煤地质学

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  地质学汉语拼音méi dì zhì xué),(英语:Coal Geology),研究煤层含煤岩系煤盆地以及与煤共生的其他矿产(油页岩铝土矿煤成气煤层气等)的物质成分、成因、性质及分布规律的学科。又称煤田地质学。是地质学中形成较早的分支学科,与沉积学石油地质学地球化学大地构造学构造地质学矿床学地球物理学等密切相关。

  煤和石油天然气的密切成因联系,使煤田地质学和石油天然气地质学的研究互相渗透。煤和黑色页岩中锗、镓、钒、铀等元素的富集,是煤和黑色页岩有机地球化学研究的重要内容。20世纪70年代以来,把沉积学的进展应用于煤地质学,在聚煤盆地分析、成煤沉积环境模式的建立、层序地层分析和煤田煤质预测等方面都取得了成效,煤沉积学和煤盆地分析模拟的研究日益重要。21世纪以来,中国大力勘探开发煤炭资源,提高煤的利用效益,发展煤的气化、液化、合成,开展煤的综合利用等。

简史

  煤地质学的发展大致可分为3个阶段。

  萌芽阶段 中国是世界上最早发现和利用煤的国家。辽宁新乐古文化遗址(6,000多年前)中,就发现过煤制工艺品。《山海经》中称煤为石涅,并载有几处煤产地。河南巩义发现西汉时用煤饼炼铁的遗迹。魏晋时期称煤为石墨石炭;《水经注》中有“石墨可书,又燃之难烬,亦谓之石炭”,说明当时对煤的染手、耐烧等特性已有了认识。煤和煤炭两词始见于明朝的《本草纲目》。在《天工开物》一书中记载“凡煤炭,普天皆生,以供煅炼金石之用”,还记述了煤矿开采的通风排气、顶板支护等,并对煤的块度进行分类,对产地作了记述,如“明煤产北,碎煤产南”;关于煤的性质与用途分类则有“炎(焰)高者曰饭炭,用于炊烹;炎平者曰铁炭,用于冶铁”。还有“凡取煤经久者,从土面能辨有无之色,然后掘挖深至五丈许方始得煤”的记载。

  希腊古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在约公元前300年所著《石史》中载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前开始用煤取暖。18世纪后半期,蒸汽机的应用使煤的需求量增加。19世纪中期,欧洲许多国家成立地质机构,开办矿业学校,开展地质调查,采煤工业迅速发展。此后,炼焦工业兴起,气化工业诞生。1870年左右首次在显微镜下发现煤是从植物转变而来,证明了煤的有机成因学说。

  形成阶段 19世纪末期到20世纪初期,电力、冶金、有机合成工业蓬勃发展,用煤量大幅度增加。为了适应煤炭生产的需要,大力开展煤田地质调查研究,这一时期对煤系地层、构造、煤的成因和性质等方面,有了较多著述,如美国D.E.怀特R.蒂森的《煤的起源》(1913)、蒂森的《古生代烟煤的构造》(1920)和英国M.C.斯托普丝的《条带状烟煤的四种可见组分》(1919)。煤地质学的研究和发展,使其从矿床学采矿学中分了出来,成为独立的学科。

  发展阶段 20世纪30年代以后,煤地质学得到系统发展,并进一步形成几个分支学科,如煤岩学煤化学煤工艺学煤沉积学煤盆地分析等。

研究内容

  主要有以下几方面。

  煤的物质成分和性质 用岩石学方法研究煤的物质组成和岩石类型的煤岩学,用化学方法研究煤的元素组成、化学和工艺性质的煤化学和煤工艺学。

  煤的成因 研究成煤作用,包括泥炭化作用、成岩作用和变质作用各阶段的转变因素和条件、过程和内容,找出煤的成分和性质复杂多样的原因,认识煤质的变化和分布规律,进行煤质评价和预测等。

  含煤岩系和煤层 研究含煤岩系的地质时代、地层划分、岩性、岩相组成、旋回结构以及煤层、岩层对比,煤沉积环境模式,海平面升降对煤层、煤质分布规律的影响和煤层、煤质预测等。

  煤盆地分析 以煤盆地为整体,从盆地发生、发展、演化的观点进行古环境和古构造相结合的分析,并进行区域大地构造、古气候、海水进退以及盆地在古大陆的位置等背景分析。

  煤聚集规律 从植物演化、气候条件、古地理环境、古构造等方面对大区域以至全球煤聚集规律进行研究。

  煤、油、气成因联系 煤、石油和天然气都是可燃有机矿产,成因上密切联系,常产于同一沉积盆地内。石油和天然气的源岩和储集岩常分布于含煤地层之中或在其上下,研究其成因联系有理论和实际意义。

  与煤共生的其他沉积矿产分布规律的研究。