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《非常规天然气地质学》课堂实验指导书
课程中文名称:非常规天然气地质学
课程英文名称:Unconventionalnaturalgasgeology
课程编号:020060070
适用专业:新能源科学与工程
学时数:48
学分数:3
课程类别:专业课程
应开课学期:第三学期
实验一:煤、页岩与砂岩的标本与镜下观察
实验/实践类型:操作型实验学时:2学时
实验要求:培养观察、分析和动手能力
一、实验/实践目的
1.通过观察,认识四种煤岩成分和四种煤系类型。煤的肉眼研究是研究煤的一切方法的基础,通过对煤标本的系统鉴定和描述,进一步掌握煤的煤岩成分和宏观煤岩类型。了解割理等构造特征。
2.通过观察煤的薄片,认识煤的显微组分。
3.通过观察,认识页岩的基本特征及鉴定方法,学会利用页岩颜色分析、判断沉积环境。
4.通过观察,认识砂岩的基本特征。
二、实验/实践内容
1.观察四种宏观煤岩成分:镜煤、亮煤、暗煤、丝炭的特征。观察四种宏观煤岩类型:光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征,以及与宏观煤岩成分的关系。观察割理等构造特征。
2.观察煤的有机显微组分。
3.观察页岩的颜色、成分、结构和构造。
4.观察砂岩的颜色、成分、结构和构造。
三、仪器设备
德国莱卡DM4P型偏光显微镜、DFC550型摄像系统。
四、实验/实践原理、方法、手段和步骤
1.观察描述镜煤、亮煤、暗煤、丝炭的特征,记录描述光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征;
2.观察描述煤的有机显微组分,割理发育特征;
3.观察描述龙马溪页岩的特征。
4.记录描述砂岩的特征。
五、实验/实践结果处理
1.记录描述镜煤、亮煤、暗煤、丝炭的特征,记录描述光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤、暗淡型煤的特征。
煤的宏观煤岩成分包括:镜煤、亮煤、暗煤、丝炭。
镜煤:光亮、均一、常具有内生裂隙的宏观煤岩成分。识别标志:煤中颜色最黑,光泽最亮,成分均一,性脆,贝壳状断口,轮廓清晰,垂直于条带的内生裂隙发育。分布特征:一般以条带状、透镜状出现,厚度几mm至1~2cm
亮煤:亮黑色、具微细层理的宏观煤岩成分。识别:一般呈黑色,表面隐约可见微细层理,光泽较强,仅次于镜煤。性质较脆,内生裂隙较发育,但弱于镜煤,结构不均一。分布:为煤层中最常见的煤岩成分,属于厚的分层甚至整个煤层。
暗煤:暗淡、坚硬、表面粗糙的宏观煤岩成分。识别:灰黑色,光泽暗淡,内生裂隙不发育,断面粗糙,致密坚硬具韧性,不易破碎。含矿物质多,密度大,煤质差;含惰质组多,挥发份低,弱丝绢光泽,形成于氧化环境。含壳质组多,略带油脂光泽,挥发分和氢含量高,但比重往往较小。分布:常呈厚、薄不均的分层,也可以较厚分层出现或单独成层
丝炭:丝绢光泽、纤维状结构、性脆的宏观煤岩成分。识别:外观像木炭,颜色黑灰或浅灰,纤维状结构,丝绢光泽,疏松多孔,无粘结性。质轻者性脆,易污手;质重者,被矿物充填。以具有植物细胞结构的丝质体和半丝质体为主。分布特征:一般以扁平透镜状分布,厚度1~2mm至几毫米,有时能形成不连续的薄层,个别地区,丝炭厚度可达几十cm以上。
光亮煤:由镜煤和亮煤组成的、光泽最强的宏观煤岩类型。四种类型中光泽最强,与镜煤相近。由于成分较均匀,通常条带状结构不明显。具贝壳状断口,内生裂隙发育。显微镜下,镜质组一般大于80%,显微煤岩类型以微镜煤为主。
半亮煤:主要由镜煤和亮煤组成的、光泽较强的宏观煤岩类型。常见的宏观煤岩类型。光泽较强,常以亮煤为主,也可夹暗煤和丝炭,条带状结构明显。内生裂隙发育,常具棱角状或阶梯状断口。以镜质组含量60~80%,以微镜煤、微亮煤和微惰煤为主。
半暗煤:主要由暗煤和丝炭组成、光泽较弱的宏观煤岩类型。光泽较弱,常以暗煤为主,镜煤和丝炭成细条带、透镜状和线理状分布。内生裂隙不发育,断口参差不齐,硬度和韧性很大。镜质组含量40~60%,个别大于60%,但因矿物质含量高,而使得煤的相对光泽强度变弱。
暗淡煤:由暗煤和丝炭组成的、光泽最弱的宏观煤岩类型。光泽暗淡,主要为暗煤,镜煤和亮煤含量小于20%,有时有少量丝炭和矿物质。通常成块状、致密、坚硬、韧性大、密度大,内生裂隙不发育。镜质组含量一般低于40%,惰质组含量可达50%以上。矿物质含量相对最高。
2.记录描述煤的有机显微组分,割理发育特征。
煤的显微煤岩组分可区分为镜质组、惰质组、壳质组和腐泥组。其中,三大有机显微组分在不同光学性质的显微镜下显示不同的识别特征,表现为:
1)镜质组的识别特征:
透光色为橙-橙红色;
反射光下为灰色,无突起,油浸反射光下呈深灰色。煤级越高,反射色越浅,高煤级烟煤和无烟煤中呈白色;
具弱荧光或不具荧光,其中基质镜质体的荧光性最为明显。
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