煤地質(zhì)學(xué)資料.doc

煤地質(zhì)學(xué)思考題第一章 成煤原始物質(zhì)與堆積環(huán)境1、成煤作用與植物演化階段的關(guān)系與意義有哪些？植物界可分為低等植物和高等植物兩大類別。 屬于低等植物的有藻類和菌類，存在于元古宙到早泥盆世，為植物發(fā)展演化的菌藻類植物時期。高等植物是由低等植物歷經(jīng)長期演變而來的，在形體結(jié)構(gòu)和生理功能特征上都比低等植物更加復(fù)雜。成煤作用也就具有階段性：原因在于植物演化與成煤作用具有密切關(guān)系，而植物演化具有明顯的階段性。2.植物殘骸堆積的學(xué)說有哪幾種？其依據(jù)表現(xiàn)在那些發(fā)那個面？對于植物殘體的堆積方式存在著原地生成與異地生成的不同觀點。 （一）原地生成說或稱為“原地堆積說”。原地生成說認(rèn)為，造煤植物的殘骸堆積于植物繁衍生存的泥炭沼澤內(nèi)，沒有經(jīng)過搬運，在原地堆積并轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵浚罱K成煤。主要依據(jù)： 現(xiàn)代泥炭沼澤（濕地）繁殖大量植物，在原地堆積形成泥炭，且沒有發(fā)現(xiàn)被搬運的跡象；煤層底板中有垂直的根系化石，煤層底板為植物生長的土壤；煤層中陸源碎屑礦物比較少；大多數(shù)煤層厚度比較穩(wěn)定，在大面積范圍內(nèi)可以對比，說明當(dāng)時成煤環(huán)境是一種穩(wěn)定的環(huán)境。煤層可以作為標(biāo)志層進行大范圍對比。（二）異地生成說（異地堆積說） 異地生成說認(rèn)為，泥炭層形成的地方，即植物殘體大量堆積的地方并不是成煤植物生長的地方，植物殘體從生長地經(jīng)過長距離搬運后，再在淺水盆地、瀉湖、三角洲地帶堆積而成。主要依據(jù)： 在現(xiàn)代的三角洲地帶(如亞馬遜河、剛果河等)，?？梢姷綇纳嫌卧忌謪^(qū)帶來的大量漂木 在湖泊中見到漂浮的泥炭層 某些煤田內(nèi)曾見有樹根朝上倒置的樹化石，以及 煤中混有大量礦物雜質(zhì) 煤層底板巖性與煤層在沉積上有大的差異，如煤層底板為石灰?guī)r等化學(xué)沉積等。3、泥炭沼澤及發(fā)育環(huán)境有哪些？（三）微異地生成說（或稱“亞原地生成說”） 泥炭沼澤內(nèi)部植物殘體、部分泥炭受沖刷搬運并重新堆積的現(xiàn)象比較常見。如河漫灘沼澤、三角洲平原沼澤受河水泛濫的影響，以及濱海沼澤受海潮、風(fēng)暴潮的影響，都可能造成沼澤內(nèi)部的局部搬運和重新堆積現(xiàn)象。為“微異地生成”或“亞原地生成” (Stach等)。在微異地生成的煤片中，常見植物結(jié)構(gòu)組分破碎、微細(xì)斜層理和微波狀細(xì)層理，以及各種煤巖顯微組分的碎屑體和原有植物組織的氧化現(xiàn)象和大量礦物雜質(zhì)的混入等。3、泥炭沼澤及發(fā)育環(huán)境有哪些？沼澤是濕潤的土壤內(nèi)，長期或季節(jié)性的積水，并生長著喜濕性植物的低洼地段。沼澤中形成并積累著泥炭成為泥炭沼澤。發(fā)育環(huán)境：1. 泥炭沼澤重要發(fā)育地帶濱海平原2.內(nèi)陸的地區(qū)1）山地、高原地區(qū)的局部山間盆地成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)2）河流形成的局部地貌成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)3）大陸湖泊地帶局部濱湖洼地成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)4）熱帶或亞熱帶局部的巖溶地區(qū)成為泥炭沼澤發(fā)育區(qū)5）局部地區(qū)的冰川冰蝕地貌為形成泥炭沼澤的發(fā)育區(qū)4、按不同情況劃分出哪幾類泥炭沼澤？ 第二章 泥炭化作用和腐泥化作用泥炭化作用：植物物質(zhì)經(jīng)受生物化學(xué)分解及合成的復(fù)雜的過程且最終形成泥炭的作用腐泥化作用：低等植物(藻類)和浮游生物遺體在滯流還原環(huán)境和厭氧微生物參與下，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)變化形成的富含水分的有機軟泥(腐泥) 的過程稱為腐泥化作用凝膠化作用：指植物的主要組成部分在泥炭化過程中經(jīng)過生物化學(xué)變化和物理化學(xué)變化，形成以腐植酸和瀝青質(zhì)為主要成分的膠體物質(zhì)（凝膠和溶膠）的過程。絲炭化作用：高等植物死亡后在微生物參與下不斷被分解、化合、聚積，發(fā)生生物地球化學(xué)作用形成泥炭的過程殘值化作用：中水介質(zhì)流通較暢，長期有新鮮氧供給的條件下，凝膠化作用和絲炭化作用的產(chǎn)物被充分分解破壞并被流水帶走，穩(wěn)定組分大量集中的過程稱為殘植化作用比較凝膠化作用、絲炭化作用與殘值化作用發(fā)生的條件？ 凝膠化作用 較為停滯的、不太深的覆水條件下，弱氧化至還原環(huán)境，在厭氧細(xì)菌的參與. 絲炭化作用 沼澤覆水程度發(fā)生變化;沼澤表面變得比較干燥，氧的供應(yīng)較 為充分;氧化過程中有機物在微生物參與下由于失去被氧化的原子團而脫氫、脫水，碳含量相對地增加 殘植化作用 水介質(zhì)具有流動特性敞流沼澤長期有新鮮氧供應(yīng),發(fā)生氧化 作用穩(wěn)定組分聚集第三章 煤化作用1、 煤化作用劃分幾個階段？各具哪些特點？泥炭化作用階段：從成煤原始物質(zhì)的堆積，經(jīng)生物化學(xué)作用直到泥炭的形成煤化作用階段：當(dāng)泥炭形成后，由于沉積盆地的沉降，泥炭被埋藏于深處，在溫度、壓力增高等物理、化學(xué)作用下，形成褐煤、煙煤、無煙煤、變無煙煤特點：1、煤在連續(xù)地系列演化過程中，可明顯地顯現(xiàn)出增碳化(相對)趨勢 2、隨著煤化作用進程,煤的有機分子表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)單一化趨勢 3、隨著煤化作用進程,煤的有機分子結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為致密化和定向排列的趨勢4、隨著煤化作用進程,煤顯微組分性質(zhì)呈現(xiàn)為均一性趨勢5、煤化作用是一種不可逆的反應(yīng)6、煤化作用的發(fā)展是非線性的，表現(xiàn)為煤化作用的躍變，簡稱煤化躍變2、 煤化躍變及特點有哪些？煤化躍變：煤化作用的發(fā)展是非線性的，表現(xiàn)為煤化作用的躍變，簡稱煤化躍變特點：（1）第一次躍變（）：發(fā)生在長焰煤開始階段特點是：發(fā)生瀝青化作用，生成瀝青質(zhì)（2）第二次煤化躍變（）出現(xiàn)在肥煤到焦煤階段 特點是： 煤中甲烷的大量逸出，釋放出大量的氫。富氫的側(cè)鏈和鍵的大量縮短及減少；煤的比重下降到最小值；煤的顯微孔隙度逐漸縮小，水分減少發(fā)熱量則升高到最大值(這是和鏡質(zhì)組的硬度、密度的最小值，以及煉焦時可塑性最大值相一致)；焦煤階段，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，水分含量（主要是內(nèi)在水分）又有所回升；煤的物理、工藝性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)折：耐磨性、焦化流動性、粘結(jié)性、內(nèi)生裂隙數(shù)目等都達(dá)到極大值，內(nèi)面積、濕潤熱等達(dá)到最小值。稱為煤化作用轉(zhuǎn)折。第二次躍變的結(jié)果-煤化臺階：殼質(zhì)組與鏡質(zhì)組在顏色、突起、反射率等的差異愈加變小。因此，殼質(zhì)組從Vdaf=2922這一階段的明顯變化又稱為煤化臺階。生油生氣：本階段與油氣形成的深成階段后期(即熱裂解氣開始形成階段)相當(dāng)，石油烴轉(zhuǎn)化為氣體烴，因此它對應(yīng)于石油的“死亡線” （3）第三次躍變（）發(fā)生于煙煤變?yōu)闊o煙煤階段 代表了煤化作用的最終階段，其產(chǎn)物是無煙煤和變無煙煤的形成（4）第四次躍變?yōu)闊o煙煤與變無煙煤分界 特點：在化學(xué)煤化作用方面，主要表現(xiàn)為氫含量與氫碳原子比的急劇下降。碳含量隨埋藏深度的增加也明顯地增大。硬度增大、光澤增強，到變無煙煤時幾乎呈金屬光澤，宏觀上微層理已不明顯。3、煤化作用的關(guān)鍵因素是什么？ 一、溫度（煤化作用最重要的影響因素） 溫度的影響因素：（1）當(dāng)?shù)氐拇蟮責(zé)崃骷肮诺販靥荻龋号璧氐販貓?；?）地球深部巖漿活動，巖漿熱的疊加狀況；（3）構(gòu)造熱流場；（4）放射性物質(zhì)產(chǎn)生的熱；（5）下伏和共生巖石的導(dǎo)熱性能等。二、時間在煤化作用中，煤在溫度、壓力作用下所經(jīng)歷的時間長短，特別是在地質(zhì)上的時間延續(xù)，都是不可忽視的因素。 時間因素在較高的溫度下往往更加明顯，當(dāng)溫度過低，時間因素就不易起作用了。三、壓力：壓力的雙重特點 在構(gòu)造壓應(yīng)力作用下，剪切與拉伸能使芳香族單元層沿石墨形成的方向更加排列有序，這在半石墨化、石墨化階段表現(xiàn)的更為明顯。靜壓力使煤的孔隙率和水分降低、比重增加，還促使芳香族稠環(huán)平行于層面作有規(guī)則的排列。構(gòu)造應(yīng)力影響到反射率值及鏡質(zhì)組的各向異性，其光性也發(fā)生變化。 第四章 煤的變質(zhì)作用類型1、 什么是希爾特定律？它的意義表現(xiàn)在哪些方面？希爾特定律：在地層大致水平的條件下，每百米煤的揮發(fā)分降低約2.3，即煤的變質(zhì)程度隨埋藏深度的加深而增高，為希爾特定律。意義：1）質(zhì)梯度表示。變質(zhì)梯度是指煤在地殼恒溫層之下，每加深100m煤變質(zhì)程度增高的幅度2）特定律幾乎在各個煤田都得到了證實3）異常、巖漿侵入煤系、煤巖成分、還原程度或煤的成因類型的差異有時會引起與希爾特定律不符合情況 2、 什么是深沉變質(zhì)作用、區(qū)域巖漿熱力變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用？深成變質(zhì)作用：煤層因沉降而埋藏于地下深處，由于地?zé)峒吧细矌r系靜壓力作用下煤所發(fā)生變質(zhì)作用巖漿變質(zhì)作用：由于巖漿熱、揮發(fā)分氣體和壓力的影響，使煤發(fā)生的變質(zhì)作用。這種變質(zhì)作用形成的條件是由于巖漿的侵入、穿過或靠近煤層或煤系。進一步劃分為兩種類型：一種是與淺成侵入巖有關(guān)的接觸變質(zhì)作用；另一種是與地下龐大的深成侵入體有關(guān)的區(qū)域巖漿熱力變質(zhì)作用。接觸變質(zhì)作用：指各種巖床、巖墻、巖脈等淺成巖體侵入或接近煤層，這些侵入