Задать вопрос
+7-932-129-43-76
+7-932-129-48-92
Задать вопрос
Быстро и надежно

Генетическая классификация угля

Генетическая классификация учитывает происхождение и петрографический состав угля. Она узкоспециализированная, встречается, по большей части, только в научной литературе, используется для создания и уточнения других классификаций. Понимание генезиса и состава полезного ископаемого помогает найти оптимальные способы его применения.

Существует несколько научных классификаций углей. Они создавались на протяжении последних 150 лет в разных странах. В этой статье мы объединили данные отечественных и зарубежных ученых. За основу взяты классификации Волковой, Гинзбурга и Жемчужниковой.

Принципы классификации

Ископаемый уголь – это продукт разложения растений. Благодаря химическим, биохимическим и физическим процессам образуются простые и сложные органические вещества. В результате получается твердая порода с горючими свойствами.

Генетическая классификация учитывает происхождение, состав угля и соотношение его компонентов.

Полезное ископаемое делится на:

  • Группы
    При разделении на группы берется во внимание происхождение породы. Из высших растений получаются гумусовые угли, из низших (водорослей, планктона) – сапропелевые.
  • Классы
    При разложении растений без доступа кислорода образуется гелеобразное вещество однородной структуры, которое со временем каменеет (гелит или витринит). На открытом воздухе остатки тлеют, их структура сохраняется, после затвердения образуется фюзинит. Отдельно рассматриваются элементы кутикулы и спор, которые после разложения образуют лептинит. В зависимости от преобладания тех или иных веществ (мацералов), уголь разделяется на классы.
  • Подклассы
    При разделении на подклассы учитывается соотношение основных органических компонентов – гелита (витринита), фюзинита и лептинита. Для сапропелитовых углей обращают внимание на содержание альгинита.
  • Типы
    Они определяются по структурному строению угольных пластов.
  • Подтипы
    Здесь учитывается состав угля, соотношение его компонентов и структурные особенности пластов.

Детальная классификация представлена в сводной таблице.

Виды углей в зависимости от петрографического состава (сводная таблица)

Группы Классы Подклассы Типы Подтипы
Гумолиты (гумусовые угли) Гелитолиты Гелиты Собственно гелиты Телогелиты Аттрито-гелиты Гомогелиты Гелиты
Липоидо-гелиты
Фюзинито-гелиты
Липоидо-фюзинито-гелиты
Гелититы Липоидо-гелититы Фрагментарные Телогелититы Аттритовые Аттрито-гелититы Однородные Гомогелититы Смешанные Гелититы
Фюзинито-гелититы
Липоидо-фюзинито-гелититы
Фюзенолиты Фюзиты Собственно фюзиты Телофюзиты Аттрито-фюзиты Гомофюзиты Фюзиты
Гелито-фюзиты
Липоидо-фюзиты
Гелито-липоидо-фюзиты
Фюзититы Гелито-фюзититы Телофюзититы Аттрито-фюзититы Гомофюзититы Фюзититы
Липоидо-фюзититы
Гелито-липоидо-фюзититы
Липоидолиты Липоидиты Собственно липоиды Не выделяется
Гелито-липоидиты
Фюзито-липоидиты
Гелито-фюзито-липоидиты
Липоидотиты Гелито-липоидотиты
Фюзито-липоидотиты
Гелито-фюзито-липоидотиты
Миксогумолиты Миксогумиты Нет Фрагментарные Аттритовые
Миксогумититы
Сапрогумолиты Сапрогелитолиты Альгито-гелиты (сапрогелиты) Подгруппы выделяют только при специальных научных исследованиях
Альгито-гелититы (сапрогелититы)
Сапропелиты (сапропелевые угли) Гумито-сапропелиты (гелито-сапропелиты) Гумито-альгиты Подгруппы выделяют только при специальных научных исследованиях
Гумито-альгититы
Собственно сапропелиты Альгиты Таломальгиниты Коллальгиниты
Альгититы
Виды углей в зависимости от петрографического состава

В продолжении статьи вы подробнее узнаете о каждой группе ископаемых углей.

Гумусовые угли

Гумусовые угли, или гумолиты образовались из высших растений. Их основу составляют продукты разложения лигнина и целлюлозы. Сначала они превращаются в торф, богатый гуминовыми и фульвокислотами. Затем полезное ископаемое теряет водород и азот, сложные углероды распадаются на более простые вещества. Под давлением других пород торф уплотняется, переходит в бурый, каменный уголь и антрацит.

Гумолиты хрупкие, с рыхлой структурой, блестящей или матовой поверхностью. Излом раковистый (напоминает морскую раковину), структура слоистая. Цвет колеблется от разных оттенков коричневого у бурого угля до темно-серого и черного у антрацита и каменных углей.

Гумолиты делятся на 4 класса:

  • Гелитолиты
  • Фюзенолиты
  • Липоидолиты
  • Миксогумолиты

Дальше мы детальнее о них расскажем.

Гелитолиты

Угли этого класса содержат более 50% витрена – продукта распада растений в безвоздушной среде. Они образовались на месте стоячих болот. Растительные остатки покрывались водой и разлагались без доступа кислорода. Они полностью теряли свою структуру и превращались в гель, который со временем твердел.

Гелитолиты блестящие или полуматовые, с многочисленными мелкими трещинами. Будучи на стадии каменных углей, они хорошо спекаются.

В зависимости от количества витрена, их разделяют на подклассы:

  • Гелиты (более 75% витрена)
    Они характеризуются выраженным блеском.
  • Гелититы (50-75% витрена)
    Это полублестящие или полуматовые угли.

В гелитолитах всегда есть примеси других компонентов – фюзена или липоидных веществ. В зависимости от этого их делят на типы (все они прописаны в таблице).

Подтипы зависят от особенности структуры пластов:

  • Фрагментарные (когда витринит в породе располагается отдельными фрагментами)
  • Телогелиты, телогелититы (в таких углях частично сохранена клеточная структура растений)
  • Аттритовые, аттрито-гелиты, аттрито-гелититы (здесь витринит расположен в виде штрихов и полосок)
  • Однородные, гомогелиты (тут витринит равномерно распределен по всему объему породы)
  • Смешанные (они имеют признаки всех подтипов)

По степени зрелости (метаморфизма) гелитолиты могут принадлежать к бурому, каменному углю или антрациту. В эту группу входят наиболее ценные коксующие марки каменного угля, которые используются в металлургии. Полезное ископаемое с низкой или очень высокой степенью зрелости применяется как топливо.

Фюзенолиты

Этот класс углей содержит более 50% фюзинита – продукта распада растений в присутствии кислорода. Фюзенолиты образовались на полусухих лесных болотах. Они сохранили волокнистую и клеточную структуру исходных растительных тканей. Такие угли плотные, без трещин, с матовым блеском. Они плохо спекаются, выделяют небольшое количество летучих веществ при сгорании, дают много тепла.

Фюзенолиты разделяются на 2 подкласса:

  • Фюзиты (75-100% фюзена) – типичные угли с матовым блеском
  • Фюзититы (50-75% фюзена) – полуматовые угли

Как и предыдущий класс, фюзенолиты разделяются на типы в зависимости от соотношения основного органического компонента и примесей других мацералов.

Типы в свою очередь разделяются на подтипы:

  • Телофюзиты и телофюзититы (с хорошо сохранившейся клеточной и волокнистой структурой)
  • Аттрито-фюзиты и аттрито-фюзититы (тут фюзен располагается в виде полос и штрихов)
  • Гомофюзиты и гомофюзититы (в них фюзен равномерно распределен по всей структуре)
  • Фюзиты и фюзититы (у них есть признаки всех предыдущих подклассов)

Фюзенолиты чаще всего принадлежат к энергетическим углям. В металлургии они используются как отощающие элементы. При их добавлении в шихту получается более прочный кокс.

Липоидолиты

Этот класс углей образовался из кутикулы, пыльцы и спор высших растений, богатых жирами и воском. Чаще всего залежи расположены на месте проточных болот и морских пойм. В результате их разложения образуется липтинит. Его структура почти не изменяется в процессе метаморфизма. Под микроскопом можно увидеть части спор и пыльцы.

Липоидолиты – самые твердые и прочные среди всех гумусовых углей. Они обладают низкой плотностью и большой вязкостью. Блеск у них матовый, цвет варьируется от светло-коричневого до почти черного. Такие угли при сжигании дают много летучих веществ и смолы, хорошо спекаются.

По количеству липтинита в составе группа разделяется на классы:

  • Липоидиты (75-100% липтинита)
  • Липоидотиты (50-75% липтинита)

Типы определяются по количеству и соотношению других мацералов в составе – витринита и фюзинита. Подтипов у группы нет.

Липоидолиты проходят не все стадии углефикации. Они встречаются среди бурых и каменных углей до марки Ж (жирная).

Группа чаще всего используются в химической промышленности и металлургии. Из нее получают воск, газ, качественный кокс. Для отопления эти угли не годятся, так как при сжигании дымят.

Миксогумолиты

В эту группу входят угли, в равной степени состоящие из витринита, фюзинита и липтинита. В их состав входит больше 25% каждого из компонентов. Но количество ни одного из них не превышает 50%.

Эти угли обладают свойствами трех предыдущих групп. Они могут сохранять волокнистую и клеточную структуру исходных растений. При изучении под микроскопом у них заметны споры и очаги однородного гелифицированного витринита.

Подклассы и типы миксогумолитов объединены. Выделяют:

  • Миксогумиты
  • Миксогумититы

Они в свою очередь разделяются на 2 подтипа:

  • Фрагментарные (мацералы у них располагаются отдельными фрагментами или очагами)
  • Аттритовые (компоненты тут расположены полосками или штрихами)

Из миксогумолитов делают кокс, используют в качестве топлива, из них добывают химические вещества. Сфера применения зависит от степени зрелости и марки.

Сапрогумолиты

Эта группа углей является переходной между гумолитами и сапропелитами. Она имеет еще одно название – кеннели (от слова «свеча»). Такое наименование связано с тем, что порода легко воспламеняется. Сформировалась группа у побережья морских лагун, на границе суши и болота. Самостоятельных пластов кеннели не образуют. Они залегают тонкими прослойками (от нескольких миллиметров до десятков сантиметров) между гумолитами на небольшой глубине.

Сапрогумолиты – это плотные и вязкие угли с жирным блеском. Цвет у них темно-серый или черный, излом раковистый или гладкий округленный. Состоят они из однородной бесструктурной массы. В ней равномерно слоями распределены остатки спор, кутикулы и водорослей. Их может быть до 25% от общего объема угля.

Больше 50% массы кеннелей составляют компоненты гумусового происхождения. В основном это бесструктурный витринит. Меньше 25% имеют разновидности лептинита (споринит и кутинит). В небольших количествах встречается фюзинит. До 50% объема занимает альгинит – сапропелевое вещество. Чаще всего у него однородная структура (коллоальгинит). Количество водорода в сапрогумолитах – 6-8% (меньше, чем у сапропелитов).

Сапрогумолиты имеют только один класс – сапрогелитолиты. По соотношению компонентов он разделяется на подклассы:

  • Альгито-гелиты (сапрогелиты)
    Они содержат до 75% витринита, меньше 50% альгинита, до 25% липтинита и фюзинита.
  • Альгито-гелититы (или сапрогелититы)
    В их состав входит до 50-75% витринита, до 50% альгинита, меньше 25% липтинита и фюзинита.

Практическое значение сапрогумолитов невелико. Они встречаются почти во всех бассейнах мира, но при добыче всегда смешиваются с гумусовыми углями. Чаще всего кеннели используют в качестве химического сырья.

Сапропелевые угли

Сапропелевые угли, или сапропелиты образовались из низших растений (водорослей, фитопланктона) на дне морских лагун, соленых и пресных озер. Первичной субстанцией тут являлся гнилостный ил (сапропель). Кроме растений в него нередко попадали одноклеточные животные, моллюски, рыба и насекомые. В результате на дне накапливалось вещество, богатое липидами и протеинами.

После разложения органики образовался гелеобразный альгинит. Он является основой сапропелитов. В углях этой группы также присутствует липтинит, витринит и фюзинит. Эти мацералы изначально находятся в породе, так как на дно лагун попадали стволы деревьев, листья высших растений. Но часто вещества заносятся из других пластов в процессе углефикации.

В сапропелях может содержаться много минеральных веществ. Они заносились из морской воды или образовывались при разложении водорослей и планктона. Если количество примесей превышает 40-50%, полезное ископаемое называется горючим сланцем.

Сапропелевые угли отличаются прочностью и вязкостью. У них практически отсутствует слоистая структура, нет трещин. Блеск жирный или полуматовый. Цвет коричневый, буро-серый или черный. В их составе много летучих веществ (50%-90%) и водорода (7-12%). Количество углерода снижено до 60-70%.

Сапропелитовые угли легко возгораются даже от спички. Они дают много тепла – от 5 000 до 8 000 кал. При сжигании топливо дымит, выделяет жидкие вещества (мазут).

Сапропелиты залегают тонкими слоями или выпуклыми линзами между пластами гумусовых углей. В России залежи этой группы встречаются в Подмосковном, Иркутском, Печорском бассейнах. Известны месторождения в США (Пенсильванский бассейн) и на Аляске, на Украине (Львовско-Волынский бассейн), в Шотландии, Франции, Австралии, Бразилии.

Сапропелиты бывают разной степени зрелости – от бурых углей до антрацитов. Но чаще всего их метаморфизм останавливается на стадии бурой, длиннопламенной и газовой марок.

Сапропелевые угли разделяются на 2 класса:

  • Гелито-сапропелиты
  • Собственно сапропелиты

В продолжении статьи вы можете детальнее узнать о них.

Гелито-сапропелиты

Этот класс также называют гумито-сапропелиты. Он переходный от сапрогумолитов к собственно сапропелитам. Образовались угли у береговой линии морей и крупных водоемов. Поэтому в их составе есть большое количество гуминовых компонентов.

Состав и свойства:

  • Альгинит – 20-50%
  • Лептинит – до 20%
  • Витринит – до 75%
  • Фюзинит – 0-5%
  • Выход летучих веществ при нагревании – 55-70%
  • Выход первичного дегтя – 25-40%
  • Теплота сгорания – 7 000-8 000 кКал/кг

Класс гелито-сапропелитов разделяется на 2 подкласса:

  • Гелито-альгиты (гумито-альгиты) – содержат 35-50% альгинита
  • Гелито-альгититы (гумито-альгититы) – содержат 25-50% альгинита

В некоторых месторождениях встречаются особые разновидности гелито-сапропелитов (они не прописаны в таблице):

  • Кеннель-богхеды
    В их состав входят таломоальгит (20-50%), липтинит (10-20%), витринит (25-65%), фюзинит – до 5%.
  • Касьянит-богхеды, или альгогелиты
    В их состав входит около 25% альгита. Он неравномерно распределен в толще породы, окружен остатками окаменевших полуразложившихся водорослей.
  • Черемхит
    От 25% до 50% составляет однородный колоальгинит. Остальные 50-75% – это коллинит (разновидность витрена с цементирующими свойствами).

Касьянит-богхеды и черемхит встречаются в Иркутском угольном бассейне. Гелито-сапропелиты бывают разной степени зрелости. Чаще всего их углефикация останавливается на стадии бурых и низкометаморфизованных каменных углей.

Гелито-сапропелиты используются для получения гуминовых кислот, жидкого топлива, дегтя, смолы, фенолов и других органических веществ.

Собственно сапропелиты

Этот класс углей еще именуют богхедами (по названию села в Шотландии, где они были найдены и впервые описаны). Порода матовая, темно-коричневого или черного цвета. На светлой поверхности она оставляет бурую черту. Богхеды отличаются высокой плотностью (около 1 115 кг/м3) и вязкостью.

Состав сапропелитов:

  • Альгинит – больше 50%
  • Витринит, липтинит (суммарно) – меньше 50%
  • Фюзинит – следы
  • Углерод – 60-70%
  • Водород – 8-12%

Иногда в сапропелитах встречаются примеси тонкодисперсной глины. Витринит и липтинит распределены равномерно по всей структуре.

По количеству альгинита богхеды разделяют на подклассы:

  • Альгиты – 76-100% альгинита
  • Альгититы – 50-75% альгинита

В зависимости от структуры вещества собственно сапропелиты разделяют на:

  • Таломальгиниты – в них сохраняется структура исходных растений (водорослей)
  • Коллальгиниты – представляют собой углистое однородное вещество

Сапропелиты из группы богхедов – ценное химическое сырье. Из них получают газ, мазут, асфальтен, фенолы, воск, смолу и другие органические вещества. Из прочных сапропелитов можно создавать различные поделки – фигурки, декоративные тарелки, браслеты, бусы. В других сферах эти угли используются редко. Они не годятся для котлов. Такое топливо будет сильно дымить, а жидкий мазут засорит камеры.

Большинство углей, представленных на рынке, относятся к группе гумолитов. Они составляют около 90% мировых запасов и больше всего распространены в северном полушарии. Эти разновидности используются практически во всех сферах. Сапропелиты и переходные формы чаще всего служат сырьем для химических предприятий. Из них добывают жидкое топливо, газ и различные органические вещества.