n n第二部分：煤的生成第二部分：煤的生成 n n 第二章：煤的生成第二章：煤的生成 1第二章第二章 煤的生成煤的生成 主要内容：主要内容：n n （1）成煤的物质是什么？）成煤的物质是什么？n n （2）煤是如何形成的？）煤是如何形成的？2第一节第一节 成煤物质成煤物质1 1、煤是由植物形成的、煤是由植物形成的、煤是由植物形成的、煤是由植物形成的 煤煤煤煤是是是是由由由由植植植植物物物物遗遗遗遗体体体体经经经经过过过过生生生生物物物物化化化化学学学学作作作作用用用用和和和和物物物物理理理理化化化化学学学学作用演变而成的沉积有机岩。作用演变而成的沉积有机岩。作用演变而成的沉积有机岩。作用演变而成的沉积有机岩。 1.11.1 植物的演化及种类植物的演化及种类植物的演化及种类植物的演化及种类 按按按按进进进进化化化化论论论论的的的的观观观观点点点点，植植植植物物物物是是是是由由由由低低低低级级级级向向向向高高高高级级级级逐逐逐逐步步步步演演演演化化化化的的的的，植植植植物物物物界界界界传传传传统统统统划划划划分分分分为为为为四四四四大大大大类类类类：藻藻藻藻菌菌菌菌植植植植物物物物、苔苔苔苔藓藓藓藓植植植植物物物物、蕨蕨蕨蕨类类类类植植植植物物物物和和和和种种种种子子子子植植植植物物物物，或或或或将将将将第第第第一一一一种种种种称称称称为为为为低低低低等等等等植植植植物物物物，后后后后三三三三种种种种称称称称为为为为高高高高等等等等植植植植物物物物。前前前前三三三三种种种种又又又又称称称称为为为为孢孢孢孢子子子子植植植植物物物物，就就就就是是是是植植植植物物物物用用用用孢孢孢孢子子子子繁繁繁繁殖殖殖殖。而而而而种种种种子子子子植植植植物物物物则则则则能能能能产产产产生生生生种种种种子子子子，用用用用种种种种子子子子繁繁繁繁殖殖殖殖。低低低低等等等等植植植植物物物物与与与与高高高高等等等等植植植植物物物物的的的的组组组组成成成成差差差差别别别别较大，且对成煤的性质有较大影响。较大，且对成煤的性质有较大影响。较大，且对成煤的性质有较大影响。较大，且对成煤的性质有较大影响。31.2 1.2 低等植物和高等植物的特点低等植物和高等植物的特点低等植物和高等植物的特点低等植物和高等植物的特点 低等植物：低等植物：低等植物：低等植物：包括菌类和藻类，是由单细胞和多细包括菌类和藻类，是由单细胞和多细包括菌类和藻类，是由单细胞和多细包括菌类和藻类，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、叶等胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等胞构成的丝状体或叶状体植物，没有根、茎、叶等器官的分化。器官的分化。器官的分化。器官的分化。 高等植物：高等植物：高等植物：高等植物：包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植包括苔藓、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物。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而物。进化论认为，高等植物由低等植物长期进化而物。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。来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。来，构造复杂，有根、茎、叶的区别。4低等植物低等植物海带海带5低等植物低等植物地衣地衣6低等植物低等植物蘑菇蘑菇7高等植物高等植物华南毛蕨华南毛蕨8高等植物高等植物松树松树91.3 植物演化史和主要聚煤期植物演化史和主要聚煤期 植物演化史：植物演化史：植物演化史：植物演化史：见教材见教材见教材见教材P P6 6。 我国主要聚煤期：我国主要聚煤期：我国主要聚煤期：我国主要聚煤期：新新新新 生生生生 代代代代 新近纪新近纪新近纪新近纪- -古近纪（约古近纪（约古近纪（约古近纪（约0.240.240.650.65亿年）亿年）亿年）亿年）中中中中 生生生生 代代代代 晚侏罗世晚侏罗世晚侏罗世晚侏罗世- -早白垩世（约早白垩世（约早白垩世（约早白垩世（约1.441.44亿年）亿年）亿年）亿年） 早、中侏罗世（约早、中侏罗世（约早、中侏罗世（约早、中侏罗世（约2.032.03亿年）亿年）亿年）亿年） 晚三叠世（约晚三叠世（约晚三叠世（约晚三叠世（约2.52.5亿年）亿年）亿年）亿年）晚古生代晚古生代晚古生代晚古生代 晚二叠世（约晚二叠世（约晚二叠世（约晚二叠世（约3 3亿年）亿年）亿年）亿年） 晚石炭世晚石炭世晚石炭世晚石炭世- -早二叠世（约早二叠世（约早二叠世（约早二叠世（约3 33.543.54亿年）亿年）亿年）亿年） 早石炭世（约早石炭世（约早石炭世（约早石炭世（约3.543.54亿年）亿年）亿年）亿年）早古生代早古生代早古生代早古生代 早寒武世早寒武世早寒武世早寒武世（约（约（约（约5.455.45亿年）亿年）亿年）亿年） 101.4 1.4 植物的主要化学组成植物的主要化学组成 （1 1）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质）碳水化合物（包括纤维素、半纤维素及果胶质 ）（2 2）木质素）木质素）木质素）木质素（3 3）蛋白质）蛋白质）蛋白质）蛋白质（4 4）脂类化合物）脂类化合物）脂类化合物）脂类化合物11包括包括包括包括纤维素、半纤维素及果胶质。纤维素、半纤维素及果胶质。纤维素、半纤维素及果胶质。纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素：纤维素：纤维素：纤维素：是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子是构成植物细胞壁的主要成分。纤维素的分子式是式是式是式是(C(C6 6HH1010OO5 5) )n n，具长链状结构，其分子量约为，具长链状结构，其分子量约为，具长链状结构，其分子量约为，具长链状结构，其分子量约为100100万万万万200200万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容万。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳易水解。在活的植物中，纤维素对于微生物的作用很稳定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作定，但当植物死亡后，在氧化性条件下，易受微生物作用而分解成用而分解成用而分解成用而分解成COCO2 2、CHCH4 4和水。和水。和水。和水。在泥炭沼泽的酸性介质中，在泥炭沼泽的酸性介质中，在泥炭沼泽的酸性介质中，在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物纤维素可以分解为纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。 半纤维素：半纤维素：半纤维素：半纤维素：的化学组成和性质与纤维素相近，的化学组成和性质与纤维素相近，的化学组成和性质与纤维素相近，的化学组成和性质与纤维素相近，但比纤维但比纤维但比纤维但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸素更易分解或水解为糖类和酸素更易分解或水解为糖类和酸素更易分解或水解为糖类和酸。 果胶：果胶：果胶：果胶：糖的衍生物，呈果冻状。糖的衍生物，呈果冻状。糖的衍生物，呈果冻状。糖的衍生物，呈果冻状。在生物化学作用下，水在生物化学作用下，水在生物化学作用下，水在生物化学作用下，水解成一系列单糖和糖醛酸解成一系列单糖和糖醛酸解成一系列单糖和糖醛酸解成一系列单糖和糖醛酸。 1.4.1碳水化合物碳水化合物121.4.2木质素木质素 木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高，木质素是具有有有有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含甲氧基、羟基等，含甲氧基、羟基等，含甲氧基、羟基等，含甲氧基、羟基等官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分官能团。木质素的单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素稳定，子，比纤维素稳定，子，比纤维素稳定，子，比纤维素稳定，不易水解，易于保存下来不易水解，易于保存下来不易水解，易于保存下来不易水解，易于保存下来。在泥炭沼。在泥炭沼。在泥炭沼。在泥炭沼泽中，泽中，泽中，泽中，在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同在水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤作用生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以。所以。所以。所以木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组分。 木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。13针叶树的松柏醇落叶树的芥子醇落叶树的芥子醇乔木的乔木的 香豆醇香豆醇141.4.3脂类化合物脂类化合物 脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有机溶剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下几种。 脂肪：脂肪：脂肪：脂肪：属于长链脂肪酸的甘油酯。属于长链脂肪酸的甘油酯。属于长链脂肪酸的甘油酯。属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量少高等植物中含量少高等植物中含量少高等植物中含量少(1-2%)(1-2%)，低等植物含量高，低等植物含量高，低等植物含量高，低等植物含量高(20%(20%左右左右左右左右) )。在生化作用下在酸性或碱性溶在生化作用下在酸性或碱性溶在生化作用下在酸性或碱性溶在生化作用下在酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作用。 蜡质：蜡质：蜡质：蜡质：主要是长链脂肪酸与含有主要是长链脂肪酸与含有主要是长链脂肪酸与含有主要是长链脂肪酸与含有24242626个碳原子的高级一元个碳原子的高级一元个碳原子的高级一元个碳原子的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌分解。 树脂树脂树脂树脂: : 树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶树脂是植物生长过程中的分泌物，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低状的树脂不断分泌出来保护伤口。针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也等植物不含树脂。树脂不溶于有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。不能破坏它，因此能很好地保存在煤中。角质和木栓质、孢粉质：角质和木栓质、孢粉质：角质和木栓质、孢粉质：角质和木栓质、孢粉质：化学性质十分稳定，不溶于有机酸，化学性质十分稳定，不溶于有机酸，化学性质十分稳定，不溶于有机酸，化学性质十分稳定，不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。微生物也难以作用，在成煤过程中能保存下来。 151.4.4蛋白质蛋白质 蛋白质：蛋白质：蛋白质：蛋白质：由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分由若干个氨基酸结合而形成的结构复杂的高分子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团，子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团，子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团，子。由于含羧基和羟基，蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体。强烈亲水性胶体。强烈亲水性胶体。强烈亲水性胶体。 高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量高。 植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为气态物质；态物质；态物质；态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性质但对煤的性质但对煤的性质但对煤的性质没有决定性的影响。没有决定性的影响。没有决定性的影响。没有决定性的影响。 煤中硫、氮元素的来源之一。煤中硫、氮元素的来源之一。煤中硫、氮元素的来源之一。煤中硫、氮元素的来源之一。161.4.5不同植物化学组成的差异性不同植物化学组成的差异性植植物物碳水化合物碳水化合物木木质质素素蛋蛋白白质质脂类化合物脂类化合物细细菌菌绿绿藻藻苔苔藓藓蕨蕨类类草草类类松柏及阔叶树松柏及阔叶树122830403050506050706070001020302030203050804050152010155101752010208103551013木木本本植植物物的的不不同同部部分分木质部木质部叶叶木木栓栓孢粉质孢粉质原生质原生质607565605202030201000182570235825309010171.5煤炭的成因类型煤炭的成因类型 根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主要是：是：是：是：腐植煤、腐泥煤、残植煤腐植煤、腐泥煤、残植煤腐植煤、腐泥煤、残植煤腐植煤、腐泥煤、残植煤。（1 1）腐植煤：）腐植煤：）腐植煤：）腐植煤： 由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变由高等植物经过成煤过程中复杂的生化和地质变化作用生成。自然界中分布最广，蕴藏量最大。煤化学的主化作用生成。自然界中分布最广，蕴藏量最大。煤化学的主化作用生成。自然界中分布最广，蕴藏量最大。煤化学的主化作用生成。自然界中分布最广，蕴藏量最大。煤化学的主要研究对象。要研究对象。要研究对象。要研究对象。（2 2） 腐泥煤：腐泥煤：腐泥煤：腐泥煤： 主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。主要由湖沼或浅水海湾中藻类等低等植物形成。储量大大低于腐植煤，工业意义不大。储量大大低于腐植煤，工业意义不大。储量大大低于腐植煤，工业意义不大。储量大大低于腐植煤，工业意义不大。（3 3） 残植煤：残植煤：残植煤：残植煤： 由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分由高等植物残骸中对生物化学作用最稳定的组分( (孢子、角质层、树皮、树脂孢子、角质层、树皮、树脂孢子、角质层、树皮、树脂孢子、角质层、树皮、树脂) )富集而成。残植煤在自然界中的富集而成。残植煤在自然界中的富集而成。残植煤在自然界中的富集而成。残植煤在自然界中的储量很少，常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中。储量很少，常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中。储量很少，常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中。储量很少，常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中。（4 4）腐植腐泥煤：）腐植腐泥煤：）腐植腐泥煤：）腐植腐泥煤：由高等植物、低等植物共同形成的煤。由高等植物、低等植物共同形成的煤。由高等植物、低等植物共同形成的煤。由高等植物、低等植物共同形成的煤。18第二节第二节成煤的条件和环境成煤的条件和环境 煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用价质等条件的相互配合，才能生成具有工业利用价值的煤炭矿藏。这些条件包括：值的煤炭矿藏。这些条件包括： （1） 大量植物的持续繁殖大量植物的持续繁殖(生物、气候的影响生物、气候的影响) （2）植物遗体不能完全氧化适合的堆积场）植物遗体不能完全氧化适合的堆积场所所(沼泽、湖泊沼泽、湖泊等等) （3）地质作用的配合（地壳的）地质作用的配合（地壳的沉降运动沉降运动形形成上覆岩层和顶底板成上覆岩层和顶底板多煤层多煤层）19第三节第三节成煤作用过程成煤作用过程 由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般由高等植物转化为腐植煤要经历复杂而漫长的过程，一般需要几千万年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶需要几千万年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶需要几千万年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶需要几千万年到几亿年的时间。整个成煤作用可划分为两个阶段：即段：即段：即段：即泥炭化作用泥炭化作用泥炭化作用泥炭化作用过程和过程和过程和过程和煤化作用煤化作用煤化作用煤化作用。图示如下：。图示如下：。图示如下：。图示如下：煤化程度的概念煤化程度的概念：在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中在褐煤向烟煤、无烟煤转化的进程中，由于地，由于地质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种质条件和成煤年代的差异，使煤处于不同的转化阶段。煤的这种转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度，或煤级转化阶段称为煤化程度，有时称为变质程度，或煤级(Rank)。按。按煤化程度由低到高依次是：煤化程度由低到高依次是：褐煤、烟煤褐煤、烟煤（长焰煤、气煤、肥煤、（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）、焦煤、瘦煤、贫煤）、无烟煤无烟煤。植物植物泥炭化泥炭化泥炭泥炭成岩作用成岩作用褐煤褐煤变质作用变质作用烟煤、无烟煤烟煤、无烟煤煤化作用煤化作用201 泥炭化作用 泥炭化作用的概念：泥炭化作用的概念：泥炭化作用的概念：泥炭化作用的概念：高等植物死亡后，在生物化学作用下，高等植物死亡后，在生物化学作用下，高等植物死亡后，在生物化学作用下，高等植物死亡后，在生物化学作用下，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。变成泥炭的过程称为泥炭化作用。变成泥炭的过程称为泥炭化作用。变成泥炭的过程称为泥炭化作用。 在这一阶段，植物在这一阶段，植物在这一阶段，植物在这一阶段，植物首先首先首先首先在微生物作用下，分解和水解为分子在微生物作用下，分解和水解为分子在微生物作用下，分解和水解为分子在微生物作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，量较小的性质活泼的化合物，量较小的性质活泼的化合物，量较小的性质活泼的化合物，然后然后然后然后小分子化合物之间相互作用，小分子化合物之间相互作用，小分子化合物之间相互作用，小分子化合物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。植进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。植进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。植进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸、沥青质等。植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：（1 1）组织器官）组织器官）组织器官）组织器官（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭（如皮、叶、茎、根等）基本消失，细胞结构遭到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏到不同程度的破坏，变成颗粒细小、含水量极大、呈胶泥状的膏状体状体状体状体泥炭；泥炭；泥炭；泥炭；（2 2）组成成分发生了很大的变化）组成成分发生了很大的变化）组成成分发生了很大的变化）组成成分发生了很大的变化，如植物中大量存在的纤维素，如植物中大量存在的纤维素，如植物中大量存在的纤维素，如植物中大量存在的纤维素和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐和木质素在泥炭中显著减少，蛋白质消失，而植物中不存在的腐植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到植酸却大量增加，并成为泥炭的最主要的成分之一，通常达到40%40%以上。以上。以上。以上。21表表26植物与泥炭化学组成的比较植物与泥炭化学组成的比较元素组成，元素组成，%有机组成，有机组成，%植物与泥炭植物与泥炭CHNO+S纤维素纤维素半纤维素半纤维素木质木质素素蛋白蛋白质质沥青沥青腐植腐植酸酸莎草莎草47.205.611.6139.3750.0020305105100木本植物木本植物50.156.201.0542.1050.6020.3017130桦川草本泥桦川草本泥炭炭55.876.352.9034.9719.690.7503.5043.58合浦木本泥合浦木本泥炭炭65.466.531.2026.75o.890.390042.88植物变成泥炭后组成的变化植物变成泥炭后组成的变化222煤化作用煤化作用 煤化作用包括煤化作用包括煤化作用包括煤化作用包括成岩作用成岩作用成岩作用成岩作用和和和和变质作用变质作用变质作用变质作用两个连续的过程。两个连续的过程。两个连续的过程。两个连续的过程。2.1 2.1 成岩作用成岩作用成岩作用成岩作用 泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物的压力作用下，泥炭发生了力作用下，泥炭发生了力作用下，泥炭发生了力作用下，泥炭发生了压紧、失水、胶体老化压紧、失水、胶体老化压紧、失水、胶体老化压紧、失水、胶体老化、固结等一、固结等一、固结等一、固结等一系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的系列变化，微生物的作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状物理化学作用。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。的褐煤。的褐煤。的褐煤。 232.2变质作用变质作用 当当当当褐褐褐褐煤煤煤煤层层层层继继继继续续续续沉沉沉沉降降降降到到到到地地地地壳壳壳壳较较较较深深深深处处处处时时时时，上上上上覆覆覆覆岩岩岩岩层层层层压压压压力力力力不不不不断断断断增增增增大大大大，地地地地温温温温不不不不断断断断增增增增高高高高，褐褐褐褐煤煤煤煤中中中中的的的的物物物物理理理理化化化化学学学学作作作作用用用用速速速速度度度度加加加加快快快快，煤煤煤煤的的的的分分分分子子子子结结结结构构构构和和和和组组组组成成成成产产产产生生生生了了了了较较较较大大大大的的的的变变变变化化化化。碳碳碳碳含含含含量量量量明明明明显显显显增增增增加加加加，氧氧氧氧含含含含量量量量迅迅迅迅速速速速减减减减少少少少，腐腐腐腐植植植植酸酸酸酸也也也也迅迅迅迅速速速速减减减减少少少少并并并并很很很很快快快快消消消消失失失失，褐褐褐褐煤煤煤煤逐逐逐逐渐渐渐渐转转转转化化化化成成成成为为为为烟烟烟烟煤煤煤煤。随随随随着着着着煤煤煤煤层层层层沉沉沉沉降降降降深深深深度度度度的的的的加加加加大大大大，压压压压力力力力和和和和温温温温度度度度提提提提高高高高，煤煤煤煤的的的的分分分分子子子子结结结结构构构构继继继继续续续续变变变变化化化化，煤煤煤煤的的的的性性性性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。24 变质作用的因素变质作用的因素： 促成煤变质作用的促成煤变质作用的促成煤变质作用的促成煤变质作用的主要因素是温度主要因素是温度主要因素是温度主要因素是温度。温度过低。温度过低。温度过低。温度过低（50506060），褐煤的变质就不明显了，如莫斯科煤），褐煤的变质就不明显了，如莫斯科煤），褐煤的变质就不明显了，如莫斯科煤），褐煤的变质就不明显了，如莫斯科煤田早石炭世煤至今已有田早石炭世煤至今已有田早石炭世煤至今已有田早石炭世煤至今已有3 3亿年以上，但仍处于褐煤阶段。亿年以上，但仍处于褐煤阶段。亿年以上，但仍处于褐煤阶段。亿年以上，但仍处于褐煤阶段。通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。通常认为，煤化程度是煤受热温度和持续时间的函数。温度越高，变质作用的速度越快。因为变质作用的温度越高，变质作用的速度越快。因为变质作用的温度越高，变质作用的速度越快。因为变质作用的温度越高，变质作用的速度越快。因为变质作用的实实实实质质质质是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度是煤分子的化学变化，温度高促进了化学反应速度的提高。的提高。的提高。的提高。 25263、腐泥煤的生成 腐泥化作用：腐泥化作用：腐泥化作用：腐泥化作用：在停滞缺氧的滞水盆地中，在停滞缺氧的滞水盆地中，在停滞缺氧的滞水盆地中，在停滞缺氧的滞水盆地中，浮游浮游浮游浮游生物和菌藻类等低等植物生物和菌藻类等低等植物生物和菌藻类等低等植物生物和菌藻类等低等植物死亡后，在缺氧的环境中，死亡后，在缺氧的环境中，死亡后，在缺氧的环境中，死亡后，在缺氧的环境中，由厌氧细菌的作用，低等植物中的蛋白质、碳水化由厌氧细菌的作用，低等植物中的蛋白质、碳水化由厌氧细菌的作用，低等植物中的蛋白质、碳水化由厌氧细菌的作用，低等植物中的蛋白质、碳水化合物、脂肪受到分解，再经聚合和缩合作用，形成合物、脂肪受到分解，再经聚合和缩合作用，形成合物、脂肪受到分解，再经聚合和缩合作用，形成合物、脂肪受到分解，再经聚合和缩合作用，形成一种含水很多的棉絮状胶体物质。这种物质再经过一种含水很多的棉絮状胶体物质。这种物质再经过一种含水很多的棉絮状胶体物质。这种物质再经过一种含水很多的棉絮状胶体物质。这种物质再经过脱水、致密，比重增大，逐渐形成腐泥。脱水、致密，比重增大，逐渐形成腐泥。脱水、致密，比重增大，逐渐形成腐泥。脱水、致密，比重增大，逐渐形成腐泥。 腐泥经煤化作用而成腐泥煤。随煤化程度的增腐泥经煤化作用而成腐泥煤。随煤化程度的增腐泥经煤化作用而成腐泥煤。随煤化程度的增腐泥经煤化作用而成腐泥煤。随煤化程度的增加，加，加，加，腐泥煤发生的变化与腐植煤相似腐泥煤发生的变化与腐植煤相似腐泥煤发生的变化与腐植煤相似腐泥煤发生的变化与腐植煤相似。274、瓦斯和煤层气的生成、瓦斯和煤层气的生成 瓦斯突出和瓦斯爆炸是煤炭开采过程中的主要危瓦斯突出和瓦斯爆炸是煤炭开采过程中的主要危瓦斯突出和瓦斯爆炸是煤炭开采过程中的主要危瓦斯突出和瓦斯爆炸是煤炭开采过程中的主要危害形式，但瓦斯又是宝贵的资源。煤中的瓦斯主要是在害形式，但瓦斯又是宝贵的资源。煤中的瓦斯主要是在害形式，但瓦斯又是宝贵的资源。煤中的瓦斯主要是在害形式，但瓦斯又是宝贵的资源。煤中的瓦斯主要是在煤化作用过程中形成的。在煤化作用过程中，煤分子上煤化作用过程中形成的。在煤化作用过程中，煤分子上煤化作用过程中形成的。在煤化作用过程中，煤分子上煤化作用过程中形成的。在煤化作用过程中，煤分子上的侧链和官能团不断分解和脱落，生成低分子气体，即的侧链和官能团不断分解和脱落，生成低分子气体，即的侧链和官能团不断分解和脱落，生成低分子气体，即的侧链和官能团不断分解和脱落，生成低分子气体，即煤层气，其主要成分为甲烷（煤层气，其主要成分为甲烷（煤层气，其主要成分为甲烷（煤层气，其主要成分为甲烷（70%70%96%96%）。在自然条）。在自然条）。在自然条）。在自然条件下，生成件下，生成件下，生成件下，生成1 1吨褐煤可产生吨褐煤可产生吨褐煤可产生吨褐煤可产生68 m68 m3 3甲烷，生成甲烷，生成甲烷，生成甲烷，生成1 1吨肥煤、瘦吨肥煤、瘦吨肥煤、瘦吨肥煤、瘦煤、无烟煤分别可产生甲烷煤、无烟煤分别可产生甲烷煤、无烟煤分别可产生甲烷煤、无烟煤分别可产生甲烷230 m230 m3 3、330 m330 m3 3和和和和400m400m3 3。 如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产如果煤层周围的围岩不透气，在煤化作用过程中产生的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层生的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层生的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层生的气体或被吸附在煤的孔隙中，或逐渐聚积形成煤层气田。气田。气田。气田。 28成煤作用过程小结成煤作用过程小结成煤作用的阶段成煤作用的阶段原始植物及变化产物原始植物及变化产物成成煤煤作作用用泥炭化作用泥炭化作用或或腐泥化作用腐泥化作用植物植物高等植物高等植物低等植物低等植物泥炭泥炭腐泥腐泥煤煤化化作作用用成岩作用成岩作用褐煤褐煤腐泥煤腐泥煤变质作用变质作用长焰煤长焰煤气煤气煤烟煤烟煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤贫煤贫煤无烟煤无烟煤29什么是沼泽什么是沼泽? 沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水沼泽是在一定的气候、地貌和水文条件下，常年积水或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。或极其潮湿的地段，内有大量植物生长和堆积。 沼泽的分类沼泽的分类（1）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型：）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型： 低位沼泽：低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽；主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽； 高位沼泽：高位沼泽：主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽；主要以大气降水为补给来源的泥炭沼泽； 中位沼泽或过渡沼泽：中位沼泽或过渡沼泽：兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，兼有低位沼泽和高位沼泽的特点，其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。其水源部分由地下水补给，部分又由大气降水补给的沼泽。 （2）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆）根据沼泽距离海岸的远近，分为近海泥炭沼泽与内陆泥炭沼泽。泥炭沼泽。（3）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水）根据水介质的含盐度，沼泽又可分为淡水的、半咸水的和咸水的。的和咸水的。 30湖沼演化中泥炭和淤泥形成示意图湖沼演化中泥炭和淤泥形成示意图3132333435大地构造（地壳运动）：大地构造（地壳运动）：提供成煤作用缓慢而均匀的沉降运动（均衡补偿）和成提供成煤作用缓慢而均匀的沉降运动（均衡补偿）和成提供成煤作用缓慢而均匀的沉降运动（均衡补偿）和成提供成煤作用缓慢而均匀的沉降运动（均衡补偿）和成煤坳陷。地壳的剧烈或过缓沉降运动都不利于厚层泥煤坳陷。地壳的剧烈或过缓沉降运动都不利于厚层泥煤坳陷。地壳的剧烈或过缓沉降运动都不利于厚层泥煤坳陷。地壳的剧烈或过缓沉降运动都不利于厚层泥炭层的形成，植物的堆积和地壳的沉降的平衡，决定炭层的形成，植物的堆积和地壳的沉降的平衡，决定炭层的形成，植物的堆积和地壳的沉降的平衡，决定炭层的形成，植物的堆积和地壳的沉降的平衡，决定泥炭层形成厚度。泥炭层形成厚度。泥炭层形成厚度。泥炭层形成厚度。 影响煤性质因素：影响煤性质因素：影响煤性质因素：影响煤性质因素：堆积方式堆积方式堆积方式堆积方式( (原地生成的、异地生成的原地生成的、异地生成的原地生成的、异地生成的原地生成的、异地生成的) )；形成泥炭的植物；形成泥炭的植物；形成泥炭的植物；形成泥炭的植物群落；沉积环境（浅沼的，湖沼的，微咸水群落；沉积环境（浅沼的，湖沼的，微咸水群落；沉积环境（浅沼的，湖沼的，微咸水群落；沉积环境（浅沼的，湖沼的，微咸水- -咸水，富咸水，富咸水，富咸水，富含钙质的）；养分供给（富养分的，贫养分的）；含钙质的）；养分供给（富养分的，贫养分的）；含钙质的）；养分供给（富养分的，贫养分的）；含钙质的）；养分供给（富养分的，贫养分的）；pHpH值，细菌活动性，硫的供给；氧化还原电位（需氧值，细菌活动性，硫的供给；氧化还原电位（需氧值，细菌活动性，硫的供给；氧化还原电位（需氧值，细菌活动性，硫的供给；氧化还原电位（需氧的，厌氧的）。的，厌氧的）。的，厌氧的）。的，厌氧的）。36泥炭沼泽中植物与泥炭层的形成泥炭沼泽中植物与泥炭层的形成37泥炭泥炭3839