第四章在煤化作用过程中，热增温对煤的变质起着主导的作用。由于引起煤变质的热源和增热的方式及变质特征的不同，将煤的变质划分为深成变质作用、岩浆变质作用(区域岩浆热变质作用和接触变质作用)、动力变质作用。§1深成变质作用1．希尔特定律1)概念人们早就发现煤的各种性质及特征随埋藏深度的增加而变化这一现象或规律。德国学者希尔特(Hilt，1873）曾针对西欧若干煤田变质规律提出：在地层大致水平的条件下，每百米煤的挥发分降低约2.3％，即煤的变质程度随埋藏深度的加深而增高。称为希尔特定律。2)希尔特定律的表示--挥发分梯度或镜质体反射率梯度用煤的变质梯度表示。变质梯度是指煤在地壳恒温层之下，每加深100m煤变质程度增高的幅度。2.煤变质的分带性1）垂直分带—原始分带在煤的深成变质过程中，由于煤系下部煤层或煤组受到大于上部的温度及压力，因而变质程度高低不同。这种煤质随沉降深度呈现规律性的变化，即为煤质的垂直分带。2）垂直分带的影响因素---煤的变质梯度煤质垂直分带的明显程度与分带的宽窄，主要决定于煤的变质梯度，变质梯度的大小又取决于地热梯度和煤本身的特征。①梯度与带的关系。②不同变质程度的煤，其挥发分梯度各异。第四章§1深成变质作用3）水平分带—垂直分带的表现煤变质的水平分带是垂直分带性的一种表现，由于地壳构造运动的影响，同一煤田内同一煤层或煤组在形成和形变过程中沉降深度不同，这就表现在煤系本身厚度变化和煤系上覆岩系厚度变化的不相同。因此，使同一煤层或煤组所经受的变质程度不同，反映在平面上就构成煤质的水平带状分布特征。煤质分带示意图3.深成变质与上覆岩系厚度、煤层赋存深度的关系1）煤系上覆岩系厚度与深成变质①煤系与上覆岩系为连续沉积或有小的间断--上覆岩系厚度与煤系本身的沉降有关，对煤的深成变质有较大影响；②如果上覆岩系与煤系之间存在长期间断，甚至经历了不同的构造运动—复杂的关系。2)深成变质作用与煤层赋存深度的关系煤层现今赋存的深度对煤的变质也有影响。在含煤岩系发生构造变动之后，由于后期形变造成了更大埋藏深度，在这种条件下由于温度、压力和时间因素的影响，仍然可使煤的变质程度累积加深。尽管经受的温度低于构造变形之前(不低于50℃)，但由于经历足够长的时间，煤的变质仍会继续加深。图4-3鲁尔煤田煤化作用史a-主要煤化作用时间1200万年；-隆起后剥蚀；b-28000万年无煤化作用变化1-镜质组反射率小于1.1%；2-1.1-1.6%；3-大于1.6%（据M和R.Teichuller，1971）图4-4根据剖面中等变质线与煤层交角判断构造变形前后煤化作用的强弱思考：“ΔVdaf”的减少或增加是不是就一定说明随深度而变化？如果是多个煤层，上部煤层的V值是不是一定比下部的煤层高？答案是：不一定。就是说有很多情况下，下部的煤层的V值比上部煤层的V值还高。这就是反“希尔特定律”现象。为什么存在这种现象？主要是因为成煤环境不同，导致成煤作用不同，特别是泥炭化作用不同，最终导致煤岩组分不同。煤岩组分不同，煤的V值就不同。如山东乃至华北地区C—P煤系：太原组的煤层V值比山西组煤的V值高。§2岩浆变质作用岩浆变质作用：由于岩浆热、挥发分气体和压力的影响，使煤发生的变质作用。这种变质作用形成的条件是由于岩浆的侵入、穿过或靠近煤层或煤系。进一步划分为两种类型：一种是与浅成侵入岩有关的接触变质作用；另一种是与地下庞大的深成侵入体有关的区域岩浆热力变质作用。一、区域岩浆热力变质作用这种变质作用又称区域热力变质作用或远程岩浆变质作用等。主要特征：(1)煤变质的垂直分带明显，变质带厚度及平面宽度都较小。(2)这种变质作用所产生的变质带，在平面上的展布特征与煤系和上覆岩系等厚线的展布无关，而与深成岩体分布有一定关系。(3)煤的变质程度决定于岩体大小，以及与岩体距离的远近。区域岩浆热变质作用的标志：热液石英脉的发育黑龙江双鸭山煤田的煤质分带二、接触变质作用1.概念接触变质作用是指各种岩床、岩墙、岩脉等浅成岩体侵入或接近煤层，这些侵入体的热能使煤层达1000℃以上而发生变质。这种热影响多是局部的、多变的，地质时间上是短暂的。2.特征(1)临近侵入体附近，有不规则的天然焦带。(2)经接触变质作用的煤，颜色变浅，比重增大，灰分增高，挥发分和发热量降低，粘结性消失，愈近岩体愈明显。(3)在接触带中，煤的镜质组因经受高温溶解时气体逸出而具气孔状构造，形成多气孔和沟槽的天然焦，其最大反射率和各向异性随温度提高而增大。(4)在接触带附近，常常存在规模较小且不规则的局部煤质分带现象。3.浅成岩体的接触变质作用强度的影响因素：1)岩体的产状。2)岩体的大小、侵入部位和侵入次数。3)岩浆的成分、性质及煤层围岩