜质组为主,惰质组可达20%--40%,氧化丝质组、火焚丝质组碎片;壳质组含量5%左右,角质体、孢子体(氧化现象)、树脂体;矿物10%,粘土为主,各种组分由南向北镜质组渐低,惰质组渐多,特别靠近古陆边缘地区,可达60%(北京京西、河北兴隆),山西保德、大同及内蒙古准格尔城坡镜质组50%-70%,惰质组20%-40%壳质组1%,
2)中带华北聚煤区中部,主要煤田有霍西煤田、沁水盆地、太原西山、阳泉、河东煤田东南段、长治,以及河北邯邢及鲁西南一代煤田。
与北带比变质程度较高,高煤级烟煤和无烟煤大面积分布,镜质组70%-90%,基质镜质组为主,结构镜质组次之,细胞结构保持完整,惰质组10%-20%,丝质组、半丝为主;壳质组2%--5%,孢子体、角质体为主。
太原西山以南到阳泉、山东淄博一带为无烟煤高级无烟煤分布区,镜质组90%,太原西山最大可达98.1%。
河北峰峰。
河南鹤壁也可达90%以上,山东肥城、新汶、兖州、临沂一带为中低煤化度无烟煤,镜质组大于80%。
为富镜质组区,山西河东煤田(蒲县)中段以及山东菏泽、郓城、单县一带镜质组含量较低,小于80%,惰质组含量可达20%-30%。
3)南带豫西、豫中(河南)到山东临沂一带的南部地区,主要有河南的平顶山、巩登、焦作,江苏(徐州)的丰沛、贾汪。
镜质组大于85%,基质镜质体和均质镜质体,结构镜质体少见;惰质组小于15%,丝质体、半丝和碎屑惰质体为主,壳质组5%,孢子体为主;南带的中南部到豫西、豫中及山东临沂一线镜质组明显增加,85%增加到90%以上,河南巩登可达96%。
丰沛煤田太原组部分煤层中的煤分层有较多藻类体,最高可达79.1%,形成腐泥煤。
上述显微组分的分布与华北太原组沉积时的环境有关。
北带晚石炭世沉积时为滨海冲击平原,地势高潜水面低,使沼泽泥炭受到氧化作用,灰岩层薄,所以煤中惰质组含量高,镜质组含量低。
中带属于滨海平原与滨海冲击平原过渡区域,介质条件适中,凝胶化作用较强,煤中镜质组高而惰质组低,灰岩层厚度增加。
中部地区灰岩厚度10—20m,属于滨海平原,沼泽覆水深,所以镜质组含量都高。
鄂尔多斯晚石炭世的太原组的煤与北带相似。
晚石炭世太原组的煤矿物质小于15%,黄铁矿结核在煤层中呈透镜状、串珠状分布,大小不一。
晚石炭世太原组煤的全硫最低位0.04%(辽宁兴城),最高12.06%(辽宁红阳12#煤)。
从平面上看由北向南全硫含量表现为特低硫—低硫—中硫—富硫—高硫。
硫成分一般以黄铁矿硫为主。
选洗后一般可除去。
煤中灰分含量一般低于25%,北部靠近古陆较多,大同鹅毛口、河东保德、内蒙大青山等地大于30%,灰成分主要以SiO2、Al2O3,为主。
2)早二叠世煤的显微组成和含量变化
早二叠世聚煤作用是伴随海退而进行的。
随着海退,聚煤作用在横向上的迁移,北方二叠世煤分布于山西组和石盒子组(命名于山西太原东5千米石盒子沟),山西组的煤层厚度大且稳定,石盒子组主要集中在豫西、安徽的两淮及江苏徐州一带。
聚煤环境不同,差异很大。
山西组煤的显微组分复杂多样。
镜质组含量较太原组低,50%-80%,镜质组以结构镜质体和色浅的团块镜质体较发育,基质镜质体和均质镜质体仍较多,基质镜质体不均一状;惰质组含量20%--35%,惰质组中丝质体发育,有星状、网状、长条状等等,针状丝质体主要分布在华北西北部和西北聚煤区中部(内蒙的桌子山、清水河、等)透镜丝质体分布在华北聚煤区中部(山西阳泉、霍县、河北峰峰、宁夏景泰等);辽宁南票、本溪煤田中的丝质体呈星状和长条状。
壳质组含量5%--20%。
石盒子组煤的显微组分和山西组类似,半暗煤中,镜质组含量降到50%,惰质组达30%--50%,主要是粗粒体;丝质体常呈大块儿,并具有明显细胞结构;壳质组中的小孢子体非常发育.暗淡煤中镜质组含量只有20%--30%。
由于聚煤环境的变化和横向迁移,早二叠世煤中显微组分类型及含量在平面上有一些规律性的变化。
1)北带显微组分及煤岩类型有一些变化,山西保德—大同--北京以北的广大地区,山西组煤中镜质组含量<50%,惰质组达20%--40%,壳质组含量<10%;北源近陆的地区镜质组含量<40%,惰质组含量>50%(北京京西);向南,镜质组含量渐高,可达80%,惰质组降到20%。
2)中带山西组显微组分和含量变化大,具有区域特点。
山西太原、阳泉、河南焦作及山东淄博一带为高煤级烟煤和无烟煤分布区,镜质组均大于85%;山西霍西、河东煤田中南段及鲁西南各煤田镜质组含量50%--70%;向南到豫中地区则镜质组含量增多>70%,惰质组一般20%--30%,山西霍县、山东新汶等地煤中惰质组含量大于40%,壳质组<10%,本区中部,河北元氏,山东肥城、禹村、兖州、滕县(个别煤层孢子体含量>50%)含量>10%。
3)南带煤中镜质组和壳质组含量增多,本带分东、西及南部几个小区,东部为江苏丰沛、贾汪、和徐州地区煤岩组分中镜质组含量50%--60%,惰质组>30%壳质组<10%;西部是山西乡宁、河北邯郸以南及豫中一带,镜质组含量80%--90%,河南荣阳、登封、淮阳等地可达90%--99.5%;南部指的是河南平顶山、安徽淮南一带,镜质组含量在70%--80%,且两淮地区高于平顶山。
山西组煤岩组成及含量在横向上的变化与聚煤环境有关。
山西组沉积岩及少,以陆相—过度像为主。
华北北缘地势高,潜水面低,煤中惰质组含量高,山西太原、山东淄博一线
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