(工学)chap2 煤的的形成.ppt

第二部分 第二章：煤的形成 ;;煤的生成是一个极其漫长与极其复杂的过程。 煤的成因因素，即成煤植物的种类，植物遗体的堆积环境和堆积方式，泥炭化阶段经受的生物化学作用等影响泥炭形成并保存的诸因素，决定了煤在显微结构上具有多种形态各异的显微成分。 煤的变质因素，即泥炭成岩后煤变质作用的类型、温度、压力、时间及其相互作用决定了煤的化学成熟程度，亦即煤化程度，又称煤化度。 煤的显微成分组成和煤化度是表征煤的性质，尤其是炼焦用煤工艺性质的二维坐标。因此，了解煤的生成过程，可以帮助我们从本质上更深刻地认识煤。 ;第二章 煤的生成;第一节 成煤物质; 煤是由植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用演变而成的沉积有机岩。 1.1 植物的演化及种类 在生物史上，植物经历了由低级向高级逐步发展，并且多次飞跃演化的漫长过程。按种类划分，其发展依次可分为菌藻植物时代、裸蕨植物时代、蕨类植物时代、裸子植物时代和被子植物时代。其中菌藻植物属于低等植物，其他植物属于高等植物。此外，高等植物还包括难以成煤的苔藓植物。在植物演化史上，某一种类的植物占优势后，前级植物中的某些门类仍继续存在。 ;1.2 低等植物和高等植物的特点 低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。它们大多数生活在水中，是地球上最早出现的生物。 高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。除了苔藓外，高等植物常能长成高大的乔木，具有粗壮的茎和根，成为重要的成煤物质来源。 ;低等植物——海带;低等植物——地衣;低等植物——蘑菇;高等植物——华南毛蕨;高等植物——松树;1.3??? 植物演化史和主要聚煤期 ;1.4成煤植物的有机族组成及成煤性质;;包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子式是(C6H10O5)n，具长链状结构，其分子量约为100万～200万。 ;　纤维素在生长着的植物体???很稳定，但植物死亡后，需氧细菌通过纤维素水解酶的催化作用可将纤维素水解为单糖，后者进一步氧化则分解为CO2和水，即：;　 半纤维素：多糖，化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。 果胶：糖的衍生物，呈果冻状存在于植物的果实和木质部中。在生物化学作用（泥炭化作用）下，水解成一系列单糖和糖醛酸。 ;1.4.2 木质素 ;针叶树的松柏醇;1.4.3 脂类化合物 ;1.4.3 脂类化合物 ;1.4.3 脂类化合物 ;1.4.3 脂类化合物 ;1.4.4 蛋白质;1.4.5 不同植物化学组成的差异性;1.5 煤炭的成因类型;第二节 成煤的条件和环境; 2、适宜的地理环境 是否所有的植物死亡后都能转变成煤呢？ 　　不是的。 如果植物残体堆积在空气畅通的地方，则受喜氧细菌的作用而被完全氧化，分解成CO2和H2O而不能成煤。但在有水和隔绝空气的地方，则不能完全氧化。而在自然界中，只有泥炭沼泽具备这种条件。因为沼泽是地表常年积浅水，气候非常湿润的洼地，所以沼泽环境很适宜植物的生长、繁殖。当植物死亡后，又能及时被沼泽中的水掩盖，避免植物全部氧化分解，而其中一部分分解产物能保存下来并最终变成煤。所以，泥炭沼泽是发生聚煤作用的良好地理环境。; 3、适宜的地质作用的配合 是不是所有的沼泽地区都可以形成煤层呢? 也不是的； 　　在植物遗体的堆积过程中，如果沼泽的基底不下降，整个沼泽会很快被植物遗体堆满，后续植物死亡后不能被水掩盖，遭受氧化而破坏，无法形成较厚的泥炭层。因此地壳运动对煤的形成有着重要的影响。 当地壳发生沉运动，其沉降速度与植物遗体的堆积速度大致相等时，沼泽基底沉降的空间恰好被植物遗体的堆积所充填，沼泽中积水的深度基本保持不变，继续维持沼泽环境，这种平衡持续时间越长，泥炭层的堆积厚度就越大。;　　　当地壳沉降速度小于植物遗体堆积速度时，沼泽基底沉降的空间不足以充填植物遗体，相当于沼泽中积水的深度变浅，这种状况持续一段时间后，沼泽被植物遗体填满，后续植物死亡后不能被水掩埋，遭受氧化而破坏，无法形成较厚的泥炭层。 　　　当地壳沉降速度大于植物遗体堆积速度时，沼泽基底沉降的空间不能被植物遗体填满，相当于沼泽中积水的深度增大，这种状况持续一段时间后，沼泽逐渐演变为湖泊。由于水深超过一定限度(一般认为是2m)，植物的生长繁殖受到限制，泥炭层的沉积中断，不能形成较厚的泥炭层，转而沉积泥砂物质，逐渐把泥炭层覆盖起来。这层覆盖物就成为以后煤层的顶