Para se caracterizar o carvão utilizam-se propriedades físicas como a cor, o brilho, a densidade, e propriedades químicas, tais como a composição química do carvão. Se a caracterização for para fins industriais, deve-se ter em conta o teor de cinzas, água, carbono, matérias voláteis e também o poder calorífico.
As cinzas constituem um fator negativo na qualidade do carvão, devido à quantidade de resíduos que originam. Da mesma forma, a presença de enxofre, sob a forma de sulfuretos, é um fator prejudicial, pois em combinação com outros elementos é responsável pela corrosão das partes matálicas das fornalhas e caldeiras. A evolução dos carvões reflete-se na natureza dos seus componentes como o teor de carbono, voláteis, cinzas, entre outros sendo determinada pelas condições de sedimentação e de diagénese. Com base na origem e nos processos evolutivos que os sedimentos experimentam, consideram-se dois tipos de carvão: carvões sapropélicos e carvões húmicos.
Os carvões sapropélicos são carvões betuminosos com grande homogeneidade e muito rico em substâncias voláteis. Devem ter-se originado em lagunas onde se acumularam formações vegetais, como algas unicelulares, grãos de pólen e outros esporos juntamente com restos de inúmeros animais planctónicos que teriam constituído a vasa. Entre os carvões sapropélicos distinguem-se:
– Carvões de algas – caracterizam-se pela sua elevada compactidade e fratura concoidal. São bastante ricos em matérias voláteis;
– Carvões de esporos – contêm restos ainda reconhecíveis de esporos e grãos de pólen. São de cor acastanhada e preta, de brilho baço e ardam com chama brilhante.
Os carvões húmicos são resultantes de acumulações de plantas incarbonizadas que na sua formação passaram por uma fase inicial húmica. Dividem-se em carvão de cutina em que o material vegetal é constituído por restos de folhas, esporos e pólen e carvões lenho-celulósicos formados por tecidos lenhosos e celulose. Este tipo de carvão pode subdividir-se em turfa, lenhito, hulha e antracito.
A turfa é um carvão de cor castanha ou negra, com baixa densidade. É o mais pobre dos carvões e o menos evoluído. Apresenta grande quantidade de fragmentos de plantas herbáceas, visíveis à olho nu. Arde com chama fuliginosa e cheira a ervas secas queimadas. A percentagem de carbono não ultrapassa os 50%. Forma-se em regiões pantanosas, as turfeiras, a partir da incarbonização parcial de plantas herbáceas. Existem atualmente turfeiras ativas onde o carvão está em formação. Todas se situam em regiões frias e húmidas propícias ao desenvolvimento de cartas plantas herbáceas e musgos. A ocupação vegetal faz-se por camadas em que a externa, viva, está implantada sobre um série de outras sucessivamente mais antigas, já mortas e em decomposição. Abaixo da camada viva, segue-se uma camada mais rica em húmus e camadas de turfa cada vez mais compactas e incarbonizadas.
O lenhito é um carvão com um brilho resinoso, apresenta uma coloração castanho escura ou negra, pode ser terroso ou consistente. A sua estrutura vegetal é nítida. Como combustível é bastante pobre, geralmente com mais água. A sua exploração económica não é rentável.
A hulha é um carvão compacto, de cor negra. Apresenta zonas baças e zonas com brilho gorduroso. Observado ao microscópio são visíveis os detritos vegetais já bastante alterados. Tem uma percentagem de carbono compreendida entre 85 a 90%. A hulha é o carvão com maior interesse económico, pois tem elevado poder calorífico.
O antracito é um carvão de cor preta, compacto. Este carvão apresenta um brilho intenso. É um carvão pobre em substâncias voláteis, arde com dificuldade, praticamente sem chama e sem fumo. Observado ao microscópio, verifica-se que os detritos lenhosos se encontram bastante alterados e dispersos numa massa intersticial muito abundante.
A ocorrência de bacias carboníferas de hulha e antracito estão associadas a cadeias montanhosas antigas. Nestas bacias as camadas de carvão de espessura variável, alternam com camadas estéreis, areníticas e xistosas. O conjunto repete-se originando sequências rítmicas.
