《第二章煤的外表特征和生成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章煤的外表特征和生成（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征与生成 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 煤：高分子碳氢化合物 少量无机矿物质 外形象岩石 “可燃有机岩”。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 一、煤的成因类型 腐植煤类：高等植物的遗体经过泥炭化作用和煤 化作用形成。 （残殖煤） 腐泥煤类：由低等植物和浮游生物经腐泥化作用 和煤化作用形成 腐植腐泥煤类：由高等植物遗体和低等植物遗体 共同形成 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 腐植煤可分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤。 二、腐植煤的外表特征 第二
2、章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 泥炭 棕褐色或黑褐色不均匀物质，属于植物成煤 过程中的过渡产物。无光泽，质地柔软，水分含 量很高，一般可达85%-95%。自然干燥后，水分可 降低至25%-35%。风干后的泥炭为棕褐色或黑褐色 土状碎块。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 褐煤 褐色或黑褐色，因而得名。水分含量较高， 可达30%-60%，自然干燥后水分降至10%-30%，大 多无光泽，真相对密度1.10-1.40。从年轻褐煤转 变成年老褐煤时，颜色逐渐变深，从无光泽逐渐 到有光泽，从土状碎块到黑褐色密实的岩石状。 硬度不断增大，腐植酸
3、含量逐渐降低。由于褐煤 水分含量高，易风化而破裂，所以不宜长途运输 。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 烟煤 黑色，水分含量较低，真相对密度1.2-1.45 ，硬度较大，随着煤化程度的增加，煤的光泽逐 渐增强，条带状结构明显。燃烧时多烟，而此而 得名。烟煤在自然界中分布最广，储量最大，品 种也最多。根据煤化程度我国将烟煤分为长焰煤 、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、气煤、气肥煤、 1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 无烟煤 灰黑色，具有金属光泽，真相对密度1.4 1.8，硬度大，燃点高，
4、燃烧时无烟，火焰较短， 俗称“白煤”。是煤化程度最高的腐植煤。我国无 烟煤储量约1044亿T，主要集中在山西和贵州省。 上述四种煤的主要特征如表2-2所示。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二节 煤的生成 一、植物的演化 地质历史时期，植物的演化过程：单细胞到多细胞， 由低级到高级，由简单到复杂，由水生到陆生，其演化发 展主要经历以下几个阶段： （1）菌藻植物时期 （2）裸蕨植物时期 （3）蕨类植物时期 （4）裸子植物时期 （5）被子植物时期 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 植物可分为： 低等植物：菌藻类植物，无根、茎、叶器
5、官的分化， 体形矮小，大多数生活在水中。是地球上最早出现的生物 ，从原生代一直发展到现在，其种类可达两万种以上。因 其数量少，只生成少量的腐泥煤和石煤。 高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子、和被子植物，有 明显的根、茎、叶和繁殖器官。除苔藓外，它们大多数形 体高大，是主要的成煤物质。如，古代的蕨类，高可达30 -40m，树干的平均直径可达2m，还有一种称为“世界爷”的 树，高100m以上，直径达15m。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 地质年代 地质学家综合了地层层序、生物演化、地 壳运动等因素，把地质历史划分为许多阶段，每个大阶段 又可分为次级阶段。 代：国际通
6、用的最大的地质年代单位，与地层单位的 界相对应，代表形成一个界所经历的地质年代。 纪：通用的第二级地质单位，与地层单位的系相对应 ，代表形成一个系所经历的地质年代。 世：通用的第三级地质年代单位，与地层单位统相对 应，代表形成一个统所经历的地质年代。通常一个纪可划 分为早、中、晚三个世，少数的纪仅分为早、晚两个世。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 我国现在所用的这些地质年代的名称都是译名，有的 是音译，有的是意译。如太古、元古为最古老的地质年代 ；古生代为“古老生物”的时代，中生代意为“中代生物”， 新生代意为“近代生物”。 各个代的纪多数都是古代欧洲的一些地
7、名或部落名称 。如“寒武”是英国本部威尔士的拉丁文名称。“奥陶”、“ 志留”是英国古代两个部落民族的名称。再如，“侏罗纪” 是因法国和瑞士交界处的侏罗山得名。 新生代只有两个纪即“第三纪”和“第四纪”。没有“第一 纪”和“第二纪”是因为早期研究地球历史的人曾把地球划 分为四个纪：第一纪相当于古生代，第二纪相当于中生代 。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 晚石炭世的聚煤作用 这个时期我国的绝大部分地区为热带和亚热带气候。 高大的鳞木和松柏纲、楔叶纲、真蕨纲高等植物群非常茂 盛，许多地区形成了茂密的沼泽森林，为聚煤作用提供了 必要的物质基础。当时我国华北、西北部分
8、地区，华东和 中南区为滨海平原，普遍沉积了晚石炭世太原组煤系，其 中河北的开滦、峰峰；山西的阳泉、晋城、潞安、汾西、 西山等矿区都沉积有较厚的太原组煤系。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 早二叠世的聚煤作用 我国华南、华北地区属热带、亚热带气候。银杏、苏 铁和松柏等植物组成的森林十分繁茂，沼泽遍布，具备较 好的成煤条件，沉积了以华北为中心的山西组煤系。与此 同时，湖北、湖南、四川、贵州、江西、陕西等地也沉积 了具有一定经济价值的梁山煤系。晚期，我国北方已变成 半干旱半潮湿气候，大面积的聚煤作用已停止，仅在安徽 、苏北的徐州、河南平顶山沉积了石盒子组煤系。 第二
9、章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 晚二叠世聚煤作用 华北、西北东部气候逐渐干旱，没有形成有价值的煤 系。在华南及西南一带气候温暖潮湿，科达纲、鳞木类植 物繁茂，沉积了巨厚的海陆交替相的龙潭煤系。其中以贵 州境内沉积厚度最大。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 侏罗纪聚煤作用 早、中侏罗世，我国北方气候温暖、潮湿，银杏、松 柏和真蕨类植物大量繁殖，形成大面积的原始森林，为成 煤提供了丰富的物质基础，在华北、西北地区的许多内陆 聚煤盆地中沉积了早、中侏罗世的陆相煤系。晚侏罗世， 我国北方的植物群仍以松柏、银杏、苏铁和真蕨植物为主 ，在内蒙
10、东北部、东北地区都沉积有晚侏罗世煤系。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第三纪聚煤作用 早期，我国北方气候温暖，东部及沿海一带为潮湿和 半潮湿气候，木本植物茂盛，在抚顺、沈阳、梅河、珲春 、舒兰等地沉积了早第三纪煤系。晚期，我国北方干旱， 南方及东南沿海一带气候潮湿，沉积了以云南小龙潭煤系 为代表的陆相煤系。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 植物 细胞 细胞壁 原生质 纤维素 半纤维素 木质素 果胶 蛋白质 脂类化合物 高等植物含量高 低等植物含量高 植物的族组成及其成煤性质 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Ch
11、emistry 纤维素 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 果胶 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 松柏醇-香豆醇 芥子醇 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 氨基酸通式 蛋白质 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry
12、 二、成煤过程 成煤过程是指从植物死亡，遗体堆积 直到转变成煤所经历的一系列演变过程。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 1. 成煤条件 形成煤同时具备的两个必要条件: （1）大量的植物长时间持续繁殖。（古 植物条件） 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 有人曾做过实验估算
13、：5-10m厚的植物遗体 能形成1m厚的泥炭，时间约需400500年；而5- 10m厚的泥炭能形成约1m厚的褐煤，时间约需上 万年。还有人根据成煤过程中的变化，估计10m 厚的植物遗体堆积层可形成1m厚的泥炭，进而转 变为0.5m厚的褐煤或0.17m厚的烟煤。可见，只 有当植物大面积分布，且持续繁殖才能形成储量 丰富的煤田。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry （2）植物遗体要有合适的保存环境，即植物遗体 不致于完全被氧化分解。 沼泽：一种特殊的自然综合体，地势平坦低 洼，排水不畅，土壤水分极为丰富，植物生长季 节长，水草茂盛，花色瑰丽，植物遗体堆积在地 表常年过
14、湿或有薄层积水的环境中。逐渐分解发 酵形成松软的泥炭。（古自然地理条件） 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 古气候条件 首先，气候能影响植物的繁殖。大家都知道，干旱的 气候环境，不利于植物的生长，植被稀少；寒冷地区，植 物生长缓慢，只有温暖、潮湿的气候环境最适易植物的生 长繁殖，植物非常茂盛。 其次，气候控制着泥炭沼泽的发育。当年平均降水量 小于年平均蒸发量时，只有少数有水源补给的低洼地区可 能沼泽化。而当年平均降水量大于年平均蒸发量时，可导 致低洼地区大范围沼泽化。所以，温暖、潮湿的气候条件 最适易成煤。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chem
15、istry 地壳运动条件 地壳运动是地球运动、发展、变化的一种表现形式。 地壳运动对成煤的影响表现 在以下几个方面： 控制作用沼泽的形成与发展 当地壳发生沉降运动时，可以使近海平原或内陆洼地 积水，引起沼泽化，形成沼泽。而且沼泽的面积大小、覆 水深度、演化过程都受地壳运动控制。 地壳沉降速度直接影响泥炭层的沉积厚度。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 综上所述，在地质历史时期，聚煤盆地 只有同时具备植物、气候、古地理和地壳 运动这四个条件，且相互配合默契、持续 时间长，才能形成煤层多、储量大的重要 煤田。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 2. 成煤过程 当植物死亡后，遗体堆积在沼泽中，经 过复杂的生物化学变化转变为泥炭或腐泥 ，随着地壳沉降运动，泥炭、腐泥被埋到 地下深部，经过物理化学作用、地质作用 ，逐渐演变成腐植煤或腐泥煤。 第二章 煤的外表特征和生成 煤化学 Coal Chemistry 根据成煤过程中影响因素和结果的不同，成煤过程 可分为两个阶段
