代世峰，唐躍剛，姜堯發(fā)，劉晶晶，任德貽，趙峰華，趙 蕾，王西勃

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083; 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 國(guó)際煤地質(zhì)學(xué)研究中心，江蘇 徐州 221116)

Stopes Heerlen煙煤顯微組分分類方案在1963年被寫入《國(guó)際煤巖學(xué)手冊(cè)》，隨著煤巖學(xué)的廣泛應(yīng)用和分散有機(jī)質(zhì)的研究，該分類方案早已不能滿足煤巖學(xué)和有機(jī)巖石學(xué)研究的需要[1]。1991年“國(guó)際煤和有機(jī)巖石學(xué)委員會(huì)”(ICCP)決定成立工作小組，以反射光下的觀察為基礎(chǔ)，著手進(jìn)行煙煤中顯微組分新的定義和分類工作。經(jīng)過(guò)多次修改和討論，在1994年第46屆ICCP年會(huì)上確定了鏡質(zhì)體顯微組分組、亞組和顯微組分的定義和分類。在后續(xù)的20多年時(shí)間內(nèi)，ICCP又制定和發(fā)表了惰質(zhì)體[2]、腐植體[3]和類脂體[4]的定義和分類方案，這4個(gè)分類方案被統(tǒng)一命名為“ICCP system 1994”[1-4]。需要指出的是，“ICCP system 1994”對(duì)顯微組分的分類和命名，涵蓋了截止目前煤和沉積巖中發(fā)現(xiàn)的幾乎所有的顯微組分的種類及其反光下和熒光下的光學(xué)特征，但是，由于煤的巖石組成非常復(fù)雜，在個(gè)別的煤中還存在著有爭(zhēng)議的、或者“ICCP system 1994”分類體系中未包含的顯微組分或其描述的光學(xué)特征[5-7]，因此，隨著人們對(duì)煤中顯微組分和沉積巖中分散有機(jī)質(zhì)認(rèn)識(shí)的不斷深入，“ICCP system 1994”分類體系需要不斷完善和發(fā)展。

1 顯微組分的不同分類系統(tǒng)比較與依據(jù)

“ICCP system 1994”和Stopes Heerlen分類系統(tǒng)有很大的不同,Stopes Heerlen煙煤分類中沒(méi)有采用亞組?！癐CCP system 1994”分類系統(tǒng)中對(duì)3個(gè)級(jí)別劃分的依據(jù)是:顯微組分組(Maceral Group)的劃分根據(jù)反射率高低水平;顯微組分亞組(Maceral Subgroup)根據(jù)植物組織的破壞程度;顯微組分(Maceral)的劃分根據(jù)形態(tài)和(或)凝膠化程度[1]。在亞組中，鏡質(zhì)體的前綴表示破壞程度(如Telo代表有結(jié)構(gòu)的，Detro代表碎屑狀的，Gelo代表凝膠化的)。在顯微組分中，單術(shù)語(yǔ)表示相對(duì)純的物質(zhì)(如Telinite代表結(jié)構(gòu)體;Gelinite代表凝膠體)，前綴表示凝膠化作用改變的成煤物質(zhì)(如Collo代表膠質(zhì))，或者表示一特定的形貌特征(如Corpo代表團(tuán)塊狀)[1]。

需要注意的是，在“ICCP system 1994”中，刪掉了一些很少用的參數(shù)(例如折射率)，而擴(kuò)充了顯微組分的化學(xué)特征;熒光的描述是主要基于藍(lán)光激發(fā)[1];用低階煤、中階煤和高階煤分別替代了褐煤、煙煤和無(wú)煙煤[8]。另外，低、中階煤界限定為0.5%Rr(Rr為鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率)，即0.5%Rr之前不會(huì)有鏡質(zhì)體術(shù)語(yǔ)出現(xiàn)[1,8];低階煤中的腐植物質(zhì)被定義為腐植體(Huminite)[3]，與“ICCP system 1994”中、高階煤中的鏡質(zhì)體相對(duì)應(yīng)。但是，在“ICCP system 1994”腐植體分類方案中[3]，ICCP提出，研究者可根據(jù)煤的性質(zhì)和分析目的，對(duì)于低階煤(Rr<0.5%)，可以選擇腐植體和鏡質(zhì)體2個(gè)分類體系中的其中一個(gè)使用。關(guān)于鏡質(zhì)體和腐植體的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及適用范圍，請(qǐng)參考作者對(duì)腐植體的解析一文[9]。鏡質(zhì)體分類通常適于中階煤和高階煤及其相應(yīng)變質(zhì)程度沉積巖中的分散有機(jī)質(zhì);惰質(zhì)體和類脂體分類適用于所有煤化作用程度的煤和變質(zhì)程度的沉積巖中的分散有機(jī)質(zhì)(表1)。

我國(guó)煤巖學(xué)研究始于20世紀(jì)30年代，但是直到1980年才成立中國(guó)煤田地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)煤巖學(xué)組，自其成立以來(lái)，召開(kāi)了很多次煤巖學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議，促進(jìn)了中國(guó)煤巖學(xué)的發(fā)展，在制定關(guān)于煤的顯微組分分類的中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方面做出了重要貢獻(xiàn)。先后制定并完善了多個(gè)版本的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙煤顯微組分分類》，如GB/T 15588—1995、GB/T 15588—2001和GB/T 15588—2013。這幾個(gè)版本總體上以《國(guó)際煤巖學(xué)手冊(cè)》中顯微組分定義和分類為基礎(chǔ)，在三大顯微組分組基礎(chǔ)上，在GB/T 15588—1995中劃分出介于鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的半鏡質(zhì)組，在鏡質(zhì)組中還劃分出鱗木結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體等亞組分;在3個(gè)歷次國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)版本中，在類脂組中劃分出了樹(shù)皮體。與GB/T 15588—2001相比,GB/T 15588—2013將粗粒體分為“粗粒體1”和“粗粒體2”兩個(gè)顯微亞組分。在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，一直缺少褐煤的顯微組分分類，中國(guó)學(xué)者主要依據(jù)《國(guó)際煤巖學(xué)手冊(cè)》中褐煤顯微組分分類為基礎(chǔ)。

表1 “ICCP system 1994”中的鏡質(zhì)體、惰質(zhì)體和 類脂體分類方案Table 1 Classification of vitrinite,inertinite,and liptinite of “ICCP system 1994”

在《煙煤顯微組分分類》(GB/T 15588—2013)中[10]，尚未完全采用“ICCP system 1994”的分類方法。這2個(gè)分類方案的主要區(qū)別是:

(1)在顯微組分的分類等級(jí)上，前者采用了顯微組分組、顯微組分和顯微亞組分的分類方案?！癐CCP system 1994”采用了顯微組分組、亞組和顯微組分分類方案。

(2)在顯微組分分類的依據(jù)上，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙煤顯微組分分類》采用成因與工藝性質(zhì)相結(jié)合的原則，以顯微鏡油浸反射光下的特征為主，結(jié)合透射光和熒光特征[10]?！癐CCP system 1994”主要依據(jù)反射光下的特征進(jìn)行分類。2個(gè)分類方案對(duì)3個(gè)等級(jí)的劃分依據(jù)也不相同，前者根據(jù)煤中有機(jī)成分的顏色、反射力、突起、形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征，劃分出顯微組分組，再根據(jù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的保存程度、形態(tài)、大小以及光性特征的差異，將顯微組分組進(jìn)一步劃分為顯微組分和顯微亞組分[10]。

(3)在顯微組分/亞組分的分類上，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《煙煤顯微組分分類》將均質(zhì)鏡質(zhì)體(Telocollinite)劃入無(wú)結(jié)構(gòu)的顯微亞組分[10]，而“ICCP system 1994”將膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體(Collotelinite，相對(duì)應(yīng)于前者的均質(zhì)鏡質(zhì)體)劃入有結(jié)構(gòu)的顯微組分亞組中(Telovitrinite)[1]?！癐CCP system 1994”將膠質(zhì)碎屑體(Collodetrinite，相對(duì)應(yīng)于前者的基質(zhì)鏡質(zhì)體Desmocollinite)劃入具有碎屑特征的顯微組分亞組中(Detrovitrinite)[1]，而前者將其列入無(wú)結(jié)構(gòu)的顯微亞組分[9]。

這2種分類方案各有特色，國(guó)內(nèi)研究者均可以采用，但是國(guó)內(nèi)研究者在和國(guó)際學(xué)者交流時(shí)，建議采用“ICCP system 1994”分類方案，以更方便交流。筆者對(duì)“ICCP system 1994”中的鏡質(zhì)體亞組和各顯微組分定義、光學(xué)特征、物理和化學(xué)特征、來(lái)源以及實(shí)際應(yīng)用等方面進(jìn)行了解析，提出了“ICCP system 1994”中顯微組分組、亞組和顯微組分的相對(duì)應(yīng)的中文名稱(表2)，同時(shí)，使用了筆者多年來(lái)所積累的中國(guó)煤中有代表性的顯微組分照片(如無(wú)特殊說(shuō)明，顯微組分照片為油浸反射光下拍攝)，也作為對(duì)“ICCP system 1994”分類方案的補(bǔ)充。文中所使用的中文名稱盡可能精準(zhǔn)地表達(dá)英文的原意，同時(shí)也盡量符合中文表達(dá)的習(xí)慣，并避免一些不必要的誤用或誤解。相應(yīng)地，在中文名稱中，各亞組中的中文前綴表示組分的破壞程度，即“結(jié)構(gòu)-”，“碎屑-”，“凝膠-”;顯微組分的前綴表示形態(tài)和(或)凝膠化程度，即“鏡質(zhì)-”、“膠質(zhì)-”或“團(tuán)塊-”。

表2 “ICCP System 1994”鏡質(zhì)體顯微組分分類[1]Table 2 Vitrinite maceral classification of “ICCP system 1994”[1]

2 鏡質(zhì)體(Vitrinite)概述

2.1 鏡質(zhì)體的定義和分類

STOPE在1935年引用此術(shù)語(yǔ)描述顯微鏡下可識(shí)別的中階煤的光亮煤(鏡煤)的主要成分[11]?！癐CCP System 1994”將鏡質(zhì)體定義為反射率介于暗色類脂體和淺色惰質(zhì)體之間的灰色顯微組分組[1]。

根據(jù)植物組織的破壞程度，將鏡質(zhì)體顯微組分分為3個(gè)亞組，即結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組、碎屑鏡質(zhì)體亞組和凝膠鏡質(zhì)體亞組;根據(jù)成煤物質(zhì)凝膠化作用的程度和特定的形貌特征，將每個(gè)亞組分為2個(gè)顯微組分(表1)。

鏡質(zhì)體的顯微組分以3種方式賦存在煤中[1]:① 呈數(shù)微米到幾厘米厚的相對(duì)純的薄層狀或透鏡體;② 呈連續(xù)的基質(zhì)狀膠結(jié)其他成分;③ 以無(wú)定形的方式充填于胞腔、孔隙或裂縫中。沉積巖中鏡質(zhì)體顯微組分呈單獨(dú)的薄層狀、透鏡體，或者呈棱角狀和以圓顆粒形式出現(xiàn)。

暗色鏡質(zhì)體(Dark vitrinite)是指在與同一煤樣中，相較于鏡質(zhì)體的其他顯微組分，一種具有更低反射率和更強(qiáng)熒光的鏡質(zhì)體顯微組分。它是腐泥煤(燭煤和藻煤)和富氫腐殖煤的主要鏡質(zhì)體顯微組分[12-13]。因此它比腐泥鏡質(zhì)體(Saprovitrinite)具有更廣的內(nèi)涵[1]。在賦存形態(tài)上，它類似于鏡質(zhì)碎屑體或膠質(zhì)鏡質(zhì)體。暗色鏡質(zhì)體的胞腔充填狀或?qū)訝畹男蚊矃^(qū)別于膠質(zhì)樹(shù)脂體，其熒光也弱于膠質(zhì)樹(shù)脂體。暗色鏡質(zhì)體的低反射率特征是源于類脂的瀝青物質(zhì)侵滲的結(jié)果。古近紀(jì)和新近紀(jì)煤中的降解體(Degradinite)屬于暗色鏡質(zhì)體[1]。

2.2 鏡質(zhì)體的物理性質(zhì)

鏡質(zhì)體的顏色與反射率都隨煤階演變而逐漸發(fā)生改變。在低階煤和未成熟沉積巖中，鏡質(zhì)體(腐植體)為暗灰色：鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率大于0.5%的中、高階煤和相對(duì)對(duì)應(yīng)成熟度的沉積巖中，鏡質(zhì)體為淺灰色。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11760:2018，低階煤包括褐煤(lignite)和亞煙煤(sub-bituminous coal)，鏡質(zhì)體反射率0.5%是低階和中階(煙煤)的分界[8]。除了接觸變質(zhì)煤外，煤的雙反射率隨煤階升高而增加;因此，建議對(duì)于隨機(jī)反射率高于1.3%Rr的煤，測(cè)定其最大反射率。由于鏡質(zhì)體顯微組分的來(lái)源、經(jīng)受的成巖作用或受到次生熱影響程度的不同，同一煤層或沉積巖的鏡質(zhì)體最大反射率可能會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，導(dǎo)致反射率值分布呈偏高或偏低非正態(tài)分布[1]，這種現(xiàn)象在低階煤或相應(yīng)成熟度的沉積巖中比較突出。高階煤或相應(yīng)成熟度的沉積巖中鏡質(zhì)體反射率變化也受由一軸晶向二軸晶轉(zhuǎn)變的影響[1]。

在煤階較高的中階煤中，類脂體的反射率會(huì)超過(guò)鏡質(zhì)體的反射率(類脂體依舊可以被識(shí)別)。在變質(zhì)程度很高的煤中(Rr>4.0%)，鏡質(zhì)體和類脂體反射率可能會(huì)超過(guò)惰質(zhì)體的反射率[1]。

鏡質(zhì)體不同組分的熒光顏色和強(qiáng)度的不同，同時(shí)也受煤階和瀝青化程度(吸附類似石油類物質(zhì))的影響。當(dāng)鏡質(zhì)體隨機(jī)反射率為0.5%時(shí)，鏡質(zhì)體開(kāi)始發(fā)熒光;在隨機(jī)反射率Rr為1.0%～1.2%時(shí)，鏡質(zhì)體熒光強(qiáng)度達(dá)到最大，隨后迅速降低。鏡質(zhì)體熒光顏色呈現(xiàn)紅橙至紅褐色，并且在以膠結(jié)碎屑成分為主的膠質(zhì)鏡質(zhì)體中表現(xiàn)明顯[1]。

鏡質(zhì)體的拋光硬度較軟，并且與同一樣品中的類脂體和惰質(zhì)體相比，鏡質(zhì)體不顯突起(除團(tuán)塊凝膠體外)。在沉積巖中的鏡質(zhì)體表面光滑。與制樣用的膠結(jié)樹(shù)脂相比，鏡質(zhì)體可能會(huì)顯突起，經(jīng)過(guò)拋光后這種現(xiàn)象更明顯。

2.3 鏡質(zhì)體的化學(xué)性質(zhì)

與惰質(zhì)體和類脂體相比，鏡質(zhì)體含有較高的氧含量[14-16]。鏡質(zhì)體的化學(xué)組成與煤階有關(guān)[14]，隨著煤階的提升，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)持續(xù)增高(77%～96%，極少達(dá)到98%)，氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1%～6%;在高變質(zhì)無(wú)煙煤中氫含量?jī)H為0.2%左右)和氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1%～16%)持續(xù)降低[1,14]。當(dāng)鏡質(zhì)體中碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%時(shí)(對(duì)應(yīng)隨機(jī)反射率為1.0%～1.1%)，隨著煤階的提升，鏡質(zhì)組中的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速下降。

鏡質(zhì)體富含各種脂肪化合物[1,20]，它們(尤其是暗色鏡質(zhì)體)可以充當(dāng)脂肪族化合物的吸附劑[1]。

2.4 鏡質(zhì)體的物質(zhì)來(lái)源

鏡質(zhì)體起源于由木質(zhì)素和纖維素組成的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織[1]。鏡質(zhì)體的胞腔保存程度，取決于植物組織分解過(guò)程、凝膠化作用及煤化作用程度。鏡質(zhì)體中各顯微組分就是按照其不同的結(jié)構(gòu)命名的，這些結(jié)構(gòu)受控于顯微組分的不同來(lái)源以及在沼澤中的不同轉(zhuǎn)化途徑[1]。

2.5 鏡質(zhì)體的分布

煤中的鏡質(zhì)體是由沼澤中的木質(zhì)纖維組織在厭氧條件中保存下來(lái)的。鏡質(zhì)體也存在于有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)快速沉積而成的炭質(zhì)頁(yè)巖中。

鏡質(zhì)體是由微鏡煤、微鏡惰煤、微亮煤構(gòu)成的光亮煤的主要成分。與岡瓦納煤(有的鏡質(zhì)體體積分?jǐn)?shù)小于20%[21])和北美白堊紀(jì)煤相比，鏡質(zhì)體更常出現(xiàn)在北半球石炭系煤中(體積分?jǐn)?shù)60%～80%)。古近紀(jì)和新近紀(jì)煤中通常富集鏡質(zhì)體(腐植體)。沉積巖中鏡質(zhì)組是III型干酪根的主要成分。

2.6 鏡質(zhì)體應(yīng)用

鏡質(zhì)體作為大部分煤的主要組成，其性質(zhì)影響煤的加工與利用。在中等變質(zhì)程度的煤中，鏡質(zhì)體在碳化過(guò)程中易表現(xiàn)出熔融性[22-23]，這種性質(zhì)也影響了加氫和燃燒的過(guò)程及產(chǎn)物[24]。煤儲(chǔ)存時(shí)的氧化作用可導(dǎo)致煙煤中鏡質(zhì)體熱塑性變差。鏡質(zhì)體是天然氣的主要來(lái)源。

3 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體(Telovitrinite)

3.1 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年，ICCP引入該術(shù)語(yǔ)來(lái)描述具細(xì)胞結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)體，在反射白光下細(xì)胞結(jié)構(gòu)明顯可見(jiàn)或不明顯[1]。“ICCP system 1994”將結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體定義為鏡質(zhì)體亞組，由可見(jiàn)或不明顯的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的顯微組分組成[1]。

結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組由鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體(Telinite)和膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體(Collotelinite)組成，由于它們經(jīng)歷不同地球化學(xué)凝膠化作用程度(鏡煤化程度)而易于鑒別。前者由易于鑒別的細(xì)胞壁構(gòu)成，而后者基本上不顯結(jié)構(gòu)，在切片中大致順層理展布，空間延展范圍較大[1]。

結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的物理和化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)鏡質(zhì)體、鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體、膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體中的描述。

3.2 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的物質(zhì)來(lái)源

結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體起源于由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織。pH值較低的酸性森林泥炭沼澤環(huán)境或潮濕的覆蓋有森林植被的高位沼澤環(huán)境，利于植物細(xì)胞組織保存，會(huì)導(dǎo)致煤中高含量的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體[25]。低階煤中的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的前身是結(jié)構(gòu)腐植體(Humotelinite)[1]。

所謂的假鏡質(zhì)體是起源于類似的成煤植物。其反射率至少高于同一煤層的鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體[25]。它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)明顯可見(jiàn)，具有弧形裂縫或鋸齒狀邊緣典型結(jié)構(gòu)[1]，通常沒(méi)有黃鐵礦。

3.3 結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體的應(yīng)用

燃燒過(guò)程中，該亞組易形成空心微球(cenosphere)。中階煤中的結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體在碳化過(guò)程中易熔融。高含量的假鏡質(zhì)體會(huì)降低煤的熱塑性[1]。

3.4 鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體(Telinite)

3.4.1鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

由Jongmans和Koopmans在1933年引入該術(shù)語(yǔ)，1935年ICCP在Heerlen的年會(huì)上接受該術(shù)語(yǔ)用于描述具有清晰的細(xì)胞結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)體層,ICCP 在1957年決定將鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體術(shù)語(yǔ)僅用于描述煤化了的、可識(shí)別的植物組織細(xì)胞壁[1]。“ICCP system 1994”將鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體定義為鏡質(zhì)體顯組中結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組的一個(gè)顯微組分，由具有基本完整植物組織并易于識(shí)別的細(xì)胞壁組成[1]。

鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體胞腔的大小、形狀和閉合程度取決于原始成煤植物物質(zhì)和切片方向。盡管細(xì)胞形狀經(jīng)常變化，但多為似球形或橢圓形(圖1)。由于細(xì)胞壁經(jīng)受了凝膠化作用，很難觀察到細(xì)胞壁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)在鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的前身，即低階煤中的木質(zhì)結(jié)構(gòu)體和腐木質(zhì)體中可以觀察到。少數(shù)鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的胞腔是空的，但由于細(xì)胞壁的膨脹，胞腔多呈閉合狀，也可被其他顯微組分或礦物充填，胞腔充填物通常為樹(shù)脂體、團(tuán)塊凝膠體、微粒體、黏土和碳酸鹽礦物(圖1)。細(xì)胞壁和胞腔充填物的反射色差別越大，細(xì)胞結(jié)構(gòu)就越清晰。

隨煤階增高，鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體與其他鏡質(zhì)體顯微組分光學(xué)性質(zhì)趨同，而難以識(shí)別?；瘜W(xué)浸蝕后所顯現(xiàn)的鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體稱為隱鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體。

真菌體的細(xì)胞壁不能稱為鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體，這主要是因?yàn)樗鼈兊某擅何镔|(zhì)來(lái)源不同，與反射率的高低并沒(méi)有關(guān)系。

(a)鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體(t)，胞腔中充填黏土礦物，陜西子長(zhǎng)三疊紀(jì)煙煤;(b)鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體，貴州汪家寨晚二疊世煙煤;(c)鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體，鏡質(zhì)碎屑體(vd)和 惰質(zhì)碎屑體(id)，貴州汪家寨晚二疊世煙煤;(d),(e)膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體(ct)，貴州土城晚二疊世煙煤;(f)膠質(zhì)碎屑體(cd)，貴州土城晚二疊世煙煤。圖1 煤中結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和碎屑鏡質(zhì)體Fig.1 Telovitrinite and Detrovitrinite in bituminous coals from China

3.4.2鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的物理和化學(xué)性質(zhì)

鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的反射率往往不同于胞腔充填物，充填于胞腔的凝膠鏡質(zhì)體的反射率高于相應(yīng)的鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體，當(dāng)充填物的反射率低于相應(yīng)的鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體時(shí)，該充填物屬于樹(shù)脂體(類脂體)。鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的熒光強(qiáng)度接近于或弱于伴生的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的熒光。鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的拋光硬度相對(duì)較軟，在拋光片中它不顯突起，但可能比同一樣品中的團(tuán)塊凝膠體硬。

鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的元素組成和芳香度與煤階密切相關(guān)，但很少有關(guān)于純鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的化學(xué)組成的文獻(xiàn)報(bào)道。

3.4.3鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的物質(zhì)來(lái)源

鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體起源于由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖的薄壁和木質(zhì)組織細(xì)胞壁。地球化學(xué)凝膠化作用(鏡煤化作用)可影響細(xì)胞壁。其前身是低階煤中的木質(zhì)結(jié)構(gòu)體和腐木質(zhì)體。

3.4.4鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的分布和應(yīng)用

鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體廣泛分布于高揮發(fā)分煙煤中，其含量通常比膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體低。高煤階煤中，僅當(dāng)細(xì)胞腔充填礦物時(shí)，鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體才有可能明顯可辨。鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的應(yīng)用見(jiàn)3.5節(jié)膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體部分。

3.5 膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體(Collotelinite)

3.5.1膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年ICCP引入此術(shù)語(yǔ)用于描述基本上均質(zhì)的、結(jié)構(gòu)差的鏡質(zhì)體層，細(xì)胞結(jié)構(gòu)可用浸蝕法揭示?！癐CCP system 1994”對(duì)膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的定義是:它是鏡質(zhì)體顯微組分組、結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組中的一顯微組分，形態(tài)表現(xiàn)均一、基本上不顯結(jié)構(gòu)。

在低階煤中，它可顯示斑塊結(jié)構(gòu)或殘存細(xì)胞結(jié)構(gòu)。采用化學(xué)浸蝕法使細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)得以增強(qiáng)后可見(jiàn)的細(xì)胞壁稱為隱鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體。膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體依據(jù)其均質(zhì)性而有別于膠質(zhì)碎屑體。

3.5.2膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的物理和化學(xué)性質(zhì)

膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的反射率值被廣泛用于測(cè)定煤階和沉積巖中有機(jī)質(zhì)成熟度研究[1,26-27]。它的反射率通常比膠質(zhì)碎屑體高出0～0.1%。

膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體在很寬煤階范圍內(nèi)(高揮發(fā)分煙煤到半無(wú)煙煤)具有熒光性[28-30]，TEICHMüLLER[31]、TEICHMüLLER和DURAND[32]的研究顯示，鏡質(zhì)體熒光強(qiáng)度在其反射率Rr大約為0.5%時(shí)最小，在1.0%～1.1%最大(取決于激發(fā)波長(zhǎng)和測(cè)試條件)，然后隨煤階增加而熒光強(qiáng)度降低。熒光光譜測(cè)定發(fā)現(xiàn)，隨著煤階的提升，最大波峰λ和紅綠商Q值向長(zhǎng)波遷移[33]。KALKREUTH等[30]發(fā)現(xiàn)在膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體反射率值很寬的范圍內(nèi)均可以記錄其最大波峰λmax和紅綠商Q值。用波長(zhǎng)為365 nm的藍(lán)光激發(fā)，從590 nm(高揮發(fā)分煙煤)到755 nm(中低揮發(fā)分煙煤)均可以獲得λmax值，Q值在1.15～3.60[1]。

TEICHMüLLER[31]認(rèn)為鏡質(zhì)體的熒光性是由類石油物的引起的。LIN等[28-29]指出，中階煤的鏡質(zhì)體熒光是其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的流動(dòng)相引起的。流動(dòng)相被認(rèn)為是具有質(zhì)子高活動(dòng)性的小分子(熒光素)，而鏡質(zhì)體內(nèi)凝聚和交聯(lián)芳香結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是不發(fā)熒光的[34]。

與其他鏡質(zhì)體顯微組分比較，膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體不顯突起。膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體元素組成與其芳香度和煤階密切相關(guān)，芳香度增加可導(dǎo)致反射率增高。對(duì)純的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的化學(xué)組成鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。DAVIS等[27]報(bào)道了從膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體提取物的組成。烷基萘和烷基酚是該顯微組分的主要芳香化合物。

3.5.3膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的物質(zhì)來(lái)源

膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體起源于由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織。由于這些成煤物質(zhì)遭受了較強(qiáng)的地球化學(xué)凝膠化作用(鏡質(zhì)化作用)，使細(xì)胞結(jié)構(gòu)消失。膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的前身是低階煤中的腐木質(zhì)體。在更高階煤中，膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體也來(lái)源于結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體及其鏡質(zhì)充填物。

3.5.4膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的分布和應(yīng)用

膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體通常在光亮煤中含量豐富，特別是鏡煤中，其次是亮煤。在沉積巖中，它是鏡質(zhì)體的主要顯微組分，在炭質(zhì)頁(yè)巖中常見(jiàn)，是III型干酪根成分。

膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體是被廣泛用于確定煤階和沉積巖中有機(jī)質(zhì)成熟度參數(shù)的顯微組分。從膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體測(cè)得的反射率，可為古地溫、剝蝕量和與煤化作用相關(guān)的構(gòu)造變形時(shí)間的研究提供基本參數(shù)。

在液化和焦化中，它是鏡質(zhì)體的主要活性顯微組分。然而，鏡質(zhì)體在焦化過(guò)程中表現(xiàn)出的活性僅局限于非常有限的鏡質(zhì)體反射率范圍內(nèi)(在0.8%～1.6%)，很少到2.0%[35-36]。在液化過(guò)程中，高揮發(fā)分中等煤化程度的煙煤具有轉(zhuǎn)化為液體和氣體產(chǎn)物的最佳轉(zhuǎn)化速率[37]。煤的氣化和燃燒反應(yīng)性實(shí)驗(yàn)表明，氣化的燃點(diǎn)溫度和燃燒過(guò)程的燃盡率直接和膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的反射率有關(guān)[38-41]。研究表明，膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的工藝性質(zhì)與其熒光特性有關(guān)[42-44]。

在富集藻類或其降解產(chǎn)物的煤和沉積巖中，膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體的反射率可能受到抑制而降低[45]。

4 碎屑鏡質(zhì)體(Detrovitrinite)

4.1 碎屑鏡質(zhì)體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年ICCP引用此術(shù)語(yǔ)來(lái)描述特殊的鏡質(zhì)物質(zhì)?！癐CCP system 1994”對(duì)碎屑鏡質(zhì)體的定義是:鏡質(zhì)體組的亞組，由孤立或被無(wú)定形鏡質(zhì)化物質(zhì)膠結(jié)的鏡質(zhì)化的植物殘骸碎屑組成。

此亞組有鏡質(zhì)碎屑體和膠質(zhì)碎屑體(表1)，前者是清晰可見(jiàn)的鏡質(zhì)體顆粒，它們或孤立或被無(wú)定形鏡質(zhì)物質(zhì)或礦物膠結(jié);后者是鏡質(zhì)體的集合體或基質(zhì)，由于凝膠化作用導(dǎo)致顆粒的邊界無(wú)法辨認(rèn)。對(duì)那些可以辨別的獨(dú)立的碎屑鏡質(zhì)體顆粒而言，如果是圓形碎屑，其最大直徑為10 μm，由細(xì)胞壁形成的長(zhǎng)條形的碎屑，短軸應(yīng)小于10 μm[1]。

4.2 碎屑鏡質(zhì)體的物質(zhì)來(lái)源和應(yīng)用

鏡質(zhì)碎屑體起源于經(jīng)強(qiáng)烈分解的由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織。

通過(guò)化學(xué)和機(jī)械磨損作用，成煤植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)可被分解。大量鏡質(zhì)碎屑體的存在，表明細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到高度破壞，尤其是富纖維素的草本植物。在泥炭堆積過(guò)程中，如果為中性或弱堿性的氧化條件，鏡質(zhì)碎屑體的含量通常較高[1]。鏡質(zhì)碎屑體的前身是低階煤中的腐植碎屑體。

中階煤燃燒時(shí)，鏡質(zhì)碎屑體易形成空心微珠，焦化過(guò)程中會(huì)發(fā)生熔融。

4.3 鏡質(zhì)碎屑體(Vitrodetrinite)

4.3.1鏡質(zhì)碎屑體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1970年ICCP采用此術(shù)語(yǔ)描述鏡質(zhì)體組中以小顆粒形式賦存的顯微組分?！癐CCP system 1994”對(duì)鏡質(zhì)碎屑體的定義是:它是鏡質(zhì)體顯微組分組中的碎屑鏡質(zhì)體亞組的顯微組分，以分散的不同形狀的小顆粒形式存在。由于鏡質(zhì)碎屑體的反射色比惰質(zhì)體暗，有時(shí)在顯微鏡下不易識(shí)別;但是當(dāng)被非鏡質(zhì)體物質(zhì)或黏土礦物包圍時(shí)(圖1(c))，鏡質(zhì)碎屑體更容易辨別。

圓形顆粒最大直徑小于10 μm，呈線狀的碎屑的短軸小于10 μm。離散狀的賦存形態(tài)是鑒別鏡質(zhì)碎屑體的重要標(biāo)志。

值得注意的是，賦存在具有結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)體中、長(zhǎng)軸小于10 μm的團(tuán)塊凝膠體不屬于鏡質(zhì)碎屑體。

4.3.2鏡質(zhì)碎屑體的物理和化學(xué)性質(zhì)

在鏡質(zhì)體反射率Rr為0.5%～1.4%的煤中，鏡質(zhì)碎屑體與惰質(zhì)碎屑體間的轉(zhuǎn)變可以是漸變過(guò)渡。隨煤階增加，如果沒(méi)有被惰質(zhì)碎屑體包裹，難以將鏡質(zhì)碎屑體從其他鏡質(zhì)體顯微組分中區(qū)分出來(lái)。沉積巖中，尤其是頁(yè)巖中鏡質(zhì)碎屑體的反射率可能略低于同等變質(zhì)程度的煤中的鏡質(zhì)碎屑體的反射率[45]。

如果被惰質(zhì)碎屑體包裹，鏡質(zhì)碎屑體的熒光強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體顯微組分的熒光強(qiáng)度大致相同。如果沉積巖(如油頁(yè)巖)富含藻類體，鏡質(zhì)碎屑體的熒光可能相對(duì)較強(qiáng)[45]。

鏡質(zhì)碎屑體的拋光硬度相對(duì)較弱，相對(duì)于其他顯微組分和礦物，它具有弱的正突起或無(wú)突起，這和具有明顯突起的惰質(zhì)碎屑體和類脂碎屑體有明顯區(qū)別。值得注意的是，當(dāng)用鏡質(zhì)碎屑體進(jìn)行反射率測(cè)定時(shí)，把它與惰質(zhì)碎屑體和類脂碎屑體區(qū)分很重要。

鏡質(zhì)碎屑體的化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)2.3節(jié)鏡質(zhì)體的化學(xué)性質(zhì)部分。

4.3.3鏡質(zhì)碎屑體的物質(zhì)來(lái)源

鏡質(zhì)碎屑體來(lái)源于經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈分解的由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織。它在搬運(yùn)沉積前或在沉積后經(jīng)歷了凝膠化作用。

4.3.4鏡質(zhì)碎屑體的分布和應(yīng)用

鏡質(zhì)碎屑體是微鏡惰煤、微三合煤以及少數(shù)微暗煤的顯微煤巖類型的成分，其豐度和條帶狀不明顯的暗淡煤有關(guān)。沉積巖中，它與膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體是III型干酪根的主要成分。

沉積巖中的鏡質(zhì)碎屑體是生成天然氣的主要來(lái)源。鏡質(zhì)碎屑體在煤中的行為性質(zhì)和相對(duì)應(yīng)的鏡質(zhì)體顯微組分(即鏡質(zhì)碎屑體前身的鏡質(zhì)體顯微組分)基本相同。當(dāng)遭受瀝青化作用導(dǎo)致其反射率受到抑制時(shí)，鏡質(zhì)碎屑體的活性增加。

4.4 膠質(zhì)碎屑體(Collodetrinite)

4.4.1膠質(zhì)碎屑體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年ICCP引用該術(shù)語(yǔ)描述微亮煤、微三合煤和微鏡惰煤中的致密鏡質(zhì)基質(zhì)。“ICCP system 1994”對(duì)膠質(zhì)碎屑體的定義是:它是鏡質(zhì)體顯微組分組中碎屑鏡質(zhì)體亞組的顯微組分，膠結(jié)其他煤成分的有時(shí)顯示斑狀結(jié)構(gòu)的鏡質(zhì)基質(zhì)。

與膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體相比，膠質(zhì)碎屑體缺少結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，在垂直層理的方向上很少顯示層狀。它是由小于10 μm鏡質(zhì)體顆粒與無(wú)定形鏡質(zhì)物質(zhì)組成的混合物。與其他鏡質(zhì)體顯微組分相比，它含有更多的在普通顯微鏡下難以觀察到的亞微觀無(wú)機(jī)物。與鏡質(zhì)碎屑體不同，由于較高的均質(zhì)化作用，膠質(zhì)碎屑體中的成分顆粒在光學(xué)顯微鏡下不能清晰地辨認(rèn)，它在亞煙煤和高揮發(fā)分煙煤中具有斑雜的表面。在垂直于層理的拋光切片上，膠質(zhì)碎屑體層顯示出不同厚度，而在平行于層理的切片上，表現(xiàn)出不規(guī)則的斑塊。在低階煤中，膠質(zhì)碎屑體表面可略顯孔隙和內(nèi)反射。隨煤階增高，膠質(zhì)碎屑體和膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體變得難以區(qū)別。無(wú)煙煤中的各顯微組分不像低、中階煤中的比較容易鑒別，但是當(dāng)具有特征形態(tài)的鏡質(zhì)體和惰質(zhì)碎屑體相混雜時(shí)，可以此推斷膠質(zhì)碎屑體的存在。

化學(xué)浸蝕后，可見(jiàn)碎屑基質(zhì)的膠質(zhì)碎屑體稱為隱鏡質(zhì)碎屑體。

4.4.2膠質(zhì)碎屑體的物理和化學(xué)性質(zhì)

在鏡質(zhì)體反射率為0.5%～1.4%的煤中，膠質(zhì)碎屑體的反射率比同一煤樣中的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體低0.05%～0.10%。而后隨煤階增加，其反射率之間的差異消失。膠質(zhì)碎屑體的各向異性與類脂體的顯微組分不同，因此，通過(guò)正交偏光觀察無(wú)煙煤，可以檢測(cè)到這些顯微組分是否存在。在沉積巖尤其是頁(yè)巖中，膠質(zhì)碎屑體的反射率可能略低于相同煤階煤中膠質(zhì)碎屑體的反射率。

膠質(zhì)碎屑體的熒光顏色和強(qiáng)度取決于煤階及瀝青化(吸附類石油物質(zhì))作用。根據(jù)激發(fā)光源的波長(zhǎng)和測(cè)試條件，在鏡質(zhì)體反射率Rr為0.6%時(shí)，膠質(zhì)碎屑體呈現(xiàn)熒光，到1.0%～1.2%時(shí)，熒光強(qiáng)度達(dá)到最大，然后迅速降低。熒光顏色從黃褐—紅橙—紅褐變化。其熒光強(qiáng)度比同一煤樣中的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體強(qiáng)。膠質(zhì)碎屑體的熒光也受樣品中類脂體的影響，當(dāng)膠質(zhì)碎屑體與藻類體和角質(zhì)體共伴生時(shí)的熒光強(qiáng)度強(qiáng)于它和孢子體共伴生的熒光強(qiáng)度。在沉積巖尤其是頁(yè)巖中，它的熒光強(qiáng)度比相同煤階的煤中的膠質(zhì)碎屑體的熒光強(qiáng)[45-47]。

膠質(zhì)碎屑體和膠質(zhì)樹(shù)脂體的區(qū)別在于后者具有較高的熒光強(qiáng)度和不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。暗色鏡質(zhì)體比膠質(zhì)碎屑體具有更強(qiáng)的熒光性[1]。

膠質(zhì)碎屑體的拋光硬度較軟，光片中不顯突起。

膠質(zhì)碎屑體的元素組成和芳香度和煤階密切相關(guān)。膠質(zhì)碎屑體的光學(xué)性質(zhì)表明它比同一樣品中的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體具有較高的氫含量，主要是因?yàn)槟z質(zhì)碎屑體具有較低的芳香度。

4.4.3膠質(zhì)碎屑體的物質(zhì)來(lái)源

膠質(zhì)碎屑體來(lái)源于由木質(zhì)素和纖維素組成的草本和樹(shù)木植物的根、莖、樹(shù)皮和葉的薄壁和木質(zhì)組織。泥炭堆積的初始階段，原始植物組織因遭到強(qiáng)烈分解而破壞嚴(yán)重，小顆粒被泥炭?jī)?nèi)腐植凝膠膠結(jié)，隨后經(jīng)地球化學(xué)凝膠化作用(鏡煤化作用)而被均質(zhì)化。與富木質(zhì)素的木質(zhì)物相比，膠質(zhì)碎屑體更多地來(lái)源于纖維素物質(zhì)。膠質(zhì)碎屑體的前身是低階煤中的細(xì)屑體和密屑體。

4.4.4膠質(zhì)碎屑體的分布和應(yīng)用

膠質(zhì)碎屑體是許多煤中主要的鏡質(zhì)體顯微組分，它出現(xiàn)在所有的硬煤中。它是微亮煤的主要成分，較少地出現(xiàn)在微鏡惰煤和微三合煤中，極少出現(xiàn)于微暗煤中。由膠質(zhì)碎屑體組成的微鏡煤極少出現(xiàn)在古生代煤中。膠質(zhì)碎屑體會(huì)偶爾出現(xiàn)在沉積巖中。膠質(zhì)碎屑體是III型干酪根的組成部分。

膠質(zhì)碎屑體是揮發(fā)份最高的鏡質(zhì)體顯微組分，在碳化過(guò)程中首先生氣。它的瀝青含量會(huì)顯著影響煤的黏結(jié)性和煉焦性。在氫化過(guò)程中，膠質(zhì)碎屑體對(duì)液化產(chǎn)物的貢獻(xiàn)相當(dāng)大。燃燒過(guò)程中，它較早參與反應(yīng)，比共伴生的類脂體更早脫氣和形成孔隙[26]。在低燃燒效率情況下，膠質(zhì)碎屑體易形成炭球體。

5 凝膠鏡質(zhì)體(Gelovitrinite)

5.1 凝膠鏡質(zhì)體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年ICCP引入該術(shù)語(yǔ)描述起源于腐植溶液的凝膠物質(zhì)的顯微組分亞組，該顯微組分亞組不限于特定的植物組織?！癐CCP system 1994”對(duì)凝膠鏡質(zhì)體的定義是:它屬于鏡質(zhì)體組中的顯微組分亞組，由植物空隙中的鏡質(zhì)凝膠物質(zhì)充填物組成。

該亞組由團(tuán)塊凝膠體和凝膠體組成。前者指原位成因的細(xì)胞腔鞣質(zhì)充填物或單獨(dú)分布于煤和礦物基質(zhì)中的孤立個(gè)體;后者指微裂隙、內(nèi)生裂隙、或空隙中次生成因的均質(zhì)充填物。其大小不等。

值得注意的是，同一樣品中的分散有機(jī)體的反射率低于它們周圍的膠質(zhì)碎屑體，或一些鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體的胞腔充填物的反射率低于包圍它們的細(xì)胞壁時(shí)，它們不屬于凝膠鏡質(zhì)體。

5.2 凝膠鏡質(zhì)體的物質(zhì)來(lái)源

凝膠鏡質(zhì)體具有多種來(lái)源。一般來(lái)源于在植物組織分解和成巖作用過(guò)程中，植物細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)或植物組織本身形成的腐植流體，隨后以膠體凝膠方式在空洞中沉淀。

5.3 團(tuán)塊凝膠體(Corpogelinite)

5.3.1團(tuán)塊凝膠體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1994年ICCP引入此術(shù)語(yǔ)描述鏡質(zhì)體組的一種顯微組分，為原地成因無(wú)結(jié)構(gòu)的腐植胞腔充填物，或呈孤立的個(gè)體?！癐CCP system 1994”對(duì)團(tuán)塊凝膠體的定義如下:團(tuán)塊凝膠體是鏡質(zhì)體組中凝膠鏡質(zhì)體亞組的顯微組分，它是相互分離均質(zhì)團(tuán)塊或均質(zhì)的細(xì)胞充填物。

團(tuán)塊凝膠體可原位沉淀于鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體內(nèi)，或者呈不連續(xù)狀分布于植物組織降解的碎屑基質(zhì)內(nèi)。因此，團(tuán)塊凝膠體可成群分布，也可以單獨(dú)個(gè)體出現(xiàn)。依據(jù)其方向，它的形態(tài)可呈球形、橢圓或拉長(zhǎng)狀(圖2)，其尺寸大小不一。石炭紀(jì)煤中的團(tuán)塊凝膠體(來(lái)源于座延羊齒屬植物)大小可達(dá)1～10 mm。它的輪廓通常是平滑的，也可呈棱角狀。值得一提的是，它可含有各種大小的氣泡。團(tuán)塊凝膠體的典型特征是其反射率比與其共伴生的鏡質(zhì)體顯微組分反射率高。化學(xué)浸蝕后可見(jiàn)或增強(qiáng)顯示包裹于膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)碎屑體中的團(tuán)塊凝膠體。

5.3.2團(tuán)塊凝膠體的物理和化學(xué)性質(zhì)

一般情況下，團(tuán)塊凝膠體的顏色為淺灰色，其反射率比共伴生的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)碎屑體高。偶爾可見(jiàn)團(tuán)塊凝膠體的邊緣反射率較低。團(tuán)塊凝膠體無(wú)熒光，或熒光強(qiáng)度比共伴生的膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)碎屑體弱。與其他共伴生的鏡質(zhì)體顯微組分相比，具有突起。

由于難以獲得分析用的足夠的樣品量，其化學(xué)性質(zhì)尚鮮有報(bào)道。然而，在特定煤階的煤中，團(tuán)塊凝膠體可能是具有較低活性和含較低揮發(fā)分的鏡質(zhì)體顯微組分。

5.3.3團(tuán)塊凝膠體的物質(zhì)來(lái)源

團(tuán)塊凝膠體主要來(lái)源于細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)，部分來(lái)源于鞣酸類物質(zhì)。它也可能來(lái)源于細(xì)胞壁分泌物，或者由腐植流體形成的植物組織中的次生充填物構(gòu)成，該充填物隨后在泥炭化階段或煤化作用早期階段以凝膠形式沉淀。當(dāng)團(tuán)塊凝膠體出現(xiàn)于葉角質(zhì)層和維管束組織的細(xì)胞充填物之間時(shí)，可以此推斷其植物親緣關(guān)系。

需要注意的是，晚中生代、新生代煙煤中和沉積巖中的團(tuán)塊凝膠體起源于褐煤階段的團(tuán)塊腐植體中的鞣質(zhì)體。由于植物群落的差異性，較老地層中的團(tuán)塊凝膠體未必源于鞣質(zhì)體。

5.3.4團(tuán)塊凝膠體的分布和應(yīng)用

團(tuán)塊凝膠體在所有的古生代煤中含量較少，多出現(xiàn)在鏡質(zhì)體含量高的顯微煤巖類型中。團(tuán)塊凝膠體在中生代(尤其是白堊紀(jì))和新生代煤中比較常見(jiàn)。個(gè)體較大的團(tuán)塊凝膠體較少出現(xiàn)在較年輕的煤中。由于其化學(xué)和物理性質(zhì)穩(wěn)定，它常出現(xiàn)于沉積巖中。它是III型干酪根組成部分。

團(tuán)塊凝膠體的應(yīng)用見(jiàn)2.6節(jié)鏡質(zhì)體應(yīng)用部分。

5.4 凝膠體(Gelinite)

5.4.1凝膠體的術(shù)語(yǔ)來(lái)源和定義

1971年ICCP用此術(shù)語(yǔ)來(lái)描述腐植組中的純凝膠成分。“ICCP system 1994”對(duì)其定義是:凝膠體是指鏡質(zhì)體組中凝膠鏡質(zhì)體亞組中的一顯微組分，由充填于裂隙和其他空隙中均質(zhì)的、無(wú)結(jié)構(gòu)充填物組成。

凝膠體為次生成因。它可以在煤層的微斷層中，以膠結(jié)糜棱化煤顆粒的基質(zhì)形式出現(xiàn)，也可出現(xiàn)在真菌體、絲質(zhì)體、半絲質(zhì)體的細(xì)胞內(nèi)(圖2(c))。大小及形態(tài)多樣，取決于它所充填的空隙結(jié)構(gòu)。大的塊狀充填的凝膠體可顯示干燥裂紋。

5.4.2凝膠體的物理和化學(xué)性質(zhì)

凝膠體的反射率比共伴生的其他鏡質(zhì)體顯微組分略高。無(wú)結(jié)構(gòu)的充填狀凝膠體可由具不同反射率的不連續(xù)條帶組成。凝膠體的熒光通常弱于膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)碎屑體，或無(wú)熒光。與其他鏡質(zhì)體顯微組分相比，凝膠體具有最低的突起。

凝膠體的化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)1.3節(jié)鏡質(zhì)體的化學(xué)性質(zhì)部分。

5.4.3凝膠體的物質(zhì)來(lái)源、分布和應(yīng)用

凝膠體起源于植物早期成巖的腐植凝膠或次生空隙充填沉淀膠體;也可由煤化作用晚期煤固結(jié)后的凝膠充填形成。低煤階凝膠體是中高煤階凝膠體的前身。

凝膠體是鏡質(zhì)體組中最少見(jiàn)的顯微組分。凝膠體存在的煤層可能在煤化作用早期經(jīng)歷了構(gòu)造作用。空隙中的凝膠體可能和膠質(zhì)樹(shù)脂體(Colloresinite)共伴生。在沉積巖中，當(dāng)它與其他顯微組分相隔離時(shí)，不能被識(shí)別出來(lái)。凝膠體是III型干酪根的組成部分。

凝膠體的應(yīng)用見(jiàn)2.3節(jié)鏡質(zhì)體的化學(xué)性質(zhì)部分。

6 結(jié) 語(yǔ)

與Stopes Heerlen煙煤顯微組分分類方案相比，“ICCP system 1994”對(duì)鏡質(zhì)體的分類和命名變化較大?！癐CCP system 1994”采用了顯微組分組、亞組和顯微組分分類方案，劃分亞組的主要依據(jù)是植物組織的破環(huán)(降解)程度，顯微組分之間的區(qū)分主要依據(jù)是凝膠化程度和(或)形貌特征。本文所用的相關(guān)中文術(shù)語(yǔ)盡可能精準(zhǔn)表達(dá)英文原意，同時(shí)盡量符合中文表達(dá)的習(xí)慣，并避免一些不必要的誤用和誤解?！癐CCP system 1994”將鏡質(zhì)體顯微組分組劃分為3個(gè)亞組，即結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組、碎屑鏡質(zhì)體亞組和凝膠鏡質(zhì)體亞組，它們分別進(jìn)一步被劃分為2個(gè)顯微組分。結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體亞組包括鏡質(zhì)結(jié)構(gòu)體和膠質(zhì)結(jié)構(gòu)體，碎屑鏡質(zhì)體亞組包括鏡質(zhì)碎屑體和膠質(zhì)碎屑體，凝膠鏡質(zhì)體亞組包括團(tuán)塊凝膠體和凝膠體。

致謝感謝Elsevier對(duì)發(fā)表于Fuel原文中對(duì)煤的顯微組分定義與分類解析的授權(quán)使用。