Question

煤的显微组成及元素组成

Answer 1

煤的显微组成是研究煤成因的基础，也是煤岩学与煤地球化学相结合的枢纽。煤中每一个可用显微镜鉴定的组分称之为一个显微组分或煤岩组分。煤的显微组分可分为三类：①壳质组（或稳定组），富类脂质植物遗体的残余物，如树脂蜡、花粉、角质和藻类体。壳质组富含脂肪族成分，氢含量（一般大于6%）和挥发分（50%～97.4%）高、碳含量低；②镜质组（或腐殖组），含木质素、纤维素的植物组织的残余物，如树皮、树干、树根等。镜质组富芳香族成分、氧含量高（1.5%～20%）、挥发分中等（2%～50%）、氢含量为1.5%～5.5%；③丝质组（或惰性组），较硬的富碳脆性小颗粒，其原始物质和化学结构与镜质组相似，是丝碳化作用的产物。其芳构化程度高，富含碳（大于90%），含氢量（小于3%）、含氧量（4%左右）和挥发分低。三种煤岩组分的差异较为明显（图4-14）。

煤中主要元素为碳、氢、氧，其次为硫、氮。除上述五种主要元素以外，煤中还伴有60余种微量元素，其中主要的有V、U、Ga、Ge、Ni、Mo、Fe、Pb、Zn、Cu、Au、Ag等，且大部分的元素含量都超过该元素的克拉克值，V、U、Ga、Ge、Ni、Mo等在煤和煤系地层中可形成工业矿床。Breger（1958）总结了生物有机质对煤中元素聚集及分布的影响，认为：①生命有机体的生命活动造成了C、N、P、S、Fe、Si、Ca、Ba、Mn、I（Cu、V）、Zn的聚集；②生命有机体死亡后的聚积作用，其一为通过化学方式，如V、Ga、Ge等进入到有机分子中，Fe、Pb、Zn、Cu等以硫化物形式沉淀下来，Ag经过还原途径聚积起来；其二为通过吸附方式聚积起来，如V、Ag、U、Th。

图4-13 生物及其组织和天然有机岩的H/C、O/C原子比图

图4-14 煤在H/C～O/C图上的位置