ST-013 烟煤的生成插图：按晶系投影的线框，线宽随莫氏硬度 2–2.5; vitrain bands are harder, durain duller and tougher 变化 — 生成插图 — 线框由晶系、晶形、硬度、解理方向与双晶参数生成，不是照片。

标本性质

编号	ST-013
化学式	Variable: carbon 60–80 wt%, plus hydrogen, oxygen, nitrogen, sulphur and mineral ash
分类位置	Organic · combustible rock有机岩 · 可燃岩
莫氏硬度	2–2.5; vitrain bands are harder, durain duller and tougher
条痕	Black to dark brown; a distinctive dark brown streak on unglazed tile黑至深褐；在无釉瓷板上留下特有的深褐色条痕
光泽	Vitreous to resinous on bright bands, dull on durain bands — hence "banded"亮煤条带玻璃至树脂光泽，暗煤条带暗淡——故称「条带状」
解理	Two sets controlled by the original plant bedding and by cleat fractures两组，受原始植物层理与内生裂隙（割理）控制
断口	Conchoidal in vitrain, uneven and splintery in durain亮煤呈贝壳状，暗煤呈不平坦的参差状
颜色	Black, with a brownish tinge in lower-rank varieties黑色，较低煤阶的变种带褐色调
晶系	amorphous
晶形／组构	organic-banded · 0-fold · 2 cleavage dir.
本页发布日期	2026-10-31
署名	由 The Specimen Desk 整理

野外测试（按顺序做）

在无釉瓷板或粗糙混凝土上摩擦

呈现明显偏褐而非纯黑的条痕——说明煤阶高于褐煤

用放大镜观察断口

玻璃光泽的亮带与暗黑哑带交替；偶尔可见丝绢纤维状条带（丝炭）

在顶底板泥岩中寻找植物化石

蕨类叶、鳞木树皮与种子蕨叶——煤本身就是这些植物变成的

沿割理寻找黄铜色薄膜

黄铁矿覆于裂面上，很常见，也是燃烧时硫的来源

从泥炭到无烟煤

这一序列称为煤化作用，而煤阶不过是一个样品在这条路上走了多远。起始物质是泥炭：松散的植物残体，含水超过 75%。埋藏使其压实，排出水分与挥发分，并驱除氧与氢，从而提高碳含量。褐煤呈褐色、质地软；亚烟煤与烟煤是主力煤阶，碳含量 60% 至 80%；无烟煤碳含量约 90% 以上，坚硬、光亮、几乎无烟。每一步都需要更深的埋藏与更长的时间，这正是石炭纪煤的煤阶通常高于埋深相同的第三纪煤的原因。

肉眼可见的四种煤岩类型

烟煤在厘米尺度上呈条带状，这些条带各有名称，识别它们能告诉你煤来自什么样的沼泽。

煤岩类型	外观	成因
镜煤（亮煤）	明亮、玻璃光泽、黑色、贝壳状断口	木质组织——树干与枝条，凝胶化程度最高的植物物质
亮煤	半亮、细密条带	混合的细粒植物碎屑，含一定木质成分
暗煤	暗淡、坚硬、呈颗粒状	孢子、角质层与藻类物质，常含较高灰分
丝炭	丝绢光泽、纤维状、类似木炭、易碎	古代野火形成的化石炭

割理，以及它为何重要

几乎每个煤层都发育两组天然裂隙，称为割理，大致垂直于层面且互相垂直。面割理连续延伸，端割理与之相交终止。割理在煤化过程中煤层收缩、以及后期受力时形成。它之所以重要有三点原因：它控制开采时煤的破碎方式；它提供了煤层气得以采出的渗透率；在某些盆地中，它的方位还记录了破裂发生时的区域应力场。若你在测量一个煤层，割理间距与方位值得与条带一并记录。

在露头上要记录什么

天然煤露头很少见；多数是海崖或河岸切面中可见的煤层剖面。请记录煤层厚度、各分层的数量与厚度、各煤岩类型的比例、顶底板岩石性质，以及共生泥岩中的植物化石。煤核——煤层中保存三维植物解剖结构的碳酸盐结核——具有很高的科学价值，应拍照上报而非采集。若在海岸露头工作，注意被海浪掏空的煤层会导致崖体崩塌。

真正要紧的安全规则

煤是常见岩石中危险最多的一种。废弃矿井会产生二氧化碳与甲烷，在低洼处与任何受限空间内积存，两者都致命；绝不要进入平硐。矸石堆不稳定，尤其在雨后常毫无预警地滑塌。敲击标本产生的煤尘刺激呼吸道，且具有长期危害。而大量潮湿、紧密堆放的烟煤可自热至着火。请只在白天、在地表、从松散堆积中拾取小块。

Sources／参考资料

本页引用的硬度、条痕、解理与比重数据，均对照以下参考资料核过。

Geology.com Rocks — rock-type reference — descriptions and photographs of igneous, sedimentary and metamorphic rocks
British Geological Survey — UK national geological survey — the three rock types, the rock cycle and mineral definitions
National Geographic Society — established educational publisher — encyclopaedic entry on the rock cycle

代表性产地

德国鲁尔51.45°, 7.00°石炭纪煤系，欧洲经典煤田

西弗吉尼亚阿巴拉契亚盆地38.00°, -81.00°宾夕法尼亚纪烟煤层，植物化石丰富

山西大同煤田40.09°, 113.30°侏罗纪烟煤，中国最大煤田之一

易混与区分

页岩

黑色页岩与煤都可能暗色且易剥，但页岩留灰痕，煤留下褐黑色条痕

黑曜岩

两者都黑而亮，但黑曜岩硬得多且薄边半透明，煤则软且不透明

采集与保存

煤标本化学活性强，存放中会碎裂；大量堆积还可能自燃，潮湿存放则数年之内便风化成泥状。请干燥存放、单独装袋；绝不要从作业面、矸石堆或废弃矿井口采集——煤堆会毫无预警地滑塌，矿井气体致命，且多数煤田属私人或受管制的土地。煤尘有害呼吸道，凡敲击之处都应佩戴 P2 口罩。

要点

煤阶是埋藏与时间的序列：泥炭—褐煤—烟煤—无烟煤。
明亮的镜煤、半亮的亮煤、暗淡的暗煤与纤维状丝炭记录不同的植物输入。
割理是两组互相垂直的天然裂隙网络，控制渗透率与破碎方式。
条痕呈褐色说明煤阶高于褐煤；黑色条痕加贝壳状断口说明煤阶更高。
绝不进入废弃矿井、绝不从作业面或矸石堆采集——这些危险是致命的。