《煤田地质学》题库

一、名词解释

成煤作用：煤是植物残骸经过复杂的生物化学、物理化学以及地球化学变化转变而来的，由植物死亡、堆积一直到转变为煤经过了一系列的演变过程，在这个转变过程中所经受的各种作用总称为成煤作用。

煤的成岩作用与变质作用：泥炭转变为年轻褐煤所经受的作用，称作成岩作用，从年轻褐煤再转变为老褐煤、烟煤无烟煤所经受的作用，称为变质作用。

泥炭沼泽：沼泽是地表土壤充分湿润、季节性或长期积水，丛生着喜湿性沼泽植物的低洼地段。如果沼泽中形成并积累着泥炭，则称为泥炭沼泽。泥炭沼泽既不属于水域，又不是真正的陆地，而是地表水域和陆地之间的过渡形态。

凝胶化作用：凝胶化作用是指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主要成分的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。凝胶化作用是在沼泽中较为停滞的、不太深的覆水条件下，弱氧化至还原环境，在厌氧细菌的参与下，植物的木质纤维祖师一方面进行生物化学变化，一方面进行胶体化学变化，二者同时发生和进行，导致物质成分和物理结构两方面都发生变化。植物遗体经过生物化学作用转变成泥炭的过程，实际上主要是形成腐植酸和沥青质等的过程。另一方面，植物的木质纤维组织在沼泽水的浸泡下，吸水膨胀，并通过真菌和细菌的作用在形成腐植酸等物质的同时，还经历着一个胶体化学变化过程。鉴于这一总过程既有因微生物活动而引起的化学变化，又有胶体化学的变化，故全称应为“生物化学凝胶化作用”。

残植化作用：当泥炭化作用过程中介质流通较畅，在长期有新鲜氧供给的条件下，凝胶化作用和丝炭化作用的产物被充分分解破坏，并被流水带走，稳定组分大量集中的过程称为残植化作用，可以认为残植化作用是泥炭化作用中的一种特殊情况。残植化作用的产物经过煤化作用即为残植煤。

腐泥化作用：在湖泊、沼泽水深地带及潙湖、海湾和浅海等水体中进行的，低等植物藻类和浮游生物遗体在滞流还原环境和厌氧微生物参与下，经过复杂的生物化学变化可形成富含水分的有机软泥—腐泥。

煤的成岩作用：泥炭形成后，由于盆地的沉降，在上覆沉积物的覆盖下被埋藏于地下，经压实、脱水、增碳作用、游离纤维素消失，出现了凝胶化组分，逐渐固结并具有了微弱的反射力，经过这种物理化学变化转变成年轻褐煤。这一转变所经历的作用称为煤的成岩作用。E.Stach认为，这种作用大致发生于地下200400m的浅层。

煤的变质作用是指年轻褐煤，在较高的温度、压力及较长地质时间等因素的作用下，进一步受到物理化学变化，变成老褐煤（亮褐煤）、烟煤、无烟煤、变无烟煤的过程。这一阶段所发生的化学煤化作用表现为腐植物质进一步聚合，失去大量的含氧官能团（如羧基—COOH和甲氧基—OCH3）,腐植酸进一步减少，使腐植物质由酸性变为中性，出现了更多的腐植复合物。物理煤化作用表现为结束了成岩凝胶化作用，形成凝胶化组分，植物残体已不存在，稳定组分发生沥青化作用，使叶片表皮蜡质和孢粉质的外出脱去甲氧基，形成易软化、塑性强，具粘结性的沥青质，并开始具有微弱的光泽。在温度、压力的继续作用下，腐植复合物不断发生聚合反应，使稠环芳香系统不断加大，侧链减少，不断提高芳香化程度和分子排列的规则化程度，变质程度不断提高，进而转变为烟煤、无烟煤和变无烟煤。

含煤岩系：指一套在成因上有共生关系并含有煤层的沉积岩系。含煤岩系是具有三维空间形态的沉积实体、顶底界面不一定是等时性界面。

岩溶陷落柱：含煤地层下伏岩系如果为可溶性岩石，如石灰岩、白云岩、石膏层等，在地下水的溶蚀作用下可以形成岩溶洞穴，随着洞穴规模的扩大，在上覆岩系的重力荷载下，煤层及其围岩逐渐垮落，可形成环形状陷落，俗称陷落柱。

二、填空

1、胶质层最大厚度Y值是我国煤炭分类和评价炼焦用煤及配煤炼焦的主要指标。把粒度小于1.5mm的精煤样100g放在钢杯中，然后从下部对煤样进行单侧加热。胶质层指数法对中等粘结性煤的区分能力强，多数煤的Y值具可加性，利于炼焦配煤的计算，但对弱粘结性的鉴定能力较差。

2、罗加指数表示粒度大于1mm的焦块总质量的百分比，罗加指数越大，表示粒度大于1mm焦块越多，煤的粘结性越好。适于测定中等粘结性煤，对弱粘结性煤也有较好的区分能力，对强粘结性煤的区分能力较差。各国选择的无烟煤不同，测定结果无可比性。

3、煤的外在水分（也叫表面水）是存在于煤粒表面和煤粒缝隙及非毛细孔孔穴中的水，内在水分是存在于煤的毛细管中的水分。实际测定中由于煤从脱去表面水和内在水不是按其理论定义来划分的，而是按测定方法或者说是测定条件来定义的。所谓表面水是指在环境温度和湿度下，煤与大气接近湿度平衡时失去的那部分水，而留下的水分则为内在水，这与以表面吸附和毛细管吸附为根据的理论划分法有所出入：第一，当煤与大气接衡时不仅失去表面吸附水，而且部分毛细管吸附水也要失去；第二，实测的表面水和内在水不是一个定植，它们随测定环境的温度和湿度等而改变。

4、作用出现在与大气不能充分沟通，而植物物质充分被水浸润的条件下。

5、丝炭化作用：有机物质未能完全分解，其最终产物虽仍为CO2和H2O，但仍留存富碳的残骸，形成暗色的腐植物质。将这种植物应受的氧化分解、脱水、脱氢及增碳化过程称为丝炭化作用。丝炭化物质和凝胶化物质一样，主要也是由植物的木质纤维组织转变而形成的，从有机组成来看主要也是植物细胞壁中的木质素和纤维素，但由于其变化条件和变化过程不同，因而形成了与凝胶化物质性质完全不同的物质，这些丝炭化物质的共同特点是碳含量高而氢含量低，由于丝炭化过程经历了较大程度的芳烃化和缩合作用，因而其反射率显著高于凝胶化物质。

6、煤中矿物质来源有三，一是原生矿物质，即成煤植物中所含的无机元素；二是次生矿物质，即煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质；三是外来矿物质，即煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。煤中存在的矿物质主要包括粘土或页岩、方解石（碳酸钙）、黄铁矿或白铁矿及其他微量成分，如无机硫酸盐、氯化物和氟化物等。

7、煤样在规定的条件下，隔绝空气加热，并进行水分校正后的挥发物质产率即为挥发分。

8、煤的挥发分主要是由水分、碳氢的氧化物和碳氢化合物（以CH4为主）组成，但煤中物理吸附水（包括外在水和内在水）和矿物质二氧化碳不属挥发分。煤的挥发分产率与煤的变质程度关系密切的，随着变质程度的加深，挥发分逐渐降低，根据煤的挥发分产率可以估计煤的种类。

9、煤的弹筒发热量是指单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、、硫酸、液态水以及固态灰时放出的热量，弹筒发热量也即实验室内用氧弹热量计直接测得的发热量；单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、液态水以及固态灰时放出的热量称为恒容高位发热量，恒容高位发热量也即由弹筒发热量减去形成热以及硫酸与二氧化硫形成热之差后得到的发热量；单位质量的煤在充有过量氧气的氧弹内燃烧，其终态产物为25℃下的二氧化碳、过量氧气、氮气、二氧化硫、气态水以及周态灰时放出的热量称为恒容低位发热量，低位发热量也即由高位发热量减去水（煤中原有的水和煤中氢生成的水）的气化潜热后得到的发热量。

10、煤的发热量与煤岩成分、煤化程度（煤级）、矿物含量、风氧化程度有关。

11、煤中硫的存在形态通常分为有机硫和无机硫两大类；无机硫又可分为硫酸盐硫和硫化物硫两种。

12、镜质体反射率不受煤的岩石成分含量影响，但却能反映煤化指标。煤的镜质体反射率随它的有机组分中碳含量的增高而增高，随挥发分产率的增高而减少。同一显微组分，在不同的变质阶段，反射率不同，它能较好地反映煤的变质程度。

13、煤的气化是使煤与氧气、空气、水蒸气等反应，生成含有CO、H2等可燃气体的工艺过程，即把固态的煤变成可燃气体的过程。

14、煤液化的方法可分三类：煤直接加氢液化（如高压加氢法，溶剂精炼煤法）；煤间接液化（即先将煤气化为水煤气，然后合成液态产物）；煤的部分液化（即低温干馏法）。

15、煤的浮沉试验是按筛分所得各粒级分别进行的，也可把几个粒级混合在一起进行，如500.5mm级等。浮沉试验的目的是为了解不同密度级的产率和质量，以确定煤可选性的好坏，并作为洗煤厂生成设计的依据。

16、宏观煤岩成分是用肉眼可以区分的煤的基本组成单位，包括镜煤、亮煤、暗煤和丝炭。镜煤和丝碳是简单的煤岩成分，暗煤和亮煤是复杂的煤岩成分。

17、按宏观煤岩成分的组合及反映出来的平均光泽强度，可划分为光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤四种宏观煤岩类型。

18、按煤化程度由低到高可将褐煤分为软褐煤（土状褐煤）、暗褐煤和亮褐煤三个阶段。

19、煤在恒温下加压，其体积变化的百分数，成为煤的压缩性。压缩性与煤化程度有关，煤化程度越高，压缩性越低。加压后丝质组体积变化极少，镜质组有变化，稳定组分变化最大。显微组分的压缩性随压力的增大而增加，壳质组变化最大，镜质组次之，惰性组最小。

20、内生裂隙是在煤化过程中，煤中的凝胶化物质受到温度和压力等因素的影响，体积均匀收缩产生内张力而形成的一种张裂隙。

21、煤的结构是指煤岩成分的形态、大小、厚度、植物组织残迹，以及它们之间相互关系所表现出来的特征，它反映了成煤原始物质的成分、性质及在成煤时和成煤后的变化。在低煤级煤中，煤的结构很清楚；随着煤化程度的增高，各种煤岩成分的性质逐渐接近，因而煤的结构就逐渐变得均一。煤的结构分原生结构和次生结构两种。

22、煤的构造是指煤岩成分空间排列和分布所表现出来的特征。它与煤岩成分自身的特征（形态、大小等）无关，而与成煤原始物质聚积时的环境有关。煤的原生构造分为层状构造和块状构造。

23、煤的有机显微组分可划分为三大组：镜质组、壳质组和惰性组。每个显微组分组中，可根据形态和结构的不同，分为不同的显微组分。

24、镜质组可分为三种显微组分，即：结构镜质体、无结构镜质体和碎屑镜质体。

25、丝质体分为4种：火焚丝质体、氧化丝质体、原生丝质体和煤化丝质体。

26、煤中除了有机质以外，还有一些无机成分和矿物质。煤中的矿物质按来源可分为以下三类：原生矿物、同生矿物、后生矿物。

27、镜质组经氧化作用提高了芳构化程度和缩合程度，其光性色散和各种化学性质相应地显示出明显的变化。氧化煤在蓝光域的反射率值明显下降。因此，可通过镜质组反射率光谱测定（400700nm）或蓝光域和紫光域反射率测定，可以不经化学分析而识别氧化煤。此外，壳质组反射率光谱也可用于判别煤的氧化作用。

28、煤层形成曲线反映了煤层形成过程中沼泽基底沉降速度的变化和环境特征。成煤过程中，由于不同地点环境的不同，可以形成不同的煤岩类型，水深的地方形成暗煤，水浅的地方可能形成亮煤。采用煤岩类型柱状图进行煤层对比，会遇到困难。如果采用煤层形成曲线进行对比，效果较好。因为在一个泥炭沼泽范围内，地壳的升降变化趋势基本一致。所以在不同地点虽煤岩类型有所不同，但煤岩类型变化所反映的地壳升降速度及水深变化趋势应该一致，因而煤层形成曲线可适于较大范围内的煤层对比。

29、随着煤化程度的增高，镜质组、壳质组和惰性组的反射率也随之增高，但增加的速度不同。壳质组的增加速度最快，次为镜质组，惰性组增加速度慢。

30、随着煤化程度的增高，显微组分间反射率的差别趋于减弱。在中挥发分烟煤阶段（），壳质组开始镜质化，其光性和化学组成接近于镜质组，至超无烟煤阶段，三个显微组分之间在光性和化学组成上的差别很小。

31、聚煤盆地的形成和聚煤作用的发生，是古气候、古植物、古地理和故构造等四种因素综合作用的结果。

32、根据聚煤盆地形成地理条件，可将聚煤盆地划分为拗陷型、断陷型和构造-侵蚀型等三种，三种类型之间还存在着各种过渡类型。

33、富煤带的形成中，古植物、古气候为“先决条件”；古地理、古构造为“主控因素”。

34、煤吸附甲烷的能力受到许多因素的影响，其中温度的降低、水分的减少和煤化程度的增高都能促使吸附能力增强。

35、瓦斯抽放方式有本煤层抽放、邻近层抽放、采空区抽放。

36、煤化作用的演化主要是受温度的高低、经历的时间长短及压力的大小所决定的。其中，对煤化作用影响较大的主要是温度。

三、判断

四、简述

1、成煤作用阶段划分

成煤作用大致可分为两个阶段：

第一阶段主要发生于地表的泥炭沼泽、湖泊以及浅海滨岸地带，植物死亡后的遗体在各种微生物的参与下，不断地分解、化合、聚积，在这一阶段中起主要作用的是表生的生物地球化学作用，结果使低等植物转变为腐泥，高等植物则形成泥炭，由于地壳沉降等原因被沉积物覆盖掩埋于地下深处，成煤作用进入第二阶段，即煤化作用阶段。

成煤作用第二阶段，起主导作用的是使煤在温度、压力条件下进一步转化的物理化学作用，即煤的成岩作用和变质作用。泥炭转变为年轻褐煤所经受的作用，称作成岩作用，从年轻褐煤再转变为老褐煤、烟煤无烟煤所经受的作用，称为变质作用。

2、成煤作用与聚煤作用具有阶段性

植物演化于成煤作用具有密切关系，没有植物的发育地质历史中就不可能由聚煤作用发生。植物演化具有明显的阶段性，因此，成煤作用也就具有阶段性。

（1）菌藻类植物时代（早泥盆世以前“石煤”）

（2）早期维管植物时代（晚志留世至早中泥盆世）

（3）蕨类和古老裸子植物时代（晚泥盆世至早二叠世早期）

（4）裸子植物时代（晚二叠世晚期至中生代）

（5）被子植物时代（早白垩世以后至古近纪、新近纪）

3、浅水缓岸湖泥炭沼泽化的发育模式

浅水缓岸湖泊由四周向湖心逐渐变深，湖水停滞或仅有微弱流动，波浪小且水的光照条件好。湖底首先沉积含少量有机质的粘土和砂层，其上为腐泥层。湖水逐渐淤浅，在湖底沉积的同时，岸边与不同水深的湖滨地带，植物繁殖起来，由于水深各异而形成不同的植物群落，由岸向湖心方向植物群落呈有规律的变化，可区分出几个植物带：在岸边地下水接近地表或积水地段，生长着以苔草为主的植物群落，并常形成高大的草丘，在近代泥炭沼泽中可见泽泻科、慈菇、两栖蓼、毛茛等，积水较深处可形成木贼带；湖水深不足1m的地段，为挺水（抽水）植物带，如芦苇、香蒲等；水深12m地段，为浮叶植物带，常由蔓延到湖面上的长根茎植物，如水芋、睡莲、眼子菜和一些藻类组成；在水深28m范围内，则为沉水植物带（或称微型植物带），带内植物生长在湖底，属于孢子藻类，如蓝藻类等。随着各植物带之下逐渐积累泥炭，湖泊也逐渐淤浅，因此原有植物群落由于水生生态环境的演化而依次向湖心推移，形成了植物带有规律地向湖心扩展，最终将湖泊转变为泥炭沼泽。这种由湖滨向湖心演化的模式，大多是在水位变动小，且长期处于稳定的条件下才有可能，因此称为“向心泥炭化型”，有人称为“向心陆化型”。在湖水水位变化剧烈的情况下，这种湖在水位降低时可出露湖底，由于水层很浅或只有薄层积水，因此促使湿生和水生植物大量繁殖，逐渐积累成泥炭层；随后因水位缓慢回升，且与泥炭的积累速度保持平衡，此时出现泥炭沼泽化由湖心向岸发展，这种发育方式称为“离心泥炭化型”或“离心陆化型”。

4、深水陡岸湖泥炭沼泽化发育模式

因深水陡岸湖边大量地繁殖漂浮植物，植物死亡后，其残体沉入湖底转化为泥炭，这是一种由下而下的泥炭化过程。初始，在避风浪的湖边水面长满了漂浮植物，并与湖岸相连，形成漂浮植物毯（简称浮毯或漂筏子）。漂浮植物主要是蔓延在水面上的长根茎植物，近代的如甜茅、水菜、水芋、沼矮陵菜等。这种长根茎植物，根茎交织成网，风沙带来的矿物质停积其上，养分逐渐改变，其他植物也入侵繁衍，浮毯增厚，密度加大，进而又为苔草植物生长提供了有利条件。随着浮毯的逐渐加大积厚向水中沉没，其下部死亡的植物残体，因重力作用，脱落沉入湖底，转化为泥炭。因而逐渐使湖底填积加高，逐渐与浮毯相连，浮毯不断向湖心扩展造成湖泊的淤浅而萎缩。

5、小河泥炭沼泽化模式

小河泥炭沼泽化情形大致与第一种模式近似，呈带状，植物分带不明显，往往在流速最小的河段河底开始生长水生植物，植物繁茂后，由于河床的糙度增加，流速减小，于是在河面及河边出现漂浮植物，在水中充氧不足的条件下，积累起泥炭，使整个河道泥炭沼泽化。

6、泥炭化过程的生物化学作用分段

丝炭化作用也是一种植物物质的生物化学分解作用，它与水解作用、氧化与还原作用有关。泥炭化作用发生于覆水地区的水位以下，即与大气局部沟通的状态下。泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外，分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气和少量氢。

通常认为，泥炭化过程的生物化学作用大致可分为两个阶段：第一阶段：植物残骸中的有机化合物经过氧化分解、水解，转化为简单的化学性质活泼的化合物；第二阶段，分解产物相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。

7、腐泥与泥炭特征对比

（1）植物群落

（2）营养供应

（3）介质的酸度

（4）介质的氧化还原条件

9、煤的成因分类

煤的成因分类主要依据成煤的原始质料和总的聚积环境。腐植煤类是高等植物在沼泽条件下聚积而成的；腐泥煤类是低等植物包括少量水生动物在湖泊等较深的水体中形成的。腐植—腐泥混合类在原始质料和聚积环境上都处于二者过渡的环境，实际上这种煤在煤层中多作为夹层或凸镜体存在，横向上过渡为其他煤种。

第一次跃变发生在长焰煤开始阶段（Cdaf=75%～80%,Vdaf=43%,镜质组反射率R0max=0.6%）,它与石油开始形成阶段相当。本次跃变的特点是沥青化作用的发生，随煤化程度的提高，各种含氧官能团逐渐脱落，在Rom=0.6%以前主要以析出CO2和H2O为特征；当煤化作用达到Rom=0.5%～0.6%阶段，芳香核稠环上开始脱落脂肪族和脂肪族官能团和侧链，形成以甲烷为主的挥发物，于是开始了生存沥青质的沥青化作用。

第二次煤化跃变出现在肥煤到焦煤阶段（约Cdaf=87%,Vdaf=29%，R0max=1.3%）。跃变的发生是因煤中甲烷的大量逸出，从而释放出大量的氢所造成的。本阶段开始，由于富氢的侧链和键的大量缩短及减少，使煤的比重下降到最小值。在压力的作用下，煤的显微孔隙度逐渐缩小，水分减少。到焦煤阶段（Cdaf=%,Vdaf≈20%，R0max≈1.7%）腐植凝胶基本上完成了脱水作用，水分和孔隙度都达到了最低值，发热量则升高到最大值（这和镜质组的硬度、密度的最小值，以及炼焦时可塑性最大值相一致），随后由于化学结构的变化，水分含量又有所回升。此外，第二次跃变中耐磨性、焦化流动性、粘结性、内生裂隙数目等都达到最大值，内面积、温润热等达到最小值。这些性质变化曲线的明显转折，称为煤化作用转折。自第二次跃变后，壳质组与镜质组在颜色、突起、反射率等方面的差异愈加变小，当Vdaf=22%时，无论用化学还是用光学方法都不能使孢子体、花粉体与镜质组分开，角质体也有类似趋势，其反射率甚至高于镜质组。因此，壳质组从Vdaf=29%～22%这一阶段的明显变化又称为煤化台阶。本阶段与油气形成的深成阶段后期（即热裂解气开始形成阶段）相当，石油烃转化为气体烃，因此它对应于石油的“死亡线”。

第三次跃变发生于烟煤变为无烟煤阶段（Cdaf=91%,Vdaf=8%，R0max=2.5%）.煤化作用的第三次跃变以后，就是有人称为无烟煤化作用和半石墨化作用（M.Teichmuller,1987）的阶段，它们代表了煤化作用的最终阶段，其产物是无烟煤和变无烟煤的形成。

第四次跃变为无烟煤与变无烟煤的分界（Cdaf=93.5%,Hdaf=2.5%，Vdaf=4.0%，镜质组反射率Rmax=4%，Rm=3.5%）。本阶段和初期煤化作用阶段相比有较多的不同。在化学煤化作用方面，主要表现为氢含量与氢碳原子比的急剧下降。碳含量随埋藏深度的增加也明显地增大，同时芳香单元的芳香度和缩合度叶急剧增加。

12、煤化程度指标

煤化作用是个复杂的过程，不同煤化阶段中各种指标的变化的显著性各不相同，对于一定煤化阶段往往具有不同的煤化程度指标，主要的煤化指标：水分Mdaf/%、挥发分Vdaf/%、碳含量Cdaf/%、氢含量Hdaf/%、发热量Qdaf,gr/MJ/kg、折射率Nmax、吸收率Kmax、反射率R0max/%、R0max/%、双反射率、R0max/%- R0max/%、X射线衍射面网间距(d0.02/0.1nm)。

13、煤的变质作用划分

煤的变质划分为深成变质作用、岩浆变质作用（区域热变质作用和接触变质作用）、动力变质作用。

14、希尔特定律

在地层大致水平的条件下，每百米煤的挥发分降低约2.3%，即煤的变质程度随埋藏深度的加深而增高。称为希尔特定律。

15、煤变质的分带性

在煤的深处变质过程中，由于煤系下部煤层或煤组经受高于上部的温度及压力，因而其上下变质程度高低不同。这种煤质随沉降深度呈规律性的变化，即为煤质的垂直分带。

煤质垂直分带的明显程度与分带的宽窄，主要决定于煤的变质梯度，变质梯度的大小又取决于地热梯度和煤本身的特征。一般来说，地热梯度大，挥发分梯度和变质梯度也大，因而引起相同煤质变化所需要的沉降深度也就愈小，煤质的垂直分带就窄。如果考虑到受热时间的延长会使煤质变化所需的深度变得更小，煤质垂直分带则更窄。

煤变质的水平分带是垂直分带性的一种表现，由于地壳构造运动的影响，同一煤田内同一煤层或煤组在形成和形变过程中沉降深度不同，这就表现在煤系本身厚度变化和煤系上覆岩系厚度变化的不相同。因此，同一煤层或煤组所经受的变质程度不同，反映在平面上就构成煤质的水平带分布特征。

16、区域岩浆热力变质作用的特点

区域岩浆热力变质作用与深成变质作用的特征有若干相近之处，但在受热温度高低、时间长短及受热均匀程度上又有许多不同之处。区域岩浆热力变质作用有以下主要特征：

（1）由于变质作用是在区域地热场上叠加了岩浆热，故地区的地热温度较高，地热梯度较大，煤变质的垂直分带明显，变质带厚度及平面宽度都较小。

（2）这种变质作用所产生的变质带，平面的展布特征与煤系和上覆岩系等厚线的展布无关，而与深成岩体分布有一定关系。围绕岩体煤级呈同心环带分布。

（3）煤的变质程度决定于岩体大小，以及与岩体距离的远近。距岩体近的煤变质程度高，并常有热液矿化现象，原理岩体则变质程度较低。

区域热力变质过程中，由于岩浆热液作用，无烟煤带的围岩往往发生蚀变，如硅化、叶腊石化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化等，且石英砂岩变为石英岩，灰岩变质为结晶灰岩或大理岩，泥质岩变质为板岩。特别是热岩石英脉的发育，是区域岩浆热力变质作用的标志之一。

17、接触变质作用的特点

（1）在侵入体与煤层接触带附近，煤层受热温度和增温速率高，但延续时间短，受热均匀性差。因此邻近侵入体附近，往往有不规则的天然焦带。天然焦多呈深灰、灰黑色，多孔隙，有明显的垂直柱状节理。

（2）经接触变质作用的煤，颜色变浅，密度增大，灰分增高，挥发分和发热量降低，粘结性消失，愈近岩体愈明显。在接触变质过程中，由于氧含量迅速减少，碳含量增加得慢，所以与正常煤相比，这种煤的挥发分、发热量均偏低。此外，由于煤在高温下分解时产生的CH4气体与硫酸盐作用，可生成碳酸盐矿物。煤中碳酸盐矿物含量的增加，往往也是接触变质煤的特征之一。

（3）在接触带中，煤的镜质组因经受高温溶解时气体逸出而具气孔状构造，形成多气孔和沟槽的天然焦，其最大反射率和各向异性随温度提高而增大。

（4）在接触带附近，常常存在规模较小且不规则的局部煤质分带现象。其宽度不大，从数厘米至数米不等。

18、圈定同沉积隆起或同沉积背斜的主要标志

（1）含煤岩系或层段厚度显著减薄；

（2）沉积间断面频繁，代表浅水环境的层面流水构造和胶结硬化的风化壳发育，流水再搬运作用显著。有时隆起于沉积界面之上，导致某些层段缺失，或成为局部陆源区；

（3）沉积超覆现象明显，沉积剖面旋回结构不对称，海退部分沉积物由于遭受剥蚀和再搬运而显著减薄，因此旋回曲线显示快速海退；

（4）岩性岩相发生明显变化，一般为粗碎屑岩分布区，有时则为粘土岩或泥炭沼泽沉积持续发育区，煤层向同沉积隆起或同沉积背斜合并，向坳陷带分岔，各分岔煤层与合并后的厚煤层的相应分层可以对比；

（5）煤层底板根土岩比较发育，反映较长时间的暴露和较深的风化层。

19、确定同沉积基底断裂的主要标志

（1）盆缘断裂内侧有粗碎屑冲积扇带，沉积层向盆缘断裂倾斜和增厚；

（2）同沉积断裂两侧岩性岩相和层段厚度差异显著，沿断裂构成岩相变化带或厚度梯度带；

（3）碎屑岩楔或煤层向同一方向变薄尖灭或分岔、合并，并且这种变化呈明显的带状展布；

（4）同沉积断裂两侧的地层层序不对应，下降盘层序完整，底部层段可能存在早期堆积的粗碎屑岩楔，上升盘层序不完整，可能缺失下部层段，而上部层段超覆于剥蚀面上；

（5）古流体流向和样式急剧改变，古河流持续发育坳陷带，由此产生的煤系及煤层中河道冲积填充体重叠；

（6）断层两侧岩层、煤层厚度显著不同，各层段断距不等，自下而上断距逐渐减小，直至消失。邻近活动基底断裂带同沉积变形构造发育。

20、富煤带及其特征

富煤带是指同一煤炭剖面中煤层发育较好、相对富集的快段，在空间上呈带状分布的特点，称富煤带，即是说出现于一定的古地理、古构造部位的煤层相对富集带。富煤中心是指在富煤带内煤层总厚较大的部位或聚煤作用长期持续发育的部位，称富煤中心，也称富煤带最富的部位。富煤带和富煤中心可以根据国家的技术和当地的具体情况确定。

五、论述

1、泥炭沼泽的类型

按照泥炭沼泽的表面形态和水源补给，以及养分和植被等特征，通常将泥炭沼泽划分为三种类型，即低位泥炭沼泽、中位泥炭沼泽和高位泥炭沼泽。

     （1）低位泥炭沼泽

     这种沼泽类型多处于泥炭沼泽发展的初期。低位泥炭沼泽的表面由于泥炭的积累不厚，且尚未改变原有的地表低洼形态。地表水和地下水作为丰富的水源补给，潜水位较高或地表有积水，溶于水中的矿物质养分丰富。沼泽多为中性或微碱性，pH=7～7.8，沼泽植物要求养分较多，种属较丰富。

     由于低位泥炭沼泽富营养，所以有人称为富营养泥炭沼泽。因此，在这类沼泽中高等植物容易大量繁殖，形成茂密的植被，这就对泥炭形成提供了有利条件。在低位泥炭沼泽中形成的泥炭，灰分较高，沥青质含量低，焦油产出率较低。我国第四系中泥炭形成于这种类型沼泽的约占90%，在地史中各成煤期也大多形成于这种泥炭沼泽类型。

     （2）高位泥炭沼泽

     这种类型的泥炭沼泽往往处于泥炭沼泽演化的后期。沼泽主要是由大气降水补给，沼泽的水面位于潜水面之上，水泥不充足，水中缺少矿物质养分，因而有人称为贫营养泥炭沼泽。高位泥炭沼泽在发展演化中，泥炭积累速度与养分的供给状况发生了变化。即在沼泽的边缘部分，易得到周边流水所携带的丰富营养；而中心部位则难于得到富养分的地表水和地下水的补给，仅靠大气降水补给，促使贫营养植物首先出现于中心地带。由于中心地带植物残体分解速度慢，使得泥炭增长速度快，于沼泽周边相比，泥炭积累快，于是形成了高位泥炭沼泽中部高出周边的特有剖面形态。这类沼泽生长的植物多为草本或藓类植物，种属较为稀少，多发育在地势较高，且较冷和较潮湿的气候条件下。

     （3）中位泥炭沼泽

     这类泥炭沼泽多出现于前两类沼泽的过渡时期，在特征与性质上具有过渡特点，因此又称为过渡类型或中营养泥炭沼泽。这类泥炭沼泽的表面，由于泥炭的积累趋于平坦或中部轻微凸起，地表水和地下水通过周边的泥炭层时，其中的水分和养分被部分吸收达到中心地带时，已大为减少，因而潜水位变低、营养状况变差，泥炭层也处于中性到微酸性，植被以中等养分植物为主。

2、煤化作用特点

   ①煤在连续的系列演化过程中，显现出增碳化（相对）趋势。

煤化作用的最终结果: 

A、排出的其它元素和碳结合构成挥发性化合物; 

B、随煤化程度增加，煤中的挥发物减少，碳含量增加。

②随着煤化作用进程，煤的有机分子表现为结构单一化趋势。

泥炭阶段含多种官能团的结构，逐渐演变到无烟煤阶段只含缩合芳核的结构，最后演变为石墨结构。

③随着煤化作用进程，煤的有机分子结构表现为致密化和定向排列的趋势。 

 A、煤的有机分子侧链 由长变短，数目变少； 

 B、腐植复合物的稠核芳香系统不断增大，逐渐趋于紧密；

 C、分子量加大，缩合度提高；

 D、分子排列逐渐规则化。

 混杂排列→层状有序排列，反光性能增强。

④随着煤化作用进程 随着煤化作用进程，显微煤岩组分性质呈现为均一性趋势。

⑤煤化作用是一种不可逆的反应。

⑥煤化作用的发展是非线性的，煤化作用跃变（煤化跃变）。 

3、根据煤的显微分组成和显微煤岩类型组合划分煤相

（1）陆地森林沼泽煤相（FTM）：沼泽比较干燥，以发育丝质微亮煤为特征。

（2）森林沼泽煤相（FM）：潜水面较高，适于木本植物的生长和保存。煤以富含镜质组壳质组贫壳质组的微亮煤和微暗亮煤为特征，呈明显的条带结构。煤中镜质组以结构镜质体和均质镜质体为主。

（3）芦苇沼泽相（RM）：水位更高，生长草本植物为主。煤以角质微亮煤和微暗亮煤及微三组分煤为主。煤中镜质组多为基质镜质体。

（4）开放沼泽相（OM）：覆水深的水下沼泽沉积，以发育为亮暗煤、微暗煤和炭质泥岩为特征。岩石类型以暗淡型煤为主，有时夹腐泥煤条带。

4、用煤岩特征进行煤层对比

（1）标志煤层：具有煤核的煤层或利用煤中的高岭石夹矸，可以对比煤层。烛煤或藻煤一般不能用于对比，因其分布范围小。

（2）宏观煤层剖面和煤层形成曲线：利用煤层形成曲线对比煤层比用宏观煤岩类型对比效果更好。这是因为同一时间不同地点的煤岩类型不同。但不同地点地下水位的趋势比较一致，煤层形成曲线的变化趋势相似。

（3）用煤岩特征对比煤层：同一煤层不同地点的显微组成特征通常相似。如镜质组含量高、不含孢子，或惰性组含量特别高，或黄铁矿多等，都可用于对比。

5、厚煤层形成的必要条件

6、陆相成煤体系的聚煤规律

7、过渡相成煤体系的聚煤规律

8、中国煤田的分布特点