淺談煤變質類型及其特點

牛　歡　胡　涵　李磊佳

[摘 要]本文介紹了中國煤變質的主要類型，主要包括：煤的深成變質作用，煤的區域巖漿熱變變質作用，煤的接觸變質作用，煤的熱液熱水變質作用。闡述了煤變質作用的特點。

[關鍵詞]煤變質作用類型 煤變質規律 分布特征

一、引言

中國是一個能源大國，其能源主要來自煤資源。煤不僅是我國最重要的能源，還為多種工業提供了原料。為了滿足我國經濟的快速發展的需要，充分發揮煤炭資源的作用，幾句要求在勘察中增加煤的精查儲量，就需要從成因上研究煤的形成和分布規律。這就要求加強對煤變質作用的認識與了解。

二、中國煤變質的作用類型

中國主要存在4種煤變質作用類型，即煤的深成變質作用、區域巖漿熱變質作用、接觸變質作用和熱液熱水變質作用。區域地熱狀態和含煤盆地演化歷史與煤的深成變質作用發展有著不可分割的聯系。煤的區域巖漿熱變質作用是促成中國出現大量中、高變質煙煤和無煙煤的主要原因。接觸變質作用也較常見，但影響范圍有限。熱液熱水變質作用常出現在斷裂帶、巖漿活動的區域。

（一）煤的深成變質作用

煤的深沉變質作用是指在正常低溫狀態下，煤的變質程度隨煤層沉降的幅度的加大、地溫增高和受熱時間的持續而增高。在煤的埋藏過程中，壓力可以促進物理結構煤化作用。而溫度則加速化學煤化作用。深成變質煤的演化程度總是與一定的構造沉降、地熱作用以及有效受熱時間的配置相對應的。晚古生代煤大多不超過中變質煙煤階段，中生代煤一般處在低變質煙煤階段，而新生代煤基本未達到變質階段。新生代，特別是第四紀以來，絕大多數含煤盆地中煤系因構造抬升而鄰近地表，煤變質作用幾乎停滯。顯然，深成變質作用只是奠定了我國以低變質程度煤為主的基本煤級分布格局。中生代板內構造東、西分異加強，三疊紀沉積區自東向西收縮，對加深晚古生代煤的變質并造成煤級差異，明顯具有全局性的影響。

（二）煤的區域巖漿熱變質作用

煤的區域巖漿熱變質作用是指聚煤坳陷內有巖漿活動，巖漿及其所攜帶氣液體的能量可使地溫場增高。形成地熱異常帶，從而引起煤的變質作用。煤的區域巖漿熱變質作用是促使中國出現大量中、高變質煙煤和無煙煤的主要原因。根據巖漿性質、侵入規模、侵^深度和沉積蓋屢的封閉程度等，可將區域巖漿熱變質作用劃分為3個亞型，即淺成、中深成和深成巖漿熱變質作用。淺成巖漿熱變質作用主要是由小型的中酸性和基性侵人巖體所引起，侵入深度一般距地表0.5～1.5km。煤層的沉積蓋層較薄。斷裂發育，巖漿主要侵入煤系。中深成巖漿熱變質作用的熱源主要來自中酸性和堿性巖漿，巖體常為巖床、巖株或巖瘤，熱液和熱氣作用較強。巖漿主要侵位于含煤巖系以下地層，侵入深度一般為1.5～ 3km 多形成中等規模的煤變質帶。深成巖漿熱變質作用多由大型酸性隱伏巖體所引起，熱液和熱氣作用強烈，侵入深度距煤層一般大于3 k璣形成犬面積煤變質分帶。

（三）煤的接觸變質作用

煤的接觸變質作用是指巖漿直接接觸或侵入煤層，由其所帶來的高溫、氣體、液體和壓力，促使煤發生變質的作用.根據巖體規模的大小，煤的接觸變質作用可分為三個亞型：脈巖3巖漿接觸變質、小型淺成巖漿接觸變質和大型深成巖漿接觸變質作用，接觸變質作用使煤層、煤的顯微組分、煤級、化學及工藝性質、顯微結構和化學結構等均受熱發生變化。由于侵入巖漿的溫度高，與巖體接觸的煤層大多變為天然焦；條件適宜時，如除高溫外，壓力較大而又封閉條件較好的情況下可出現半石墨或石墨。煤的接觸變質帶由接觸處向外，一般可分為焦巖混合帶，天然焦帶，焦煤混合帶及熱變煤帶。由于巖漿作用，圍巖常發生蝕變，形成高，中、低溫圍巖蝕變帶，如在高溫帶(550～ 650℃ )發生泥質巖角巖化，產生夕線石、紅柱石及硬綠泥石等變質礦物組合，碳酸鹽巖大理石化，形成硅灰石、橄欖石、輝石等變質礦物組合；中溫帶(400～ 550℃)泥質巖形成鐵鋁榴石、十字石，藍晶石、紅柱石，碳酸鹽巖形成陽起石、透閃石及鈣鋁榴石；低溫帶(200～ 400℃ )出現泥質巖伊和石化、綠泥石化，黑云母化及堇青石化，碳酸鹽巖絹云母化及綠泥石化。典型的煤接觸變質作用，即由脈巖與小型淺成巖漿引起的煤接觸變質作用，由于巖體規模小，熱量少、散熱快，影響所及的范圍有限。

（四）煤的熱液熱水變質作用

煤的熱液熱水變質作用是指煤在由來自地殼深部的巖漿分異氣液或高溫承壓水所引起的異常地熱場中發生的變質作用，可根據其特殊的熱源性質熱導介質和傳熱方式加以識別。按流體性質可分為熱液變質作用亞型熱水變質作用兩種類型。前者熱載體主要是巖漿期后氣水熱液和深部礦化溶液，變質區內礦化現象顯著，如貴州六盤水中高變質煙煤與中低溫熱液雄黃、雌黃礦床伴生。后者以深循環流體所載熱為熱源，以對流為主的熱體制促使煤發生的變質作用。兩者都需要在煤田內或附近有保持熱液或熱水循環的地形和水文地質條件。熱液熱水變質煤的煤級展布比較復雜。在同一煤系中，煤層的煤級可呈現上高下低或波狀起伏形態，平面上，煤級總的變化趨勢與地下熱水流向和距熱液、熱水活動通道的距離有關，越靠近主通道煤級越高。

三、中國煤變質特點

中國煤變質在各個地區各有特色。不同地區的沒變質有著不同的規律性。晚古生代煤都已超越了成巖階段，未發現褐煤，以中、高煤級占重要比例；中生代煤以低煤級煙煤為主，還有未經變質的褐煤，但也不缺乏中、高煤級煙煤和無煙煤；第三紀煤大多未進入變質階段，仍為褐煤，但也有低煤級煙煤。中國各地地質時代煤級的特點，一方面表明煤深成變質作用具有普遍意義，另一方面也說明了絕非僅僅單憑煤深成變質作用就能形成各煤級的煤，而是部分增加了其他類型的變質作用。其中，區域巖漿熱變作用是主要的。

四、結束語

中國煤的變質作用主要存在4種類型。煤的深成變質作用具有普遍性，煤盆地的地熱狀態以非均一地溫場影響深成變質作用格局，深成變質奠定了以低煤級為主的變質基礎。煤的區域巖漿熱變質作用是中國另一重要的煤變質作用類型，是形成中國大多數中高煤級煤的主要原因。煤的熱液熱水變質作用發生在對流為主的熱體制中，載熱的深循環流體構成派生熱源。煤的接觸變質作用影響范圍局限。

參考文獻

[1]楊起，中國煤變質作用[M]北京：煤炭工業出版社，1996，4，8～16，59～61

[2]楊起，中國煤變質研究[J]地球科學中國地質大學學報1989，344～345

[3]楊起，吳沖龍，湯達禎，康西棟，劉大錳，中國煤變質作用[J]地球科學中國地質大學學報1996，5，21(3)，311～339

[4]楊起，煤變質作用研究[J]現代地質，1992，12，6(4)，437～443