电子显微镜在煤岩学上的应用.PDF

电子显微学报 J.Chin.Elect.Microsc.Sw 23(4)467一467 2004年 467 扫描电子显微镜在煤岩学上的应用 张 慧，李小彦 (煤炭科学研究总院西安分院，陕西西安710054) 煤作为一种固体可燃有机岩，是我国长期依靠 供基础资料。 的重要能源。作者总结多年扫描电子显微测试分析 4 煤的孔隙研究方面 工作，将扫描电镜在煤岩学上的应用大致归为以下 煤是多孔介质，是新型洁净优质能源— 煤层 几个方面。 气(瓦斯)的生气层，也是储气层，其孔隙的研究尤为 1煤的有机显微组分研究方面 重要。扫描电镜直接观察煤孔隙的形态、大小，数 光学显微镜下，煤的有机显微组分被分为镜质 量、连通性等，分析其成因与储集性能。与砂岩、灰 组、惰质组、壳质组三大组分。三大有机显微组分在 岩等储层相比，煤储层的孔隙具有成因类型多、分布 扫描电镜下(二次电子图像)的亮度、形态不同，一般 不均匀、数量少、连通性差等特点。气孔是煤层生气 情况下，其亮度由大到小依次为情质组一镜质组一 和聚气的见证，其形态特征、分布规律与煤的有机组 壳质组。在组分识别的基础上，可选择不同区域，从 分、煤级、成煤环境等因素相关，剖析气孔为煤成烃 不同角度和不同层次上扫描各种组分的局部显微形 和煤层气生、储、运机理研究获得直接信息。 貌。如对情质组中丝质体的细胞结构，不仅可以观 5 煤的裂除研究方面 察其横断面、纵断面、斜断面及充填情况，还可以观 煤中常见裂隙，裂隙是煤中流体(气体、液体)流 察胞腔壁的内侧、外侧和胞壁局部特征。酸浸解丝 动的通道。扫描电镜取煤的自然断面，制样过程基 炭在扫描电镜下显示的木材显徽结构的清晰度不逊 本不破坏原有裂隙，也不增加新的裂隙，能真实的观 色于现代木材，通过射线细胞长度、交叉场纹孔类 察裂隙的形态、规模(长、宽)、充填情况、启开程度、 型、射线密度、管胞长度、韧皮部有无纤维或筛域等 排列组合、连网情况以及裂隙与组分和层理的关系 显微标志来确定古植物属种。 等，从而能够详细地分析裂隙成因。借鉴变形矿物 2 成煤低等生物研究方面 (如石英)和金属中位错密度的计算方法，求煤的裂 成煤原始物质除高等植物外，还有低等生物参 隙密度，可以预测煤层裂隙发育程度和渗透性。 与。个体微小的低等生物以凝胶化、丝炭化、矿化等 ‘煤体结构研究方面 方式保存下来，有其独特的形态，显微形态是扫描电 煤层形成后受地质构造的破坏而变形。除保留 镜研究煤中低等生物的主要内容。扫描电镜不仅能 原生沉积结构的原生煤外，变形煤在煤田地质上称 研究寄生于成煤高等植物细胞腔、纹孔或其他孔隙 构造煤，瓦斯地质上称突出煤，采矿业称破坏煤。宏 中的低等生物，也可以研究附着于裂隙面、层面或其 观上将变形煤划分为碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤。对 他空隙中的后生低等生物。 变形煤采取适当的制样方法，用扫描电镜观察显微 3 煤中矿物质研究方面 构造，如角砾、摺皱、碎粒、糜棱质、滑移面、磨擦面、 矿物质是煤中的无机组分，因其硬度大、平均原 磨擦脱落膜等，这些显微构造的揭示与认识，可以为 子序数高，故通常在断面上比较凸出，二次电子图像 煤中瓦斯流动机理、矿井瓦斯突出预测、煤层渗透率 的亮度大于有机显微组分，也有明显的形态特征，有 等研究开辟新径。 的显示标志性晶形，比较容易识别。把扫描电镜图 综上所述，扫描电镜在研究煤的孔隙、裂隙、矿 像与能谱相结合，通过煤中矿物的形态、成分、大小、 物质、显微构造等方面很有优势，但在分辨组分和亚 表面(晶面)结构，发育程度等特征的研究，可以定名 组分方面不如光学显微镜。扫描电镜弥补了光学显 矿物并分析其成因，为研究聚煤环境、成煤过程提供 微