含煤岩系类型
第五章煤与含煤岩系第三节
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（四)煤层的顶板、底板
1．顶板
(3)基本顶：又称“老顶”。位
于直接顶之上。岩性多为砂岩或石 灰岩，一般厚度较大，强度也大。 基本顶一般采煤后长时期内不易自 行垮塌，只发生缓慢下沉。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（四)煤层的顶板、底板
2．底板 底板指位于煤层下方一定距离的
岩层。其岩性多为粉砂岩或砂岩， 厚度较大。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
（五) 煤系地层的标志层
煤系中常有一些岩层，其岩性比较特殊，容易识 别，层位稳定或分布规律明显，它们与煤层或某些地 质界线间距比较固定，这样的岩层可以用作寻找或对 比煤层的标志层。如华北石炭二叠纪煤系中常以石灰 岩层作为标志。其它作为标志的还有砾岩、成分或颜 色特殊的砂岩、铝土岩等。
于海侵海退使得海相和陆相地层交互出现。
煤系特点：分布广、横向上岩性、岩相变化不大，煤
层层位比较稳定。碎屑沉积物成分单一、分选好、磨圆 度好。煤层厚度不大，但煤层数目较多。标志层石灰岩
层数也较多。煤层含硫量高。
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
2、内陆型含煤岩系 也叫陆相含煤岩系，形成离海比较远的
蒙） 聚煤期：晚侏罗，早白垩 分区：大兴安岭西侧、松 辽盆地及阴山构造带以北， 内蒙东、黑龙江、吉林、辽 宁 资源量占全国8%左右。
三个主要聚煤期形成五大聚煤区
第五章 煤与含煤岩系
第三节 含煤岩系和煤田
六、中国的聚煤区
（2）西北聚煤区 聚煤期：早、中侏罗世； 石炭纪 分布：贺兰山-六盘山一 线以西，昆仑山-秦岭一 线以北，新疆、甘肃、青 海、宁夏、内蒙西部。 资源量占全国的33%。
含煤岩系的特征
含煤岩系的特征伍勇勇摘要：含煤岩系是一套含有煤层并具有一定成因联系的沉积岩系，亦称含煤构造、含煤地层、煤系等。
含煤岩系是在一定古构造、古地理和古气候条件下形成的，具有独特的特征、包括煤层、岩性、沉积岩、旋回构造等特征。
关键字：含煤岩系含煤岩系的特征煤层特征含煤岩系岩性沉积相旋回构造一、煤层的特征煤层是由植物遗体转变而来的可燃有机沉积岩层。
煤层的层数、厚度、结构、赋存状态及其变化，是确定煤田开发规划的重要依据。
因此，研究煤层特征具有极其重要的实际意义。
1.煤层的形成煤是植物遗体经成煤作用转变而来。
成煤植物在泥炭沼泽中生长、繁殖、死亡乃至遗体的堆积、埋葬，直到形成泥炭层的整个过程中，都与沼泽水位的相对升降有密切关系。
这种关系变现有如下三种情况：（一）沼泽水位上升速度小于植物遗体堆积速度，即过渡补偿。
此时，沼泽供水越来越困难，不利于植物的生长，而且还会使已堆积的泥炭层因暴露而遭到剥蚀，因此很难形成厚煤层。
（二）沼泽水位上升速度大于植物遗体堆积速度，即补偿不足。
这种情况下，沼泽覆水不断加深，植物也将难于生存。
泥炭堆积作用暂停，呆滞于泥、砂等沉积物，形成煤层顶板或夹矸（三）沼泽水位上升速度与植物遗体堆积速度基本一致，即均衡补偿。
这时植物生长、繁殖，泥炭堆积作用得以持续进行，可形成厚煤层和特厚煤层自然界中沼泽水面上升速度和植物遗体堆积速度之间的平衡是由条件的、相对的、暂时的。
由于泥炭层堆积的整个过程中，往往是上述三种情况反复交替，因而形成的煤层有各种不同的形态和结构。
2.煤层的结构(1)煤层的结构根据煤层中有无其它岩石夹层的存在，可分为简单结构煤层和复杂结构煤层两种。
前者不含夹石，而后者则含层数不等、厚薄不一的夹石层。
夹石层的多少及其稳定性主要取决于聚煤期古构造和古地理条件。
一般来说，聚煤期沉积环境比较稳定时，煤层中的夹矸层数少，厚度小且稳定，多为薄层状；当聚煤期沉积环境不稳定时，煤层中的夹矸层数多，形态多样，且常不稳定。
煤的形成和含煤岩系解析PPT课件
脆度：外力作用下突然断裂的难易程度。低、高变质程度煤脆度小，中
变质程度煤大；煤岩成分中丝炭最大，镜煤次之，暗煤最小。
202各种自然力作用而产生裂开现象。按成因分二类：
（1）内生裂隙：煤化作用过程中，受温度、压力影响，体积收缩而成。 裂隙面平坦，垂直层理面，常出现互为垂直的两组，一组较密，另一组较稀， 以中变质煤最发育。
3. 半暗型煤 由暗煤、亮煤组成，以暗煤为主，光泽较暗，硬度、脆 度较大，内生裂隙不发育。
4. 暗淡型煤 由暗煤组成，有时夹有镜煤和丝炭，光泽暗淡，层理不 明显，硬度和韧性强，煤质较差。
注意：实际工作中，只有变质程度相同的煤才能互相比较和划分不同 类型，划分的最小厚度一般为3～10cm。
2020年9月28日
丝炭、镜煤、暗煤、亮煤。 1. 丝炭 灰黑色，形如木炭，具明显的纤维状结构和丝绢光泽； 疏松、多孔、硬度小、脆度大、易染指； 没有粘结性、吸氧性强、易氧化自燃、易成煤尘； 在煤层中多呈几毫米厚的扁平透镜体，数量不多，但分布广。 2. 镜煤 乌黑、光亮如镜、内生裂隙发育、结构均一、易碎、粘结性强； 在煤层中不形成独立分层，以透镜或条带状散布于亮煤中； 3. 亮煤 灰黑、光泽较强、性脆易碎、内生裂隙发育、均一程度不如镜煤； 化学工艺性质介于镜煤与暗煤之间，灰分含量较低； 在煤层所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。 4. 暗煤 灰黑、光泽暗淡、致密坚硬、韧性较大； 层理不清晰、矿物质含量较多，成分复杂、对煤质影响大； 在煤层中所占比例较大，可形成较厚分层，也可单独成层。
3. 密度 指单位体积煤的质量（g/cm3）
影响因素（1）变质程度：越高、密度越大。
（2）煤岩成分：暗煤大、亮煤次之、镜煤更次之。
分类： （1）真密度
第五章煤与含煤岩系
第五章煤与含煤岩系煤是一种沉积成因的可燃有机岩石。
它是由大量有机物质和少量无机物质组成的。
煤不仅是一种主要的能源，而且也是冶金、化学等工业极其重要的原料。
为合理地开发煤炭资源，有必要了解和掌握有关煤与含煤岩系的基本知识，如煤的成因、性质、特征及其赋存规律等。
第一节成煤作用虽然人们早已发现了煤是一种可以燃烧的“石头”，但有关煤是由什么物质转变而成的，并不很清楚。
随着生产和科学技术的发展，人们逐渐认识了这个问题。
首先在煤层及附近的岩石中，找到了保存良好的植物化石，如在煤层中曾发现了压扁的煤化树干；在煤层底板岩石中有时可见到直立的树根化石。
另外，把煤磨成很薄的透明薄片，在显微镜下观察，可以看到煤中保留有大量的植物组织碎片，如木质细胞组织（图5-1）、角质层及孢子花粉等。
所有这些都充分证实了煤是由植物遗体转变而来的。
由上可知，成煤的原始物质是植物；而植物可分为高等植物和低等植物两大类。
二、成煤的必要条件虽然植物遗体可以转变成煤，但并不是有植物就可以形成煤，形成煤必须具备一定的条件。
不同地质时期，有的时代有煤的形成，而有的时代则没有煤的形成。
即使同一地质时期，有的地区有煤的分布，而有的地区则没有煤的分布。
由此可见，煤的形成并不是偶然的，它是受一定条件控制的，综合起来，煤的形成必须具备以下条件：（一）植物条件植物是成煤的原始物质，没有植物的生长繁殖，就不可能有煤的形成。
因此，植物的大量繁殖是形成煤的基本条件。
（二）气候条件气候直接影响植物的生长和分解，只有在温暖、潮湿的气候条件下，植物才能大量生长繁殖。
同时植物遗体也只有在积水的沼泽等地带，才能免遭完全氧化分解，逐渐堆积起来。
而沼泽的发育也要求潮湿的气候。
因此，温暖、潮湿的气候是形成煤的重要条件。
（三）自然地理条件形成分布面积较广的煤层，必须要有适宜植物广泛分布和大量繁殖、又能使植物遗体得以保存的自然地理环境。
自然界中，只有沼泽等具备这种条件。
因此，形成煤必须有适于发育大面积沼泽化的自然地理环境。
6-含煤沉积体系
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湖北早二叠世梁水组煤层形态
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A
B A′
A′ A
B
B′
+140 +130 +120 +110 +100 B ′
(a)
辽宁阜新煤盆地泥炭沼泽基底不平图示
(a)-平面图；(b)、(c)-剖面图 1-泥岩；2-砂岩；3-砾岩；4-巷道；5-煤层底板等高线
(b)
1 3 110 5
后生变化：
指泥炭层被新的沉积物覆盖以后，由于构造变动、河流 冲蚀等后期地质作用所引起的煤层形态和煤 层厚度的变化。
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六、煤层厚度及其变化
1、泥炭沼泽基底不平
特征：“顶平底不平”； 往往在含煤岩系的底部或下部的煤层 煤厚变化极不规则；基底古地形低洼处煤层增厚，向突起部位 尖灭变薄，呈现超覆样式；煤层及夹石层的层理与顶板岩层平 行，在底板隆起处可见煤分层及夹石层被隔开而不连续。
(c) 2 4
2024/8/2图 4-3 辽宁阜新煤盆地泥炭
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六、煤层厚度及其变化
2、地壳不均衡沉降：
含煤岩系形成过程中，聚煤拗陷基底沉降速度往往不平 衡，这种差异性（同沉积褶皱、同沉积断裂，以及差异小振 荡运动等）可导致煤层形态和厚度的变化。在沉降速度与植 物遗体堆积速度近于一致的地段，形成较厚的煤层；其它地 段煤厚较薄。
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六、煤层厚度及其变化
另外，按照国家目前有关政策，根据煤种、产状、开采方法和不 同地区的资源情况等，所规定的可采厚度的下限标准，称为最低可 采厚度。这个标准在各个国家往往是不同的，甚至同一国家在不同 时期也可根据技术的发展和国民经济对煤的需要情况而有所变动。
5 煤的形成和含煤岩系
级别 QMJ/Kg 低 热值煤 8.50~ 12.50 中低 热值煤 12.51~ 17.00 中 热值煤 中高 热值煤 高 热值煤 特高 热值煤 >27.00
级别 Ad(%) 特低 灰煤 ≤5.00 低灰 分煤 5.01~ 10.00 低中 灰煤 10.01~ 20.00 中灰 分煤 20.01~ 30.00 中高 灰煤 30.01~ 40.00 高灰 分煤 40.01~ 50.00
3）挥发分（V）
隔绝空气的煤在（900±10℃）温度下加热Tmin，使有机质
（二）按煤的综合利用分类
1. 炼焦用煤：在干馏炉中隔绝空气加热到1000 ℃ 左右，分解产出焦炉煤气、煤焦油、焦炭。
2. 气化用煤：以CO2、H、O、H2O等为介质，经 热化学处理，将煤转化为煤气。 3. 低温干馏煤：在500－600℃干馏制取低温焦油、 煤气等。 4. 加氢液化用煤：将煤、催化剂、重油混合，高 温高压下与氢作用转化成液、气态物质，进一步加工即 得到汽油、柴油等。 5. 燃烧用煤：利用价值最低，均使用较低劣的煤。
高等植物有根、茎、叶等器官的分化,形成的煤叫腐植煤。 （1）苔藓植物：绿色自养性的陆生植物，植 物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体， 再由原丝体发育而成的。 （2）蕨类植物 ：植物体有根、茎、叶的分 化和较原始的维管组织 。 （3）裸子植物：种子植物中较低级的一类。 能产生种子的种子植物。但它们的胚珠外面没 有子房壁包被，不形成果实，种子是裸露的， 故称裸子植物。 （4）被子植物：被子植物有真正的花，故又叫 有花植物；胚珠包藏在子房内，得到良好的保 护 。植物界最高级的一类，自新生代以来，它 们在地球上占着绝对优势。
含煤岩系及变质作用
含煤岩系及变质作用含煤岩系（以下简称煤系），是指一套含有煤层并具有一定成因联系的沉积岩系。
煤系是在一定的地壳运动、古地理环境和古气候条件下形成的。
它具有独特的沉积特征，常表现在岩性特征、岩相特征和旋回特征等几个方面。
第一节煤系的特征一、岩性特征煤系是在潮湿气候条件下形成的。
沉积岩的颜色主要呈黑色、灰黑色、灰色和灰绿色。
有时在煤系中也会出现一些杂色的岩石，如带红、紫、灰绿色斑块的泥质岩和粉砂岩等。
煤系中的岩石，主要是各种粒度的碎屑岩和粘土岩，并夹有石灰岩、燧石层等。
碎屑岩中最常见的有石英砂岩、长石石英砂岩、长石砂岩、砂岩、粉砂岩以及各种成分的砾岩。
不同沉积条件下形成的碎屑岩，在成分和结构上有着很大的差别。
长石石英砂岩和岩屑砂岩是在内陆条件下形成的，砾岩和粗砂岩反映沉积物距剥蚀区较近。
此外，煤系中还有铝土矿、耐火粘土、油页岩、菱铁矿、黄铁矿及火山成因的凝灰岩和火山角砾岩等。
组成煤系的沉积岩非水平类型层理比较发育，并且常产有丰富的生物化石，特别是植物化石。
此外，还有黄铁矿和各种碳酸盐结核及泥质、粉砂质等包体。
在煤系形成过程中，若附近有火山喷发时，就会有相应的火山碎屑岩的分布；若遭受岩浆侵入还可见到各种岩浆侵入体形成二、沉积相特征（一）沉积相概念沉积相是沉积岩在形成时的一定古地理环境的反映。
它带有沉积时的环境标记。
在不同的沉积环境下形成的沉积岩，在颜色、物质组成、结构、构造、厚度和生物化石等方面都存在着差异。
所以，对沉积岩形成的环境的恢复，不仅对了解地质时代的古地理特征和地壳发展历史有着重大的理论意义，而且对指导矿产预测，特别是指导煤田地质勘探有着巨大的实际意义。
沉积相的成因标志，就是指具有一定的岩性特征和古生物标志的岩石和岩层，这些特征和标志能反映古代沉积物形成时的自然地理环境。
它既是环境，又是沉积物的物质表现。
（二）煤系中沉积相的分类及其特征煤系是多种沉积相的组合。
根据其形成的古地理类型，沉积相可分为陆相、过渡相和海相。
华北地区地层序列与特征
2、华北北部石炭纪—二叠纪含煤地层
3)、华北南部石炭二叠纪含煤地层以河南平顶山为代表，自下而 上的岩石地层单位为铁铝岩组、太原组、山西组、(下)石盒子组、 大风口组和石千峰组。此间之大风口组可以与太原的上石盒子组 相当，但由于其中含可采煤层而且岩层颜色明显不同而另有组名。 和华北北部不同，这里的太原组一般只局部可采的薄煤层，其主 要含煤层位为山西组和大风口组。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层 组成，厚约70m，含可采煤1～3层，主要可采一层，称二1煤， 实即全区可以对比之大煤。大风口组由砂岩、粉砂岩、紫斑泥岩 和煤层组成，厚500m左右，含局部可采煤5～6层。由河南向东 淮南一带的大风口组含可采煤层更多，其中13号煤成为首要主采 煤层。
3) 、中国南方在二叠纪形成主要含煤地层
4)、 中国三叠纪含煤地层主要分布在三个地区，即西南区、东南区和西北区 5)、 侏罗纪是中国最主要的成煤时代，其资源量占全国50%以上，且以 早、中侏罗世为主，在地域上则主要集中于西北，包括陕甘宁盆地和新疆的四 个大型煤盆地
6)、 白垩纪含煤地层主要指下白垩统，分布范围集中于中国东北部， 包括东北三省和内蒙古东部 7) 、中国重要的第三纪含煤盆地主要分布于两个地区，又分属 于不同时期。即东北区早第三纪含煤地层及云南区晚第三纪含煤地层
二叠纪：山西期，华北地壳稳定，地形平坦，气候温暖潮湿，沉积了广泛稳定 的山西组含煤地层；石盒子群沉积期，气候由潮湿变干旱，地形高差加大，南 部相对潮湿，普遍含煤；石千峰组沉积时期，华北形成一些彼此隔离的干旱的 内陆盆地。
2、华北北部石炭纪—二叠纪含煤地层
华北北部石炭纪—二叠纪含煤地层以山西太原为代表，自 下而上的岩石地层单位为本溪组(或铁铝岩组)、太原组、山西 组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。其中太原组和山西组 是主要含煤层位。
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为何含有砂岩、石 灰岩的顶板多为矿 井充水的重要来源？
含煤岩系的类型
• 含煤岩系是指在一定的沉积环境下形成沉积岩组 合。含煤岩系形成时沉积环境的变化决定了含煤 岩系沉积岩的组合特点。 • 根据含煤岩系形成时的沉积环境，含煤岩系分为 两个类型：
近海型含煤岩系
•
近海型含煤岩系又称海陆交替相含煤岩 系。这类煤系形成与近海地区，地形简单、 平坦、广阔，因此容易发生大面积范围的 海侵海退，海侵时形成海相地层，海退时 形成陆相地层。
整体上岩性简单、平面上变化较大、垂向上厚度较大
课堂知识小结
• • • 整体 近海型含煤岩系 单层岩性
岩性多样 简单
•
结构明显 • 含煤岩系类型 岩性简单
旋回
整体上
内陆型含煤岩系 平面上变
化较大
课堂作业
• 1、近海型含煤岩系的特征有哪些？ • 2、内陆型含煤岩系的特征有哪些？ • 3、请对近海型含煤岩系和内陆型含煤岩系 中煤层的特点进行对比。
内陆型含煤岩系
• 内陆型含煤岩系亦称为陆相含煤岩系。 这类煤系形成与据海较远的地区，往 往是在内陆的一些小盆地中发育而成 的， • 所以，煤系地层中没有海相地层，为 陆相地层。
内陆型含煤岩系
• • • • • • 特点： 1、煤系分布范围小 2、岩性、岩相变化大，标志少，煤层对比困难 3、碎屑物成分复杂，分选差，圆度低、粒度粗 4、煤层层数少，单层厚度大，煤系厚度大 5、煤层结构复杂，夹矸石多
海相地层和陆相地层有何特点？
近海型含煤岩系
• • • • • • • 特点： 1、煤系分布广 2、岩性、岩相稳定，标志层多，煤层易于对比 3、碎屑成分单一、分选性好、圆度高、粒度细 4、煤层层数多，单层厚度小，煤系厚度不大 5、煤层结构简单 6、含黄铁矿、硫分高 整体岩性多样、单层岩性简单、旋回结构明显
含煤岩系类型
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复习
煤层顶板有哪几种类型？ 答：伪顶、直接顶、基本顶 直接顶有何特点？ 答：（1）位于伪顶之上或没有伪顶时直接位于煤层之上 的一层或几层岩石。 • （2）常为数米厚的粉砂岩、泥岩或砂岩、页岩、石灰岩 等。 • （3）较伪顶稳定，在采煤过程中经常是煤层采过一段时 间后自行垮落，有时需要人工放顶。 • • • •