» » Петрографический состав углей

Петрографический состав углей

02.08.2016

Петрографический состав углей характеризуют по содержанию литотипов (макротипов) и микрокомпонентов (мацералов).
Литотипный состав углей. При макроскопическом изучении углей выделяются (в основном по блеску) литотипы простого (витрен и фюзен) и литотипы сложного состава (кларен, дюрено-кларен, кларено-дюрен и дюрен) (табл. 3.2). К отдельному литотипу относят слои угля мощностью не менее 20 мм.
При определении принадлежности угля к тому или иному литотипу учитывают степень его метаморфизма, так как при увеличении его блеск угля непрерывно возрастает. Один и тот же литотип на стадии бурых, каменных и антрацитовых углей характеризуется весьма различным блеском. В связи с этим блеск образца угля, а следовательно, и принадлежность его к определенному литотипу устанавливают путем сравнения с блеском заключенных в нем прослоев и линз витрена — его наиболее однородной и блестящей составной части. Если суммарный блеск угля мало отличается от блеска витрена, то такой уголь относится к блестящему литотипу — кларену. Наименьший блеск имеет фюзен, к которому приближается по этому признаку матовый литотип угля — дюрен.
Петрографический состав углей

Поэтому при макроскопическом петрографическом исследовании углей в первую очередь устанавливают наличие в них литотипов простого состава — витрена и фюзена. Полублестящий и полуматовый литотипы угля — дюрено-кларен и кларено-дюрен — по блеску занимают промежуточное положение между клареном и дюреном.
Упомянутые петрографические составляющие угля существенно различаются по трещиноватости, что связано с их неодинаковой хрупкостью и изменением ее в процессе метаморфизма. По условиям образования в углях выделяют три типа трещин (табл. 3.3). Наибольшая трещиноватость свойственна витрену и кларену. Особенно резко они отличаются по наличию эндогенных трещин. Обычно максимум трещин приходится на средние стадии метаморфизма.
Петрографический состав углей

В процессе метаморфизма угля увеличиваются не только блеск (точнее — отражение витрена), но и его характер. У бурого угля блеск витрена тусклый или смоляной. У каменного он изменяется от жирного до сухого стеклянного. Антрацитам присущ металлический блеск. Характер блеска и частота эндогенных трещин могут использоваться для приближенного определения марок блестящего и полублестящего угля (табл. 3.4).
Литотипный состав углей отдельных бассейнов достаточно разнообразен (табл. 3.5).
Угольные пласты среднего карбона Донбасса по литотипному составу достаточно однообразны. Здесь угли преимущественно блестящие (клареновые) и полублестящие (дюрено-клареновые) полосчатые, реже однородные и штриховатые. Полуматовые (кларено-дюреновые) и матовые (дюреновые) литотипы встречаются как исключение в виде тонких прослоев среди полублестящих углей.
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей

Главной составной частью угольных пластов Кизеловского и Подмосковного бассейнов являются дюрены и кларено-дюрены, составляющие от 70 до 90 %. Угли Ленского, Зыряновского бассейнов, месторождений Северо-Востока России и о. Сахалин преимущественно блестящие и полублестящие. Кларе-новые и дюрено-клареновые литотипы в них составляют более 80 %.
Блеск углей и их принадлежность к определенным литоти-пам обусловлены содержанием в них микрокомпонентов группы витринита. Так, кларен более чем на 80 % сложен витренизированными микрокомпонентами. Содержание витринита в дюрено-кларене составляет 60—80 %, в кларено-дюрене 40—60 %, а в дюрене — менее 40 %.
Микрокомпонентный состав углей. Многие свойства углей и их внешний облик обусловлены количественным соотношением слагающих их микрокомпонентов. Микрокомпонентом, или мацералом, называется элементарная составная часть углей, образовавшихся из одинакового исходного материала в сходных условиях. Микрокомпоненты разделяются на органические и неорганические (минеральные). Под микроскопом они различаются по цвету отражения, преломлению, структуре и микрорельефу. В зависимости от детальности и целей исследования в углях устанавливают или отдельные микрокомпоненты, или их группы (табл. 3.6).
Петрографический состав углей

В землистых бурых углях, в которых еще не прошли процессы витринизации, вместо витринита, в соответствии с ГОСТ 12112—78, выделяется гуминит Н. В группу гуминита входят гумотелинит — Ht, гумодетринит — Hd и гумоколлинит Hk.
Примерный микрокомпонентный состав литотипов приведен в табл. 3.7.
Петрографический состав углей

Гумусовые угли, как правило, состоят из компонентов групп витринита, семивитринита, инертинита и липтинита. В составе органической части углей большинства бассейнов и месторождений России и стран СНГ преобладают компоненты групп витринита и инертинита. Содержание липтинита обычно не превышает 1—5 % общей органической массы, исключение — угли некоторых пластов раннекаменноугольного возраста Донецкого, Подмосковного и Кизеловского бассейнов (табл. 3.8).
Имевшие место в истории Земли изменения видового состава растений и геологических условий углеобразования не предопределили четкой приуроченности углей (главной части петрографических типов углей) к определенному геологическому возрасту. Однотипные по групповому составу угли содержатся в отложениях неогена, мела, юры, перми и среднего карбона.
Тем не менее, эволюция растительного мира и разнообразие обстановок угленакопления в ряде случаев отчетливо отражаются в петрографическом составе углей. Так, для девонских углей характерны кутикуловые липтобиолиты. В нижнем карбоне довольно часто встречаются угли с повышенным содержанием споринита. Значительное содержание инертинита (семифюзинита и фюзинита) отмечается в углях отдельных месторождений мезозоя.
Весьма характерен состав месторождений раннепермского возраста: они в пределах всего Земного шара отличаются повышенным содержанием инертинита (семифюзинита, макринита и микринита).
Таким образом, устанавливаются наличие и преобладающее развитие кутикуловых липтобиолитов в девоне, споровых в виде кларенов — в среднем девоне и полосчатых фюзено-ксиленовых углей — в первой половине пермского этапа. В раннем мезозое наиболее распространены фюзено-ксиленовые и клареновые разности. Для большего числа бассейнов раннего мезозоя характерны угли со значительным количеством микрокомпонентов, образовавшихся из листьев, а в ряде месторождений преобладают угли фюзено-ксиленового типа. Увеличение разнообразия обстановок угленакопления от древних эпох к более молодым обусловило несколько большую разнотипность по петрографическому составу позднепалеозойских, мезозойских и кайнозойских углей.
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей
Петрографический состав углей

Как видно из табл. 3.8, в углях среднепластовых проб содержится (% в чистом угле): витринита 12—98; семивитринита 0—35; инертинита — 1—82; липтинита 0—46. Существенные различия по содержанию отдельных групп микрокомпонентов наблюдаются как между углями разных бассейнов, так и между углями пластов и свит, развитых в пределах одного и того же бассейна и месторождения.
В то же время микрокомпонентный состав углей некоторых свит бассейнов, формирование которых относится к различным геологическим периодам, нередко схож. Так, по содержанию витринита, инертинита и липтинита достаточно близки угли среднего карбона Донбасса, верхней перми Кузбасса, средней юры Канско-Ачинского, Иркутского, Южно-Якутского, Ленского и многих месторождений неогенового возраста о. Сахалин.
Витринит, липтинит, семинитринит и инертинит в одном и том же угле существенно отличаются по содержанию углерода, водорода, теплоте сгорания, плотности, отражению, растворимости в органических растворителях, сорбционной способности, пористой структуре, спектрам ЭПР и другим признакам. При термической деструкции из липтинита образуется значительно больше летучих продуктов, чем из витринита и особенно инертинита. Поэтому сведения о микрокомпонентном составе углей весьма важны для характеристики технологических свойств и оценки пригодности углей для тех или других направлений их использования в промышленности.