『壹』 什麼是煤岩分析
煤是一種固體可燃有機岩。煤岩學是把煤作為一種有機岩石，以物理方法為主研究煤的物質成分、結構、性質、成因及合理利用的科學。有以下幾種分類方式：
1.鏡煤
鏡煤的顏色深黑、光澤強，是煤中顏色最深和光澤最強的成分。
鏡煤特點：
①質地純凈，結構均一，具貝殼狀斷口和內生裂隙。②鏡煤性脆，易碎成稜角狀小塊。③在煤層中，鏡煤常呈凸透鏡狀或條帶狀，條帶厚幾毫米至1～2cm，有時呈線理狀存在於亮煤和暗煤之中。
鏡煤的顯微組成單一，主要是植物的木質顯微組織經凝膠化作用形成的。
性質：V、H高，粘結性強，礦物質含量少
2.絲炭
外觀象木炭，顏色灰黑，具明顯的纖狀結構和絲絹光澤，絲炭疏鬆多孔，性脆易碎，能染指。絲炭的胞腔有時被礦物質充填，稱為礦化絲炭，礦化絲炭堅硬緻密，比重較大。
在煤層中絲炭的數量一般不多，常呈扁平透鏡體，在顯微鏡下觀察，絲炭的顯微組成也是單一的，是簡單的煤岩成分，主要是植物木質纖維組織在缺水的多氧環境中緩慢氧化或由於森林火災所形成。
特點：
①在煤層中，絲炭常呈扁平透鏡體沿煤層的層理面分布，厚度多在1～2mm至幾毫米之間，有時能形成不連續的薄層；個別地區，絲炭層的厚度可達幾十厘米以上。
②絲炭的孔隙度大，吸氧性強，絲炭多的煤層易發生自燃。
性質：緻密堅硬、比重大，H低、C高，V低，無粘結性，可選性差，孔隙大。
3．亮煤
亮煤的光澤僅次於鏡煤，一般呈黑色，亮煤的組成比較復雜。它是在覆水的還原條件下，由植物的木質纖維組織經凝膠化作用，並摻入一些由水或風帶來的其它組分和礦物雜質轉變而成。
特點：
①較脆易碎，斷面比較平坦，②比重較小。③亮煤的均一程度不如鏡煤，表面隱約可見微細層理。④亮煤有時也有內生裂隙，但不如鏡煤發育。⑤常呈較厚的分層，有時甚至組成整個煤層。
在煤層中，亮煤是最常見的宏觀煤岩成分。
亮煤的性質接近鏡煤，但質量比鏡煤差。
4．暗煤
暗煤的光澤暗淡，一般呈灰黑色。暗煤的組成比較復雜。它是在活水有氧的條件下，富集了殼質組、惰性組或摻進較多的礦物質轉變而成。含惰性組或礦物質多的暗煤。
特點：
①緻密堅硬，比重大，韌性大，不易破碎，斷面比較粗糙，②一般不發育內生裂隙。③在煤層中，暗煤是常見的宏觀煤岩成分，常呈厚、薄不等的分層，也可組成整個煤層。
性質：取決於各組分的含量，如富含穩定組分，V、H高，粘結性強；富含絲炭化組分，礦物含量高，密度大，V低、弱粘結。
宏觀煤岩類型
按宏觀煤岩成分的組合及其反映出來的平均光澤強度，可劃分為四種宏觀煤岩類型，即：光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤和暗淡型煤。
1．光亮型煤
為煤層中的光澤最強的分層。
主要由鏡煤和亮煤組成（＞80％），光澤很強。由於成分比較均一，常呈均一狀或不明顯的線理狀結構。內生裂隙發育，脆度較大，容易破碎。光亮型煤的質量最好，中煤化程度時是最好的冶金焦用煤。
2．半亮型煤
亮煤和鏡煤佔多數（50％～80％），含有暗煤和絲炭。光澤強度比光亮型煤稍弱。出於各種宏觀煤岩成分交替出現，常呈條帶狀結構。具稜角狀或階梯狀斷口。
3．半暗型煤
鏡煤和亮煤含量較少（50%～20%），而暗煤和絲炭含量較多，光澤比較暗淡，常具有條帶狀、線理狀或透鏡狀結構。半暗型煤的硬度、韌性和比重都較大，半暗型煤的質量多數較差。
4．暗淡型煤
鏡煤和亮煤含量很少（＜20％），而以暗煤為主，有時含較多的絲炭。光澤暗淡，不顯層理，塊狀構造，呈線理狀或透鏡狀結構，緻密堅硬，韌性大，比重大。暗淡型煤的質量多數很差，但含殼質組多的暗淡型煤的質量較好，且比重小。
煤的有機顯微組分
一）鏡質組
鏡質組是煤中最常見最重要的顯微組分組。它是由植物的根、莖、葉在覆水的還原條件下，經過凝膠化作用而形成。
鏡質組可分為三種顯微組分，即：結構鏡質體、無結構鏡質體和碎屑鏡質體。
二）惰性組
又稱絲質組，是煤中常見的顯微組分組。它是由植物的根，莖、葉等組織在比較乾燥的氧化條件下，經過絲炭化作用後在泥炭沼澤中沉積下來所形成；也可以由泥炭表面經炭化、氧化、腐敗作用和真菌的腐蝕所造成。真菌菌類體在原來植物時就已是惰性組，惰性組還可以由鏡質組和殼質組經煤化作用形成。惰性組在透射光下為黑色不透明，反射光下為亮白色至黃白色；碳含量最高、氫含量最低、氧含量中等；比重為1.5，磨蝕硬度和顯微硬度高。突起高，揮發分低，沒有任何粘結性。
三）殼質組又稱穩定組、類脂組。殼質組包括孢子體、角質體、木栓質體、樹脂體、滲出瀝青體、蠟質體、熒光質體、藻類體、碎屑殼質體、瀝青質體和葉綠素體等。它們是由比較富氫的植物物質，如孢粉質、角質、木栓質、樹脂、蠟、香膠、膠乳、脂肪和油所組成；此外，蛋白質、纖維素和其它碳水化合物的分解產物也可參與殼質組的形成。殼質組含有大量的脂肪族成分，其中脂肪～蠟可溶於有機溶劑，而木栓質～角質則不溶。殼質組組分的氫含量高，加熱時能產出大量的焦油和氣體，粘結性較差或沒有。
『貳』 研究方法及流程
作者採用如下方法和步驟（圖1-7），以保證順利完成主要研究內容，達到發展煤層氣地質基礎理論，服務於煤層氣勘探開發實踐的最終目的。
第一，查閱前人有關文獻、區域地質調查資料和地質勘探成果，分析現有成果的研究程度以及有待於深化的主要問題，制定本文研究計劃，明確研究思路和主攻方向，提出解決方法和研究流程。
圖1-6山西南部二疊系山西組上主煤層含氣量等值線圖
第二，開展野外地質和礦井地質調查，收集現場資料，進行樣品採集，同時對資料進行初步的分析整理，以進一步增進對區內煤層、煤級、瓦斯、煤層物性等特徵的了解，並為後續的室內研究工作奠定堅實基礎。
第三，進行樣品的分析測試，包括煤岩學分析、煤層含氣性分析、煤孔隙性分析、煤的順磁共振實驗、岩樣X射線衍射分析、脈體流體包裹體礦物學和地球化學測試等，目的是為深化研究提供可靠的數據資料。
第四，進行地質調研、實驗數據的整理分析及數值模擬軟體的編制工作，進而查明研究區地質發展的四方面的歷史，即煤層沉積埋藏史、盆地熱歷史、煤的熱演化史以及煤層氣生成保存史，特別是與煤層氣資源評價密切相關的二次生烴史及其空間分布規律。
圖1-7研究方法及流程示意圖
第五，綜合分析上述研究成果，從煤中有機質生烴演化角度，對本區煤層氣資源前景作出評價和預測，為煤層氣地質選區和勘探開發部署提供理論依據。