煤級

煤級指煤化作用所達到的階段。煤化作用起因於温度及持續時間所引起的化學過程, 整個變化系列有4 次躍變, 所以煤級指標具階段性；用以表徵煤級的參數應互相補充，互相印證，才能起到較好的作用 ^[1]  。

煤級(6張)

1926年，懷特（D.White）首次用它來表示固體燃料礦產在泥炭—無煙煤系列中所處的位置，以乾燥無灰基的碳含量（Cdaf）表示。煤級的測定，藉助於那些在煤化過程中變化明顯而且有一定規律性的物理、化學和工藝性質，即煤級參數或煤化（程度）參數，也稱作煤變質（程度）參數。煤中水分和發熱量，在包括褐煤的低煤化階段變化明顯而又規律，適於作為低煤級煤的煤級參數；在無煙煤和超無煙煤階段，x射線衍射曲線呈現出兩個較明顯的衍射峯，水分和氫含量呈明顯的變化，它們可作為確定無煙煤和超無煙煤階段的煤級參數；而碳含量除了在軟褐煤到硬褐煤階段和肥煤到貧煤階段以外，都可作為其他各階段的煤級參數。

顯然，上述參數只適用於煤化作用的部分階段，都不是理想的煤級參數。鏡質組反射率與揮發分兩參數是有內在聯繫的。鏡質組反射率值決定於芳香環的縮合程度；而揮發分則基本上代表非芳香餾分。在煤化過程中，芳香環縮合程度加大，增長為更大的結構單元；而非芳香餾分則逐漸減少，導致揮發分降低而鏡質組反射率相應地增高。由於鏡質組反射率和揮發分都與鏡質組結構單元的芳構化程度有關，因而鏡質組反射率的增高和揮發分的降低，在變化程度上幾乎是同步的。與其他煤級參數相比，鏡質組反射率不受煤巖組分、灰分和煤樣代表性的影響，受還原程度的影響也較小。不過它也有兩點不足：一是在低煤化階段變化幅度小；二是在高煤化階段出現光學各向異性，即雙反射率。殼質組的熒光性在低煤化階段隨煤化程度的加深而作規律性變化，正好補上鏡質組反射率在低煤化階段的不足。可以認為，鏡質組反射率輔以殼質組熒光性是最好的煤級參數。

不同煤化階段煤在中國的分佈。在地質時代上，中國晚古生代以中、高煤級煤佔較大比例，尚未發現褐煤；中生代雖有褐煤，但以低、中煤級煙煤為主，並有高煤級煙煤以至無煙煤;第三紀不僅有褐煤,而且也有低煤級煙煤。在地區的分佈上，北緯38°以北的西北、華北和東北地區，以褐煤和低、中煤級煙煤為主；北緯38°以南的華北地區產各煤級煙煤和無煙煤；西南地區主要是中、高煤級煙煤賦存地區，而東南地區則以高煤級煙煤和無煙煤佔優勢 ^[2]  。

中國煤級分佈的特點是大多數煤經歷了3個演化階段形成的。由於中國晚古生代含煤巖系多沉積地於台穩定階段，除少數地區外，沉積幅度不大。部分中新生代含煤巖系雖沉積於地台活化階段，但多數聚煤區的沉降幅度也不大，所以各地質時代煤的上覆巖系一般厚度不大。經過以深成變質作用為主的第一演化階段，煤級大部分偏低，如華北晚古生代深成變質煤一般不超過肥氣煤階段，中生代深成變質煤通常可達長焰煤階段，新生代煤基本上仍處於褐煤階段。

煤演化的第二階段雖仍繼續經受着深成變質作用，但中生代岩漿活動起更大的作用，特別是燕山期岩漿的侵入活動，使得一部分晚古生代和中生代深成變質煤又經受區域岩漿熱變質作用的疊加，形成了一系列規模大小不一，包括中、高變質煤的多煤級變質帶。燕山期岩漿活動不僅強烈，波及面廣，而且有多期多次活動的特點。就全國範圍來説，南方強於北方，東部強於西部。北緯38°以北以低煤級煤為主，東南地區高煤級煤占主導地位，其他地區則為中、高煤級煤為主的多煤級變質帶。由於燕山期岩漿侵入及其引起的區域岩漿熱變質作用在空間分佈上具有一定的方向性，因而造成晚古生代和中生代煤級分帶也呈現出明顯的分帶規律。包括低、中、高多煤級的變質帶自北而南沿以下。

5個主要東西構造帶斷續分佈；沿北緯41°附近，北緯37°～38°，北緯35°～36°，沿北緯27°～28°和沿南嶺緯向帶斷續分佈。另一個導致多煤級變質帶斷續分佈的岩漿侵入方向為東北向，主要的有沿太行山東麓斷裂、密山－郯廬斷裂、麗水－海豐等大型斷裂。而喜馬拉雅期的岩漿侵入活動較弱，只有少量第三紀褐煤受其影響變質為煙煤，如遼寧撫順、黑龍江依蘭、西藏南木林和雲南劍川等地 ^[2]  。

由於成煤期後，特別是燕山運動後，大部分晚古生代和中生代含煤巖系被抬升接近地表，煤的變質作用經歷第三演化階段。深成變質雖仍在進行,但影響不大,主要是新生代構造運動的改造，奠定了中國煤變質帶分佈的格局。例如，大致沿北緯37°～38°的多煤級變質帶原來是橫貫全國斷續分佈的,西起新疆英吉沙、莎車,東經南疆東部的且末，青海大柴旦與江倉、熱水，甘肅九條嶺、古浪，寧夏中衞、中寧和韋州，山西臨縣、太原西山到陽泉，但再向東，由於嫩江－紫荊關斷裂的右旋活動，將東部原來分佈在北緯37°～38°之間的河北邯邢、山東濟東、淄博和坊子等煤田向南推移了約100公里(大致相當緯度1度的距離),移到了北緯36°～37°之間。

中國各時代煤的煤級分佈是 3個演化階段綜合作用的結果。以深成變質為主的第一演化階段主要形成不超過肥氣煤階段的低煤級煙煤與褐煤；第二演化階段由於區域岩漿熱變質作用的疊加彌補了深成變質作用的不足，形成了大量中、高煤級的重要工業用煤；第三演化階段使多煤級變質帶的分佈更加複雜化。