Петрология углей

ПЕТРОЛОГИЯ УГЛЕЙ (а. соal petrology; н. Kohlenpetrologie; ф. petrographie houillere; и. petrologia de carbon) — наука, изучающая вещественный состав ископаемых углей, их структурные и текстурные особенности, а также физические и химические свойства во взаимосвязи с их происхождением и последующими преобразованиями под воздействием различных геологических и геохимических факторов.

Петрология углей возникла и получила развитие на базе петрографии углей, которая оформилась ко 2-му десятилетию 20 века в самостоятельную научную дисциплину, исследовавшую природу углей ископаемых и слагающих их ингредиентов. Проведёнными исследованиями советских и зарубежных углепетрографов было установлено, что различия в составе и свойствах основных природных групп углей (гумолиты, сапропелиты, сапрогумолиты), макроскопически выделяемых в этих группах литогенетических типов угля и слагающих их микрокомпонентов, являются следствием, прежде всего, различного сочетания таких геолого-генетических факторов углеобразования, как характер исходного материала, условия его накопления, степень обводнённости и химический состав среды, которые в совокупности с микробиологическими процессами, протекавшими в торфянике на поверхности и после его захоронения, определили петрографический состав угля. Этот сложившийся в процессе углеобразования состав в последующем не претерпевал изменений. В то же время структурно-молекулярные преобразования органического вещества под влиянием повышенных температур, давления и времени воздействия этих факторов (углефикация, или метаморфизм углей) сопровождались изменением химического состава, физических и технологических свойств образовавшихся в начальных стадиях торфе — и углеобразования петрографических компонентов при сохранении их соотношения и пространственного распределения. На основе обобщения углепетрографических (преимущественно описательного характера) исследований разработаны многочисленные генетические классификации ископаемых углей (немецкий учёный Г. Потонье, советские учёные Ю. А. Жемчужников, П. П. Тимофеев и др.).

Петрология углей развивалась в основном в направлении уточнения связей петрографического состава углей с их химико-технологическими свойствами (И. И. Аммосов, И. В. Ерёмин и др.). Предмет петрологии углей — угольные пласты (как геологические тела), а также слагающие их литотипы, микролитотипы и микрокомпоненты. Угли изучаются невооружённым глазом и под микроскопом в проходящем, отражённом и ультрафиолетовом свете, используются масляная иммерсия, травление поверхности аншлифов сильными окислителями. Широко применяются количественные методики: подсчёты содержания микролитотипов и микрокомпонентов в аншлифах-брикетах, изготовленных из средних проб, определение показателей отражения, преломления, микротвёрдости, тонкого разделения углей по удельной массе на отдельных микрокомпоненты (или группы микрокомпонентов), показателей степени выветривания угля и др. Большая часть количественных методов петрологии углей в CCCP стандартизирована. Государственными стандартами регламентированы терминология и методика определения микрокомпонентов каменных и бурых углей; за рубежом наиболее распространена терминология системы М. Стопе-Геерлен (табл.), уточнённая Международным комитетом по петрологии углей (1971). Микрокомпоненты одной и той же группы обладают сходными, а разных групп — отличными химическим составом и технологическими свойствами. Так, компонентам витринита группы свойственно повышенное содержание кислорода, инертинита группы (фюзинита) — углерода, лейптинита (липтинита) группы — водорода. На определённых стадиях углефикации компоненты групп витринита и лейптинита способны при нагревании переходить в пластическое состояние, семивитринита — размягчаться без перехода в пластическое состояние, компоненты группы инертинита в пластическое состояние не переходят. Компоненты группы лейптинита при термической переработке угля дают высокий выход смол.

Петрологические характеристики широко используются для прогноза теплоты сгорания углей, их спекаемости, коксуемости, обогатимости, пригодности для получения жидкого топлива и других технологических показателей. Данные петрологии углей применяются также для подразделения осадочных пород, содержащих рассеянное угольное вещество, по стадиям их диагенетического и катагенетического изменения, для параллелизации угольных пластов и установления их синонимики при поисково-разведочных работах и решения других практических вопросов изучения угольных месторождений.