煤岩学
煤岩学（汉语拼音：méi yán xué），（[英语]]：Coal Petrology），以岩石学的方法研究煤的物质成分、结构、构造、成因及合理利用的学科。是煤地质学的一个分支。
简史
1854年，在英国托班藻煤是否算作煤的争论中，煤的显微镜下研究首先受到重视。1870年左右，T.H.赫胥黎首次发现煤中保存有植物孢子。一些学者通过煤的镜下研究证明腐殖煤由高等陆生植物转化而来。1882～1898年间煤岩学家对腐泥煤的薄片研究证明藻煤来源于低等水生植物藻类。1924年德国R．波托尼在《普通煤岩学概论》中第一次使用煤岩学一词。20世纪初广泛开展煤的显微镜下研究后，煤岩学才发展为一门独立的学科。
1919年，英国M.C.斯托普丝在《条带状烟煤中的四种可见组分》一文中，首次提出烟煤中有镜煤、亮煤、暗煤和丝煤4种煤岩组分。1925年以前，以透射光下煤的薄片研究为主，是煤岩组分成因研究的主要手段。1927年德国E．斯塔赫在《煤光片》一文中引进了用反射光研究煤光片的方法，并发表了第一张油浸镜头下煤光片的显微照片。1928年，斯塔赫和德国F.L.昆勒万制成了煤砖光片在反光下进行研究。1935年，斯托普丝提出“显微组分”一词，代表显微镜下能够辨认的煤的最小组成单位。
1953年成立了国际煤岩学委员会(ICCP)，于1957年和1963年分别出版《国际煤岩学手册》的第一版和第二版，1971年和1975年又作补充，使煤岩术语与工作方法趋于标准化，推动了煤岩学的发展。
研究内容
煤成因、煤岩组分、煤岩类型、显微煤岩组分、显微煤岩类型和煤级，是煤岩学的主要研究内容。
通过对煤的宏观和微观煤岩组分和类型、结合煤层与围岩沉积相的研究，可以确定煤层的沉积环境和煤相，进行煤层对比和成因解释；通过显微定量和煤级的测定，预测煤的结焦性，选择炼焦配煤，并为煤的综合利用提供依据；通过研究煤中矿物成分的种类与赋存特征，预测煤的可选性与预防环境污染；通过镜质组反射率的测定，结合煤的分子结构和化学组成，探讨煤化作用的实质；应用显微光度计与荧光显微镜测定煤化程度，确定有机质的成熟度，进行油气评价预测等。
透射光下观察煤薄片是煤成因研究的主要手段，反射光下观察煤光片和煤砖光片主要研究煤的工艺性能。过去在使用油浸镜头之前，反射光下曾使用过浸蚀煤光片表面的方法，谢家荣在《煤岩学的几种方法》一文中提出了改进的浸蚀温度。荧光法用于低煤级煤的测定，加强了煤工艺性质的研究。
煤岩组分 腐殖煤中宏观可区分的煤的基本组成单元。斯托普丝在条带状烟煤中区分出镜煤、亮煤、暗煤和丝煤（丝炭）4种煤岩组分，又称煤岩成分或煤的岩石类型。其中，镜煤、丝煤为简单煤岩组分，亮煤和暗煤为复杂煤岩组分。最小分层厚度一般为3～5毫米。复杂煤岩组分中可以包含厚度小于3～5毫米的简单煤岩组分的薄条带或透镜体。在光泽强度上镜煤和亮煤是光亮的，丝煤和暗煤是暗淡的。
1.镜煤。煤中颜色最黑、光泽最亮的组分。质地均匀，以具贝壳状断口和垂直层面的内生裂隙为特征。内生裂隙面上常有眼球状构造，有时裂隙面上有方解石或黄铁矿薄膜。镜煤性脆，易破碎成棱角状小块，在煤层中常呈透镜体或薄层状分布，大多厚几毫米到1～2厘米，由植物的木质纤维组织经过凝胶化作用转变形成，镜下常可见木质纤维结构。
2.亮煤。最常见的煤岩组分，常呈较厚的分层。光泽仅次于镜煤，较脆易碎，内生裂隙也较发育。亮煤不如镜煤纯净，表面隐约可见微细纹理。
3.暗煤。灰黑色，光泽暗淡，密度大，致密坚硬，内生裂隙不发育，断面粗糙。常以较厚的分层出现，甚至单独成层。镜下观察组成比较复杂，矿物质含量较高。
4.丝煤。外观像木炭，又名丝炭。颜色灰黑，具纤维状结构，丝绢光泽，疏松多孔，硬度小而脆度大，易碎染手。丝煤的空腔被矿物质充填称为矿化丝煤，呈扁平透镜体状出现在煤中。镜下观察常有明显的植物细胞结构，有时还显示年轮结构。丝煤含氢量低而含碳量高，不具黏结性。由于孔隙度大，吸氧性强，易被氧化而发生自燃。
煤岩类型 根据煤新鲜断面上相对平均光泽强度而划分的肉眼能区分的煤分层单位。反映煤岩组分的数量与组合，常以5厘米为最小分层厚度，可分为光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤4种基本类型。当镜煤和丝煤的单层厚度大于5厘米时也可单独分出。光泽强度应在煤化作用相同的煤之间才能相互比较。
1.光亮煤。与镜煤的光泽相近，主要由镜煤和亮煤组成，内生裂隙发育，脆度大易破碎，条带状结构不明显。中变质阶段光亮煤的黏结性强，是最好的冶金用煤。
2.半亮煤。光泽仅次于光亮煤，条带状结构明显，常以亮煤为主，有时由镜煤、亮煤和暗煤组成，也可夹有薄的丝煤，内生裂隙比较发育。中变质程度的半亮煤黏结性也较好。
3.半暗煤。光泽较弱，由暗煤和亮煤组成，常以暗煤为主，夹有镜煤和丝煤的微薄层，呈线理、细条带或透镜体状。内生裂隙不发育，硬度和韧性较大，密度较大。
4.暗淡煤。光泽暗淡，基本由暗煤组成，有时夹有少量其他煤岩组分，内生裂隙不发育，煤质坚硬，韧性和密度大，矿物质含量较高。
显微煤岩组分 普通显微镜下区别出的煤的最小组成单位。简称显微组分。由植物遗体转变而成的为有机显微组分，由矿物质而来的为无机显微组分。有机显微组分在透射光下根据颜色、形态、结构的不同，可以分为3个显微组分组。根据《国际煤岩学手册》，褐煤和烟煤中显微组分的分类命名有所不同：褐煤中的3个显微组分组称为腐殖组、惰性组和类脂组；烟煤中相应称为镜质组（凝胶化组）、惰质组（丝炭化组）和壳质组（稳定组）。根据植物组织的分解程度和结构保存程度的不同，每个显微组分组又可进一步详细分为数种显微组分。透射光下煤的薄片研究有一定局限性，只适用于低煤级煤的研究；当煤级增高，有机显微组分颜色增深，透射光下难以区分，只能进行光片研究。反射光下用油浸法对煤的光片进行研究，适用于中、高煤级煤的镜下研究，根据煤中保存的植物组织的形态特征、反射率、荧光性和突起等特征也可确定显微组分。
有机显微组分中，镜质组最常见，占55%～80%以上，由植物茎干、根、叶中的木质素、纤维素等腐殖物质在沼泽覆水还原条件下经过凝胶化作用首先转变成腐殖酸，埋藏后再经煤化作用转变成腐殖质，具有黏结性，热解时熔解并黏结惰性组分。壳质组中的显微组分孢子体、角质体、树脂体、藻类体和荧光体分别来源于植物的孢子、花粉、角质层、树脂、藻类及植物油，含脂肪族（链烷烃）较高，在泥炭化过程中较难氧化降解；沥青质体是藻类、浮游动物、细菌等强烈降解的产物，氢含量和挥发分最高，反射率最低，荧光性明显，热解大部分变为气体和焦油，又称稳定组。惰质组包括干馏过程中具有惰性、半惰性的显微组分，由腐殖物质在沼泽浅部或表面氧化环境下经过丝炭化作用转变而成，氢含量和挥发分最低，碳含量最高，反射率最高，热解时不熔融（微粒体除外），没有黏结性，不易液化。随煤化程度增高不同显微组分的物性特征渐趋一致，变得难以区分。
中国1988年提出的烟煤显微组分分类方案，是以国际硬煤显微组分分类为基础，结合中国煤的显微组分的特点建立的。该分类在显微组分组中增加了一个半镜质组。半镜质组为性质介于镜质组和惰质组之间的弱黏结组分，在壳质组中增加了中国煤中常见的树皮体。
国际煤岩学委员会对褐煤的显微组分单独进行了分类，比硬煤更详细。
显微煤岩类型 不同显微组分或显微组分组的组合。煤的显微组分，尤其是壳质组、微粒体和粗粒体很少单独存在，常见是与其他显微组分共生。为了便于将煤岩分析用于煤的加工利用，特别是炼焦煤的配煤方案，1954年英国C．A．赛勒首先提出使用显微煤岩类型一词，为国际煤岩学委员会(ICCP)采纳。评价煤的工艺性质大多采用国际煤岩学委员会的显微煤岩类型分类。显微煤岩类型视其主要是由一种、两种或三种显微组分组而构成，相应地命名为单组分、双组分或三组分三类，每一类含1～3个显微煤岩类型组。
研究方法
近年来煤岩学研究主要开展的是煤显微组分的定性、定量分析和沉积岩中分散有机质不溶部分干酪根的镜下研究。
显微组分分析方法 为了确定煤的成因类型、进行煤相分析和煤质评价预测，应进行煤显微组分的定量分析。即在显微镜下区分煤中各种显微组分并分别统计其百分含量。煤岩类型在煤层的垂向和横向都有变化，一般在露头或井下按不同煤岩类型采取分层煤样，在实验室破碎过筛缩分，使用缩分后的混合煤样制成煤砖光片，在反射光下进行鉴定和定量分析。煤的显微组分定量统计，在反光显微镜下用机械台和计数器进行。计算煤显微组分百分含量时，应先得出包括矿物质在内的各种有机和无机显微组分的百分含量，然后以有机组分为100%，分别计算各种有机显微组分的百分含量。各种显微组分区分鉴定的详细程度，根据研究目的而决定。壳质组在干馏过程中焦油产率高，黏结性好，详细统计壳质组的含量，对煤的综合评价很有意义。壳质组在煤中占比例不大，白光下容易被忽略，必须在荧光（蓝光）下辨认。腐泥基质与黏土矿物也应在荧光下区分定量。
分散有机质研究方法 煤岩学的研究方法也用于沉积岩中分散有机质、特别是其中的不溶有机质干酪根的类型和成熟度的研究。有机质的类型决定生油气种类，有机质成熟度决定生油气门限，对计算古地温、分析盆地埋藏史和热演化史有重要意义。应结合盆地内烃源岩的埋藏深度、沉积相、厚度、分布等进行研究。优点是能够观察到不溶有机质干酪根的颜色形态和结构，进而判断有机质的类型。腐泥有机质的干酪根为I型，有利于生油；腐殖有机质干酪根为Ⅲ型，有利于产生气；腐殖、腐泥有机质混合者为Ⅱ型，是两者之间的过渡类型。
确定有机质成熟度高低最常用的指数是：
- 镜质组平均反射率(Ro,m)；
- 热变指数(TAI)；
- 荧光性，含油者具有荧光，含气者不具荧光；
- 无定形有机质的透射率颜色指数(TCI)。
近来荧光显微镜有很大发展，激发光源强，结合计算机和光谱系统装置，可以测得显微有机质三维空间荧光光谱，得出“山形”光谱，在抛光了的岩石片中干酪根颗粒上辨别原油或凝析油的类型。分散有机质研究的优点是只根据少量细分散有机质就能得到必要的地质信息，并在石油、天然气、油页岩的找矿勘探中广泛应用，尤其是在深井油气勘探取样困难的情况下，这种研究更为重要。
