Question

显微煤岩特征

Answer 1

岩浆侵入热会使煤的显微煤岩特征发生变化，主要包括高温热解转化和碳化两个过程。高温热解导致煤中挥发分和大量的气体产生，而碳化阶段主要引起煤的碳含量显著增加，直至转化为石墨。随着岩浆侵入，高温热液或蒸汽极易导致煤的镜质组发生塑化或软化，并生成大量脱挥发分气孔；当侵入体冷却时，又会在煤岩中形成大量的缩聚裂隙。研究发现，靠近岩浆接触处，煤中的气孔和裂隙有逐渐增高的趋势，且这些气孔和裂隙主要产生于均质镜质体、团块镜质体和基质镜质体中（图3.9a～图3.9c），大部分脱挥发分气孔和微裂隙被后生矿物所充填（图3.9b～图3.9d）。如图3.9b所示，团块镜质体周边气孔中充填大量的黄铁矿，这说明该处侵入时的温度不高于黄铁矿的热解温度500℃。在后生充填矿物中，碳酸盐矿物最为普遍（图3.9d）。一方面，热液交代围岩中的矿物质并在煤的孔裂隙中沉淀形成碳酸盐矿物；另一方面，煤发生热解、碳化并生成大量CO和CO₂气体。这很好解释了靠近侵入接触处，煤的灰分含量显著增高的现象。如图3.9d所示，相对于原生的均质镜质体，热改造的均质镜质体呈现较高程度的变形，并在显微镜下显示较高的反射特征。

图3.9 接触热变煤的显微煤岩照片（油侵，500倍反光；F，丝质组；C1，原生均值镜质体；C1a，热改造均质镜质体；C2，基质镜质体；C3，团块镜质体；df，缩聚裂隙；dv，脱挥发分气孔）

岩浆的侵入会导致煤的显微组分含量发生一定的变化。在岩浆热作用下，煤层中的富氢的镜质组组分和稳定组分产生易挥发的气相物质，因此组分含量降低；而煤中的惰质组含量相应增高。这种规律在五个重点调查矿区的孟庄矿、红菱矿和朱庄矿非常明显（表3.1）。如图3.10和图3.11所示，在朱庄矿和红菱矿，镜质组含量在靠近岩浆接触处相对较低，特别是其中的均值镜质体的含量，靠近岩体处显著降低；相反，惰质组及其亚组分的含量呈现靠近岩浆接触处显著增高的特点。值得指出的是，显微组成随接触距离的这种变化规律在印度尼西亚的南苏门答腊盆地也得到印证（Amijaya and Littke，2006）。

图3.10 朱庄矿煤岩显微组成与岩浆接触的关系

图3.11 红菱矿煤岩显微组成与岩浆接触的关系