第2章泥炭化作用和腐泥化作用

1、1第二章第二章 泥炭化作用和腐泥化作用泥炭化作用和腐泥化作用 泥炭化作用 残植化作用 腐泥化作用 泥炭成分、性质的影响因素 煤的成因分类2第一节第一节 泥炭化作用泥炭化作用 植物的破坏、分解 泥炭化作用 凝胶化作用 丝炭化作用 泥炭的积累速度3一、植物的破坏与分解一、植物的破坏与分解1 1、腐朽作用、腐朽作用 在空气充足的条件下，植物残骸被在空气充足的条件下，植物残骸被完全氧化完全氧化，分解为分解为二氧化碳和水二氧化碳和水。植物物质中只有树脂、蜡。植物物质中只有树脂、蜡质仍在地表被保留下来。质仍在地表被保留下来。在这种条件下，植物物在这种条件下，植物物质所遭受的生物化学氧化分解，称为腐朽作用。

2、质所遭受的生物化学氧化分解，称为腐朽作用。第一节第一节 泥炭化作用泥炭化作用42、腐败作用、腐败作用 腐败作用出现在大气不能充分沟通，而植物腐败作用出现在大气不能充分沟通，而植物物质充分被水浸润的条件下，此时有机物质未物质充分被水浸润的条件下，此时有机物质未能完全分解，其最终产物虽仍为能完全分解，其最终产物虽仍为CO2和和H2O，但仍留存富碳的残骸，形成暗色的腐植物质。但仍留存富碳的残骸，形成暗色的腐植物质。第一节第一节 泥炭化作用泥炭化作用51、泥炭化作用的特点 定义：定义：泥炭化作用是植物物质经受生物化学分解及合成的泥炭化作用是植物物质经受生物化学分解及合成的复杂过程，最终形成泥炭的作用。

3、复杂过程，最终形成泥炭的作用。 属性属性: 也是也是种植物物质的生物化学分解作用，它与水解作种植物物质的生物化学分解作用，它与水解作用、氧化与还原作用有关。用、氧化与还原作用有关。 条件条件: 发生于覆水地区的水位以下，即与大气局部沟通的状发生于覆水地区的水位以下，即与大气局部沟通的状态下。泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外，分解出的气态下。泥炭化作用的直接产物除了泥炭以外，分解出的气态产物有二氧化碳、水、沼气和少量氮。态产物有二氧化碳、水、沼气和少量氮。 二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）6二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）2、泥炭沼泽的垂直剖面氧化环境的表层、中间层及还原

4、环境的底层。泥炭沼泽表层又称为泥炭形成层：植物的氧化分解和水解作用主要是在泥炭沼泽表层进行。泥炭沼泽表层含有大量微生物，随深度变化喜氧细菌与厌氧细菌呈规律性变化7二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）8二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）3、泥炭沼泽化阶段划分两个阶段第一阶段，植物遗体中的有机化合物，经过氧化分解和水解作用，转化为简单的化学性质活泼的化合物；第二阶段，分解产物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。这一过程称为腐植化作用。9二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）F植物转变为泥炭后，植物中含有的蛋白质在泥炭中消失了，木质素、纤维素等在泥炭

5、中很少，而产生了植物中没有的大量腐植酸。F元素组成中，泥炭的碳含量比植物增高，氮含量有所增加，而氧含量减少。说明泥炭化过程中，植物的各种有机组分发生了复杂的变化，变成新的产物。这些产物的组分和性质与原来植物的组分和性质是不同的。10二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）1）生物化学分解作用 在生物化学分解作用中，植物组织的各种有机组分的抗分解能力各不相同，最易分解的是:F原生质脂肪、果胶质、纤维素、半纤维素木质素、木栓质、角质、孢粉质、蜡质和树脂。11二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）（1）纤维素易于被强无机酸水解或被喜氧和厌氧细菌、真菌等菌类所分解。（2）半纤维素水解后形成简

6、单的单糖、己糖、戊糖，进而在充氧的条件下单糖变为CO2和H2O，在缺氧条件下，由于微生物作用，形成沼气。（3）木质素中有甲氧基官能团，具有芳烃特征，抵抗分解能力较强，只有在菌类和其他微生物作用下分解。（4）脂肪分解成甘油和较复杂的脂肪酸，在菌类及细菌活动下可在分解成简单的脂肪酸、 CO2和H2O,也可分解出沼气。（5）蜡质、树脂等抵抗化学和微生物的分解作用能力最强。12二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）2）生物化学合成作用 定义：形成若干新的有机物质，其中最主要的就是构成泥炭特征性组分的腐植酸。（黄褐色塑性物质，具胶体特征） 注意：腐植酸不是单一的有机化合物，而是一组由近似的、分子大

7、小不等且结构不一的羟基芳香羧酸组成的复杂混合物。这种复杂混合物的形成作用，称为腐植化作用。13二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）3）腐植化作用 是泥炭化过程较为重要的作用，它不是一种生物作用，而是在泥炭表面或近表面的泥炭形成层中，由缓慢的氧化作用所引起的一种化学作用，其结果是腐植物质的形成。 腐植物质主要来源于植物的何种有机组分，曾有过长期的争论（即“木质素说”和“纤维素说”），实际上木质素、纤维素、丹宁酸、蛋白质、类脂物质等植物物质参与了腐植化作用，它们对腐植物质形成的贡献程度，还存在不同认识。14二、泥炭化作用（重点）二、泥炭化作用（重点）4、泥炭沼泽有机组分：腐植酸：是泥炭沼泽

8、中的主要成分；沥青质：合成作用形成，也可以由树脂、蜡质、孢粉质转化而来；未分解或未完全分解的纤维素、半纤维素、果胶质和木质素；变化不大的稳定组分：如角质膜、树脂、孢粉等。15三、凝胶化作用（重点）三、凝胶化作用（重点）1、凝胶化作用的特点、凝胶化作用的特点 概念：指植物的主要组成部分在泥炭化过程中经过生物化学变化和物理化学变化，形成以腐植酸和沥青质为主要成分的胶体物质（凝胶和溶胶）的过程。 条件:较为停滞的、不太深的覆水条件下，弱氧化至还原环境，厌氧细菌的参与。 植物的木质纤维组织一方面进行生物化学变化，一方面进行胶体化学变化，二者同时发生和进行导致物质成分和物理结构两方面都发生变化。 16三

9、、凝胶化作用（重点）三、凝胶化作用（重点）2、生物化学凝胶化作用：、生物化学凝胶化作用：植物的木质纤维组织在沼泽水的浸泡下，吸水膨胀，并通过真菌和细菌的作用在形成腐植酸等物质的同时，还经历着一个胶体化学变化：既有因微生物活动而引起的化学成分的变化；又有胶体化学的变化，故全称应为“生物化学凝胶化作用”。17三、凝胶化作用（重点）三、凝胶化作用（重点） 3、凝胶化作用的产物、凝胶化作用的产物 凝胶化作用进行的强烈程度不同:产生了形态和结构不同的凝胶化物质。 (1)如果植物组织的细胞壁在变化过程中只发生了微弱的膨胀，则植物的细胞组织仍能保持规则的排列，细胞腔明显。 (2)凝胶化作用的程度不同，产生的

10、凝胶化物质的结构和形态亦不同，再经过煤化作用的转化，则形成不同的显微组分。结构镜质体2胞壁膨胀，胞腔变小，胞腔大小不一，排列不整齐 江苏徐州夏桥，P11，太原组16煤层，透射光。18结构镜质体1（红）、树脂体（黄）甘肃礼县任家湾，J2，延安组52煤层，透射光。19若细胞腔也充满了凝胶化物质，但植物结构通过凝胶化物质深浅色调的不同仍可以辨认时，即转变成结构镜煤体。19均匀镜质体江苏徐州张小楼， P22 ，下石盒子组煤层，透射光。20当凝胶化作用进行的十分强烈，植物的细胞结构完全消失，形成了均匀的凝胶化物质，转变成煤后即成为无结构镜煤体。 20212122三、丝炭化作用（重点）三、丝炭化作用（重点

11、）1.概念:植物物质应受的氧化分解、脱水、脱氢及增碳化过程称为丝炭化作用。 2.物质:丝炭化物质和凝胶化物质一样，主要也是由植物的木质纤维组织转变而形成的;从有机组成来看主要也是植物细胞壁中的木质素和纤维素。23四、丝炭化作用（重点）四、丝炭化作用（重点）3.形成环境: 沼泽覆水程度发生变化; 沼泽表面变得比较干燥，氧的供应较为充分; 氧化过程中有机物在微生物参与下由于失去被氧化的原子团而脱氢、脱水，碳含量相对地增加.24四、丝炭化作用（重点）四、丝炭化作用（重点）4.几种学说 (1)“森林火灾说”，即认为丝炭是古代沼泽森林起火后造成的木炭状残余物转化而成的。(2)丝炭化物质的形成主要是由于氧

12、化作用和脱氢、脱水作用，它是在沼泽覆水程度起了变化，当沼泽表面变得比较干燥，氧的供应较为充分的情况下发生的。25四、丝炭化作用（重点）四、丝炭化作用（重点）特点:氧化过程中有机物在微生物参与下由于失去被氧化的原子团而脱氢、脱水，碳含量相对地增加。 部分丝炭没有经过明显地凝胶化作用，因而植物细胞结构几乎未经膨胀变形，仍然保留完整的植物组织结构。丝质体；微丝煤262627四、丝炭化作用（重点）四、丝炭化作用（重点）5、丝炭化作用过程的复杂性 自然界所见煤的结构、构造往往是十分复杂的，常看到煤的不同岩石类型的频繁交替，有一些丝炭化物质首先曾经历过不同程度的凝胶化作用，而后由于环境发生变化(特别是覆水

13、程度的变化)，又发生丝炭化作用。28四、丝炭化作用（重点）四、丝炭化作用（重点）注意注意: 凝胶化作用与丝炭化所发生环境不同：凝胶化作用是在弱氧化至还原环境下形成，丝炭化作用是在氧化环境中发生，后迅速转入弱氧化或还原环境下。 经历作用不同，成分不一样：部分丝炭没有经历凝胶化作用，细胞结构几乎未经历膨胀变形，保持了植物的组织结构。 同一植物遗体可以经历两种不同的过程，形成相应的组分29五、泥炭的积累速度五、泥炭的积累速度泥炭的积累 与大气和土壤的温度密切有关。 温度影响植物的生长速度和生长量；1. 温度影响微生物的繁殖和活动，从而影响植物死亡后的分解速度。陆上土壤中有机质的破坏有机物的生长沼泽条

14、件下有机质的破坏05101520253035404550温度 / C30五、泥炭的积累速度五、泥炭的积累速度泥炭的积累2.与植物类型、沼泽富水程度、介质酸碱性及微生物活动对植物遗体分解速度等多因素有关。3.地质历史时期地质特征，如构造、气候等也会影响到泥炭沼泽的发育。31第二节 残植化作用1.残植化作用的概念 当泥炭化过程中水介质流通较畅，长期有新鲜氧供给的条件下，凝胶化作用和丝炭化作用的产物被充分分解破坏，并被流水带走，稳定组分大量集中的过程称为残植化作用。 32第二节 残植化作用2.形成的的环境和条件 (1)泥炭沼泽是开放型的,水介质具有流动特性; (2)长期有新鲜氧供应,发生氧化作用;

15、(3)泥炭化形成的物质一部分被带走,稳定组分聚集。 33第二节 残植化作用3.在煤层中的分布 (1)整个煤层或者分层或者煤岩条带 通过镜下研究，有时发现煤层的某些分层甚至整个煤层中稳定组的成分特别富集，角质体、木栓体、树脂体等物质有时可达到90以上。 角质体（镶边状），荧光体343435第二节 残植化作用 (2)一般的组分组合特点 显微镜下观察发现稳定组分大量富集的情况下，煤的基质常以不透明的丝炭化基质为主，这一点亦可做为氧化作用较强的证据。36第二节 残植化作用泥 炭 表 层 =潜 水 面泥 炭 表 层地 下 水 面321图2-2 由于潜水面降低原地生成的残植煤1-在泥炭中分散存在的植物稳定

16、组分；2-集中后的植物稳定组分；3-有氧的环境下遭受氧化分解的泥炭层37第二节 残植化作用4.异地残植煤 残植煤的形成也有异地生成的方式。如在泥炭被搬运过程中，大部分凝胶化组分和丝碳化组分被破坏，而稳定组分相对得以富集，从而形成残植煤。38第二节 残植化作用21图2-3 异地生成的残植煤（据煤田地质学，邹常玺等主编，1989）1-稳定组分集中的泥炭层；2-受到剥蚀的泥炭层39第三节 腐泥化作用1.腐泥化作用的概念 低等植物(藻类)和浮游生物遗体在滞流还原环境和厌氧微生物参与下，经过复杂的生物化学变化形成的富含水分的有机软泥(腐泥) 的过程称为腐泥化作用。2.腐泥化作用形成的环境和条件 (1)水

17、体较深:湖泊、沼泽水深地带及泻湖、海湾和浅海等水体. (2)还原环境:滞流、还原环境 (3)厌氧微生物参与 (4)低等植物(藻类)和浮游生物40第三节 腐泥化作用3.腐泥化作用的产物 腐泥化作用的产物主要是富含水分的有机软泥-腐泥。 (1)气态产物:在腐泥化过程中，形成的气态产物主要有CH4、NH3、N2O、N2、H2S和CO2。 (2)富含氢的液态或固态沥青质物质源岩。 41第三节 腐泥化作用4.腐泥化作用的程度不同形成不同的煤岩组分 腐泥化作用的程度不同，形成腐泥的原始物质的腐解程度亦不尽相同，有的保存或部分保存原生的低等植物组织形态或结构，有的则被彻底分解，形成的腐泥煤其显微组分的特征也

18、不相同。 42第四节 泥炭成分、性质的影响因素u 植物群落植物群落u 营养供应营养供应u 介质的酸度介质的酸度u 介质的氧化还原条件介质的氧化还原条件43一、植物群落一、植物群落 植物是成煤的原始质料，因此植物群落不同就会影响泥植物是成煤的原始质料，因此植物群落不同就会影响泥炭的性质。炭的性质。1、木本植物构成的森林沼泽、木本植物构成的森林沼泽：由于植物本身富含木质纤维：由于植物本身富含木质纤维组织，在其他条件适合时就容易形成凝胶化物质较多的泥组织，在其他条件适合时就容易形成凝胶化物质较多的泥炭。地史上石炭纪温湿气候带的森林沼泽，盛产鳞木、封炭。地史上石炭纪温湿气候带的森林沼泽，盛产鳞木、封印

19、木等具有粗大树干的木本植物。该聚煤期形成的煤在世印木等具有粗大树干的木本植物。该聚煤期形成的煤在世界许多煤田中都以富光亮型煤为特征，这固然取决于当时界许多煤田中都以富光亮型煤为特征，这固然取决于当时的堆积环境，但植物群落的特征也是一个重要前提。的堆积环境，但植物群落的特征也是一个重要前提。第四节 泥炭成分、性质的影响因素442 2、芦苇沼泽：、芦苇沼泽：由于其植物组成缺乏木质素，含较多的纤维由于其植物组成缺乏木质素，含较多的纤维素和蛋白质，这些不稳定的成分容易被分解破坏，从而使素和蛋白质，这些不稳定的成分容易被分解破坏，从而使稳定组分富集，成煤后形成富含稳定组分稳定组分富集，成煤后形成富含稳定

20、组分( (壳质组壳质组) )的煤。的煤。3 3、苔藓植物：、苔藓植物：由于其富含防腐剂由于其富含防腐剂( (酚酚) )，故抗分解的能力很，故抗分解的能力很强，在苔藓泥炭中就保留了较多的不稳定的纤维素和半纤强，在苔藓泥炭中就保留了较多的不稳定的纤维素和半纤维素维素；在组成上可以看到细碎屑状的地苔和由混生的针叶在组成上可以看到细碎屑状的地苔和由混生的针叶树形成的凝胶化物质的条带。树形成的凝胶化物质的条带。4 4、半水生植物：、半水生植物：形成的泥炭成煤后多为暗淡煤。形成的泥炭成煤后多为暗淡煤。第三节 泥炭成分、性质的影响因素45二、营养供应二、营养供应 根据沼泽对植物所需的营养供应分为根据沼泽对植

21、物所需的营养供应分为滋育的滋育的、中滋育中滋育的的和和低滋育低滋育的三种类型，其所形成的泥炭相应地称为的三种类型，其所形成的泥炭相应地称为富营养型富营养型泥炭泥炭、中营养型泥炭中营养型泥炭和和贫营养型泥炭贫营养型泥炭。1、富营养型泥炭：、富营养型泥炭：由地下水供给的低位沼泽通常是滋育沼泽，由地下水供给的低位沼泽通常是滋育沼泽，因为地下水带来了大量矿物质，有利于植物的大量繁殖。这因为地下水带来了大量矿物质，有利于植物的大量繁殖。这种沼泽形成的富营养型泥炭的灰分一般较高。我国的第四系种沼泽形成的富营养型泥炭的灰分一般较高。我国的第四系泥炭中泥炭中90属于这种类型。地史上各成煤期的沼泽亦以滋育属于这

22、种类型。地史上各成煤期的沼泽亦以滋育沼泽为主。沼泽为主。第四节 泥炭成分、性质的影响因素46二、营养供应二、营养供应2、贫营养型泥炭、贫营养型泥炭：由大气降水补给的高位沼泽，由于缺乏矿物：由大气降水补给的高位沼泽，由于缺乏矿物质，故属低滋育沼泽。在这种沼泽中钙、磷酸、碳酸钾、氮等质，故属低滋育沼泽。在这种沼泽中钙、磷酸、碳酸钾、氮等仅是低位沼泽的仅是低位沼泽的15左右。由于矿物质少，泥炭化作用所产生左右。由于矿物质少，泥炭化作用所产生的腐植酸不易形成腐植酸盐，因而腐植酸逐渐积累，并使沼泽的腐植酸不易形成腐植酸盐，因而腐植酸逐渐积累，并使沼泽水的酸度增强，微生物活动减弱，形成酸性较高的泥炭，其中

23、水的酸度增强，微生物活动减弱，形成酸性较高的泥炭，其中常具有保存完好的植物结构，转变而成的煤低硫、低灰，易于常具有保存完好的植物结构，转变而成的煤低硫、低灰，易于提取大量的沥青质。提取大量的沥青质。3、中位沼泽：、中位沼泽：其营养供应条件介于二者之间，属中滋育沼泽。其营养供应条件介于二者之间，属中滋育沼泽。第四节 泥炭成分、性质的影响因素47第四节 泥炭成分、性质的影响因素东北各类泥炭化学组成比较表（绝对干燥物质）类型类型有机有机质质粗灰粗灰分分pHpH全全N NP P2 2O O5 5K K2 2O OCaOCaO腐植酸腐植酸富营养型泥炭富营养型泥炭(低位泥炭低位泥炭) 中营养型泥炭中营养型

24、泥炭(中位泥炭中位泥炭) 贫营养型泥炭贫营养型泥炭(高位泥炭高位泥炭)647693362476.55.54.52.31.81.20.490.390.170.270.260.231.420.880.3920401530102048三、介质的酸度三、介质的酸度 沼泽水的酸度直接影响细菌的生存和活动，因面对泥炭化作沼泽水的酸度直接影响细菌的生存和活动，因面对泥炭化作用有重要影响。用有重要影响。介质酸度越高愈不利于细菌的生存介质酸度越高愈不利于细菌的生存；中性至偏；中性至偏弱碱性的介质弱碱性的介质(PH值值7.07.5)最利于细菌的繁殖；特别是当含钙最利于细菌的繁殖；特别是当含钙离子的水与充分的氧共同

25、存在时，细菌活动最盛。离子的水与充分的氧共同存在时，细菌活动最盛。 细菌的活动程度影响植物遗体在沼泽水中的分解程度和化细菌的活动程度影响植物遗体在沼泽水中的分解程度和化学变化。学变化。细菌活动愈强烈，分解作用进行得愈充分细菌活动愈强烈，分解作用进行得愈充分，原来的植，原来的植物结构保存得愈差，所形成的凝胶化物质常是无结构的。这种物结构保存得愈差，所形成的凝胶化物质常是无结构的。这种情况下形成的煤挥发分较高，焦化过程中软化温度低，粘结性情况下形成的煤挥发分较高，焦化过程中软化温度低，粘结性也较好。也较好。第四节 泥炭成分、性质的影响因素49四、介质的氧化还原条件四、介质的氧化还原条件 沼泽中沼泽

26、中氧的供给氧的供给情况决定了介质的情况决定了介质的氧化还原条件氧化还原条件，从而对，从而对细菌的种类和活动情况有重要影响，从而影响着生物化学作用细菌的种类和活动情况有重要影响，从而影响着生物化学作用的强烈程度，进而影响到泥炭的组成和性质。的强烈程度，进而影响到泥炭的组成和性质。 泥炭表层泥炭表层，植物遗体直接和大气中的氧接触，容易受到较强的氧，植物遗体直接和大气中的氧接触，容易受到较强的氧化而产生化而产生贫氢的丝炭贫氢的丝炭；而在停滞的沼泽水的覆盖下，氧的供应受到限；而在停滞的沼泽水的覆盖下，氧的供应受到限制，容易产生制，容易产生富含镜质组的煤富含镜质组的煤；当地下水成地表水长期缓慢地流入沼；

27、当地下水成地表水长期缓慢地流入沼泽时，带来了新鲜的氧，并将分解产物带走，植物遗体受到强烈破坏，泽时，带来了新鲜的氧，并将分解产物带走，植物遗体受到强烈破坏，稳定组分即相对富集，容易形成稳定组分即相对富集，容易形成残植煤残植煤。第四节 泥炭成分、性质的影响因素50第四节 泥炭成分、性质的影响因素五、古地理环境对泥炭的影响五、古地理环境对泥炭的影响1、聚积环境与硫含量、聚积环境与硫含量 近海型煤田的许多煤层，煤中硫分都相当高，尤近海型煤田的许多煤层，煤中硫分都相当高，尤其当煤层具有海相顶板时更为突出，有时硫含量其当煤层具有海相顶板时更为突出，有时硫含量甚至高达甚至高达8-12%，而远海型煤田的煤层

28、一般硫分，而远海型煤田的煤层一般硫分都比较近，这和成煤的泥炭沼泽聚积环境有关。都比较近，这和成煤的泥炭沼泽聚积环境有关。51第四节 泥炭成分、性质的影响因素 滨海沼泽泥炭硫含量高，不仅与成煤植物富滨海沼泽泥炭硫含量高，不仅与成煤植物富硫有关，更重要的是和滨海泥炭沼泽的介质有关硫有关，更重要的是和滨海泥炭沼泽的介质有关。海水中硫平均含量是。海水中硫平均含量是0.0888%0.0888%，主要以硫酸根离，主要以硫酸根离子形式存在，而河水中硫酸根离子含量不超过十子形式存在，而河水中硫酸根离子含量不超过十万分之几。海水中丰富的硫酸根离子是造成滨海万分之几。海水中丰富的硫酸根离子是造成滨海泥炭富硫的重要

29、物质基础。泥炭富硫的重要物质基础。52第四节 泥炭成分、性质的影响因素2.聚煤环境与煤的“还原程度” 苏联的煤田地质工作者认为，这种现象和滨海泥炭沼泽的介质化学特征有关。具有上述特点的煤被称为“强还原煤”。“强还原煤”是在碱性介质、停滞和厌氧的还原环境中形成的，其凝胶化组分的透光色比“弱还原煤”浅，往往带橙色色彩，而反射率低。“强还原煤”富集的煤层中黄铁矿含量高，粘土矿物以水云母、蒙脱石为主；而“弱还原煤”以高岭石为主。53第四节 泥炭成分、性质的影响因素五、古地理环境对泥炭的影响2.聚煤环境与煤的“还原程度”前西德煤岩学者Stach认为，这种煤的成因与滨海沼泽环境的pH值高、细菌活跃有关，在

30、这种厌氧的碱性环境中有机质逐步腐烂分解，形成富含脂肪、沥青质的分解产物。由于富含沥青质，所以在煤化程度较低时，在蓝色光激发下呈明显的浅红棕包荧光；在炼焦煤阶段，粘结性强。人工煤化作用的实验也证明了在碱性介质条件下，形成的煤具有粘结性强的特点。54第四节 泥炭成分、性质的影响因素五、古地理环境对泥炭的影响2.聚煤环境与煤的“还原程度”中国科学院煤化学所、煤炭科学研究院等单位对我国贾汪、鲁西等煤田不同“还原程度”的煤进行了研究。这些地区晚石炭世太原组某些煤层与早二叠世山西组煤层相比，具有还原程度较强的特点。第四节 泥炭成分、性质的影响因素55第四节 泥炭成分、性质的影响因素v虽然目前对于不同“还原

31、程度”煤形成的机理还不十清楚，对于“还原程度”的不同是否受原始物质的影响还有不同的看法，但是聚积环境不同对煤的组成和性质的影响是客现存在的，也是在研究煤质变化原因和规律时所必须考虑的。运用煤岩、煤化学、地球化学、沉积岩石学等方法对煤层及其围岩进行综合研究，有可能使我们对这一问题的认识深入一步。5657第五节 煤的成因分类1.煤的成因分类的依据 成煤的原始质料和总的聚积环境。腐植煤类是高等植物在沼泽条件下聚积而成的；腐泥煤类则是低等植物包括少量水生动物在湖泊等较深的水体中形成的。腐植腐泥混合类在原始质料和聚积环境上都处于二者过渡的情况 。2.分类方案大大 类类类类 型型成煤原始质料的类别和聚成煤

32、原始质料的类别和聚积环境积环境腐腐 植植 类类腐腐 植植 煤煤高等植物在沼泽环境中形高等植物在沼泽环境中形成成残残 植植 煤煤腐植腐泥类腐植腐泥类腐植腐泥煤腐植腐泥煤高等植物和低等植物都占高等植物和低等植物都占重要地位，聚积于湖、沼重要地位，聚积于湖、沼过渡的环境过渡的环境腐腐 泥泥 类类腐腐 泥泥 煤煤低等植物和少量动物在湖低等植物和少量动物在湖泊或沼泽中积水较深部分泊或沼泽中积水较深部分形成形成第五节 煤的成因分类58一、残植煤 残植煤主要是由高等植物中的稳定组分富集而成，在典型的残植煤中稳定组分含量一般都在5060%以上。 残植煤常呈薄层或透镜体夹在腐植煤中，或与其逐渐过渡，但有时也能单

33、独构成具有工业价值的煤层。 残植煤光泽较暗，或具油脂光泽，韧性较大，化学工艺性质的特点是：挥发分高、氢含量高、焦油产率高，与腐泥煤相近。 根据残植煤的主要稳定组分的成分可分为：等几种类型。 第五节 煤的成因分类59第五节 煤的成因分类1.角质残植煤（1）煤呈灰黑色或褐黑色，光泽暗淡，新鲜断面具油脂光泽，叶片状结构，往往沿层理剥成薄片，坚韧稍具弹性，易燃有沥青味。（2）显微镜下观察：主要由厚薄不同的两种角质膜互层组成，以厚壁角质膜为主，在透光下呈黄色，含量达6075%以上，此外亦有大孢子和少量凝胶化基质和丝炭化基质。（3）矿物杂质含量较高，以黄铁矿细晶和粘土矿物透镜体为主。60第五节 煤的成因分

34、类2.树皮残植煤(1)树皮残植煤略具油脂光泽，韧性较大，易燃，带沥青味，以线理状结构为主，垂直断面上亮暗成分相间，显微波状水平层理，沿层理易分成薄片。(2)其显微组成以木栓组织和栓内层为主，木栓组织的细胞具多角形、椭圆形等外形，其大小为0.020.08毫米，在垂直切面上常呈迭瓦状排列；(3)凝胶化基质条带和丝炭化基质透镜条带与木栓组织交互成层，有少量镜煤、木质镜煤丝炭，角质膜碎片；木栓组织和基质中黄铁矿较多，煤中粘土矿物也比较多。(4)树皮残植煤的挥发分高、氢含量高、焦油出率高.61第五节 煤的成因分类3.孢子残植煤 显微组成以孢子外壁为主，常具粒状结构，致密暗淡，具韧性，大多呈透镜状或夹层出

35、现在煤层中。 晚古生代孢子植物繁盛，世界上孢子残植煤多发育于晚古生代地层中，如澳大利亚石炭二迭纪的塔斯马尼亚煤几乎完全由压扁的小袍子外壁所组成。苏联莫斯科煤田、基泽尔煤田的早石炭世煤中也都有袍子残植煤。我国山西大同煤出也有少量孢子残植煤夹层。62第五节 煤的成因分类4.树脂残植煤 形成残植煤需要两个条件相配合:一是成煤原始物质中稳定组分较多，二是有利的聚积环境使稳定组分富集。以我国树皮残植煤为例，成煤植物以鳞木和种子蕨、真蕨为主，而鳞木的皮层占茎部80%，为残植煤的形成提供了物质基础。 树脂残植煤中木栓组织受不同程度的膨化，细胞结构较模糊，木栓组织中散布着黄铁矿微晶，很少木质纤维组织，仅有一些

36、凝胶化基质和少量丝炭化基质。这些表明，聚积环境是一种还原环境，由于受海水的影响介质呈碱性，由木质纤维组织形成的腐植煤在碱性介质中溶解度大，不断被水流带走，而化学稳定性较强的木栓组织相对富集。63第五节 煤的成因分类 树脂残植煤煤层底板的沼泽相根土岩普遍发育，煤层的结构和层位都比较稳定，表明成煤植物主要是原地形成的。 在介屑和石英砂粒较多的煤中，木栓组织比较破碎，各种木质纤维组织碎片较多，显微组成和结构都比较杂乱，显然是经过水流搬运后再次堆积的，其成因可能属于微异地堆积的范畴。 德国泽次魏森费尔持的古近-新近纪地层存在；我国江西长平煤田也存在该类型煤层。64第五节 煤的成因分类二、腐泥煤 腐泥煤主要是湖沼、泻湖中的藻类等浮游生物在还原环