Micromorphological Characteristics and Origin Analysis of Contact Metamorphic Coal
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摘要:
煤层作为岩石圈重要的碳库，被岩浆破坏和吞噬，直接加速了地质历史上岩石圈的碳循环。为揭示该过程中接触变质煤微形貌的变化过程和原因，本研究采集了皖北袁店二矿岩体外围不同热变质程度的接触变质煤样品，进行了煤质分析、可溶有机组分分离、气相色谱-质谱（GC-MS）、偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)等实验。结果显示，趋近岩体，样品挥发份、氢、氮、可溶有机质含量减少；灰分产率和镜质组反射率增加；可溶芳烃当中萘系列相对含量降低，菲系列相对含量升高。未受影响煤和浅热变质煤显微组分主要由胶质结构体组成，后者裂隙发育。天然焦主要由镶嵌结构体组成，局部发育形状不规则的脱挥发孔，孔径多介于20µm×50µm至50µm×150µm。火夹焦主要由多孔炭和炭微球组成：多孔炭富含圆形-椭圆形气孔，孔径多介于0.5～3µm，炭微球群发育在裂隙以及气孔内壁上。分析表明，趋近岩体，煤层热变质程度持续增加：浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的产物；天然焦是浅热变质煤脱挥发份、塑性形变所致；火夹焦是天然焦被岩浆进一步中间相化的结果。因此，本文认为，接触变质煤消失过程中微形貌的变化是煤岩组分热蚀变、脱挥发份、中间相化的过程。
Abstract:BACKGROUNDDuring tectonic movements and geological activities, coal seams are destroyed and engulfed by magma, which not only accelerates the slow carbon cycling process in geological history, but also changes and disrupts the carbon cycling balance of the lithosphere at that time. As a global period of tectonic magmatism in the Mesozoic, the Yanshan period magma intruded into the Mesozoic coal-bearing basins and intruded and engulfed coal seams on a large scale.
OBJECTIVESTo reveal the process and reasons for the change of contact metamorphic coal micromorphology during the process.
METHODSContact metamorphic coal samples with different degrees of thermal metamorphism at the periphery of the Yuandian Ⅱ mine in northern Anhui Province were collected and subjected to coal quality analysis, organic fraction separation, GC-MS, polarized light microscopy (PLM) and scanning electron microscopy (SEM).
RESULTSToward the rock, the contents of volatile, hydrogen, nitrogen and soluble organic matter of the sample decreases; ash yield and mirror group reflectance increases; relative content of naphthalene series decreases; relative content of phenanthrene series among soluble aromatics increases. The microfractions of unaffected coal and shallow thermal metamorphic coal consist mainly of colloidal structural bodies, and the latter is fracture developed. The natural coke is composed mainly of mosaic structure with irregularly shaped devolatilized pores, and the pore sizes range from 20µm×50µm to 50µm×150µm. The magma coke is composed mainly of porous carbon and carbon microspheres: the porous carbon is rich in round-elliptical pores, the pore sizes range from 0.5 to 3µm, and the carbon microspheres are developed on the fissures and the inner wall of the pores.
CONCLUSIONSTending to the rock, the degree of thermal metamorphism of coal seams continues to increase: Shallow thermally metamorphosed coals are the products of brittle fracture of coal seams subjected to weaker thermal metamorphism; Natural coke is the result of volatile fraction removal and plastic deformation of shallow thermally metamorphosed coals; Magma coke is the result of further intermediate phase transformation of natural coke by magma. Therefore, the change of contact metamorphic coal micromorphology is considered to be caused by the process of thermal alteration, devolatilization and intermediate phase transformation of coal rock components.
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Keywords:
- Yuandian coal mine /
- contact metamorphic coal /
- scanning electron microscopy /
- mosaic structure /
- carbon microbeads
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稀土元素在生产和制造行业中用途广泛，稀土是一种稀缺资源。我国是世界上稀土资源最丰富的国家之一，但经多年的过度开采，已严重影响战略储备[1]。目前可开发利用的稀土矿主要有氟碳铈矿、离子吸附型稀土矿、独居石矿、磷钇矿和磷灰石矿等[2]。对原有矿床进行保护性开采和探寻新型稀土资源是当前矿产和地质行业面临的重要课题。稀土可开采性不但与品位有关，还与赋存状态相关。许多学者对磷矿床[3]、铁矿床[4]、花岗岩副矿物[5 - 7]、油页岩[8]中稀土元素含量和赋存状态进行研究，探讨了开发利用的可能性，特别是对火山岩中稀土矿床开展了深入的研究，取得许多新认识[9 - 10]。
长白山位于滨太平洋火山带，中朝交界处的新生代火山区。它以天池火山口为中心，与周围的大小数十个火山锥体和火山坑构成一个庞大的火山群，是我国最大的第四纪火山岩分布区。国内外学者对天池地区进行大量研究，主要是针对其潜在的再次喷发危险[11 - 12]而进行的火山地质学、年代学、岩石地球化学等方面的研究[13 - 19]。值得注意的是，长白山地区广泛分布着新生代玄武岩，面积近20000 km2[20]，且该区玄武岩中稀土元素含量很高，具有潜在的开发和利用价值，但迄今未见有关该区稀土元素赋存状态研究的报道[21]，开展这方面研究工作对该区火山岩资源的合理开发、利用具有重要的指导意义。本文利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)分析长白山地区火山岩中的主量元素，获得其岩相组成信息；利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析其中的稀土元素，获得火山岩中稀土元素含量特征和地球化学特征；进一步结合化学逐级提取实验分析，初步探讨该区稀土元素的主要赋存状态。
1. 长白山地区火山岩特征
吉林省东部长白山地区是东北亚环太平洋火山带重要的火山岩出露区，位于欧亚板块与西太平洋板块相互作用的弧后构造域中，新生代以来长白山地区构造特征以弧后多期拉伸盆地和伸展为主[22 - 23]，新生代早中期形成裂陷和一些坳陷盆地，晚期形成长白山地区的地壳隆起，并大规模地出现以玄武质和粗面岩质为主的岩浆活动，因此形成一套以玄武岩和粗面岩为主的双峰式火山岩组合(见图 1)，火山的母岩浆玄武岩来自地幔岩浆库，由其演化形成的粗面岩来自地壳岩浆房[24 - 25]。从玄武岩到粗面岩，岩石中稀土含量是逐渐增高的。
2. 样品采集和分析测试
2.1 样品采集
在长白山玄武岩区共采集17个岩石样品，采样点呈线状分布(见图 1)。其中编号为C-1～C-7的玄武岩样品，采自长白山露水河地区及上山沿途，岩石新鲜面为紫红色-黑褐色，主要矿物为长石、辉石，其次为橄榄石和角闪石，具有隐晶质结构，气孔状或杏仁状构造；编号为C-8～C-17的粗面岩样品，采自长白山山顶及长白山瀑布周围，岩石新鲜面为灰黄色-灰绿色，主要矿物为长石，其次为石英、黑云母等，具有斑状、粗面状结构，块状、气孔状构造。
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2.2 主量元素和稀土元素分析
2.2.1 实验装置和主要试剂
TSX1200马弗炉(西尼特(北京)电炉有限公司)，TDL-40B离心机(上海安亭科学仪器厂)，SB-3200D超声微波仪(宁波新芝生物科技股份有限公司)，Molecula净化水装置(上海摩勒科学仪器有限公司)，EH45A PLUS加热板(北京莱伯泰科有限公司)。
试验所用玻璃等器皿均经浓硝酸浸泡过夜，再用去离子水冲洗干净。
仪器测定所用标准溶液均由储备液(100 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心)逐级稀释至所用浓度。
硫酸铵(北京化工厂)、过氧化钠(天津大沽化工股份有限公司)，均为分析纯。
盐酸、硝酸、高氯酸、过氧化氢、氢氟酸，均为BV-Ⅲ级纯(北京化学试剂研究所)。
所用水均为去离子水(电阻率>18.2 MΩ·cm)。
2.2.2 稀土元素分析方法
分析仪器：电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS，仪器型号：X SeriesⅡ(Thermoscientific，USA)。
样品酸溶处理：样品经风干、研磨(-200目)和筛分后，准确称取0.1000 g，置于聚四氟乙烯坩埚中，加入3 mL硝酸和1 mL氢氟酸，加盖，于120℃加热板上加热4～5 h，开盖，加1 mL高氯酸，于180℃加热至白烟冒尽，加入1 mL硝酸和少量水，120℃加盖溶解后转入25 mL容量瓶中定容，随带流程空白。
2.2.3 主量元素分析方法
分析仪器：电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES，仪器型号：iCAP 6300(Thermoscientific，USA)。
Si含量测定样品碱熔处理：样品经风干、研磨(-200目)和筛分后准确称取0.1000 g，置于刚玉坩埚中，加入1 g 过氧化钠，并与样品充分混匀，放入马弗炉中700℃高温灼烧30 min，冷却后以稀盐酸浸取，定容至100 mL，随带流程空白。
Si之外的其他主量元素测定样品的处理：样品处理方法同2.2.2节。
2.2.4 稀土元素分级提取实验
分级提取实验流程参照文献[27]。准确称取0.4000 g样品，按表 1所示方法步骤进行逐级化学提取实验，稀土元素采用ICP-MS测定，每级提取均带流程空白和平行样。由于离子吸附态与其他赋存状态相比所需的工艺及技术简单，测定该赋存状态时进行独立提取[27]。
表 1 分级提取流程Table 1. Grading sequential extraction procedure形态 提取试剂 操作条件 离子吸附态 30 g/L硫酸铵溶液(pH=5) 室温超声1 h，隔夜放置 碳酸盐结合态 3%过氧化氢-12.5%盐酸 沸水浴中加热1 h 氧化物结合态 高氯酸 微沸30 min，加水稀释 磷酸盐结合态 过氧化钠，盐酸 700℃烧结30 min，冷却后以盐酸提取 硅酸盐结合态 硝酸，氢氟酸，高氯酸 参照2.2.2 节 3. 岩石化学特征
已有报道指出长白山火山岩中稀土元素含量和岩性之间存在明显的相关性，不同岩性的岩石的稀土元素含量存在较大差异。通过对样品岩石化学特征分析，利用TAS图解对玄武岩岩相进行划分，可以明确划分出有利于稀土元素富集的岩相。
应用ICP-AES测定样品的主量元素含量，结果见表 2。其中岩样C-1～C-7的SiO2含量为48.9%～60.1%，Na2O含量为3.01%～4.89%，K2O含量为2.61%～4.83%，Na2O+K2O含量为5.89%～9.70%；岩样C-8～C-17的SiO2含量为61.4%～70.3%，Na2O含量为3.66%～4.98%，K2O含量为5.11%～6.50%，Na2O+K2O含量为9.61%～11.3%。对岩石样品进行火山岩类TAS分类图解(见图 2)，确定了岩样C-1～C-7岩性以粗面玄武岩为主，C-8～C-17岩性为粗面岩。因此，研究区域内火山岩岩性是以粗面玄武岩和粗面岩为主。
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图 2 长白山火山岩TAS分类图解(底图据文献[28]和文献[29])1—苦橄岩玄武岩；2—玄武岩；3—玄武安山岩；4—安山岩；5—英安岩；6—流纹岩；7—粗面岩；8—粗安岩；9—玄武粗安岩；10—粗面玄武岩；11—碱玄岩；12—响岩质碱玄岩；13—碱玄质响岩；14—响岩；15—副长石岩。 Figure 2. TAS diagram of Changbai Mountain volcanic rocks (after reference [28] and reference [29])表 2 ICP-AES分析长白山火山岩的主量元素含量Table 2. The content of main elements in Changbai Mountain volcanic rocks by ICP-AES样品编号 w/% SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O CaO MgO TiO2 MnO2 C-1 50.1 16.3 13.5 3.01 2.88 5.72 3.3 2.73 0.27 C-2 49.5 16.1 13.4 3.11 2.91 60.1 3.41 2.82 0.22 C-3 51.5 15.7 12.5 3.49 2.94 5.69 3.07 2.53 0.21 C-4 48.9 16.1 13.8 4.21 2.61 6.17 3.52 2.27 0.22 C-5 52.4 17.4 12.7 3.69 3.06 0.76 4.84 3.98 0.21 C-6 60.1 17.5 6.78 4.87 4.83 2.44 0.81 0.67 0.17 C-7 59.3 17.7 7.22 4.89 4.72 2.48 0.84 0.69 0.24 C-8 61.4 17.6 5.59 4.96 6.08 2.26 0.71 0.57 0.13 C-9 66.4 14.3 6.41 4.98 5.52 0.71 0.05 0.04 0.13 C-10 67.5 14.2 6.01 4.97 5.22 0.25 0.02 0.02 0.23 C-11 70.2 12.6 5.71 4.65 5.24 0.57 0.05 0.04 0.17 C-12 70.3 12.6 5.67 4.75 5.13 0.61 0.04 0.03 0.14 C-13 68.4 12.4 5.73 4.92 5.11 0.62 0.04 0.03 0.16 C-14 69.6 12.4 5.58 4.49 5.12 0.61 0.04 0.03 0.15 C-15 65.9 14.9 4.91 4.87 5.97 1.41 0.23 0.19 0.17 C-16 69.7 13.0 5.82 3.66 5.97 0.48 0.04 0.03 0.14 C-17 63.8 16.9 5.19 4.78 6.49 1.49 0.21 0.17 0.16 4. 稀土元素地球化学特征及赋存状态
4.1 稀土元素的地球化学特征
利用ICP-MS测定样品的各稀土元素含量，分析结果见表 3。岩样的稀土元素总量(∑REEs)为211～893 μg/g，其中岩样C-1～C-7的∑REEs为211～418 μg/g，C-8～C-17的∑REEs为381～893 μg/g，该地区岩石的稀土总量是大陆型地壳粗面玄武岩中的2.3～9.6倍(大陆型地壳粗面玄武岩的稀土元素克拉克值为93 μg/g[30])，说明长白山火山岩尤其是以粗面岩显著富集稀土元素。在所有采集的岩样中，轻稀土元素总量(∑LREEs)为167～722 μg/g，重稀土元素总量(∑HREEs)为43.4～173 μg/g，且轻稀土元素与重稀土元素总量比值(∑LREEs/∑HREEs)为3.80～5.61，反映了轻、重稀土元素分馏程度较高，且具有富集轻稀土元素特性。
表 3 长白山火山岩样品的各稀土元素含量Table 3. Content of REE in Changbai Mountain volcanic rocks样品编号 w/(μg·g-1) ΣREEs ΣLREEs ΣHREEs 
δEu δCe La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y C-1 43.3 117 9.68 41.1 8.04 2.76 8.24 1.24 5.71 1.04 2.88 0.39 2.61 0.39 26.3 271 222 48.8 4.55 1.16 1.19 C-2 47.1 97.1 10.8 46.5 8.68 3.12 9.46 1.19 6.47 1.18 3.09 0.39 2.61 0.35 31.3 269 213 56.1 3.80 1.17 0.90 C-3 49.3 100 11.6 48.7 10.1 3.27 9.47 1.27 7.14 1.14 2.93 0.43 2.96 0.45 32.2 281 223 58.0 3.84 1.14 0.87 C-4 43.5 89.6 9.81 44.2 8.76 2.79 8.93 1.21 6.09 1.01 2.92 0.35 2.48 0.33 28.8 251 199 52.1 3.81 1.08 0.90 C-5 37.2 75.6 8.5 35.8 7.36 2.78 7.34 0.97 4.93 0.91 2.46 0.27 1.89 0.27 24.4 211 167 43.4 3.85 1.29 0.89 C-6 70.2 195 15.4 60.6 10.5 3.46 10.3 1.34 7.33 1.19 3.48 0.43 3.51 0.55 35.2 419 355 63.3 5.61 1.13 1.24 C-7 69.8 142 15.6 60.2 10.1 3.62 9.98 1.31 7.01 1.21 3.21 0.48 3.34 0.56 33.7 362 301 60.8 4.96 1.23 1.22 C-8 66.1 204 14.2 55.8 11.3 2.25 10.9 1.52 7.51 1.41 3.84 0.57 3.59 0.41 36.9 420 354 66.7 5.30 0.69 1.39 C-9 162 297 31.9 120 22.9 0.36 21.6 3.35 18.4 3.39 9.22 1.31 7.91 1.06 87.8 788 634 154 4.12 0.06 0.86 C-10 165 266 34.2 130 23.4 0.39 20.9 3.13 17.3 3.02 8.74 1.16 7.85 1.11 80.1 762 619 143 4.32 0.06 0.74 C-11 175 330 35.9 130 25.1 0.52 24.1 3.61 20.4 3.74 10.8 1.41 9.26 1.25 97.2 868 697 172 4.06 0.07 0.87 C-12 166 380 33.1 120 22.7 0.51 22.9 3.38 18.5 3.42 10.4 1.41 8.56 1.18 88.2 880 722 158 4.57 0.08 1.07 C-13 175 332 35.1 132 24.9 0.45 23.7 3.53 19.8 3.68 10.3 1.33 9.18 1.36 95.7 868 700 169 4.15 0.06 0.88 C-14 159 355 32.9 121 23.1 0.46 22.3 3.31 18.9 3.51 9.92 1.29 8.26 1.22 85.3 845 691 154 4.49 0.07 1.02 C-15 66.4 180 13.7 54.1 9.69 0.92 8.73 1.31 7.56 1.41 3.34 0.48 3.16 0.47 32.8 384 325 59.3 5.48 0.34 1.25 C-16 182 342 36.5 132 26.4 0.54 24.3 3.74 20.3 3.86 11.1 1.53 9.18 1.39 97.9 893 719 173 4.15 0.07 0.87 C-17 66.0 179 14.2 52.9 9.72 0.87 9.58 1.38 6.81 1.21 3.38 0.46 2.96 0.54 32.1 381 323 58.4 5.52 0.31 1.22 C-1～C-7粗面玄武岩的δEu为1.08～1.29，具有正铕异常的特点(见图 3a)；C-8～C-17粗面岩的δEu为0.06～0.69，具有强烈负铕异常特性(见图 3b)。所采集的火山岩样品出现了不同的铕异常现象，主要是因为受到长石分异结晶控制的影响，表明长白山地区岩浆经历了高度演化，同时反映了地幔岩浆房和地壳岩浆房的演化关系[31]，且粗面岩的负铕异常是粗面玄武岩质母岩岩浆中斜长石分离结晶的结果[32]。对于稀土元素Ce，由表 3可以看出，δCe在0.74～1.19之间，且主要集中在0.9左右，异常不明显，说明岩石在成岩过程中可能是继承了岩浆源区的特性。
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图 3 长白山地区火山岩球粒陨石标准化配分模式图Figure 3. Chondrite-normalized REE patterns of Changbai Mountain volcanic rocks4.2 稀土元素的赋存状态特征
基于分级提取实验，长白山火山岩的各稀土元素赋存状态见表 4和图 4。从中可以看出，对于采集的粗面玄武岩和粗面岩样品，稀土元素赋存状态主要以磷酸盐结合态、碳酸盐结合态为主，所占的比例分别集中于52.9%～88.5%、14.6%～43.8%，其次为氧化物结合态，其所占的比例集中于6.04%～18.4%，其他相态所占的比例很小，尤其是离子吸附态所占的比例小，这是由于离子吸附型稀土的形成需要经历较强的风化作用[33-34]，而长白山地区受环境、气候等因素的影响很难在短时间内形成大范围富离子吸附型稀土风化壳原因造成的。
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图 4 长白山火山岩稀土元素的赋存状态Figure 4. The models of existing phases of REEs in Changbai Mountain volcanic rocks表 4 火山岩样品中稀土元素在各赋存相态中的含量Table 4. REE contents of different existing phases in Changbai Mountain volcanic rocks样品编号 w/(μg·g-1) 硅酸盐相 离子吸附相 氧化物相 碳酸盐相 磷酸盐相 C-1 5.66 5.93 30.3 40.1 192 C-2 8.36 5.02 33.9 66.1 180 C-3 9.91 5.75 54.6 50.8 176 C-4 3.65 7.76 29.6 54.6 184 C-5 1.61 35.6 40.0 37.8 129 C-6 17.3 20.8 38.3 220 143 C-7 18.3 21.7 47.2 226 122 C-8 15.6 21.8 16.3 162 215 C-9 15.7 149 86.5 406 270 C-10 3.40 115 53.9 510 210 C-11 5.22 30.8 30.6 64.8 802 C-12 6.98 219 131 84.7 653 C-13 8.82 37.4 45.0 68.0 837 C-14 7.78 113 65.2 156 592 C-15 2.96 14.9 7.46 20.9 357 C-16 3.93 14.5 21.4 87.1 771 C-17 3.31 4.45 10.5 23.8 309 稀土元素更易在粗面岩类岩样(C-8～C-17)中以磷酸盐结合态的形式出现，在磷酸盐结合态中含量达到 63.4%～88.5%；与此同时，以硅酸盐结合态存在的稀土元素含量明显很低，其含量不足1%。而在粗面玄武岩类岩样(C-1～C-7)中，以碳酸盐结合态存在的稀土元素含量有所增加。可以看出，即使是同一火山岩区，由于岩性的差异，稀土元素赋存状态也会出现细微的差异。在长白山火山岩中，粗面岩最富集稀土元素，且稀土的赋存状态以磷酸盐相和碳酸盐相为主。
为了验证本次分级提取实验的可行性和适用性，将分级提取实验中样品的稀土元素提取总量与样品中稀土元素的总含量进行对比，结果见表 5。
表 5 长白山火山岩中分级提取实验总稀土提取率Table 5. The extraction efficiency of total REEs from the Changbai Mountain volcanic rocks by the grading sequential extraction procedure样品编号 w/(μg·g-1) 提取率/% 分级提取的稀土总量 稀土总量 C-1 268 271 98.9 C-2 288 269 107 C-3 291 281 104 C-4 272 251 108 C-5 208 211 98.8 C-6 419 419 100 C-7 418 413 101 C-8 409 420 97.4 C-9 778 788 98.8 C-10 777 762 102 C-11 903 868 104 C-12 876 880 100 C-13 936 958 97.7 C-14 821 845 97.2 C-15 388 384 101 C-16 883 893 98.9 C-17 347 381 91.1 由表 5可以看出分级提取实验的总稀土提取率在91.1%～108%，效果比较好，表明此分级提取实验方法适合本次长白山火山岩中稀土元素赋存状态的分析，为以后关于火山岩中稀土元素赋存状态分析提供一种可行性参考方法。
5. 结语
研究表明，长白山地区粗面玄武岩和粗面岩中稀土元素具有明显的稀土富集特征，最高能达到大陆型地壳粗面玄武岩中的9.6倍，其中稀土总量又显示以轻稀土为主。本研究首次尝试了基于分级提取实验研究长白山火山岩中稀土元素赋存状态，结果表明该区火山岩中的稀土元素主要以磷酸盐结合态和碳酸盐结合态为主，以硅酸盐结合态和离子吸附态存在的稀土元素所占比例最少。实验表明所选择的分级提取方法准确可靠，结合ICP-MS测定，可为类似火山岩中稀土元素的赋存状态研究提供一种可行的方法学借鉴。本文由于采样数量有限，未能对全区进行有效覆盖，暂时无法估计可用资源量及开采方式，有待于进一步研究探讨。
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图 1 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面剖面取样示意图
Figure 1. Sampling profile of metamorphic coal from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine.
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图 2 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品手标本照片
a—火夹焦YE01；b—天然焦YE02；c—浅热变质煤YE03；d—未受影响煤YE05。
Figure 2. Hand specimen pictures from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine.
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图 3 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品中可识别的各系列芳香烃化合物相对占比
Figure 3. Identificated aromatic hydrocarbons of metamorphic coal from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine.
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图 4 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品显微照片
a—胶质结构体(单偏光×500)；b—胶质结构体(正交偏光×500)；c—裂隙(单偏光×500)；d—裂隙(正交偏光×500)；e—镶嵌结构体、脱挥发孔(单偏光×500)；f—镶嵌结构体、脱挥发孔(正交偏光×500；g—左侧流纹状热解炭、左下角辉绿岩、右侧多孔炭(单偏光×500)；h—左侧流纹状热解炭、左下角辉绿岩、右侧多孔炭(正交偏光×500)。
Figure 4. Photos of metamorphic coal from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine under microscope.
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图 5 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品扫描电镜照片
a—胶质结构体(×5000)；b—胶质结构体(×5000)；c—片层状裂隙(×10000)；d—片层状裂隙(×5000)；e—镶嵌结构体(×5000)；f—镶嵌结构体、脱挥发孔(×10000)；g—多孔炭、石英(×2000)；h—炭微球群、铁白云石(×5000)。
Figure 5. Photos of metamorphic coal from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine under SEM.
表 1 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品基本特征
Table 1 Coal quality parameters of metamorphic coal from 7238 working face samples of 7-2 coal seam in 8-3 mining area of Yuandian No.2 coal mine.
样品
编号样品类型 工业分析指标(%) 元素分析指标(%) Rr Mad Ad Vdaf Cd Hd Nd YE01 火夹焦 1.47 21.33 8.06 60.39 1.28 0.96 3.19 YE02 天然焦 1.85 11.93 7.29 71.52 1.76 1.44 2.31 YE03 浅热变质煤 1.01 11.44 20.47 72.38 3.30 1.53 1.43 YE04 未受影响煤 1.18 6.30 34.90 75.31 4.62 1.72 0.96 YE05 未受影响煤 1.31 7.84 34.08 73.47 4.48 1.63 0.95 YE06 未受影响煤 1.07 7.71 32.41 72.45 4.40 1.60 0.90 注：Mad—水分(空气干燥基)； Ad—灰分(干燥基)； Vdaf—挥发份(干燥无灰基)； Cd—碳(干燥基)； Hd—氢(干燥基)； Nd—氮(干燥基)；Rr—镜质组平均随机反射率。 
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表 2 袁店二矿8-3采区7-2煤层7238工作面样品可溶有机质含量
Table 2 Content of organic extracts of metamorphic coal from working face 7238 of coal seam 7-2 in mining area 8-3 of Yuandian No.2 coal mine.
样品编号 有机质含量
(mg/g)有机组分含量(mg/g) 饱和烃 芳香烃 极性物 YE01 0.10 0.05 0.02 0.03 YE02 0.18 0.09 0.03 0.06 YE03 6.77 1.07 2.29 3.41 YE04 7.91 1.31 2.70 3.90
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