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煤岩学

把煤作为有机岩石,以物理方法为主研究煤的物质成分、结构、性质、成因及合理利用的学科。是煤地质学的一个分支。1924年,R.波托涅在《普通煤岩学概论》中第一次使用煤岩学一词。显微镜下研究煤是煤岩学的主要手段。

1854年,在英国托班藻煤是否算作煤的争论中,煤的显微镜下研究首先受到重视。1870年左右,T.H.赫胥黎首次发现煤中的植物孢子。煤的镜下观察进一步证明腐殖煤是陆生植物形成的。1882~1898年,对于藻煤薄片的观察做出了藻煤来自藻类的结论。20世纪初期较广泛地开展煤的显微镜下研究之后,煤岩学才逐渐发展成为一门独立的学科。

1919年,M.C.斯托普丝在《条带状烟煤中的四种可见组分》一文中,首次提出烟煤中镜煤、亮煤、暗煤和丝煤4种煤岩组分。1925年以前,以透射光下煤的薄片研究为主,是煤岩组分成因研究的主要手段。

1927年E.斯塔赫在《煤光片》一文中引进了在反射光下研究煤光片的方法,并发表了第一张油浸镜头下煤光片的显微照片。1928年,斯塔赫和F.L.昆勒万制成了煤砖光片在反光下进行研究。

1935年,斯托普丝提出“显微组分”一词,代表显微镜下能够辨认的煤的有机组分,犹如岩石中的矿物。这一术语的应用,标志着在改进煤岩学研究基础方面前进了一步。

1953年国际煤岩学委员会(ICCP)的成立是煤岩学发展史上的一个里程碑。委员会于1957和1963年分别出版了《国际煤岩学手册》的第一版和第二版,1971和1975年又作了补充,使煤岩术语与工作方法趋于标准化,推动了煤岩学的交流和发展。

在当前世界范围的能源紧张情况下,煤的应用领域不断扩大,需要量与日俱增,为使煤得到合理利用与综合利用,必须加强煤的物质成分研究。煤的显微组分、显微类型和煤化作用,是近期煤岩学的主要研究内容。通过对有机显微组分、无机显微组分、煤岩类型结合煤层及围岩沉积相的研究,确定含煤岩系的沉积环境和煤相;根据显微组分及其组合特征以及煤层的其他特征,进行煤层对比;通过显微定量和煤级的测定,预测煤的结焦性,选择炼焦配煤,并为综合利用提供依据;通过研究煤中矿物成分的种类与赋存特征,预测煤的可选性与预防环境污染;通过测定镜质体反射率,结合煤的分子结构、化学组成,探讨煤化作用及其物理化学变化实质;应用显微光度计与荧光显微镜测试煤化程度;确定有机质的成熟度,进行油气评价预测。

透射光下观察煤薄片是煤岩成因研究的主要手段;煤的工艺性能研究,是以反射光下观察煤光片和煤砖光片为主。在反射光下使用油浸镜头观察之前,浸蚀煤光片表面的方法。中国谢家荣在《煤岩学的几种方法》一文中提出了改进的浸蚀温度。近期荧光法的引用,更加确保低煤级的测定,加强了工艺性质的研究。

煤岩学是研究煤质的主要方法。镜质体反射率、壳质组荧光性的研究和有关仪器设备的日益完善,以及成功地对沉积岩中分散有机质的煤岩研究,扩大了煤岩学的研究领域,并向定量化,自动化发展。煤岩学在地质学领域和工业中的应用日益广泛,已进入了煤岩学快速发展的阶段。

参考书目
    杨起、韩德馨主编:《中国煤田地质学》(上册),煤炭工业出版社,北京,1979。武汉地质学院煤田教研室:《煤田地质学》(上册),地质出版社,北京,1979。E.斯塔赫等著,杨起等译:《斯塔赫煤岩学教程》,煤岩工业出版社,北京,1990。(E.Stach et al.,Stach's Textbook of Coal Petrology, 3rd ed., Gebrüder Borntraeger,Berlin,Stuttgart,1982.)