chap煤的的形成PPT课件

1、高等煤化学Advanced Coal Chemistry 张双全第1页/共39页Chaprt 1：Coal Formation Main contents： （1）What is the material for coal formation？ （2）How was coal formed？第2页/共39页第一节 成煤物质(Materials of coal formation)第3页/共39页Lower PlantsHigher Plants第4页/共39页低等植物海带 kelp第5页/共39页低等植物地衣(lichen)第6页/共39页低等植物蘑菇 mushroom第7页/共39页高等植物

2、蕨类植物 第8页/共39页高等植物松树 pine第9页/共39页第10页/共39页第11页/共39页第12页/共39页OHCHCHO-CH3CH2OHOHO-CH3H3C-OCHCHCH2OHOHCHCHCH2OH针叶树的松柏醇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 香豆醇香豆醇第13页/共39页第14页/共39页第15页/共39页蛋白质蛋白质 第16页/共39页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 物碳水化合物木 质 素蛋 白 质脂类化合物细菌绿藻苔 藓蕨类草 类松柏及阔叶树12283040305050605070607000102030203020305080

3、4050152010155101752010208103551013木本植物的不同部分木质部叶木 栓孢粉质原生质607565605202030201000182570235825309010第17页/共39页第18页/共39页第二节第二节 成煤的条件和环境成煤的条件和环境 surroundings 煤炭的生成，必须有气候、生物、地理、地质等条煤炭的生成，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值的煤炭矿藏。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：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 (生物生物life-form、气候、

4、气候climate的影响的影响) （2）植物遗体不能完全腐烂适合的堆积场所）植物遗体不能完全腐烂适合的堆积场所 (沼沼泽、湖泊泽、湖泊swamps and lakes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subside形成上覆岩层和顶底板形成上覆岩层和顶底板多煤层多煤层）第19页/共39页第三节第三节 成煤作用过程成煤作用过程 植物泥炭化泥炭成岩作用褐煤变质作用烟煤、无烟煤煤化作用第20页/共39页第三节第三节 成煤作用过程成煤作用过程 煤化程度煤化程度metamorphic grade的概念的概念：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

5、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。煤的这种转化阶段称为煤化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，或煤级程度，有时称为变质程度，或煤级(Rank)。按煤化程度由低到高依次是：按煤化程度由低到高依次是： 褐煤褐煤 lignite/brown coal、 烟煤烟煤 Bituminous Coal （长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤）（长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤） 无烟煤无烟煤 Anthracite。第21页/共39页1 泥炭化作用泥炭化作用peatification 泥炭化作用的概念：泥炭

6、化作用的概念：高等植物死亡后，在生物化学高等植物死亡后，在生物化学作用下作用下biochemical reactions，变成泥炭的过程称为泥，变成泥炭的过程称为泥炭化作用。炭化作用。 在这一阶段，植物在这一阶段，植物首先首先在在微生物微生物作用下，分解和水作用下，分解和水解为分子量较小的性质活泼的化合物，解为分子量较小的性质活泼的化合物，然后然后小分子化合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，物之间相互作用，进一步合成新的较稳定的有机化合物，如腐植酸如腐植酸humic acid、沥青质、沥青质pitch等。等。 植物经泥炭化作用成为泥炭，在两方面发生巨大变植物经泥炭化作

7、用成为泥炭，在两方面发生巨大变化：化：第22页/共39页泥炭化作用第23页/共39页表26 植物与泥炭化学组成的比较 元素组成，%有机组成，%植物与泥炭CHNO+S纤维素半纤维素木质素蛋白质沥青腐植酸莎草47.205.611.6139.3750.0020305105100木本植物50.156.201.0542.1050.6020.3017130桦川草本泥炭55.876.352.9034.9719.690.7503.5043.58合浦木本泥炭65.466.531.2026.75o.890.390042.88植物变成泥炭后组成的变化第24页/共39页2 煤化作用煤化作用 Coalification

8、 煤化作用包括煤化作用包括成岩作用成岩作用和和变质作用变质作用两个连续的过两个连续的过程。程。2.1 成岩作用成岩作用diagenesis 泥炭在沼泽中层层堆积，越积越厚，当地壳下降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。在上覆沉速度较大时，泥炭将被泥沙等沉积物覆盖。在上覆沉积物积物sedimentary cover的压力作用下，泥炭发生了的压力作用下，泥炭发生了压压紧、失水、胶体老化紧、失水、胶体老化、固结等一系列变化，微生物的、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物理化学作用。作用逐渐消失，取而代之的是缓慢的物理化学作用。这样，

9、泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。这样，泥炭逐渐变成了较为致密的岩石状的褐煤。 第25页/共39页2.2 变质作用变质作用 metamorphism 当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层当褐煤层继续沉降到地壳较深处时，上覆岩层压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作压力不断增大，地温不断增高，褐煤中的物理化学作用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。用速度加快，煤的分子结构和组成产生了较大的变化。碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减碳含量明显增加，氧含量迅速减少，腐植酸也迅速减少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。少并很快消失，褐煤逐渐转化成为烟煤。随着煤层沉随着

10、煤层沉降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续降深度的加大，压力和温度提高，煤的分子结构继续变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。变化，煤的性质也发生不断的变化，最终变成无烟煤。第26页/共39页第27页/共39页第28页/共39页第29页/共39页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。 沼泽的分类（1）按水分补给来源的不同，可划分为三种类型： 低位沼泽：主要由地下水补给、潜水面较高的沼泽； 高位沼泽：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：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。 （2）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。（3）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。 第30页/共39页湖沼演化中泥炭和淤泥形成示意图第31页/共39页第32页/共39页第33页/共39页第34页/共39页第35页/共39页大地构造（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，决定泥炭层形成厚度。