[科普中國]-煤級

煤級，又稱煤階。煤化作用深淺程度的等級，也用以表示煤變質程度。

煤級參數(shù)由來煤級指煤化作用所達到的階段。煤化作用起因于溫度及持續(xù)時間所引起的化學過程, 整個變化系列有4 次躍變, 所以煤級指標具階段性；用以表征煤級的參數(shù)應互相補充，互相印證，才能起到較好的作用1。

1926年，懷特（D.White）首次用它來表示固體燃料礦產(chǎn)在泥炭—無煙煤系列中所處的位置，以干燥無灰基的碳含量（Cdaf）表示。煤級的測定，借助于那些在煤化過程中變化明顯而且有一定規(guī)律性的物理、化學和工藝性質，即煤級參數(shù)或煤化（程度）參數(shù)，也稱作煤變質（程度）參數(shù)。煤中水分和發(fā)熱量，在包括褐煤的低煤化階段變化明顯而又規(guī)律，適于作為低煤級煤的煤級參數(shù)；在無煙煤和超無煙煤階段，x射線衍射曲線呈現(xiàn)出兩個較明顯的衍射峰，水分和氫含量呈明顯的變化，它們可作為確定無煙煤和超無煙煤階段的煤級參數(shù)；而碳含量除了在軟褐煤到硬褐煤階段和肥煤到貧煤階段以外，都可作為其他各階段的煤級參數(shù)。

顯然，上述參數(shù)只適用于煤化作用的部分階段，都不是理想的煤級參數(shù)。鏡質組反射率與揮發(fā)分兩參數(shù)是有內(nèi)在聯(lián)系的。鏡質組反射率值決定于芳香環(huán)的縮合程度；而揮發(fā)分則基本上代表非芳香餾分。在煤化過程中，芳香環(huán)縮合程度加大，增長為更大的結構單元；而非芳香餾分則逐漸減少，導致?lián)]發(fā)分降低而鏡質組反射率相應地增高。由于鏡質組反射率和揮發(fā)分都與鏡質組結構單元的芳構化程度有關，因而鏡質組反射率的增高和揮發(fā)分的降低，在變化程度上幾乎是同步的。與其他煤級參數(shù)相比，鏡質組反射率不受煤巖組分、灰分和煤樣代表性的影響，受還原程度的影響也較小。不過它也有兩點不足：一是在低煤化階段變化幅度??；二是在高煤化階段出現(xiàn)光學各向異性，即雙反射率。殼質組的熒光性在低煤化階段隨煤化程度的加深而作規(guī)律性變化，正好補上鏡質組反射率在低煤化階段的不足?？梢哉J為，鏡質組反射率輔以殼質組熒光性是最好的煤級參數(shù)。

中國煤級分布不同煤化階段煤在中國的分布。在地質時代上，中國晚古生代以中、高煤級煤占較大比例，尚未發(fā)現(xiàn)褐煤；中生代雖有褐煤，但以低、中煤級煙煤為主，并有高煤級煙煤以至無煙煤;第三紀不僅有褐煤,而且也有低煤級煙煤。在地區(qū)的分布上，北緯38°以北的西北、華北和東北地區(qū)，以褐煤和低、中煤級煙煤為主；北緯38°以南的華北地區(qū)產(chǎn)各煤級煙煤和無煙煤；西南地區(qū)主要是中、高煤級煙煤賦存地區(qū)，而東南地區(qū)則以高煤級煙煤和無煙煤占優(yōu)勢2。

特點中國煤級分布的特點是大多數(shù)煤經(jīng)歷了3個演化階段形成的。由于中國晚古生代含煤巖系多沉積地于臺穩(wěn)定階段，除少數(shù)地區(qū)外，沉積幅度不大。部分中新生代含煤巖系雖沉積于地臺活化階段，但多數(shù)聚煤區(qū)的沉降幅度也不大，所以各地質時代煤的上覆巖系一般厚度不大。經(jīng)過以深成變質作用為主的第一演化階段，煤級大部分偏低，如華北晚古生代深成變質煤一般不超過肥氣煤階段，中生代深成變質煤通?？蛇_長焰煤階段，新生代煤基本上仍處于褐煤階段。

煤演化的第二階段雖仍繼續(xù)經(jīng)受著深成變質作用，但中生代巖漿活動起更大的作用，特別是燕山期巖漿的侵入活動，使得一部分晚古生代和中生代深成變質煤又經(jīng)受區(qū)域巖漿熱變質作用的疊加，形成了一系列規(guī)模大小不一，包括中、高變質煤的多煤級變質帶。燕山期巖漿活動不僅強烈，波及面廣，而且有多期多次活動的特點。就全國范圍來說，南方強于北方，東部強于西部。北緯38°以北以低煤級煤為主，東南地區(qū)高煤級煤占主導地位，其他地區(qū)則為中、高煤級煤為主的多煤級變質帶。由于燕山期巖漿侵入及其引起的區(qū)域巖漿熱變質作用在空間分布上具有一定的方向性，因而造成晚古生代和中生代煤級分帶也呈現(xiàn)出明顯的分帶規(guī)律。包括低、中、高多煤級的變質帶自北而南沿以下。

主要分布區(qū)域5個主要東西構造帶斷續(xù)分布；沿北緯41°附近，北緯37°～38°，北緯35°～36°，沿北緯27°～28°和沿南嶺緯向帶斷續(xù)分布。另一個導致多煤級變質帶斷續(xù)分布的巖漿侵入方向為東北向，主要的有沿太行山東麓斷裂、密山－郯廬斷裂、麗水－海豐等大型斷裂。而喜馬拉雅期的巖漿侵入活動較弱，只有少量第三紀褐煤受其影響變質為煙煤，如遼寧撫順、黑龍江依蘭、西藏南木林和云南劍川等地2。

由于成煤期后，特別是燕山運動后，大部分晚古生代和中生代含煤巖系被抬升接近地表，煤的變質作用經(jīng)歷第三演化階段。深成變質雖仍在進行,但影響不大,主要是新生代構造運動的改造，奠定了中國煤變質帶分布的格局。例如，大致沿北緯37°～38°的多煤級變質帶原來是橫貫全國斷續(xù)分布的,西起新疆英吉沙、莎車,東經(jīng)南疆東部的且末，青海大柴旦與江倉、熱水，甘肅九條嶺、古浪，寧夏中衛(wèi)、中寧和韋州，山西臨縣、太原西山到陽泉，但再向東，由于嫩江－紫荊關斷裂的右旋活動，將東部原來分布在北緯37°～38°之間的河北邯邢、山東濟東、淄博和坊子等煤田向南推移了約100公里(大致相當緯度1度的距離),移到了北緯36°～37°之間。

現(xiàn)狀中國各時代煤的煤級分布是 3個演化階段綜合作用的結果。以深成變質為主的第一演化階段主要形成不超過肥氣煤階段的低煤級煙煤與褐煤；第二演化階段由于區(qū)域巖漿熱變質作用的疊加彌補了深成變質作用的不足，形成了大量中、高煤級的重要工業(yè)用煤；第三演化階段使多煤級變質帶的分布更加復雜化。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

郭亮 - 副教授 - 中國海洋大學