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浅谈煤变质类型及其特点

本文介绍了中国煤变质的主要类型,主要包括:煤的深成变质作用,煤的区域岩浆热变变质作用,煤的接触变质作用,煤的热液热水变质作用。阐述了煤变质作用的特点。..

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浅谈煤变质类型及其特点

发布时间:2011-11-11 热度:

浅谈煤变质类型及其特点
牛欢   胡涵    李磊佳     中国矿业大学资源与地球科学学院
[摘要]本文介绍了中国煤变质的主要类型,主要包括:煤的深成变质作用,煤的区域岩浆热变变质作用,煤的接触变质作用,煤的热液热水变质作用。阐述了煤变质作用的特点。
[关键词]煤变质作用类型    煤变质规律   分布特征
一、引言
中国是一个能源大国,其能源主要来自煤资源。煤不仅是我国最重要的能源,还为多种工业提供了原料。为了满足我国经济的快速发展的需要,充分发挥煤炭资源的作用,几句要求在勘察中增加煤的精查储量,就需要从成因上研究煤的形成和分布规律。这就要求加强对煤变质作用的认识与了解。
二、中国煤变质的作用类型
中国主要存在4种煤变质作用类型,即煤的深成变质作用、区域岩浆热变质作用、接触变质作用和热液热水变质作用。区域地热状态和含煤盆地演化历史与煤的深成变质作用发展有着不可分割的联系。煤的区域岩浆热变质作用是促成中国出现大量中、高变质烟煤和无烟煤的主要原因。接触变质作用也较常见,但影响范围有限。热液热水变质作用常出现在断裂带、岩浆活动的区域。
(一)煤的深成变质作用
煤的深沉变质作用是指在正常低温状态下,煤的变质程度随煤层沉降的幅度的加大、地温增高和受热时间的持续而增高。在煤的埋藏过程中,压力可以促进物理—结构煤化作用。而温度则加速化学煤化作用。深成变质煤的演化程度总是与一定的构造沉降、地热作用以及有效受热时间的配置相对应的。晚古生代煤大多不超过中变质烟煤阶段,中生代煤一般处在低变质烟煤阶段,而新生代煤基本未达到变质阶段。新生代,特别是第四纪以来,绝大多数含煤盆地中煤系因构造抬升而邻近地表,煤变质作用几乎停滞。显然,深成变质作用只是奠定了我国以低变质程度煤为主的基本煤级分布格局。中生代板内构造东、西分异加强,三叠纪沉积区自东向西收缩,对加深晚古生代煤的变质并造成煤级差异,明显具有全局性的影响。
(二)煤的区域岩浆热变质作用
煤的区域岩浆热变质作用是指聚煤坳陷内有岩浆活动,岩浆及其所携带气液体的能量可使地温场增高。形成地热异常带,从而引起煤的变质作用。煤的区域岩浆热变质作用是促使中国出现大量中、高变质烟煤和无烟煤的主要原因。根据岩浆性质、侵入规模、侵^深度和沉积盖屡的封闭程度等,可将区域岩浆热变质作用划分为3个亚型,即浅成、中深成和深成岩浆热变质作用。浅成岩浆热变质作用主要是由小型的中酸性和基性侵人岩体所引起,侵入深度一般距地表0。5~1。5km。煤层的沉积盖层较薄。断裂发育,岩浆主要侵入煤系。中深成岩浆热变质作用的热源主要来自中酸性和碱性岩浆,岩体常为岩床、岩株或岩瘤,热液和热气作用较强。岩浆主要侵位于含煤岩系以下地层,侵入深度一般为1。5~ 3kn 多形成中等规模的煤变质带。深成岩浆热变质作用多由大型酸性隐伏岩体所引起,热液和热气作用强烈,侵入深度距煤层一般大于3 k玑形成犬面积煤变质分带。
(三)煤的接触变质作用
煤的接触变质作用是指岩浆直接接触或侵入煤层,由其所带来的高温、气体、液体和压力,促使煤发生变质的作用.根据岩体规模的大小,煤的接触变质作用可分为三个亚型:脉岩3岩浆接触变质、小型浅成岩浆接触变质和大型深成岩浆接触变质作用,接触变质作用使煤层、煤的显微组分、煤级、化学及工艺性质、显微结构和化学结构等均受热发生变化。由于侵入岩浆的温度高,与岩体接触的煤层大多变为天然焦;条件适宜时,如除高温外,压力较大而又封闭条件较好的情况下可出现半石墨或石墨。煤的接触变质带由接触处向外,一般可分为焦岩混合带,天然焦带,焦煤混合带及热变煤带。由于岩浆作用,围岩常发生蚀变,形成高,中、低温围岩蚀变带,如在高温带(550~ 650℃ )发生泥质岩角岩化,产生夕线石、红柱石及硬绿泥石等变质矿物组合,碳酸盐岩大理石化,形成硅灰石、橄榄石、辉石等变质矿物组合;中温带(400~ 550℃)泥质岩形成铁铝榴石、十字石,蓝晶石、红柱石,碳酸盐岩形成阳起石、透闪石及钙铝榴石;低温带(200~ 400℃ )出现泥质岩伊和石化、绿泥石化,黑云母化及堇青石化,碳酸盐岩绢云母化及绿泥石化。典型的煤接触变质作用,即由脉岩与小型浅成岩浆引起的煤接触变质作用,由于岩体规模小,热量少、散热快,影响所及的范围有限。
(四)煤的热液热水变质作用
煤的热液热水变质作用是指煤在由来自地壳深部的岩浆分异气液或高温承压水所引起的异常地热场中发生的变质作用,可根据其特殊的热源性质热导介质和传热方式加以识别。按流体性质可分为热液变质作用亚型热水变质作用两种类型。前者热载体主要是岩浆期后气水热液和深部矿化溶液,变质区内矿化现象显著,如贵州六盘水中高变质烟煤与中低温热液雄黄、雌黄矿床伴生。后者以深循环流体所载热为热源,以对流为主的热体制促使煤发生的变质作用。两者都需要在煤田内或附近有保持热液或热水循环的地形和水文地质条件。热液热水变质煤的煤级展布比较复杂。在同一煤系中,煤层的煤级可呈现上高下低或波状起伏形态,平面上,煤级总的变化趋势与地下热水流向和距热液、热水活动通道的距离有关,越靠近主通道煤级越高。
三、中国煤变质特点
中国煤变质在各个地区各有特色。不同地区的没变质有着不同的规律性。晚古生代煤都已超越了成岩阶段,未发现褐煤,以中、高煤级占重要比例;中生代煤以低煤级烟煤为主,还有未经变质的褐煤,但也不缺乏中、高煤级烟煤和无烟煤;第三纪煤大多未进入变质阶段,仍为褐煤,但也有低煤级烟煤。中国各地地质时代煤级的特点,一方面表明煤深成变质作用具有普遍意义,另一方面也说明了绝非仅仅单凭煤深成变质作用就能形成各煤级的煤,而是部分增加了其他类型的变质作用。其中,区域岩浆热变作用是主要的。
四、结束语
中国煤的变质作用主要存在4种类型。煤的深成变质作用具有普遍性,煤盆地的地热状态以非均一地温场影响深成变质作用格局,深成变质奠定了以低煤级为主的变质基础。煤的区域岩浆热变质作用是中国另一重要的煤变质作用类型,是形成中国大多数中高煤级煤的主要原因。煤的热液热水变质作用发生在对流为主的热体制中,载热的深循环流体构成派生热源。煤的接触变质作用影响范围局限。


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