Изменение петрографических признаков углей в процессе углефикации Донецкого бассейна

В процессе углефикации меняются почти все основные внешние и микроскопические признаки углей.

Из внешних признаков в процессе углефикации закономерно по прямой увеличивается сила блеска, по кривой с максимумом в зоне коксовых углей изменяются хрупкость и трещиноватость. Угли бурые, переходящие в длиннопламенные марки ДБ, как среднего, так и нижнего карбона, характеризуются по сравнению с длиннопламенными повышенной трещиноватостью (за счет трещин сокращения), более тусклым блеском витрена и других гелифицированных компонентов и буроватосерым цветом черты. Угли Донбасса в зависимости от степени углефикации отличаются характерными особенностями.

На стадии длиннопламенных углей резко уменьшается трещиноватость; угли становятся более крепкими и вязкими; несколько увеличивается сила блеска до тусклого смоляного; цвет черты серый.

Благодаря смешанному вещественно-петрографическому составу газовые угли нижнего карбона большей частью полуматовые и переходные от полуматовых к полублестящим, крепкие и вязкие, тогда как для газовых клареновых углей среднего карбона характерен довольно яркий смоляной блеск; угли являются более хрупкими; цвет черты черный.

На стадии жирных углей (особенно близких к коксовым) увеличивается сила блеска, но для углей нижнего карбона не так значительно, как для клареновых среднего карбона, обладающих стеклянным блеском. Блеск же дюреновых углей нижнего карбона становится жирным, появляются редкие вертикальные трещины, хотя уголь еще остается довольно крепким и вязким. Почти совершенно не наблюдается экзогенный кливаж, весьма характерный для углей среднего карбона, придающий им большую хрупкость.

Угли марок К и ОС имеют яркий стеклянный блеск, являются более хрупкими, чем угли марки Ж, но угли нижнего карбона значительно крепче углей тех же марок среднего карбона.

Угли тощие — крепкие и вязкие, блеск сильный, иногда со слабым металлическим оттенком, при этом у углей нижнего карбона более тусклый, чем у тощих углей среднего.

Антрациты очень крепкие и вязкие с металлическим блеском.

Судя по микроскопическим признакам, в процессе углефикации происходит закономерное глубокое перерождение сформировавшихся в торфяную стадию основных групп вещества — кутинизированных, гелифицированных и фюзенизированных, но ход изменения свойств каждого различный.

Наиболее интенсивно меняются свойства кутинизированных компонентов; свойства гелифицированного вещества изменяются очень постепенно; фюзенизированного — почти не меняются.

Изменение цвета кутинизированных компонентов в проходящем свете происходит в направлении от светлых к темным тонам, сначала в пределах, желтого цвета (марки ДБ, Д, Г), через оранжевый к красному (ГЖ, Ж) и от красного к темно-бурому (Ж, К, ОС, Т, ПА). В отраженном свете цвет кутинизированных компонентов меняется, наоборот, от темных к светлым тонам: в пределах серого цвета (ДБ, Д, Г, Ж), серо-белого (К, ОС) и белого (Т, П, А), На грани перехода марки Ж в К и в пределах марки К наблюдается наибольшее сближение цвета кутинизированных, гелифицированных и слабофюзенизированных компонентов.

В более сильнометаморфизованных углях кутинизированные компоненты в проходящем свете темнее, а в отраженном свете несколько светлее гелифицированных компонентов.

Резкое потемнение цвета кутинизированных элементов в проходящем свете и посветление в отраженном начинается в пределах марки T и более ярко выражено в полуантрацитах.

Антрациты непрозрачны. В предельно тонких шлифах (менее 7 u) слабометаморфизованные антрациты при скрещенных николях слегка просвечивают по краям. В простом отраженном свете при включенном анализаторе, почти так же как и с поляризатором, выявляются все микрокомпоненты благодаря индивидуальной анизотропии отдельных компонентов.

Подробная характеристика микроскопических признаков степени углефикации углей приведена в табл. 28.

В последнее время в качестве объективного показателя степени метаморфизма все большее значение приобретает отражательная способность углей. Угли Донецкого бассейна по этому показателю изучены еще очень слабо. В табл. 29 приводится характеристика отражательной способности донецких углей, разработанная Тан Сю-и под руководством И.И. Аммосова.

Таким образом, на основании изучения углей Донбасса всех стадий углефикации до антрацитовой включительно установлено следующее.

1. Угли имеют аттритовое сложение.

2. Различные типы, выделенные по степени восстановленности и по вещественно-петрографическому составу, присущи углям всех стадий метаморфизма.

3. В процессе углефикации в результате постепенно увеличивающегося уплотнения вещества угля, связанного с перегруппировкой молекул, увеличивается оптическая плотность кутинизированных и гелифицированных компонентов; оптическая плотность фюзенизированных компонентов почти не меняется. На низких стадиях углефикации до жирных включительно кутинизированные компоненты обладают меньшей оптической плотностью, чем гелифицированные. На стадии жирных углей, близких к коксовым, и в начальной стадии коксовых кутинизированные компоненты по оптической плотности приближаются к плотности гелифицированного вещества. Начиная с коксовых углей, оптическая плотность кутинизированных компонентов возрастает несколько быстрее, чем гелифицированных.

4. В процессе углефикации закономерно возрастает отражательная способность и анизотропия гелифицированных компонентов.