煤的形成過程

煤地質(zhì)學(xué)現(xiàn)代煤地質(zhì)學(xué)的研討領(lǐng)域1煤的構(gòu)成與煤化作用2煤的組成3煤的目的與煤級(jí)劃分4含煤堆積體系5聚煤盆地與聚煤規(guī)律地學(xué)新實(shí)際新方法對(duì)煤地質(zhì)學(xué)的促進(jìn)與影響堆積體系分析和層序地層學(xué)等新概念、新學(xué)科的提出和開展給煤地質(zhì)學(xué)帶來了新的思緒和方法。傳統(tǒng)的海退成煤和陸相成煤經(jīng)典實(shí)際被補(bǔ)充。煤的共、伴生礦產(chǎn)也作為研討對(duì)象。煤層氣地質(zhì)實(shí)際的構(gòu)成與開展也是煤地質(zhì)學(xué)的重要組成部分。參考文獻(xiàn)李增學(xué).煤地質(zhì)學(xué).地質(zhì),2005韓德馨,楊起.中國(guó)煤炭地質(zhì)學(xué),煤炭工業(yè),1980楊起.中國(guó)煤蛻變作用.煤炭工業(yè),1996趙師慶.適用煤巖學(xué).地質(zhì),1991E·斯塔赫等著,楊起等譯.斯塔赫煤巖學(xué)教程.煤炭工業(yè),1990煤的構(gòu)成與

煤化作用煤的構(gòu)成1煤的構(gòu)成3.成煤原始物質(zhì)2.煤及其成因類型1.人類對(duì)煤構(gòu)成的認(rèn)識(shí)內(nèi)容提要4.煤化作用1人類對(duì)煤構(gòu)成的認(rèn)識(shí)在十九世紀(jì)以前，人們還不能正確解釋煤的構(gòu)成過程。煤和地球上的其它巖石一樣，一有地球，就存在了；煤是由巖石變化而來的；煤是由植物變化來的。十九世紀(jì)以后，人們運(yùn)用顯微鏡發(fā)現(xiàn)煤中還保管有一些植物的原來組成部分，從此揭開了成煤原始物質(zhì)之謎，證明了煤是由植物變成的。例如將低煤級(jí)煤制成薄片，放在顯微鏡下察看，可以看到植物的原有構(gòu)造(如植物的細(xì)胞構(gòu)造)，有時(shí)還可以看到植物生長(zhǎng)過程中的年輪。如今，在煤礦井下有時(shí)還可以看到煤層頂板上有樹皮碎片、根、莖、葉等化石，在有些褐煤礦井中甚至可以看到折裂的樹干變成的煤。所以，成煤的原始物質(zhì)是植物是為無(wú)數(shù)現(xiàn)實(shí)所證明了的，并且已為人們所公認(rèn)的結(jié)論。構(gòu)造鏡質(zhì)體，胞腔充填角質(zhì)鏡質(zhì)體，透射光80×，遼寧阜新J3－K11—鱗木類細(xì)根2—櫛羊齒羽片上的原位聚合孢子囊3—植物構(gòu)造縱切片太原西山7號(hào)煤層12312植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)(切片)1—據(jù)田寶霖2—據(jù)丁丕訓(xùn)煤中的顯微組分2煤及其成因類型煤是由植物遺體經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)、地球化學(xué)、物理化學(xué)作用轉(zhuǎn)變而成的一種固體可燃有機(jī)巖，是由多種高分子化合物和礦物質(zhì)所組成的復(fù)雜混合物，是一種極其重要的堆積礦產(chǎn)，它不僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)開展重要的能源，也是冶金和化學(xué)工業(yè)的重要原料。高等植物

沼澤環(huán)境

腐植煤低等植物

湖泊環(huán)境

腐泥煤高等植物低等植物

沼澤、湖泊環(huán)境

混合煤3成煤原始物質(zhì)－概述成煤的原始物質(zhì)是植物遺體或殘?bào)w。植物可以分為低等植物和高等植物兩大類低等植物—主要是菌類和藻類1〕由單細(xì)胞或多細(xì)胞構(gòu)成，以蛋白質(zhì)為其主要組成層分；2〕根本呈絲狀體和葉狀體；3〕構(gòu)造簡(jiǎn)單，不具備各種植物器官的分化；4〕多生活于水體中而呈浮游形狀，故稱也為浮游生物。5〕在地史早期(元古代到早泥盆世)，它們構(gòu)成了當(dāng)時(shí)植物界的主體。3成煤原始物質(zhì)－概述高等植物—苔蘚植物、蕨類植物、種子植物1〕它們的構(gòu)造復(fù)雜，根、莖、葉等器官清楚；2〕組成植物的根本構(gòu)造單元是細(xì)胞。細(xì)胞由細(xì)胞壁和原生質(zhì)組成。3〕細(xì)胞壁的主要組分是：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素。4〕原生質(zhì)是細(xì)胞的內(nèi)含物，它是由蛋白質(zhì)、脂肪和果膠質(zhì)等一些碳水化合物組成的。3成煤原始物質(zhì)－植物的演化史從地史上與成煤作用關(guān)系，植物的演化大體上可以分為：菌藻類時(shí)期：元古代-D1，寬廣、穩(wěn)定的淺海環(huán)境提供了藻類大量繁衍的良好條件，因此構(gòu)成了具有工業(yè)價(jià)值的煤，這是地史上最早的聚煤時(shí)期。本時(shí)期所構(gòu)成的煤，普通屬于高灰分的腐泥無(wú)煙煤類。主要分布在南方寒武紀(jì)地層。裸蕨類時(shí)期：S3-D1/D2。目前所知的最早陸生植物，植物仍沒有根。植物由水生到陸生的階段，是聚煤史和植物演化史的大事。蕨類、種子蕨類時(shí)期：D3~P1。半陸生轉(zhuǎn)變?yōu)殛懮闹匾獣r(shí)期，也是第一個(gè)重要聚煤史。裸子植物時(shí)期：D3~T1。海西和印支運(yùn)動(dòng)，陸地面積增大，地形分化，氣候改動(dòng)，順應(yīng)干旱氣候的被子植物繁盛。第二個(gè)重要聚煤史。被子植物：K3~今。被子植物占優(yōu)勢(shì)，第三個(gè)重要聚煤史。3成煤原始物質(zhì)－植物的演化史植物的演化對(duì)煤的構(gòu)成和聚積有很重要的影響:首先，煤的構(gòu)成和大量聚積始于植物出現(xiàn)之后。只需植物大量的繁衍和開展，才會(huì)有聚煤作用的發(fā)生。其次，由于植物從水生到陸生、從低級(jí)向高級(jí)的開展和演化，聚煤作用在地質(zhì)歷史開展過程中也在發(fā)生變化，成煤環(huán)境從淺海到濱海直至擴(kuò)展到內(nèi)陸，聚煤作用不斷加強(qiáng)。第三，新的聚煤時(shí)期的出現(xiàn)，都是以新門類植物群的出現(xiàn)為前提。3成煤原始物質(zhì)－植物、煤演化關(guān)系一、植物的組成高等植物的器官：根、莖、葉二、高等植物的組織1)分生組織：具細(xì)胞分裂才干，處于植物生長(zhǎng)部位。2)薄壁組織：根本組織，壁薄、有間隙、體積大。3)維護(hù)組織：多構(gòu)成表皮，細(xì)胞有角質(zhì)膜、蠟質(zhì)充填、周皮、木栓構(gòu)成層、木栓、栓內(nèi)層。4)輸導(dǎo)組織：保送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的篩管、保送水分和礦物質(zhì)的導(dǎo)管。5)機(jī)械組織：起支撐作用。6)分泌組織：由植物體內(nèi)能產(chǎn)生特殊物質(zhì)的細(xì)胞組成。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分植物的根本單元都是細(xì)胞，細(xì)胞的構(gòu)成：細(xì)胞壁和原生質(zhì)。1.細(xì)胞壁的主要組成是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。2.原生質(zhì)是細(xì)胞的內(nèi)含物，它是由蛋白質(zhì)和碳水化合物組成。高等植物的整個(gè)外外表為一層表皮所包裹，表皮的外層為角質(zhì)層，里層為木栓層。葉子的表皮除有角質(zhì)層外還有毛、膜，它們都是由樹脂、樹蠟組成植物還有花粉、孢子。花粉是一切種子植物的繁衍器官，孢于是孢子植物的繁衍器官，它們的外殼都比較穩(wěn)定。從化學(xué)的觀念來看植物的主要組成不外乎纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪、樹脂、樹蠟等。這些組成又可歸納成四類：碳水化合物、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)和酯類化合物。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分1.碳水化合物植物細(xì)胞壁的主要成分包括纖維素、半纖維素和果膠質(zhì)等。纖維素在溶液中呈膠體，容易水解；植物死亡后，在氧化條件下容易受喜氧性細(xì)菌、霉菌等微生物的作用而分解成CO2、CH4和水。半纖維素和果膠的化學(xué)組成和性質(zhì)與纖維素相近，但比纖維素更易水解為糖類和酸。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分2.木質(zhì)素植物細(xì)胞壁的主要成分。它在植物中主要起著加強(qiáng)植物組織機(jī)械強(qiáng)度的作用。木質(zhì)素是具有芳香構(gòu)造的化合物。它的構(gòu)造復(fù)雜，至今尚不能用一個(gè)構(gòu)造式來表示，但是知它是一個(gè)具有縮合芳香環(huán)，并帶有側(cè)鏈，具有甲氧基、酚羥基、醇羥基、醛基等多種官能團(tuán)的物質(zhì)。在堿性介質(zhì)中容易氧化成類似腐植酸的多環(huán)芳香羧酸。所以木質(zhì)素是植物轉(zhuǎn)變成煤的原始物質(zhì)中很重要的有機(jī)組分。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分3.蛋白質(zhì)細(xì)胞中的原生質(zhì)主要由蛋白質(zhì)組成。所含比重不大，蛋白質(zhì)是由假設(shè)干個(gè)氨基酸按一定鍵結(jié)合而成的構(gòu)造復(fù)雜的高分子化合物，含有羧基和羥基，具有酸性和堿性，是一種具有劇烈親水性的膠體。低等植物中蛋白質(zhì)含量高，如藻類、細(xì)菌等；在高等植物中蛋白質(zhì)含量較少。植物死亡后，蛋白質(zhì)在供氧充分的條件下可以全部分解成氣態(tài)氨、硫化氫等氣體。在缺氧條件下，主要生成氨基酸、卟啉等含氮化合物。煤中的部分氮、硫就與植物的蛋白質(zhì)有關(guān)。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分4.酯類化合物不溶于水，而溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物。包括脂肪、樹脂、樹蠟、角質(zhì)與木栓質(zhì)、孢粉質(zhì)、鞣質(zhì)、色素。1〕脂肪在低等植物中含量較多，如藻類中脂肪達(dá)20％。但在高等植物中普通僅含1％~2％，且大多集中在植物的孢子和種子中。在生物化學(xué)作用過程中，脂肪能被水解，生成脂肪酸和甘油。脂肪酸參與了成煤作用。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分2〕蠟質(zhì)在植物中呈薄層覆蓋在莖、葉和果實(shí)外皮上。蠟質(zhì)成分比較復(fù)雜，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。在泥炭和褐煤中經(jīng)?？梢钥吹较炠|(zhì)。3〕樹脂植物生長(zhǎng)過程中的分泌物，當(dāng)植物受傷時(shí)，就分泌出膠狀樹脂維護(hù)傷口。樹脂的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，因此能很好地保管在煤中。3成煤原始物質(zhì)－成煤植物的主要有機(jī)組分4〕角質(zhì)與木栓質(zhì)植物維護(hù)組織產(chǎn)生的物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能很好地保管在煤中。5〕孢粉質(zhì)構(gòu)成植物孢子與花粉外壁的主要有機(jī)組分。3成煤原始物質(zhì)

－成煤植物的主要有機(jī)組分含量植物碳水化合物木質(zhì)素蛋白質(zhì)脂類化合物細(xì)菌12-28050-805-20綠藻30-40040-5010-20苔蘚30-501015-208-10蕨類50-6020-3010-153-5草類50-7020-305-105-10松柏及闊葉樹60-7020-301-71-3木本植物不同部分木質(zhì)部60-7520-3012-3葉652085-8木栓6010225-30孢粉質(zhì)50090原生質(zhì)20070103成煤原始物質(zhì)

－成煤植物的主要有機(jī)元素主要有機(jī)質(zhì)元素:碳、氫、氧、氮。其他有機(jī)質(zhì)元素：磷、鉀、鈉、硅、鋁、錳、硼、鋇、鍶。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境一、植物殘骸的堆積條件植物遺體不是在任何環(huán)境下都可以堆積起來而轉(zhuǎn)化成泥炭和腐泥的，必需具備兩個(gè)根本條件：1〕必需有大量植物的繼續(xù)繁衍和開展，這是成煤的物質(zhì)根底；2〕植物遺體堆積起來后應(yīng)及時(shí)與空氣隔絕，以使植物遺體不被分解，能保管下來并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成泥炭或腐泥。自然界中，符合這兩個(gè)條件的堆積環(huán)境中，最主要的是沼澤〔或泥炭沼澤〕。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境1.泥炭的構(gòu)成與累積過程堆積的增長(zhǎng)量超越分解量才有能夠構(gòu)成泥炭層。泥炭沼澤的垂直剖面可劃分為：氧化環(huán)境的表層、過渡條件的中間層、復(fù)原環(huán)境的底層。泥炭的構(gòu)成與累積取決于：有機(jī)植物的增長(zhǎng)量2.植物殘?bào)w的分解速度影響分解速度的要素：主要有微生物的種類、數(shù)量、水熱條件、土壤的酸堿度、有機(jī)物的組成。微生物的種類：喜氧的與厭氧的，喜氧的對(duì)泥炭的構(gòu)成與積累不利。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境1〕微生物數(shù)量：隨土壤埋深增大而減少2〕水分和熱量：微生物在土溫20-30度，濕度到達(dá)60%-80%時(shí)，活動(dòng)才干最強(qiáng)3〕酸堿度：pH=7-8對(duì)微生物活動(dòng)有利4〕有機(jī)質(zhì)的組成：泥炭蘚<針葉木本植物<闊葉木本植物<草本植物5〕泥炭的積累速度：0.5-2.2mm/a。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境二、植物殘骸的堆積方式1.原地生成說植物殘?bào)w沒有經(jīng)過搬運(yùn)，在原地堆積并轉(zhuǎn)變?yōu)槟嗵?.異地生成說泥炭層構(gòu)成的地方不是成煤植物生長(zhǎng)的地方。證據(jù)：樹根倒置的木化石等。三、泥炭沼澤1.沼澤及其構(gòu)成條件沼澤是指有植物生長(zhǎng)的年年積水的洼地。沼澤中植物死亡后其遺體可以被沼澤水所覆蓋，使其與空氣隔絕而不被完全氧化分解，并在逐漸堆積過程后經(jīng)以生物化學(xué)作用為主的變化后可轉(zhuǎn)變成泥炭的，稱為泥炭沼澤。沼澤的構(gòu)成和發(fā)育是地質(zhì)、地貌、氣候、水文、土壤、植被等多種自然要素綜協(xié)作用的產(chǎn)物。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境1〕地貌—低洼的可以積水的地形和可以給植物提供營(yíng)養(yǎng)的土壤；2〕氣候—年降水量大于蒸發(fā)量的氣候條件；3〕水文—入水量〔流入的地表水、地下水與大氣降水〕>出水量〔流出的地表水、地下水與蒸發(fā)量〕。2.泥炭沼澤的發(fā)育地帶1〕泥炭沼澤重要發(fā)育地帶—濱海平原：海洋與陸地相互作用的結(jié)果；2〕內(nèi)陸有利發(fā)育泥炭沼澤的地域—河湖地帶。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境3.沼澤的構(gòu)成方式低洼地帶發(fā)生沼澤化而構(gòu)成沼澤。水流的停滯、地殼的下降和潛水面的上升，湖泊、瀉湖、海灣等水體，由于水流攜帶或岸邊沖刷的泥沙的堆積，水體變淺，高等植物茂盛，構(gòu)成沼澤。方式：陸地泥炭沼澤化和水域泥炭沼澤化1〕水域泥炭沼澤化方式：淺水緩岸泥炭沼澤化方式；深水陡岸泥炭沼澤化方式；小河泥炭沼澤化方式2〕陸地沼澤化比水域沼澤化更加廣泛和面積更大.3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境4.沼澤的類型1〕低位沼澤：地形低洼，潛水面較高，主要由地下水補(bǔ)給水，潛水面與沼澤水位根本一樣。對(duì)成煤最為有利。2〕高位沼澤：水源主要是由大氣降水補(bǔ)給的沼澤。其水面位于潛水面之上，水源不充足，水中短少礦物質(zhì)，因此普通沒有高大的植物生長(zhǎng)。團(tuán)此，在成煤過程中的作用不太重要。3〕中位沼澤：介于兩者之間，潛水面位于泥炭層內(nèi)，水源來自地下水和大氣降水。3成煤原始物質(zhì)－植物遺體的堆積環(huán)境低位沼澤高位沼澤3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)一、泥炭的化學(xué)成分1.有機(jī)質(zhì)成分植物殘?bào)w與腐植質(zhì)。我國(guó)以富營(yíng)養(yǎng)草本泥炭為主，有機(jī)質(zhì)含量50%~70%，泥炭蘚泥炭有機(jī)質(zhì)含量高達(dá)90%以上。不同泥炭的碳、氫、氧、氮、硫元素含量高低不同。1〕碳：主要組成元素，50%~60%木本→草本→蘚類〔降低〕。2〕氫：4.7%-7.5%；3〕氧：30%-40%4〕氮：1.5%-3.5%；5〕硫：0.08%-0.66%，平均0.3%。3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)可溶性有機(jī)物質(zhì)1〕類脂或?yàn)r青用有機(jī)溶劑(苯、苯-醇、氯仿)從泥炭中萃取的物質(zhì)。2〕水溶物用熱水從泥炭中提取的物質(zhì)，包括單糖類和有機(jī)酸。3〕易水解物在無(wú)機(jī)酸中存在的經(jīng)水解后溶解的物質(zhì)，包括纖維素。3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)4〕不水解物木質(zhì)素、角質(zhì)和木栓類物質(zhì)。5〕腐植酸以稀堿溶液從泥炭中提取的物質(zhì)，是泥炭的特有成分，是一種復(fù)雜混合物，在有機(jī)質(zhì)中占20%~40%，木本泥炭含量最高，草本次之，蘚類最低，又分為黃腐酸和棕腐酸和黑腐酸。3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)2.礦物質(zhì)成分來源于水和風(fēng)力作用運(yùn)移和構(gòu)成泥炭的植物體本身，從化學(xué)成分上來說常見的有氧化物、氫氧化物、碳酸鹽類；從礦物成分上來說有石英和粘土礦物；從元素種類上來說有Si、Ca、Mg、Fe、Al、K、Na和一些微量元素。貧營(yíng)養(yǎng)泥炭灰分少，富營(yíng)養(yǎng)泥炭灰分高。3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)二、泥炭的主要物理化學(xué)特性1.分解度植物殘?bào)w內(nèi)由于腐解作用而失去細(xì)胞構(gòu)造物質(zhì)的相對(duì)含量。即泥炭中無(wú)定形腐植質(zhì)占有機(jī)質(zhì)的百分含量。2.含水性質(zhì)：濕度和持水量3.比重和容重：小4.構(gòu)造和顏色：疏松、多孔，力學(xué)穩(wěn)定差，顏色多樣5.可燃性：10－12MJ/kg。3成煤原始物質(zhì)—泥炭的主要組成及性質(zhì)三、泥炭的類型1〕草本泥炭：草本植物殘?bào)w組成，灰分含量高，分解較強(qiáng)，含水量少，色暗彈性差，我國(guó)泥炭多屬于這類型。2〕木本泥炭：?jiǎn)棠九c灌木殘?bào)w組成?；曳值?，含水量少，褐紅色彈性差，我國(guó)泥炭少有這類型3〕蘚類泥炭：泥炭蘚等貧營(yíng)養(yǎng)植物殘?bào)w組成，也稱酸澤?；曳肿畹?，含水量最高，色淡彈性強(qiáng)。我國(guó)這類泥炭極少有，大、小興安嶺及高山地帶少量分布。4成煤作用－概念高等植物從死亡到變成泥炭過程→泥炭化作用低等植物從死亡到變成腐泥過程→腐泥化作用泥炭〔腐泥〕變成褐煤的過程→成巖作用褐煤→煙煤→無(wú)煙煤的過程→變質(zhì)作用植物從死亡、堆積到轉(zhuǎn)變?yōu)槊核啔v的一系列演化過程成煤作用高等植物低等植物沼澤湖泊或淺海泥炭腐泥煤褐煤→煙煤→無(wú)煙煤地下石墨泥炭〔腐泥〕化作用成巖作用蛻變作用煤化作用4成煤作用－植物殘骸的分解方式全敗作用在空氣充足的條件下，植物殘骸被完全氧化，分解為二氧化碳和水。這個(gè)過程不能生成煤，而只能留下無(wú)機(jī)礦物質(zhì)。半敗作用在空氣不充足的條件下，植物殘骸發(fā)生不完全的氧化分解過程。例如，在闊葉樹林里堆積起來的潮濕樹葉，由于空氣進(jìn)入困難，發(fā)生了不完全的氧化，構(gòu)成一層黑色的“腐殖土〞。這層物質(zhì)存在的時(shí)間不長(zhǎng)，或者進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成泥炭，或者分解為二氧化碳和水。4成煤作用－植物殘骸的分解方式泥炭化作用高等植物遺體在沼澤中堆積經(jīng)生物化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成泥炭的過程。可分為兩個(gè)階段：生物化學(xué)分解作用與合成作用。分解作用原生質(zhì)>脂肪>果膠質(zhì)>纖維素>半纖維素>木質(zhì)素>木栓質(zhì)。4成煤作用－植物殘骸的分解方式合成作用：合成腐植酸在低洼沼澤中，由于充溢著水，植物死亡后的殘骸就逐漸堆積在水中，最上面的一層植物因與水面很接近或顯露在水面之上，空氣仍可進(jìn)入。在這樣條件下，喜氧細(xì)菌活潑，殘骸發(fā)生半敗作用而變成腐殖土。隨著植物的不斷死亡和堆積，它們就完全與空氣隔絕，氧氣停頓進(jìn)入，厭氧細(xì)菌隨之活潑。此時(shí)植物殘骸就依托本身所含的氧發(fā)生去羧基、脫水等作用。放出二氧化碳、水及甲烷，從而使碳含量相對(duì)增大，氫及氧含量那么減少。植物殘骸經(jīng)過這些作用后，就部分地改動(dòng)了原來的形狀和構(gòu)造，變成了一種新的物質(zhì)—泥炭。凝膠化作用堆積在沼澤中的植物遺體的主要組成部分(木質(zhì)纖維組織)在覆水較深、水體滯流的、缺氧的弱氧化至復(fù)原的環(huán)境中，由于厭氧細(xì)菌的參與和長(zhǎng)期浸潤(rùn)的作用而轉(zhuǎn)變成以腐植酸和瀝青質(zhì)為主要成分的凝膠、溶膠等膠體物質(zhì)的過程。經(jīng)凝膠化作用產(chǎn)生的不同形狀和構(gòu)造的凝膠化物質(zhì)，再經(jīng)過煤化作用即構(gòu)成為煤中的凝膠化組分—木煤、木質(zhì)鏡煤、鏡煤和凝膠化基質(zhì)。4成煤作用－植物殘骸的分解方式絲炭化作用：指植物遺體的木質(zhì)纖維組織，在沼澤覆水淺且水流暢通或比較枯燥的氧化條件和有氧細(xì)菌的條件下，遭氧化分解、脫水、脫氫和增炭化作用轉(zhuǎn)變成貧氫、富炭的腐植物的過程。殘植化作用：是泥炭化作用的一種特殊情況，即：在泥炭化過程中的水介質(zhì)流動(dòng)通暢、經(jīng)常有新穎氧氣供應(yīng)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不斷被流水帶走，使植物殘?bào)w中的穩(wěn)定組分大量集中并集中構(gòu)成殘植煤的過程。4成煤作用－植物殘骸的分解方式腐敗作用〔腐泥化作用〕指低等生物遺體在沼澤中經(jīng)生物化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成腐泥的過程。生長(zhǎng)在靜水湖泊中的微生物(主要是浮游生物)死亡后，在沒有空氣存在下發(fā)生的分解過程。其結(jié)果生成一種含碳、氫較原來物質(zhì)為多，含氧較原來物質(zhì)少的新物質(zhì)—腐泥。腐泥是一種富含水和瀝青質(zhì)的淤泥狀物質(zhì)。與泥炭特征有區(qū)別。4成煤作用－植物殘骸的分解方式4成煤作用－植物殘骸的分解過程原始物質(zhì)過程名稱與氧的關(guān)系與水的關(guān)系作用的性質(zhì)產(chǎn)物陸生植物及沼澤植物(高等植物)全敗作用氧氣自由進(jìn)入有水存在完全氧化無(wú)固體含碳有機(jī)物殘留半敗作用有少量氧氣進(jìn)入有水存在腐殖化固體含碳化合物腐殖土泥炭化作用開始有氧進(jìn)入后來無(wú)氧開始有水存在后來沒于水中先腐殖化作用后還原作用固體含碳化合物泥炭水中有機(jī)物(低等植物)腐敗作用（腐泥化作用）無(wú)氧氣在無(wú)死水中主要為還原作用固體富氫化物腐泥呵斥泥炭成分、性質(zhì)不同的影響要素一、植物群落木本植物富含木質(zhì)纖維素，容易構(gòu)成凝膠化物質(zhì)多的泥炭，石炭紀(jì)聚煤期構(gòu)成的煤田多以富亮光型煤為主；蘆葦沼澤植物缺乏木質(zhì)素，多含纖維素和蛋白質(zhì)，性質(zhì)不穩(wěn)定，從而穩(wěn)定組分富集，成煤后構(gòu)成富含穩(wěn)定組分殼質(zhì)組，其含氫量及焦油產(chǎn)率高，苔蘚植物由于富含防腐劑〔酚〕，故抗分解才干強(qiáng)，保管了很多不穩(wěn)定的纖維素和半纖維素，煤可以看得見碎屑狀條帶，半水生植物構(gòu)成的泥炭成煤后多為暗淡煤。呵斥泥炭成分、性質(zhì)不同的影響要素植物的開展演化的影響：地史上各聚煤期的煤在煤巖成分上往往具有一定的特征，這與當(dāng)時(shí)的植物容顏有關(guān)，如泥盆紀(jì)構(gòu)成草席狀角質(zhì)殘植煤。二、營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)富營(yíng)養(yǎng)泥炭構(gòu)成的煤灰分高，貧營(yíng)養(yǎng)泥炭灰分低。呵斥泥炭成分、性質(zhì)不同的影響要素三、介質(zhì)的酸度酸度越高越不利于細(xì)菌的生長(zhǎng)，細(xì)菌活動(dòng)愈劇烈，分解作用愈徹底，原來的植物構(gòu)造保管愈差，所構(gòu)成的凝膠化物質(zhì)常是無(wú)構(gòu)造的，煤的揮發(fā)分高，焦化過程軟化程度低，粘結(jié)性好。低位泥炭呈酸性:4.8-6.5；高位泥炭3.3-4.6，抑制細(xì)菌活動(dòng)，植物原生構(gòu)造保管完好；紅樹林沼澤泥炭7.0-8.1，凝膠化程度高，常構(gòu)成無(wú)構(gòu)造的凝膠化組分，含硫、氫、氮、灰分都高。呵斥泥炭成分、性質(zhì)不同的影響要素富鈣的沼澤喜氧細(xì)菌活潑，分解作用強(qiáng)，煤中含有機(jī)硫、黃鐵礦、氮高，富瀝青質(zhì)，焦化過程中軟化溫度低，膨脹性能強(qiáng)。四、介質(zhì)的氧化復(fù)原條件4成煤作用－成煤的必要條件煤的構(gòu)成需求哪些條件？堆積有機(jī)質(zhì)聚集條件：1〕足夠生物量的供應(yīng)；2〕存在生物聚合物向堆積聚合物轉(zhuǎn)化的環(huán)境條件；3〕保證堆積有機(jī)質(zhì)不被無(wú)機(jī)堆積物過分“稀釋〞而相對(duì)集中。4〕堆積有機(jī)質(zhì)構(gòu)成后可以得以妥善保管而在一定地質(zhì)歷史中不被再次破壞。4成煤作用－成煤的必要條件1.植物條件—物質(zhì)根底，即要有大量的植物，提供成煤的物質(zhì)來源；2.氣候條件—影響植物生長(zhǎng)，同時(shí)影響植物的分解。即利于陸生植物的繁茂生長(zhǎng)的暖和潮濕氣候；3.自然地理?xiàng)l件—植物堆積場(chǎng)所，利于生物細(xì)菌的繁衍和活動(dòng)的缺氧條件-泥炭沼澤環(huán)境；4成煤作用－成煤的必要條件4.地殼運(yùn)動(dòng)條件〔主導(dǎo)條件〕—埋藏條件。繼續(xù)下陷的盆地或低地，以便呵斥植物殘骸和無(wú)機(jī)堆積物的大量堆集等。同時(shí)，沼澤水位的逐漸抬升，以防止有機(jī)質(zhì)的氧化分解。再次，在沼澤生存過程中，碎屑堆積物的注入必需是貧乏的，以保證泥炭的質(zhì)量。

4成煤作用－成煤的必要條件三種補(bǔ)償方式1)過度補(bǔ)償沼澤水面上升速度<植物遺體的堆積速度2)平衡補(bǔ)償沼澤水面上升速度≈植物遺體的堆積速度3)欠補(bǔ)償沼澤水面上升速度>植物遺體的堆積速度4成煤作用－煤化作用的階段與特征一、煤的成巖作用與蛻變作用1.煤的成巖作用泥炭構(gòu)成后,由于盆地的沉降,在上覆堆積物的覆蓋下被埋藏在地下,經(jīng)壓實(shí)、脫水、增炭作用，游離纖維素消逝，出現(xiàn)了凝膠化組分，逐漸固結(jié)并具有了微弱的反射力，經(jīng)過這種物理化學(xué)變化轉(zhuǎn)變成年輕褐煤，發(fā)生在地下200~400m的淺層。發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)和物理煤化作用。1〕化學(xué)煤化作用：側(cè)鏈上的親水官能團(tuán),以及環(huán)氧數(shù)目不斷減少,構(gòu)成揮發(fā)成分,炭添加,氧和水分減少。2〕物理煤化作用：成巖凝膠化作用。4成煤作用－煤化作用的階段與特征2.煤的蛻變作用年輕褐煤在較高溫度、壓力及較長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)間等要素的作用下，進(jìn)一步遭到物理化學(xué)變化，變成老褐煤、煙煤、無(wú)煙煤、變無(wú)煙煤的過程。1〕化學(xué)煤化作用：失去大量的含氧官能團(tuán),腐植酸減少,出現(xiàn)很多的腐植復(fù)合物。2〕物理煤化作用：成巖凝膠化作用終了。植物殘?bào)w不存在,穩(wěn)定成分瀝青化作用,并且開場(chǎng)有微弱的光澤,提高芳香化程度和分子陳列的規(guī)那么化程度,蛻變程度不斷提高。4成煤作用－煤化作用的階段與特征4成煤作用－煤化作用的階段與特征二、煤化作用特點(diǎn)1〕增碳化過程，到無(wú)煙煤階段根本只含碳一種元素,異種元素排出過程，揮發(fā)分減少；2〕構(gòu)造單一化趨勢(shì)，反光性能加強(qiáng)；3〕煤顯微組分性質(zhì)的均一性趨勢(shì),在煤化作用的低級(jí)階段,煤顯微組分的光性和化學(xué)組成構(gòu)造差別顯著,但是后期差別趨于一致；4〕不可逆性。4成煤作用－煤化作用的階段與特征5〕煤化躍變煤化作用非線性開展的，有四次躍變過程：1.長(zhǎng)焰煤開場(chǎng)階段(Cdaf=75%~80%，Vdaf=43%，R0max=0.6%)2.肥煤到焦煤階段(Cdaf=87%，Vdaf=29%，R0max=1.3%)3.煙煤到無(wú)煙煤階段(Cdaf=91%，Vdaf=8%，R0max=2.5%)4.無(wú)煙煤到變無(wú)煙煤階段(Cdaf=93.5%,Hdaf=2.5%,Vdaf=4%,Rmax=4%,Rm=3.5%),金屬淺黃色光澤,微層理已不明顯。4成煤作用－煤化作用要素一、溫度煤化梯度概念，巖石導(dǎo)熱性能二、時(shí)間50Ma三、壓力靜壓力引起煤的物理構(gòu)造發(fā)生變化抑制化學(xué)煤化作用4成煤作用－煤化程度目的由于煤化作用是個(gè)復(fù)雜的過程，不同煤化階段中各種目的變化的顯著性各不一樣，因此對(duì)于一定煤化階段往往具有不同的煤化程度目的。為使煤化程度具有可比性，試樣要有一致要求，化學(xué)分析數(shù)據(jù)最好取自微鏡煤，反射率取自鏡質(zhì)組。4成煤作用－煤化程度目的一、水分孔隙度降低引起,在軟褐煤階段,埋深每添加100米,水分降低4%,是低煤化階段的敏感目的。二、發(fā)熱量鏡質(zhì)組的發(fā)熱量跟水分成反比,水分也是低煤化階段的目的。三、氫含量無(wú)煙煤階段析出量最大,減少最明顯,是無(wú)煙煤和變無(wú)煙煤的敏感目的。4成煤作用－煤化程度目的四、碳含量從肥煤到貧煤階段,炭含量?jī)H從87%添加到91%,從軟褐煤和暗褐煤階段變化也不明顯,從亮褐煤到接近肥煤分界的階段和無(wú)煙煤階段變化明